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1、石家庄铁道大学四方学院毕业设计大沙坪车站接触网的平面布置图设计The Design of the Catenarys floorplan for Dashaping Station2014届 电气工程 系专业 电气工程及其自动化 学号 20106776 学生姓名 吉鹏斐 指导老师 张福生 完成日期 2014年5月20日 摘 要接触网技术的研究和设计是高速电气化铁路发展的基础，使接触网始终处于良好工作状态，安全可靠的向电力机车供电，对于保证铁路运输畅通无阻有着重大意义。本设计是对车站接触网的设计，重点介绍了高速电气化接触网的基本组成和结构特征，如接触线索，支持装置，接触悬挂，定位装置，支柱基础等
2、部分；同时完成了关于站场接触网平面布置图的设计计算，如气象条件与悬挂形式的确定，负载计算，拉出值与锚段选择，跨距确定与校验，支柱负载计算与校验等部分；最后完成了平面图表格栏部分与并对本设计做了最后总结性说明。 本设计绘制出了大沙坪车站接触网的CAD平面布置图与供电平面图。关键词：站场 接触网 布置图AbstractThe technology research and design of the catenary is the basis for the development of high-speed electrified railway, so that to make the cat
3、enary in good working condition, safe and reliable power supply to electric locomotives, is of great significance to guarantee the rail transport smooth flow. This design is about the design of the station catenary, focusing on the basic composition and structure of high-speed electrified catenary,
4、such as contact leads, support devices, touch suspension, positioning devices, and other parts of the foundation pillars; simultaneously on the station catenary floorplan design calculations, such as weather conditions and the form of the suspension, load calculation, pull the anchor segment selecto
5、r value, determine the span calibration, and other pillars of the load calculation and verification part; finally completed the plan forms part of the column and the design and made a final summary description.This design drawn out of the station Dashaping catenary CAD floor plan and the map for sup
6、pling energy.Key words: Station Catenary Layout目 录第1章 绪论11.1 课题研究目的意义11.2国内外研究现状11.2.1 国外研究现状11.2.2 国内研究现状11.3 论文研究内容2第2章 气象条件及负载计算32.1 气象条件32.2 接触悬挂类型42.3 负载计算5第3章 站场平面布置图设计83.1 供电平面图83.1.1 供电方式83.1.2 供电平面图83.2 拉出值计算与锚段划分93.2.1 拉出值计算93.2.2 锚段划分93.3 中心锚结103.4 跨距计算113.5 接触线索驰度长度计算143.5.1 张力驰度计算143.5.
7、2 线索长度计算153.6 全补偿简单链型悬挂安装曲线计算16第4章 接触网设备选择194.1 支持装置194.1.1 腕臂支持装置194.1.2 硬横跨194.2 定位装置204.2.1 正定位和反定位204.2.2 组合定位214.3 支柱负载计算与校验224.3.1 中间柱容量校验254.3.2 转换柱容量校验264.3.3 锚柱容量校验28第5章 表格栏及相应说明305.1 侧面界限305.2 支柱类型305.3地质情况315.4 横卧板类型325.5 接触网接地33第6章 结论34参考文献35致谢36附录37附录A 外文资料37附录B 大沙坪车站接触网平面布置图设计CAD图62II石
8、家庄铁道大学四方学院毕业设计第1章 绪 论1.1 课题研究目的意义接触网在供电回路中起着十分重要的作用，直接影响着电气化铁道的运行可靠性，因此必须使接触网始终处于良好的工作状态，安全可靠的向电力机车供电，对于保证铁路运输畅通无阻有着极为重大的意义。接触网运行的特点是在露天条件下始终与电力机车受电弓相接触取流，工作条件恶劣且无备用设备，根据现场设备故障统计，由于接触网故障对铁路行车造成的影响平均时间在4小时左右，因此关于接触网的研究维护具有非常重要的价值。1.2 国内外研究现状1.2.1 国外研究现状目前，接触网检测系统以意大利和德国研制的装置最具代表性。从系统结构看，意大利和奥地利接触网检测设
9、备比较接近，称为非接触式检测方式，主要强调接触网几何参数的测试；法国、日本和瑞士研制的接触网检测设备与德国比较接近，称为接触式检测方式，主要强调弓网动力学参数的测试。意大利的接触网检测主要采用激光照射，伺服跟踪、图像处理技术，对非接触式检测的动态拉出值和导线高度测量较准；但不能测试接触网动力学参数，且因其图像处理计算量很大，也不能适应高速铁路接触网在线测试。德国接触网检测侧重对接触压力和硬点测量，优点是所获得的动力学参数较为准确，能够对弓网接触状况做出最直观的评判；而缺点是测试项目不全、杆位定位不准、通过压力传感器测试得到的拉出值在高速下误差较大、数据报表和测试曲线表现形式不适合中国国情，且价
10、格昂贵。日本的接触网检测，突出对弓网离线、接触线磨耗的测量。很早就研制出可在100km/h速度下检测接触网导线高度、拉出值、定位器坡度、支柱号和跨距的检测车。1.2.2 国内研究现状根据中国铁路中长期发展规划，到2020年，为满足快速增长的旅客运输需求，建立省会城市及大中城市间的快速客运通道，规划“四纵四横”铁路快速客运通道以及四个城际快速客运系统。建设客运专线1.2万公里以上，客车速度目标值达到每小时200公里及以上。高速铁路必将成为未来中国客运运输的骨干。而我国的接触网检测技术研究始于20世纪60年代，并在20世纪80年代，自行研制出主要用于检测接触线高度和拉出值等参数测量的接触网检测车。
11、作为突出代表的是西南交通大学研发的JJC系列接触网检测车，在实际运用中取得了较好的效果。优点是其对动态拉出值和导线高度的非接触式检测比较准确、压力和硬点检测比较准确、定位准确、数据报表和测试曲线表现形式适合中国国情且价格低。缺点则在于轨道静态检测不准确、定位坡度定量检测盒磨耗检测误差比较大。1.3 论文研究内容根据题目的设计要求，研究内容应该分为设计计算、设备选择、技术校验，最后应该再有平面设计图。那么首先是设计计算，应为接触网是一种复杂的供电设备。为了保证安全运营，使之既具有经济性，又有一定的可靠性，所以要进行一定的数据计算。包括负载计算，悬挂的拉出值，根据风偏移确定跨距，安装曲线,支柱负载
12、等的计算等。其次是设备选择，接触网有许多的电气设备和机械设备，应该广泛调查，择优购买。这时就应该根据所得的计算数据，选择合适的设备，比如支柱，接触线，定位装置，绝缘子，承力索等等一系列的必要设备。再次是技术校验了，技术校验是为了保证设计的接触网部分能正常，安全的应用在各种环境下，因此，要进行一些技术校验，比如基础，腕臂，支柱，线索悬挂等部分的机械强度和稳定性的校验。最后，要根据所选设备的型号，与设计计算得来的数据，完成平面设计图，最好用CAD作图，简单明了，方便快捷。由于是站场CAD图且只有一个锚段，因而该图还应该画出站场咽喉区的放大图，同时应该注意各支柱的摆放位置，最后，还应该对布置图进行适
13、当的说明与备注，标明各个线，符号的意义，才算完成。第2章 气象条件及负载计算2.1 气象条件接触网是置于铁路沿线的供电装置，它要经受一切自然条件的影响，气象资料是接触网设计最原始，也是最重要的资料。气象资料齐备与否以及它所选择的数值是否合适，对接触网的设计质量有很大影响。为设计工作的方便，我国在1972年进香的全国社稷规范改革中，将全国划分为九个标准气象区。表2-1所列的九个区域大体所属范围划分如下：区为南方沿海易受台风影响地区，如浙江，福建东部，广东，广西沿海地区等；区指华东大部分地区，包括安徽，山东，江苏大部分地区；区包括西南不的非重冰地区，以及福建，广东等受台风影响较弱的地区；区包括西北
14、搭补风地区，华北及京，津，唐等地区；区适用于华东，中南和西南三个地区的广大山区；区指湖北，湖南，河南，以及华北平原的大部分地区；区适用于寒潮风很强的地带，如东北大部分地区，河北承德，张家口一带；区适用于覆冰严重的地区，如上冻，河南的大部分地区，湘中粤北重冰地带；区指云贵高原重冰地区2。表2-1 典型标准气象区气象区计算条件大气温度（）最高+40最低-5-10-10-20-10-20-40-20-20覆冰-5最大风速+10+10-5-5+10-5-5-5-5安装00-5-10-5-10-15-10-10大气过电压+15内部过电压年平均气温+20+15+15+10+15+10-5+10+10风速（
15、m/s）最大风速353025253025303030覆冰1015安装10大气过电压1510内部过电压0.5最大风速（不低于15m/s）覆冰厚度（mm）5551010101520覆冰的密度(kg/m3)9002.2 接触悬挂类型接触网的接触悬挂的种类较多，一般根据其结构的不同分成简单接触悬挂和链形接触悬挂两大类。简单接触悬挂(简称简单悬挂)系由一根接触线直接固定在支柱支持装置上的悬挂形式。简单悬挂分为未补偿简单悬挂和加补偿简单悬挂及吊索式简单悬挂。链形悬挂是一种运行性能较好的悬挂形式。减小了接触线在跨距中的驰度，改善了弹性，增加了悬挂重量，提高了稳定性，可以满足电力机车高速运行取流的要求。链形悬
16、挂根据线索两端的下锚方式，可分为下列几种形式：(1)未补偿简单链形悬挂这种悬挂方式的承力索和接触线两端无补偿装置，均为硬锚。因此，在温度变化时，承力索和接触线的张力弛度变化较大，一般不采用。(2)半补偿链形悬挂半补偿链形悬挂分为半补偿简单链形悬挂与半补偿弹性链形悬挂，在半补偿简单链形悬挂中，接触线两端设补偿装置，承力索两端为硬锚。这种悬挂只用于行车速度不高的车站侧线和支线上。半补偿弹性链形悬挂和半补偿简单链形悬挂的区别在于支柱定位点处吊弦形成的不同。这种悬挂方式用于行车速度不超过100km/h的线路上。(3)全补偿链形悬挂全补偿链形悬挂，即承力索和接触线两端下锚处均装设补偿装置。全补偿链形悬挂
17、也分为全补偿简单链形悬挂和全补偿弹性链形悬挂1，如图2-1所示。图2-1 简单链型悬挂(4)分析选择未补偿简单悬挂，没有补偿装置，张力和驰度会随温度变化较大，不利于安装和线索保护，所以此次设计不选择该方式。半补偿链形悬挂在温度变化时承力索驰度的变化会使吊弦上端产生上、下位移，而吊弦下端随接触线发生顺线路方向偏斜，不利于机车高速运行，所以不选择。全补偿链形悬挂没有上述两种悬挂方式的缺点，且有利于机车的高速取流，所以选择全补偿链形悬挂。但全补偿链形悬挂包括全补偿简单链形悬挂和全补偿弹性链形悬挂。两者相比简单链形悬挂结构简单，造价便宜，运行、检修经验丰富。而弹性链形悬挂比简单链形悬挂有更好的弹性均匀
18、性，但其施工和检调比链形悬挂复杂。两相比较，选择更经济，安装检修更方便的全补偿简单链形悬挂。目前，世界各国为满足高速受流的要求，都根据自己国家高速铁路规划的动力设置(动力集中式或动力分散式)和受电弓的结构及性能的不同，而采用了不同的悬挂类型。2.3 负载计算本次设计为大沙坪车站接触网的平面布置图设计，车站位于兰州附近，属于西北地区，海拔平均高度1520米，年平均气温11.2,极端最高气温30,极端最低气温-21.6，最冷月平均气温-3.1,年平均降雨量576.5mm，年平均蒸发量1919mm，最大风速20.7m/s,平均相对湿度60.4%，最大积雪深度43.1cm，累年平均风速2.6m/s，最
19、大土壤冻结深度101cm，因此为第气象区，根据上表可得出基本数据。即： (2-1) (2-2) (2-3) (2-4) (2-5)又线索型号为：JTM-95+CTAH-120，则可知其自重： (2-6) (2-7) (2-8)故垂直负载为：(1)接触悬挂无冰无风时的单位负载 (2-9)(2)接触悬挂在覆冰时的各类单位负载承力索单位冰负载 (2-10)接触线单位冰负载 (2-11)覆冰时，承力索的单位风负载 (2-12)则，覆冰时单位合成负载为： (2-13)合成负载方向为： (2-14)而水平负载：接触悬挂的水平负载主要指风负载，它是指风吹到接触线、承力索、支柱上所产生的压力，称为风压。在进行
20、电气化铁路接触网设计时，如无当地实际观测资料，可以充分利用全国基本风压分布图给出的条件。但是考虑到投资和回收期的关系，对于最大风速的保证率要求不同。因此，对于以一般空旷平坦地面、离地面10 m高统计得到的30年一遇的10min平均最大风速为标准的风压，可以乘以调整系数得出相应不同重现期的风压。在具有当地风速观测资料时，接触网悬挂线索的风负载可由下式确立： (2-15)式中，K风负载体型系数(见表3-2)；d线索的直径(mm)；v设计计算风速(m/s)；计算在线索覆冰状态下的单位风负载时，其计算直径d应为(d+2b)。风载体型系数参考取值表如下：表2-2 风载体型系数参考取值表系数受风件特征K支
21、柱圆形钢筋混凝土支柱0.60矩形钢筋混凝土支柱1.40四边形角钢支柱1.4(1+)线索链型悬挂1.25一般悬挂1.201.10(3)接触悬挂在最大风时的各类单位负载： (2-16)(4)最大风时，单位合成负载： (2-17)单位合成负载方向： (2-18)通过以上计算可知，该悬挂的最大合成负载出现在覆冰时1。第3章 站场平面布置图设计3.1 供电平面图3.1.1 供电方式此次设计供电方式选择带回流线的直接供电方式。带回流线的直接供电方式是在直接供电方式的基础上，在接触网田野侧增设一条回流线的供电方式，每隔一定距离用吸上线将回流线和钢轨并联，牵引回流由回流线、钢轨和大地流回牵引变电所。由于回流线
22、中的电流与接触线中的电流方向相反，二者产生的交变电磁场可部分抵消，从而降低了电磁干扰。由于轨回流减少，因此，钢轨对地电位也得到了降低。该种供电方式的供电回路简单，比直接供电具有更低的线路阻抗和钢轨电位，比其他供电方式节约投资。这种供电方式目前我国应用最为广泛。回流线选择目LBGLJ -240型号。3.1.2 供电平面图接触网线路之间所进行的分段称为横向分段。如站场内因各股道的作用不同而进行的分段。接触网沿线路方向锁进行的分段称为纵向分段，如在站场和区间衔接处所进行的分段，站场和区间的接触网应是各自独立的，因此在它们的连接处必须进行分段。在复线和多线路区段上，不论是区间或是站场，其正线间总是分开
23、的，其分段方式、方法视股道的具体情况而定。如果正线间有道岔，则往往是在此处进行分段。本设计的供电平面图如下图3-1所示。图3-1 供电平面图3.2 拉出值计算与锚段划分3.2.1 拉出值计算在进行接触网平面设计时，在定位点处，应标明接触线拉出值的大小和方向。设置拉出值的目的是使受电弓滑板磨损均匀。因此，拉出值的大小是有受电弓的有效工作长度决定的。在曲线区段上则根据曲线半径大小决定，具体取值见表3-1表3-1 接触线拉出值选用表曲线半径(m)30012001200R1800R1800区间拉出值(mm)400250150隧道内拉出值(mm)300150100在直线部分，站场接触网拉出值称为“之”字
24、值，“之”字值大小一般均为300mm。根据上表数据，与给出的具体的大沙坪站场参数，可以得知，在直线部分“之”字值选用300mm，曲线区段拉出值选用150mm。3.2.2 锚段划分接触悬挂中的承力索和接触线在延续到一定的长度后，为了满足机械受力方面的要求及方便施工，必须分成为一个个相互独立的线段，这些相互独立的线段即为接触网的机械分段。接触网进行机械分段的线段称为锚段，相邻两个锚段的衔接区段(重叠部分)称为锚段关节。锚段关节的设置，使接触网不间断地贯通于全线1。锚段关节分为三种：仅起机械分段作用的称为非绝缘锚段关节，该处相邻的两个锚段在电气上是连通的；不仅起机械分段作用，同时又起同相电分段作用的
25、锚段关节。称为绝缘锚段关节；带有中性嵌入段，既起机械分段的作用，又具有电分相功能的，称为电分相锚段关节。根据锚段关节所起的作用，可分为非绝缘锚段关节、绝缘锚段关节及电分相锚段关节。根据所含跨距数可分为二跨、三跨、四跨、五跨、七跨及九跨式锚段关节。所谓四跨式锚段关节，就是锚段关节内含有四个跨距，如图3-2所示，其余类推。四跨绝缘锚段关节除了进行机械分段以外，主要用于电分段，多用于站场和区间衔接处。图3-2 四跨绝缘锚段关节由于本设计为大沙坪车站接触网平面布置图，根据题目给定的条件可知，全长一共1652.91m，而一般情况下，每个锚段都在2000m左右，因此，根据题目条件可将本设计划分为一个锚段，
26、锚段从18、19号钢柱开始，一直到隧道口结束。而且，锚段关节选用四跨锚段关节2。3.3 中心锚结中心锚结设在锚段的中部，其作用有：其一，在一个锚段实行两端补偿时可防止补偿器向一侧滑动，特别是在具有坡度的线路上，设置中心锚结更显得必要，其作用和效果也愈加明显；其二，缩小事故范围，当中心锚结的一侧接触线发生断线时，不致影响另一侧的接触网，且容易排除事故及易于恢复正常运行。中心锚结的形式和结构，根据接触网的悬挂类型及安装地点而有所不同,分为半补偿，全补偿以及隧道中心锚结，本设计由于是全补偿，因此采用的是全补偿中心锚结。全补偿链形悬挂的承力索和接触线两端都是补偿下锚，均可能因两端张力不平衡而产生移动，
27、所以承力索和接触线都要设置中心锚结进行固定，其固定形式相当于由半补偿链形悬挂中心锚结与承力索中心锚结两部分组成。如图3-3所示。图3-3 全补偿链形悬接中心锚结全补偿链形悬挂中心锚结由半补偿链形悬挂中心锚结部分及辅助绳组成。辅助绳的中间与承力索固定，两端锚固定在支柱上。安装时辅助绳应抬高锚固，一般不得低于承力索的高度。3.4 跨距计算任何架空导线在风的作用下都要偏离其起始位置，在情况严重时可能会破坏线路的工作条件。在电气化铁路接触悬挂上，导线偏离起始位置会导致钻弓事故，刮坏受电弓或拉断导线，这种运行故障会中断或影响行车，这是接触网最严重的事故之一。因此应经常对接触悬挂导线的偏移给予极大的注意。
28、 在强风作用下，接触线距受电弓中心的最大偏移值，在线路直线区段不应超过500 mm，在曲线区段不应超过450 mm。链形悬挂接触线的受风偏移决定于许多因素，其中主要的是取决于链形悬挂的结构形式、线材参数(材质和形状)、接触线和承力索的受力状态、风负载及接触线拉出值等。跨距就是两相邻支柱间的距离，其长度的决定涉及到一系列经济、技术向题，是接触网设计中重要的问题之一。跨距有经济跨距和技术跨距两个概念。单从经济观点考虑问题所决定的跨距为经济跨距；而按技术要求决定的跨距称为技术跨距。技术跨距是根据接触线在受横向水平力(如风力)作用时，对受电弓中心线所产生的许可偏移而决定的。对于简单接触悬挂，弛度也是决
29、定跨距的重要因素。在一般情况下，经济跨距总是大于技术跨距。因此，技术跨距总是研究的中心。 跨距长度的确定从经济上讲，希望做到投资及运营费用小；从技术上讲，则要求保证安全可靠，具有良好的受流质量，使接触线在最大风力的作用下，对受电弓中心产生的偏移不超过规定允许值。(1)在直线区段上，接触线以等之字布置时，最大跨距由以下各式确定： (3-1) (3-2)(2)在曲线区段上，最大跨距由以下各式确定： (3-3) (3-4)(3)在缓和曲线上，最大跨距由下式确定： (3-5)式中，最大风偏移值(m)；最大许可跨距长度(m)；当量系数；接触线单位长度风负载(kN/m)；接触线张力(kN)；接触线之字值(
30、mm)；支柱挠度，可以忽略；所在曲线区段半径(m)；缓和曲线长度(m)；直缓点至观测点的距离(m)。根据上述计算方法的描述，可以进行以下跨距长度的校验计算。直线区段：在直线区段，接触悬挂的最大风偏移值不可超过，即，跨距的选择使实际中的符合要求即可。为提高接触网运营的安全性，铁路电力牵引设计规范规定：接触线的最大受风偏移值为450mm；最大可能跨距不宜大于65m；山口、谷口、高路堤和桥梁等风口范围内的最大跨距不宜大于50m；分相装置所在的跨距应比正常跨距值小510m。本设计选用65m最大跨距。由下式进行直线区段跨距长度的验证计算： (3-6)式中，当量系数，一般取之间的值，在此计算时取最大值；接
31、触线最大张力，在设计中所采用的是CTAH120型接触线，可知=43.56kN；直线区段的拉出值，取=；支柱扰度，在此可忽略不计；接触悬挂单位长度所受的风负载。由式下进行计算： (3-7)其中为设计计算风速，在此应选取西北区最大风速25m/s，为风速不均匀系数，由下表3-2可知应取=；K为风负载体形系数，由表2-2可知K=；为线索直径，对于CTAH120型接触线，而表3-2 风速不均匀系数计算风速(ms)20以下2030313535以上1.000.850.750.70则计算可得： (3-8) (3-9)可以看出，选取的跨距满足最大风偏移的极限要求，因此直线区段跨距选取满足要求。曲线区段：在直线区
32、段，接触悬挂的最大风偏移值不可超过，即，跨距的选择使实际中的符合要求即可。由下式进行曲线区段跨距长度的验证计算。 (3-10)而，拉出值，则由上述直线区段计算数据可知： (3-11) (3-12)可以看出，选取的跨距满足最大风偏移的极限要求，因此曲线区段跨距选取亦满足要求1。3.5 接触线索驰度长度计算3.5.1 张力驰度计算在两个支柱间，悬挂一根固定截面的接触线、正馈线、供电线、回流线或其他导线时，此线在自重和负载的作用下，就自然形成一个驰度。驰度的大小对运行质量将产生直接影响。因此，正确地、合理地确定驰度的量值是十分重要的。自由悬挂是一种最基本、最简单的悬挂方式。自由悬挂的计算是一种最基本
33、的计算，以下将研究自由悬挂导线的张力与驰度的大小变化及其计算方法。设A、B是两悬挂点，当两悬挂点在同一水平位置时为等高悬挂，从接触线弧垂最低点，到连接两悬挂点间的垂直距离，称为驰度F，如图3-4(a)所示。当悬挂点不在同一水平面时，由导线弧线最低点分别到两悬挂点的垂直距离称为悬挂点A和B的驰度，由F1和F2表示，如图3-4(b)所示。图3-4 自由悬挂导线的驰度在自由导线悬挂计算中，由于其材料的刚度实际影响很小，可以近似把它看作理想的软线，其刚度忽略不计。另外，悬挂线索的自重负载实际上是沿导线长度均匀分布的，因此，可以认为是沿跨距均匀分布的。为了简化计算，下面就根据这两条假设来研究线索的张力和
34、驰度。本设计采用的是等高悬挂，则等高悬挂的驰度计算如下：设A、B两点为导线的悬挂点，为跨距，g为单位长度的自重负载，、分别为悬挂点A、B的垂直分力与水平分力，如图3-5所示。图3-5 等高悬挂驰度示意图则可得张力与驰度的计算公式如下： (3-13) (3-14)自由悬挂导曲线方程为： (3-15)则当，时，则当，时，3.5.2 线索长度计算承力索或接触线在悬挂后，由于自重负载的影响，会自然形成驰度，这时线索的实际长度必大于跨距长度，而实际长度的变化对线索驰度影响很大。因此，决定线索悬挂时的实际长度，在设计和施工中是很重要的。本设计是等高悬挂，通过微积分原理，可以得出线索在一个跨距内的实际长度为
35、： (3-16)式中，线索实际长度(m)；线索的驰度(m)； 两悬挂点间的距离(m)。则当，时，则当，时，3.6 全补偿简单链型悬挂安装曲线计算对于全补偿链形悬挂，不仅在接触线下锚处没有补偿装置，在承力索两端也没有补偿装置，因此，可以近似地认为接触线张力和承力索张力均近似为常数(不考虑因温度变化形成的张力增量)。在温度变化时，接触线、承力索虽然也伸长(或缩短)，由于没有补偿器，它们的张力不受温度变化的影响，其弛度也可认为与温度变化无关(实际受张力增量的影响，弛度也会有相应变化)。全补偿链形悬挂，在无附加负载(覆冰)时，认为接触线呈无弛度状态，此时承力索弛度可由下式决定= (3-17)式中，锚段
36、内的实际跨距值(m)； 承力索换算张力(kN)； 承力索最大许用张力(kN)； 链形悬挂合成自重负载(kN/m)； 链形悬挂换算负载。由上式可知，全补偿链形悬挂承力索弛度，在跨距一定时，由悬挂的负载和承力索张力决定。在常温下，若不考虑冰、风等附加负载的影响，和；均近似地被认为是常数，而承力索弛度是不变的，但它的大小由补偿器给定的承力索张力决定。随着大气温度的变化，承力索和接触线会发生线性改变。为了不使承力索和接触线在最高温度时，因补偿器坠砣着地而失去补偿作用及在最低温度时补偿装置因卡住滑轮而发生事故，一般根据锚段长度的不同，计算出在极限范围内坠砣串的安装高度，称为全补偿链形悬挂坠砣安装高度曲线
37、。安装曲线通常是受上端和下端两端控制，由于我国疆域辽阔，南北方的极限温度的温差较大，一般在北方由上端控制，计算出的安装距离(坠砣顶部至滑轮组)；在南方由下端距地面的安装高度控制，其安装曲线是表示坠砣串底部至基础面(钢筋混凝土支拄为至地面)的高度，计算公式为 (3-18) (3-19)式中，坠砣串底部基础面（或地面）的最小允许距离(m)； 坠砣串顶部至滑轮组的最小允许距离(m)； 半个锚段的长度(m)；新线延伸率，承力索取,接触线取；承力索或接触线的线胀系数()；补偿滑轮传动比。表3-3 导线新线延伸系数序号导线类型新线延伸系数1镀锌钢绞线承力索2镀铝锌钢绞线承力索3钢芯铝绞线承力索4铜绞线承力
38、索5铜、铜合金接触线6钢、铝接触线综合电力工程使用经验及国内外资料，接触线、钢绞线及钢芯铝绞线的新线延伸率见表3-3。全补偿安装曲线图见图3-6。图3-6 全补偿链型悬挂安装曲线图则根据上述资料可知：，。故： (3-20)则： ，第4章 接触网设备选择4.1 支持装置4.1.1 腕臂支持装置支持装置是接触悬挂的支撑与定位结构，将接触悬挂的全部机械负荷传递给支柱，其结构形式有腕臂式，软横跨式，硬横跨式。而腕臂式支持结构在接触网中应用最广，而且分为拉杆斜腕臂，平腕臂斜腕臂两种结构形式。现在一般都采用平腕臂斜腕臂形式1，如图4-1所示。图4-1 平腕臂-斜腕臂示意图平腕臂斜腕臂支撑装置由上下腕臂底座
39、、棒式绝缘子、平腕臂、承力索底座、斜腕臂等零部件组成。平腕臂斜腕臂支撑结构更为简洁、零件数更少、稳定性更高，在新建的接触网和高速接触网中得到广泛的应用。4.1.2 硬横跨硬横跨是一钢架结构，由硬横跨支柱、硬横梁、吊柱组成。与软横跨相比较，硬横跨具有结构简单稳定、机械独立性强、各股道悬挂不相互影响，站场悬挂形式可与区间悬挂形式一致，站场更加整洁美观等诸多优点，在高速接触网中应用较多，但用钢量大、造价较高。本设计主要采用的是钢柱硬横跨设计，由于本站场仅仅只是跨越四个股道，不需要采用软横跨，用简单稳定、机械独立性强、事故范围小、整洁美观的硬横跨更为实用。我国广州-深圳线路采用硬横跨支持结构，已充分显
40、示出高速受流质量稳定的优点。4.2 定位装置定位装置系指有定位管、定位器、支持器、定位线夹、定位环以及定位钩等零部件组成的定位结构，其主要作用是将接触线定位在受电弓取流所必须的空间位置。定位方式是指接触悬挂与支持定位装置以及支柱的连接方式，支柱所处位置不同，其定位方式也就不同。定位器从形状上课分为直管式定位器、弯管式定位器、特型定位器等数种，一般均采用直管式定位器。在曲线区段上，由于线路的外轨超高，机车受电弓随之向曲线内侧发生倾斜，为避免定位器碰撞受电弓，要求定位器具有一定的倾斜度，其倾斜度规定在1:51:10之间。定位器部分规格型号如表4-1所示。由下表数据，结合本设计的数据要求，可选择定位
41、器型号为1/2的定位管。表4-1 直管定位器规格型号表类别定位管类型焊接套筒形式定位器钢管外径(mm)安装倾斜度总长(mm)单件重量(kg)备注直管定位器1/2有环21.251:109701.51直线或R1000m曲线定位3A/4无环26.751:109701.88R1000m曲内反定位3B/4无环26.751:611452.20软横跨定位4.2.1 正定位和反定位正定位用于直线区段或半径在1200-4000m的曲线区段的支柱定位，如图4-2所示。反定位用于曲线内侧支柱或直线区段拉出值方向与支柱位置相反的支柱定位，如图4-3所示。 图4-2 正定位结构图 图4-3 反定位结构4.2.2 组合定位组合定位是指在一个支柱上完成两组以上接触悬挂定位的定位形式。转换柱、中心柱等的定位均为组合定位，分别如图4-4，图4-5所示。 图4-4 转换柱组合定位图4-5 中心柱组合定位4.3 支柱负载计算与校验柱的负载是支柱在工作状态下所承受的垂直负载和水平负载的统称。支柱负载越大，支柱基底面处所受的弯矩也越大。支柱的负载计算，就是计算基底面处可能出现的最大弯矩值，其目的是根据计算结果来选择适当容量的支柱。我们通常所说的支柱容量，是指支柱本身所能承受的最大许可