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毕业论文----车站站场接触网设计

2017-10-15 41页 doc 235KB 76阅读

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毕业论文----车站站场接触网设计毕业论文----车站站场接触网设计 西 南 交 通 大 学 专科毕业设计 公兴车站站场接触网设计 年 级:2010 学 号:20103507 姓 名:王靖 专 业:电气化铁道技术 指导老师: 2012年07月 西南交通大学专科毕业设计 第I页 系 别 电气工程学院 专 业 电气化铁道技术 年 级 2010级(专科)函2班 姓 名 王靖 题 目 公兴车站站场接触网设计 指导教师 评 语 指导教师 (签章) 评 阅 人 评 语 评 阅 人 (签章) 成 绩 答辩委员会主任 (签章) 年 月 日...
毕业论文----车站站场接触网设计
毕业论文----车站站场接触网设计 西 南 交 通 大 学 专科毕业设计 公兴车站站场接触网设计 年 级:2010 学 号:20103507 姓 名:王靖 专 业:电气化铁道技术 指导老师: 2012年07月 西南交通大学专科毕业设计 第I页 系 别 电气工程学院 专 业 电气化铁道技术 年 级 2010级(专科)函2班 姓 名 王靖 题 目 公兴车站站场接触网设计 指导教师 评 语 指导教师 (签章) 评 阅 人 评 语 评 阅 人 (签章) 成 绩 答辩委员会主任 (签章) 年 月 日 西南交通大学专科毕业设计 第II页 毕业设计任务书 班 级 电气化铁道(专科)函2班 学生姓名 王靖 学 号 20103507 发题日期: 2012 年 4 月20日 完成日期: 2012 年6月30日 题 目 公兴车站站场接触网设计 1、本论文的目的、意义:在我国铁路跨越式发展的时期,本设计虽然只是一个站场的接触网毕业设计,显然是微不足道的,但正是无数个这样的设计,使我们这些电气化铁道行列中的技术工作者得到了不断的学习和锻炼,因此本设计对于电气化铁道知识的学习者来说具有深远的现实意义。对施工单位、运营单位及初学者有一定的借鉴作用。 学生应完成的任务: 调研高速电气化铁路发展概况、趋势及课题研究背景,明确毕业设计的任务与完成的工作;通过当地气象条件,对接触网受力进行分析,最后确定支柱位置及类型、锚段划分、拉出值大小及方向、支柱侧面限界、支持装置结构及形式、基础及横卧板类型、主要设备的安装结构及位置、接触线高度、悬挂类型、接地方式、防护要求、附加导线架设,特殊设计及工程数量统计等。 2、论文各部分内容及时间分配:(共 8 周) 第一部分 1 (周) 第二部分 1 (周) 第三部分 2 (周) 第四部分 2 (周) 第五部分 1 (周) 评阅及答辩 1 (周) 备 注 指导教师: 年 月 日 审 批 人: 年 月 日 西南交通大学专科毕业设计 第III页 目 录 摘 要 ................................................................. 1 第1章 绪 论 ......................................................... 2 第2章 机械计算 ....................................................... 3 2.1负载计算 ........................................................ 3 2.1.1自重负载 ...................................................... 3 2.1.2冰负载 ........................................................ 3 2.1.3风负载 ........................................................ 3 2.1.4合成负载 ...................................................... 4 2.2最大跨距计算 .................................................... 4 2.2.1直线区段 ...................................................... 5 2.2.2曲线区段 ...................................................... 5 2.3半补偿链形悬挂安装曲线计算 ...................................... 6 2.3.1当量跨距计算 .................................................. 7 2.3.2 Ψ值计算 ..................................................... 7 2.3.3 Tco值的计算三次方程 .......................................... 8 2.3.4 临界负载qlj的计算 ........................................... 8 2.3.5 计算并绘制有载承力索安装曲线 ................................. 9 2.3.4计算并绘制接触线的弛度曲线及悬挂点处高度变化曲线 .............. 9 2.3.5计算并绘制无载承力索安装曲线 ................................. 11 2.3.6计算最大附加负载下承力索的张力 ............................... 13 2.4关于张力差,T=F(L) ............................................. 15 J 2.4.1直线区段 ..................................................... 15 2.4.2曲线区段 ..................................................... 16 2.5 绘制ΔT、ΔT随L而变化的曲线 ............................... 17 JEJDEX 第3章 接触线的受风偏移较核 ......................................... 19 西南交通大学专科毕业设计 第IV页 第4章 支柱 腕臂 基础校核 ............................................ 20 4.1支柱容量校核 ................................................... 20 4.1.1支柱及其腕臂的水平和垂直负载 ................................. 21 4.1.2支柱容量校验 ................................................. 21 4.2腕臂强度校核 ................................................... 22 4.2.1确定着力点 ................................................... 22 4.2.2对各力进行分解 ............................................... 23 4.2.3求最大弯矩及最大轴力 ......................................... 25 4.2.4强度校核 ..................................................... 26 4.3基础稳定性校核 ................................................. 26 4.3.1计算换算水平力和换算水平高度 ................................. 26 4.3.2求极限载荷 ................................................... 26 4.3.3基础计算 ..................................................... 26 第5章 接触网平面设计原则 ............................................ 28 5.1 站场接触网平面设计 ............................................ 28 5.1.1站场平面设计的内容和次序 ..................................... 28 5.1.2站场平面设计的原则及注意事项 ................................. 28 5.2 区间接触网平面设计 ............................................ 30 5.3 本设计主要技术原则 ............................................ 31 结 论 ................................................................ 33 致 谢 ................................................................ 34 参 考 文 献 ........................................................... 35 附录一 ................................................................ 36 附录二 ................................................................ 37 附录三 ................................................................ 38 附录四 ................................................................ 39 西南交通大学专科毕业设计 第1页 摘 要 接触网是电气化铁道中主要供电装置之一,本文在气象条件、地质条件的基础上对接触网进行了分析,对典型站场进行了设计。第一章主要介绍电气化铁路的发展及趋势;第二章就气象和地质条件结接触网进行了机械计算;第三章对接触线的受风偏移进行了校核;第四章对支柱、腕臂、基础进行了校核;第五章对接触网设计原则进行了论述并设计出公兴站站场的接触网平面图。 关键词:公兴接触网;气象;地质; 西南交通大学专科毕业设计 第2页 第1章 绪 论 经过不断地技术改进,实践证明,无论在运输能力、运输效率、机车的使用、检修、燃料的消耗以及劳动条件的改善等方面,蒸汽机车和内燃机车牵引都是比不上的。电力牵引是一种比较理想的牵引动力。 我国电气化铁道发展较晚,但一开始就采用了较先进的工频单相交流制供电方式,使用了我国自制的干线大功率韶山型电力机车。我国自己设计修建的第一条电气化铁道干线宝鸡—成都于1976年7月1日全线通车,第二条电气化铁道于1977年正式通车,第三条、第四条电气化铁道也于1980年通车,截止2006年底全国电气化铁路营业里程达到了24000公里,占全国营业里程比重的45.6%。由于铁路建设严重滞后,长期超负荷运输,运输能力一直比较紧张。贯彻改革开放方针以来,国民经济高速度发展,铁路客货运量猛增,铁路运输能力不足的矛盾更加尖锐,主要干线、枢纽能力饱和,卡脖子的“限制口”不断增加,已不能适应国民经济持续、快速发展的需要,铁路运输还是国民经济中的突出薄弱环节,制约着国民经济的发展。 为此,党中央、国务院高度重视铁路的发展,党的十七次代表大会已把铁路建设作为重点,并对铁路实行倾斜政策,相继出台了一系列政策措施。铁道部党组坚决贯彻执行国务院领导关于加快铁路建设的指示,抓住机遇,迅速调整了“十一五”铁路建设计划,作出了“十一五”期间铁路建设规模为:建设新线19800公里。“十一五”2020年电气化铁覆盖50%以上。一场铁路建设的大会战已在辽阔的国土上全面展开。 可以预见,随着国民经济的持续发展,以及作为电气化铁道发展基础的电力工业和机械工业的不断发展,电力牵引作为铁路运输的最佳牵引方式,将会得到突飞猛进的发展。 在我国铁路建设已进入加快发展的新时期下,本设计虽然只是一个站场的接触网毕业设计,显然是微不足道的,但正是无数个这样的设计,使我们这些电气化铁道行列中的技术工作者得到了不断的学习和锻炼,因此本设计对于电气化铁道知识的学习来说具有深远的现实意义。 西南交通大学专科毕业设计 第3页 第2章 机械计算 2.1负载计算 在负载决定中,不论是垂直负载还是水平负载,均认为是沿跨距均匀分布的,其计算方法如下: 2.1.1自重负载 -3-3-3g=8.9×10 kN /m, g=6.03×10 kN /m, g=0.5×10 kN /m,jcd 2.1.2冰负载 承力索的纯冰负载 ,922,9,0.25,10gh,[(d,2b),d],,(b,d)gh,10 (2-1) g,,bbcbo -9=3.14×900×5×(5+11)×9.81×10 -3=2.22×10(kN /m) 对于接触线的纯冰负载,其接触线直径可取为 d,(A,B)/2 =(11.8+12.8)/2=12.3(mm) (2-2) ,9 则,,(b,d)gH,10(b取原始资料值的一半,即b=2.5mm) g,bjbo -9=3.14×900×2.5×(2.5+12.3)×9.18×10 -3=1.03×10(kN /m) 2.1.3风负载 在计算链形悬挂的合成负载时,是对承力索而言,其接触线上所承受的水平风负载,被认为是传给了定位器而予以忽略不计,故只计算承力索的风负载。 西南交通大学专科毕业设计 第4页 第一种情况为最大风速V时的风负载 max 2,6 ,0.615,KVd,10maxpcv 2-6 =0.615×0.85×1.25×25×11×10(2-3) -3=4.492×10(kN /m) ’第二种情况为覆冰时的风负载 d=d+2b (含冰壳厚度) P=0.615 cb 2,62,6KV,10,0.615,1,1.25,10,(11,2,5),10(2-4) max -3 =1.614×10(kN /m) 2.1.4合成负载 无冰、无风时的合成负载 ,3,3,3q,g,g,g,g,8.9,10,6.03,10,0.5,10 jcd0 -3 =15.43×10(kN /m) 最大风速时的合成负载 22,,q,g,g,g,p (2-5) vjcdcv 22,g,p ocv 22,,33,,,,,15.43,10,4.492,10 -3=16.07×10 (kN /m) 覆冰时的合成负载 22,,q,q,g,p (2-6) bobvcv 22,,,q,gg,p ojbvcbvcb 22,,,,3333,,,,,15.43,10,1.03,10,1.22,10,1.614,10 -3=18.75×10 (kN/m) 2.2最大跨距计算 因采用铜接触线,故当量系数m取0.90 西南交通大学专科毕业设计 第5页 2.2.1直线区段 接触线的许可偏移值b取0.5m jx 2’-6 P=0.615αKdVd×10(2-7)jmax 2-6 =0.615×0.85×1.25×12.3×25×10 -3=5.023×10(kN /m) 对于钢支柱,V=0.03m j T2j2,,,,l,2b,,,b,,,,则 (2-8) jxjjxjmax,,,,mpj 1022,, ,,,,,,,,20.50.030.50.030.03,3,,,,,,0.95.02310 =85.8(m) 对于钢筋混凝土支柱,V=0.02m j T2j2,,,,l,2b,,,b,,,,则 (2-9) jxjjxjmax,,,,mpj 1022,, ,,,,,,,,20.50.020.50.020.02,3,,,,,,0.95.02310 =87(m) 2.2.2曲线区段 均采用钢筋混凝土支柱,b=0.45m jx 2Tj,,l,2b,,,, (2-10) maxjxjTjmp,jR , 当R=300~1200m时, 西南交通大学专科毕业设计 第6页 2,10 ,,l,20.45,0.02,0.4max10,30.9,5.023,10,750 = 61(m) , 当R=1200~1800m时 2,10 ,,l,20.45,0.02,0.25max10,30.9,5.023,10,1500 =69.7(m) , 当R?1800时 2,10 ,,l,20.45,0.02,0.15max10,30.9,5.023,10,1800 = 67.8(m) 此处考虑最大跨距取5的整数倍,并考虑+1、,2原则,可确定:直线区段的最大跨距l=80m, 曲线区段的最大跨距l=60m maxmax 但当跨距值过大时,实践证明,沿跨距内的弹性产生较大的差异,故造成跨距中的磨耗加剧,使之维修工作量增加及缩短了接触线的使用寿命,故是不行的,因而目前我国最大跨距采用60m。 2.3半补偿链形悬挂安装曲线计算 2.3.1当量跨距计算 3l,i,l (2-11) Dl,i 3333345,5,50,8,55,2,60,8,65,6, 45,5,50,8,55,2,60,8,65,6 =56.7(m) 取整数得l=55(m) D 西南交通大学专科毕业设计 第7页 2.3.2 Ψ值计算 取 l=l=55m,e=8.5m D 22f(l,2e)55,2,8.5,,则 (2-12) ,,,,,0.4822F,Fl55xo 2.3.3 T值的计算 co 起始情况:t=t=,10?, W=W= q,q×ΨT/T 1min1tmin00jco Z=T+фT1cmaxj 待求情况 t =t=( t, t)/2,5=(40,10)/2,5=10? x0maxmin Wx=W=q,q×ΨT/T Z= T,ΨT 100jcoxcoj 将上述式子代入半补偿链形悬挂状态方程,即 2222WlZZWl,xx11 tt,,,,,,,x12224Z24ZESx1 经过变换和整理,可以变成T的三次方程,即 co 32T,A T,B T,C=0 cococo 22qlES式中 2 ,,A,ESt,t,,To1cmax2,,24,T,Tcmaxj 23,15.43,10,196.2,72.2,,6, (2-13) ,,,,,12,10,196.2,72.2,10,,10,,152,,24,15,0.48,10,,10.5 2,qqTlES01jB, (2-14) 2,,12T,,Tcmaxj 23215.3,10,0.48,10,55,196.2,72.2,, ,212,,,15,0.48,10 = 10.4 西南交通大学专科毕业设计 第8页 2222,,,TqlESj0C,,1 (2-15) ,,224,,T,,T,,cmaxj,, 23222,,,,15.43,10,55,196.2,72.20.48,10,,,,1 2,,24,,115,0.48,10,,,,400 32三次方程为T,10.5T,10.4T,400=0 cococo 利用试凑法,可确定T值为:T=12.3 kN coco 2.3.4 临界负载qlj的计算 Z=T+ψT=15+0.48×10=19.8 (kN) (2-16) maxcmaxj T,j-3-3=15.43×10×(1+0.48×10/12.3)=21.45×10 (kN /m) (2-17) Wqq,,tmin00Tc0 将已知数据代入 2,T,,Zt,t24,jmaxbminq,,q, (2-18) lj022Tl,Wcotmin ,620.48,1024,12,10,19.8,,5,10,,,3,,15.43,10,, 22,312.3,,55,21.45,10 -3=19.41×10 kN /m -3?g=18.75×10(kN /m) b ?g,g 故应以最低温度作为计算的起始条件。 ljb 即 t=t=,10? 1min 2.3.5 计算并绘制有载承力索安装曲线 2.3.5.1有载承力索张力曲线计算 起始条件:t=t=,10? 1min T,,,j,3,, (2-19) W,W,q1,,21.45,10(kN/m)t1min0,,Tco,, Z=T,ΨT=15,0.48×10=19.8 (kN) 1cmaxj -3待求条件:t=, Wx=W=21.45×10(kN /m) x1 西南交通大学专科毕业设计 第9页 Z=T,ΨT= T,0.48×10=4.8,T (kN) xcxjcxcx 故安装曲线方程为: 2222,,TWlTWl11cxcx,, (2-20) tt,,,,,1x22,,24,Z,ES24,Z,ES1,,x 2,32,,,,21.45,10,5515,,,,10,,,26,6,,12,10,196.2,72.2,,24,12,10,4.8,Tcx,, 2,32,,T21.45,10,55cx,, ,26,612,10,196.2,72.2,,24,12,10,4.8,Tcx 4832.67,65.91,,5.88Tcx2,,4.8,Tcx 将不同T值代入上式得到各个T值对应的温度tx值,然后用插入法确定从最cxcx 低温度t到最高温度t对应的T值(温度区间间隔为5?),其安装表列于表1minmaxcx —1 2.3.5.2 有载承力索弛度曲线计算 ,T,,j2,,q1,li0,,22TWl21.45lco,,xii利用公式(mm) (2-21) F,,,x,,,,8Z8T,,T8T,4.8xcxjcx (不考虑冰、风影响)对于某一个实际跨距,将不同温度下的值代入上式得不同所对应的的值,从而得到曲线,不同的对应不同的弛度曲线。其安装表列于表1—1。 表1—1 有载承力索张力和弛度曲线安装表 绘制有载承力索的张力曲线Z=f(t)(T= f(t))及弛度曲线F=f(t)(附录一:图1) xxCXxXX 西南交通大学专科毕业设计 第10页 2.3.4计算并绘制接触线的弛度曲线f=f(t)及悬挂点处高度变化曲线jxx -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 (?) Tx T(KN) 15 14.31 13.63 12.96 12.32 11.69 11.07 10.49 9.91 9.37 8.84 cx Z(KN) 19.8 19.11 18.43 17.76 17.12 16.49 15.87 15.29 14.71 14.17 13.6x 4 =4274 284 295 306 317 330 342 355 369 383 398 li F5m x l=5339 351 364 377 392 406 422 438 456 473 491 (?) i 0m l=5410 424 440 457 474 492 511 530 551 572 595 i 5m l=6488 505 524 543 564 585 608 631 631 681 708 i 0m l=6572 593 615 638 662 687 714 741 741 799 831 i 5m ?h=f(t) xx 2.3.4.1根据公式f=,(F-F) ?h=(1-,)(F-F) (2-22) xx0jxx0 对于某一跨距下的弛度,可由安装表1—1查得,则对于任一温度下的接触线弛度及悬挂点处高度变化也可由安装表1—1计算得出,其结果列于表1—2中。 表2-2 接触线弛度曲线及悬挂点处高度变化曲线表 西南交通大学专科毕业设计 第11页 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 (?) tx l=45m -21 -16 -11 -6 0 6 12 18 25 32 39 f(?) ijx -22 -17 -11 -6 0 7 13 20 27 34 42 Δhx(?) l=50m -25 -20 -13 -7 0 7 14 22 31 39 48 f(?) ijx -28 -21 -15 -8 0 7 16 24 33 42 51 Δhx(?) l=55m -31 -24 -16 -8 0 9 18 27 37 47 58 f(?) ijx -33 -26 -18 -9 0 9 19 29 40 51 63 Δhx(?) l=60m -36 -28 -19 -10 0 10 21 32 44 56 69 f(?) ijx -40 -31 -21 -11 0 11 23 35 48 61 75 Δhx(?) l=65m -43 -33 -23 -12 0 12 25 38 52 66 81 f(?) ijx -47 -36 -24 -12 0 13 27 41 56 71 88 Δhx(?) 2.3.4.2绘制接触线f=f(t)及悬挂点处高度变化曲线?h=f(t)(附录二:图2) jxxxx 2.3.5计算并绘制无载承力索安装曲线 取l=l=55m D 2.3.5.1求Tcwo 起始情况:t=t,w=q,Z=T10101co 待求情况:t=t,w=g,Z=T x0xcxcwo将上述已知条件代入链形悬挂状态方程 2222WlZZWl,xx11tt (2-23) ,,,,,,,x12224Z24ZESx1 2222glglTT,cccwoco即 ,,2224T24TEScwoco 2222glESglESccT,,T, cwoco2224T24Tcwoco 西南交通大学专科毕业设计 第12页 232,6.03,10,55,196.2,72.2,,,Tcwo224Tcwo 2,32,,15.43,10,55,196.2,72.2,12.3,224,12.3 64.92 T,,9.49cwo2Tcwo 得T的三次方程 cwo 22T,9.49 T,64.92=0 (2-24) cwocwo 用试凑法解上述三次方程,得T=10.12 (kN) cwo 2.3.5.2 无载承力索张力曲线T=f(t)计算 cw0x 起始条件:t=t,q=q,T=T101c1cwo 待求条件:t=,,q=q,T=T1xcxcwx 将上述已知条件代入简单悬挂状态方程,即 2222glglT,Txxx1 (2-25) ,,,2,,t,tx12224T24TESx1 2222tglgltt,11xxx得 t,,,,x2224T2ES24T2ES1x 232,10,6.03,10,5510.12,,,,626,,24,12,10,10.1212,10,196.2,72.2 232,T6.03,10,55,,cwo,, 626,,24,12,10,T12,10,196.2,72.2cwx 381.92,65.8,,5.88Tcwx2Tcwx 同上述计算有载承力索安装曲线的方法得无载承力索的张力安装表。其安装列于 表1—3。 2.3.5.3无载承力索弛度曲线F=f(t)计算。 cwxx 222gl6.03lcii,得某一实际跨距l下的弛度,其安装表列于表1—3。 由公式F,,icwx8T8Tcwocwx 西南交通大学专科毕业设计 第13页 表2-3 无载承力索张力和弛度曲线安装表 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 t(?) x T(KN) 13.26 12.46 11.89 10.89 10.13 9.38 8.66 7.97.32 6.7 6.13 cwx 6 =45m 115 122 131 140 151 163 176 192 209 228 249 li Fl=50m 141 151 161 173 186 201 218 237 257 281 307 cwx i (?) l=55m 172 183 195 209 225 243 263 286 311 340 372 i l=60m 205 218 233 249 268 289 313 341 371 405 443 i l=65m 240 256 273 292 314 340 368 400 435 475 520 i 2.3.5.4绘制无载承力索张力曲线T=f(tx)和弛度曲线F=f(tx)(附录三:cwxcwx 图3) 2.3.6计算最大附加负载下承力索的张力 2.3.6.1承力索在最大风负载下的张力 起始条件: -3t=t=-10?,w=g(1+,T/T)=21.45×10 (kN/m) 1min10jc0 Z=T+ ,T=19.8 (kN) 1cmaxj 待求条件:t=t=-5?, xv gT,oj (2-26) Wg,,xvTco ,315.43,10,0.48,18,3,16.07,10, 12.3 ,3,22.09,10(kN/m) Z=T+фT= T +4.8 (kN) xcvjcv 将上述数据代入链形悬挂状态方程,得 2222tWlTwlT,1111ccxT (2-27) ,,,,x2224,Z,ES24,Z,ES1x 西南交通大学专科毕业设计 第14页 2,32,10,21.45,10,5515,,,,626,,24,12,10,19.812,10,196.2,72.2 232,T22.09,10,55,,cv ,,2,6,612,10,196.2,72.224,12,10,,,T,4.8cv 5125.26,65.91,,5.88Tcv2,,T,4.8cv 欲求t=t=-5?时对应的值,可用试验法及内插法确定。 xv 第一步假设 T=14.5 kN,得t=-5.59? cvx 第二步假设 T=14 kN,得t=-1.91? cvx 由内插法求得t=-5?时对应的T值为: vcv 14,14.5,,5,5.59,,,, (2-28) T,14.5,,14.42(kN)cv,,,1.91,5.59 ?T=15 kN > T cmaxcv ?最大风速出现时,承力索不致遭到破坏,所选择的计算起始条件正确。 2.3.6.2 承力索覆冰时的张力 起始条件:t=t=-10?, 1min T,,,j,3,, (kN/m) Wg,1,,21.45,10o1,,Tco,, Z=T+ ,T=19.8 (kN) 1cmaxj 待求条件:t=t=-5?,Z=T+фT= T +4.8 (kN) xvxcvjcv gT,oj (2-29) Wg,,xbTco ,315.43,10,0.48,18,3,18.75,10, 12.3 ,3,24.77,10(kN/m) 将以上数据代入链形悬挂状态方程,得 2222tWlTwlT,111Cxcxt (2-30) ,,,,x2224,Z,ES24,Z,ES1x 西南交通大学专科毕业设计 第15页 2,32,10,21.45,10,5515,,,,626,,24,12,10,19.812,10,196.2,72.2 232,T24.77,10,55,,cb ,,2,6,612,10,196.2,72.224,12,10,,,T,4.8cb 6444.4,65.91,,5.88Tcb2,,T,4.8cb 欲求t=t=-5?时对应的T值,其方法同上。经解得,T=14.89(kN) xbcbcb ?T=15KN,Tcmaxcb ?在覆冰时,承力索不致遭到破坏,所选择的计算起始条件正确。 2.4关于张力差,T=f(L)曲线计算 j 2.4.1直线区段 FF22ooC,C,,h,F,,h,F,1.7,,0.662,,minoo (2-31) 3333 ,1.259(m) 22228f,f3,0.043,0.012,,,, ,6tdmin跨距l取为65m,则,,,,1.08,10223l3,65 t,t40,10maxmin (2-32) ,t,t,t,t,,40,,25:Cd1maxmax22 t,t40,10maxmin (2-33) ,t,t,t,t,,,10,,,25:Cd2minmin22 ? |,t|=|,t| 11 -6-6 ?,,t—,=17×10×25—1.08×10j -6 =423.92×10 ,3,,,,,,,LLlg,t,,65,8.9,10,423.92,10,,LLjj,6,,,?,T (2-34) Tjd22,1.259C ,6,,,1.498,10LL,l (kN) 2.4.2曲线区段 2.4.2.1.R=400m,取l=45m,d=1.5m,T=10 kN jm 222ε=8/(3×45)×(0.021—0.006) 西南交通大学专科毕业设计 第16页 -6 =0.53×10 -6-6 ?,,t—,=17×10×25—0.53×10(2-35)j -6 =424.27×10 ,,,,,LLlt,,,,,, Tjd2,T,,jd,,,,,,,,2,0.5,,,,,,RdLLltTjm,,3,, ,6,,,,,LL45424.474710,,,2,,,6,,,,,,,,,24001.50.5LL45424.47471010T,,,,,,jd3,,2.4.2.2 ,6,,,,,,,LL45424.474710,(kN)2,,,6,,,,,,,,,1200212.2410LL4510T,,jd3,, 2.4.2.3 R=800m,取l=60m,d=1.5m,T=10 kN jm 222 ,=8/(3×60)×(0.036—0.01) -6 =0.89×10 ,6,LL,60,424.11,10,,,T, (2-36) jw2,,,6,,,,28001.50.5LL60424.111010T,,,,,,,,,,jd3,, ,6,,,,,,LL60424.1110,(kN) 2,,,6,,,,,,,,,2400212.0610LL6010T,,jd3,,在直线区段由于考虑接触线的弹性伸长,而采用下述公式: ,,,,,LLlgt,,,,jj,,T (2-37) jF,2,,,LLlgT,,,,2jjd,,,,2,,,,,,CtTjm,,,,33ES,,,, ,,TTjdjd,,,,2T2Tjdjd,,11,6,,,,3ESt,,,,,3127.53100423.9210 j ,Tjd,(kN),,10.1233Tjd 在曲线区段若引入弹性变形的影响,则 ,T,,Tjdjw,T, (2-38) jF,T,,T2jdjw1,,,3ES,,t,,j 西南交通大学专科毕业设计 第17页 R=400m时, ,,,TTjdjw,, (2-39) TjF,,,TT2jdjw1,,,63127.53,100,424.47,10 ,T,,Tjdjw ,,,1,0.1232,T,,Tjdjw R=800m时, ,,,TTjdjw,, (2-40) TjF,,,TT2jdjw1,,,63127.53,100,424.11,10 ,T,,Tjdjw ,,,1,0.1233,T,,Tjdjw 将,T ,T,T,T随着半个锚段长度L而变化的情况列于表2—4 jdjw jdE jE x 表2-4 接触线张力增量ΔT随L变化情况表 jx L(m) 100 200 300 400 500 600 700 800 900 x 0.025 0.079 0.16 0.28 0.42 0.60 0.80 1.04 1.30 ΔT(KN) jd R=400m 0.019 0.11 0.27 0.50 0.80 1.16 1.58 2.06 2.60 ΔTjw R=800m 0.007 0.05 0.13 0.24 0.39 0.58 0.80 1.06 1.36 (KN) 0.03 0.08 0.16 0.29 0.44 0.65 0.89 1.19 1.55 ΔT(KN) jdE R=400m 0.04 0.19 0.45 0.86 1.44 2.25 3.37 5.02 7.50 ΔTjE R=800m 0.03 0.13 0.30 0.56 0.90 1.38 1.99 2.83 3.96 (KN) 2.5 绘制ΔT、ΔT随L而变化的曲线(附录四:图4) jEjdEx 设三种不同曲线半径的线路按照R=?,R=400m,R=800m的顺序连接。 第一种情况,中心锚结设在R=?处,则 ΔT=ΔT+ΔT+ΔT=0.1+1.14+1.48=2.72(kN) (2-41) ?jj1j2j3 第二种情况,中心锚结设在R=800m处,则 ΔT=ΔT+ΔT+ΔT=0.2+0.34+2.66=3.2(kN) (2-42) ?jj1j2j3 西南交通大学专科毕业设计 第18页 第三种情况,中心锚结设在R=400m处,则 ΔT=ΔT+ΔT+ΔT=0.3+0.7+0.58=1.58(kN) (2-43) ?jj1j2j3 根据上述三种情况,可以得出以下四点结论: 1) 在接触网平面设计中,中心锚结应尽量设置在曲线区段,并尽量设置在小 曲线半径区段。 2) 锚段关节尽量避免设置在小曲线半径上,最好放在直线区段。 3) 考虑线路的复杂情况,中心锚结允许偏向一侧,一般偏于曲线一侧。 4) 中心锚结两侧的ΔT,应尽量相等,但允许有一定差值。 j 西南交通大学专科毕业设计 第19页 第3章 接触线的受风偏移较核 要使接触线良好地工作,就要保证在受风作用下,接触线对受电弓中心线的受风偏移值不超过其规定的最大许可值,因此须对接触线最大风偏移值进行校核。 取设计图中第58号至第59号支柱所在跨距进行校验,此跨距全部位于曲线 半径R=400m的曲线上。 跨距l=45m,m=0.9,r=0.02m,a=400? j 2lb则 (3-1) ,,,,, jjmax,,mp1j,,8,,,TRj,, 245,,0.4,0.02,3,,0.9,5.023,101,,8,, ,,10400,, ,0.367(m) 因bj<[bj]=0.45(m),所以接触线满足风稳定要求。 max记录
站场全部股道(非电化线路及远期规划线路在内),各道岔岔心位置及里程、道岔编号及型号,线路曲线区段的首尾、半径、缓和曲线的长度、股道的编号及间距、站场中心里程标志;还应包括桥梁、涵洞、站台及其有关房舍建筑物的位置等。比例尺一般采用1:1000或1:2000。 1、布置支柱,应先从站场两端道岔集中的地段布置,然后向车站中心布置,最后完成两端道岔集中区段外侧的支柱布置。 2、确定锚段长度及经路,选择并确定下锚地点和中心锚结地点。 3、确定接触线拉出值(或之字值),同布置支柱一样,也从道岔集中地段开始。 4、确定电分段及隔离开关的安设位置。 5、编排支柱号码,一般由上行至下行方向顺序排列。 6、将选定的材料设备统计数量并列表说明。 上述布置次序可以交叉进行。 5.1.2站场平面设计的原则及注意事项 1、车站两侧道岔集中区段,一般设置绝缘软横跨,不采用硬横梁或双线路腕臂。因为硬横梁和双线路腕臂都是接地的,维修不如软横跨安全方便,且易影响了望信号。 2、站场股道数不超过五股时,软横跨支柱可用钢筋混凝土支柱;超过五股道时, 西南交通大学专科毕业设计 第29页 则应采用钢柱。软横跨柱可以在背面兼挂腕臂。 3、软横跨跨越股道数超过8股道时,且股道间距也容许的话,应在中间增设一棵软横跨柱。该增设支柱类型应按较大一侧的负荷容量来决定。 4、两组软横跨间的跨距应尽可能地接近最大跨距值(计算允许值)以减少大型支柱的数量。相邻跨距不等时,小跨距不应小于大跨距的75%。如果实际跨距与原计算跨距值不符合,则在确定接触线的拉出值时,还应验算其受风偏移值。 5、在道岔处,特别是正线道岔处,首先考虑将支柱安设在定位处并且尽量不采用定位立柱的方式,其次再考虑非标准定位或是立定位柱。当采用非标准定位时,一般应在标准定位处的全尖侧。 、在确定锚段径路时,线岔处接触线最好采用一次交叉的方式,尽量不采用二6 次交叉的方式,以提高供电质量。无交叉的线岔易刮坏受电弓且不易检调,故不宜采用。相邻两组线岔间接触悬挂以布置成平行状为好。线岔处接触线拉出值一般不超过450?;在低速道岔上允许不定位,但两侧定位点间的接触线应是拉直的,其非工作支离股道中心较远时,要注意不使腕臂和定位器加得太长。 7、基本站台或中间站台上的支柱,其边缘至站台边的距离应分别不小于4米或2米。 8、车站两端,一般应设绝缘锚段关节。若地形困难或在三股道及以下的小站,允许仅在一端设置绝缘锚段关节。 9、在牵引变电所及分区亭附近,应设置分相绝缘装置,分相绝缘装置的位置要考虑站场调车作业的方便,并避免设在大坡道上。 10、车站两端的绝缘关节,一般应设在最外道岔与进站信号机之间,并要求靠站场侧的转换支柱距离正线上最外一组道岔的岔尖(向站外)最少不小于50米,以便于机车的转线。 11、在绝缘锚段关节处,对于装有隔离开关的支柱(一般为转换支柱)该关节的锚柱应与此支柱在同一侧,以便安装电连接线。 对于站场远期预留电化线路,软横跨支柱的侧限应考虑预留,且支柱的容量也应予考虑。 12、布置锚段时,正线应是独立的锚段。站场中接触网的一些渡线应尽量合并到别的锚段中去,不得已时也可自成一个锚段。 13、站场内正线上的接触线应采用或者同等张力的其他接触线;侧线、支线、专 西南交通大学专科毕业设计 第30页 用线的接触线可采用型或同等张力的接触线。接触线改变方向时与原方向的尖角一般不超过6度,困难情况下不得超过8度。 14、当采用全补偿链形悬挂时,中心锚结绳下锚的支柱应用钢支柱,且中心锚结转角支柱的容量也应增大。 15、直线锚段的中心锚结应设在锚段中部,当锚段有曲线且曲线较长时,中心锚结应设在曲线半径小、曲线长的一侧。 16、接触线拉出值一般应从道岔集中地段开始布置,如果最后碰到直线区段的相邻定位为同方向拉出时,可使两边跨距较小的支柱定位处拉出值为零或采取其他措施。 、站场支柱的编号一般是顺着公里标方向,从上行到下行,先左侧后右侧的顺17 序编排号码的。 5.2 区间接触网平面设计 区间接触网平面设计所依据的资料主要是线路纵断面图以及区间内桥梁、涵洞、隧道等图表。区间平面布置的次序与车站布置类似,但区间平面布置图的绘图比例尺一般为1:2000,其平面布置的原则及注意事项如下: 1、区间接触网锚段的确定与站场正线相同,要使锚段数量尽量少,锚段尽量长些,整个区间各锚段长度在地形差异不太大时应尽量均力。 2、区间的支柱一般从车站两端锚段关节外开始布置。应根据计算尽量采用最大允许跨距,相邻的跨距不等时,小跨距不应小于大跨距长度的75%。 3、在曲线地段特别是小半径曲线上,支柱应尽量设在曲线外侧;缓和曲线上,支柱也应设在线路外侧;在直线地段,为了不妨碍信号标志显示,在进站信号机及远方信号机前的支柱应尽量设在信号标志的另一侧;在复线区段,支柱应各沿线路一侧布置。 4、直线地段锚段关节处的下锚跨距若小于45米时,最好采用异侧下锚,避免转换柱绝缘腕臂的拉杆受压。 5、尽量避免在桥上设立支柱,长大桥梁上可采取在桥墩台上设立钢柱的方法。 6、在复线电气化区段,多条正线接触悬挂在机械上和电气上应尽量独立。 西南交通大学专科毕业设计 第31页 7、对于跨线桥、天桥、梁桥等建筑物,接触悬挂的通过方式可视具体情况而定。但任何通过方式都要保证在极限温度情况及接触线被受电弓抬高等情况下,有足够的绝缘间隙,并应考虑留有一定的安装调整余量(接触线被受电弓抬高量一般按100毫米考虑。 8、对于链形悬挂,当承力索在支柱与建筑物上悬挂点的高差较大时,要检查建筑物的最外悬挂点处是否出现上拔力。如果该悬挂点的一侧跨距,由于高差而出现时,则存在上拔力,这时就需要采取措施如调整跨距的长度,降低支柱悬挂点高度等方法(式中h为悬挂点的高差)。 9、区间进行支柱布置时,以车站最外一棵支柱为起点。布置时要避开涵洞、小桥、小隧道等建筑物。 5.3 本设计主要技术原则 1、公兴站站场共有5股道,其中1~3道为电化股道,?道为正线,4~5道为非电化股道,牵出线、货物线以及去机务段、牵引变电所股道均为非电化股道。 2、本设计图按1:2000比例绘制,从咽喉区最外道岔开始设立标准定位支柱,二股道以上设软横跨,中间区域实行最大跨距,定位支柱和锚柱可用同杆。 3、锚段长度根据中心锚结与补偿器的张力差决定,尽量考虑使中心锚结两边的张力差相等;正线中心锚结的设置偏于曲线侧,站线中心锚结设于锚段中部并尽可能设在同一处。 4、拉出值布置次序与支柱设置次序相同,拉出值在直线上用单箭头表示,为了考虑道岔定位,碰到直线区段相邻定位为同方向拉出时,将两边跨距较小的支柱定位处拉出值定为零。 5、咽喉区放大图是按照纵向比例不变,横向距离加宽到4毫米来绘制的。 6、接触网高度采用5.8米;侧面限界一般定为2.5米,在曲线和站台侧适当加大。 7、在该站下行侧设三跨非绝缘锚段关节及电分相,下行侧设四跨绝缘锚段关节。并考虑站场和区间应单独供电。 8、由于本站设置了牵引变电所,故变电所的连接也非常重要。现将变电所与接 触网的连接简略表示如下: 西南交通大学专科毕业设计 第32页 图5-1 变电所与接触网的连接 西南交通大学专科毕业设计 第33页 结 论 我国电气化铁道发展较晚,但一开始就采用了较先进的工频单相交流制供电方式,使用了我国自制的干线大功率韶山型电力机车。我国自己设计修建的第一条电气化铁道干线宝鸡—成都于1976年7月1日全线通车,第二条电气化铁道于1977年正式通车,第三条、第四条电气化铁道也于1980年通车,截止2006年底全国电气化铁 .6%。由于铁路建设严重滞路营业里程达到了24000公里,占全国营业里程比重的45 后,长期超负荷运输,运输能力一直比较紧张。贯彻改革开放方针以来,国民经济 高速度发展,铁路客货运量猛增,铁路运输能力不足的矛盾更加尖锐,主要干线、枢纽能力饱和,卡脖子的“限制口”不断增加,已不能适应国民经济持续、快速发展. 本设计是根据设计任务书所给出的原始资料和具体要求,以及公兴车站站场平面图而作。 在我国铁路建设已进入加快发展的新时期下,本设计虽然只是一个站场的接触网毕业设计,显然是微不足道的,但正是无数个这样的设计,使我们这些电气化铁道行列中的技术工作者得到了不断的学习和锻炼,因此本设计对于电气化铁道知识的学习来说具有深远的现实意义。 西南交通大学专科毕业设计 第34页 致 谢 本设计在 教师的帮助指导下,在参考教材有关资料的基础上,尽量做到理论与实际相结合,历时两个月完成了该设计。 通过此次设计,使自己对这门学科有了更进一步的了解,初步掌握了接触网设计基础知识。由于在实际工作中基本未从事过接触网设计和运营管理工作,加之本人水平有限,因此,在设计中可能存在不少缺点和错误,敬请老师批评指正,以便在今后的工作和学习中不断改进。同时在此对给予我指导帮助的全体老师和在学习上给予我支持帮助的同学表示深深的谢意。 西南交通大学专科毕业设计 第35页 参 考 文 献 [1] 于万聚编《接触网设计及检测原理》,中国铁道出版社,1991年8月。 [2] 阎跃宣编《接触网》,中国铁道出版社,1981年11月。 [3] 铁道部电气化工程局第一工程处编《电气化铁道施工手册》(接触网),中国铁道 出版社,1984年12月 [4] 于万聚编《高速电气化铁路接触网》,西南交通大学出版社,2003年7月。 [5]冯金柱《世界电气化铁路的发展》,《电气化铁道》杂志2001年第4期,总第48 期。 [6]王日新《哈大线跨线建筑物下接触悬挂有关参数的确定》,《电气化铁道》杂志2004 年第4期。 西南交通大学专科毕业设计 第36页 附录一: 西南交通大学专科毕业设计 第37页 附录二: 西南交通大学专科毕业设计 第38页 附录三: 西南交通大学专科毕业设计 第39页 附录四:
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