软横跨预置计算(共10页)

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1、4.4 软横跨预置计算 (1) 在计算中，一般应具有以下原始数据： 、为侧面限界，在正线轨面水平面内，左右侧支柱内缘分别至临近线路中心的距离（m） L为横向跨距，直两支柱悬挂点（支柱顶端内缘向下100mm处，下同）间的水平距离（m） 、为不等高悬挂或不对称悬挂，由横向承力索最低点分别至两悬挂点的水平距离（m） 、为支柱结构的斜率和调整倾斜度之和，即安装后的支柱内缘相对于铅垂线的总斜率（mm/m） 、为偏移距离，即支柱结构斜率和调整倾斜率值所形成的偏移距离之和，简称偏距，其值为，,，（其中，、为在上部定位索处的偏移距离）。应该注意，考虑到支柱受力后产生的扰度和因基础返回而内倾，经验取值比一般计算

2、值偏小(考虑到支柱受力后内倾及扰度影响，取)。 (4.17) (4.18) 、为基础面至正线轨面的高差，即支柱地面（钢筋混凝土支柱由地线孔至轨面）至轨面的垂直距离，当支柱底面高出轨面时，S为正值，反之为负值； 、为横向承力索的驰度，即由横向承力索最低点分别至两悬挂点铅垂方向的距离，当为等高悬挂时， (4.19) (4.20)其中：， 为上不固定绳至正线轨面的高度， 接触线高度，大站一般取，小站取， 接触线距下部固定绳距离，一般取， 为上、下部固定绳距离，一般取，对、可根据现场实际情况取值)。 、为相邻悬挂点间的水平距离 (4.21) (4.22)(2) 确定负载软横跨结构复杂，形式多样，为了便

3、于设计、施工、计算和备料以及改造和检修，将常用的各种不同形式的软横跨装配结构组合在一起，形成各种各样的结构形式，按其结构形式的不同将它们分成若干个软横跨节点类型。软横跨的负载计算就是根据软横跨的节点类型求算悬挂负载。在现场勘测时要根据线路的实际情况，绘制软横跨就可以确定悬挂负载了。悬挂负载包括节点负载、纵向悬挂自重负载、绝缘子及分段绝缘子的重力负载以及横向承力索与上、下部固定绳的自重负载。在负载计算时，由于横向承力索的弛度很大，所以假设垂直负载全部由它承担，并且各个悬挂的负载全部集中在悬挂点。每个悬挂点负载应包括下述四个部分。悬挂点零件重量负载(节点负载) (4.23) 接触悬挂一个跨距的自重

4、负载(悬挂自重负载) (4.24)式中 悬挂点的接触悬挂数量； 接触悬挂每单位长度的自重负载；悬挂的纵向跨距，( ，为该软横跨相邻两纵向跨距)，一般取。横向承力索及上、下部固定绳的自重负载横向承力索及上下部固定绳的自重负载也应该换算到悬挂点上，其方法是将单位长度自重负载乘以平均线间距(即取悬挂点两侧线间距的平均值)： (4.25)中心锚结和下锚支自重负载对于有中心锚结和下锚支的悬挂，则根据实际应有的悬挂自重负载，经计算后加于相应的悬挂点上。对已经归算中心锚结和下锚支自重负载的节点负载，在计算悬挂负载时，不再另行计算中心锚结自重负载。上述各负载之和为该悬挂点的悬挂负载，即： (4.27)式中：

5、节点的悬挂负载(N)； 接触悬挂一个跨距的自重负载(悬挂自重负载)(N)；节点负载(N)，包括分段绝缘子串增加的负载；横向承力索及上、下部固定绳自重负载(N)；中心锚结和下锚支自重负载，对中心锚结和下锚支自重负载已经归算到节点负载中去时，=0。(3) 确定最短吊弦的位置确定最短吊弦位置也就是确定横向承力索最低点。确定横向承力索最低点位置的方法一般有两种，一种是根据横向承力索悬挂点A或B的反力(或),依次减去向另一侧各悬挂点的悬挂负载，如果坚强至某一悬挂点的悬挂负载时，其差值由正变负，则说明该悬挂负载所在的悬挂点即为横向承力索悬挂的最低点。如果减至某一悬挂点的悬挂负载时，其差值恰好为零，则说明此

6、软横跨出现两个悬挂最低点。 (4.28)横向承力索悬挂最低点便出现在悬挂负载所在的悬挂点； (4.29)此时和都是最短吊弦所在的位置。利用对A、B两悬挂点中某一悬挂点算转动力矩求得、。由,得,从而得 (4.30) (4.31)式中 第K股道距悬挂点A的水平距离(m)； 软横跨横向承力索两悬挂点A、B之间的水平距离(m)。则悬挂最低点便出现在悬挂负载所在的悬挂点。另一种方法是根据求横向承力索分界力Y来确定横向承力索悬挂点最低点位置。 假设最低点为计算方便，必须先拟定计算软横跨最低点(一般奇数股道选中间股道)，并以该拟定最低点为分界，将软横跨跨越的股道分为两部分。由第一种方法得出一股道是悬挂最低点

7、。此处把最低点所在股道另一股道设为第k股道，由此可以求出横向承力索最低点分别至两悬挂点的距离即弛度及的值为 (4.32) (4.33)式中：支柱露出基础面的高度(mm)； 上部固定绳正线轨面高度，大站取7 700mm，小站取7 250mm； 、基础面至正线轨面的铅垂距离，离于轨面时取正，低于轨面时取负；最短吊弦长度，一般四股道以下(含4股道)取400mm；5-6股道取600mm；7-8股道取800mm。 计算子力矩所谓子力矩，它是从拟定的最低点分开，将两侧股道悬挂负载分别对相应侧的悬挂点取力矩值，分别用及表示。其值分别为： (4.34) (4.35)式中： 第股道距悬挂点的水平距离(m)； 第

8、股道距悬挂点的水平距离(m)；第股道距悬挂点的水平距离(m)；第股道距悬挂点的水平距离(m)。其中：,。(4) 求横向承力索水平力及分界力从求得的子力矩及分别对悬挂点连同其他各力分别对悬挂点A及悬挂点B求力矩，即， 则 (4.36) (4.37)经过对式(3-13)及式(3-14)进行整理可求得水平分力，其值为 (4.38)同时求得最低悬挂点的分界力，其值为 (4.39)称之为分界力。可以用值来判别原先假拟的最低点的位置是否正确。若原先假拟的最低点的位置是正确的，那么的值应该大于0，且小于，即 (4.40)若计算出的值为负值，即，则说明应把最低点向左移；若值大于，则说明应该的、把最低点向右移。

9、对于这两种结果都需要再重新确定了最低点以后，再重新计算。以此类推，直到找到最低点的合理位置。另外，还有两种特殊情况：若计算出的值为0，即，则说明该组软横跨具有两个最低点，除了所选取的最低点外，另一个最低点在所选最低点的左侧；若计算出的等于时，则说明软横跨也有两个最低点，即除所选取的最低点以外，另一个最低点在所选最低点的右侧。(5) 求横向承力索的分段长度、总长度及各悬挂点吊弦长如上，在求横向承力索分段长度之前，若在确定最短吊弦位置时利用的上述第一种方法，那么需再求出力矩、，进而求出分界力和水平力。欲求横向承力索的分段长度，若以为已知条件，必须在求出各相邻悬挂结点高差之后，才能求出分段长度。利用

10、静力学平衡方程原理，先求出各个结点(股道悬挂点)的铅垂力。 且知道水平力T，那么根据结构三角形和力三角形相似的原理，可以求得横向承力索的分段长度；，即有最低点左侧 (4.41)最低点右侧 (4.42)因而有横向承力索分段长度及总长度分别为： (4.43) (4.44)各悬挂点吊弦长度为：设定为最短吊弦，即 (4.45)横向承力索悬挂最低点左侧吊弦长度为： (4.46)横向承力索悬挂最低点右侧吊弦长度为： (4.47)求上、下部固定绳长度求上、下部固定绳长度，要考虑该组软横跨是固定在钢柱上还是混泥土柱上，在钢柱上时应另加在上、下部固定绳固定处的支柱宽度。 (4.48) (4.49)式中： 、分别

11、为左、右侧支柱自然斜度及安装斜度的斜率（mm/m）； 、分别为做、右侧上部固定绳的安装高度()； 、分别为做、右侧下部固定绳的安装高度()； 分别为线间距离()。为了检查计算结果是否正确，可以用下式进行校验，以检查侧及侧悬挂点高差之和是否分别等于最大弛度及，即 (4.50) (4.51) 4.3.1 链形悬挂接触线的受风偏移和跨距长度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。如在电力传输线路上，导线的偏移以及由此产生的振动，合导致不同相的导线之间的混线，从而造成短路，并常因此而烧伤导线。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

12、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。可惜的是，精确计算偏移值会碰到很多困难，目前采用的是近似法。所谓困难，一方面是评定风对导线的作用比较复杂，另一方面是在风的作用下导线的运动状态比较复杂。我国电力机车受电弓的最大工作宽度为1250，而取许可风偏移位为500，不足受电弓工作宽度的一半。这是考虑了线路的不正常情况、接触线拉出值的误差、机车的摆动和受电弓架的游动等因素而留的安全储备，以保证接触线不致滑出弓外而发生刮弓事故。根据受电弓滑板的最大工作宽度，铁路工程技术规范规定，在最大计算风速条件下，接触线对受电弓中心的最大水平

13、偏移值不应超过500，在曲线区段不应超过450。在接触网设计中，仍按此规定处理。风偏移的当量理论计算法：(1) 直线区段上等之字布置 (4.10) (4.11)式中：当量系数；接触线单位长度风负载；接触线张力；接触线之字值；支柱挠度，可以忽略。(2) 曲线区段上 (4.12) (4.13)R所在曲线区段的半径；其余参数同式（4.10）上。最后还应指出两点；其一，按照最大风偏移值决定跨距，在某些风压较小的地区或线路区段，其计算跨距可能大于70，但当跨距值过大时，特别是在接触线许用张力偏小的情况下，沿跨距内的弹性将出现较大的差异，故造成跨距中的磨耗加剧，使之维修工作量增加，并缩短了接触线的使用寿命

14、，效果是不好的，因而目前我国最大跨距用65；其二，在风压相同的地区或线路区段，当遇有最大曲线半径的时候，由于R较大，其结果计算出的跨距值大于直线区段上的跨距值，在这种情况时最大跨距亦不应超过直线区段上的值，一般就取直线区段上的最大值。4.3.3 全补偿链形悬挂锚段长度的计算在区间或站场上，为满足供电方面和机械方面的要求，将接触网分成若干一定长度且相互独立的分段，这种独立的分段称为锚段。划分锚段的目的主要是：加补偿器；缩小机械事故范围；使吊弦的偏移不致超过许可值以及改善接触线的受力情况等。划分锚段的主要依据是在气象条件发生变化时，使接触线内所产生的张力增量不超过规定值。锚段长度的决定和跨距长度一

15、样，也必须进行相应的计算。锚段长度主要是由接触线和承力索从中心锚结到补偿器之间的张力差决定的。张力增量是指当温度变化且在补偿器工作的条件下，吊弦和定位器都发生偏转和移动，使接触线在吊弦和定位器固定点处的张力产生差别。目前在设计中，规定在计算极限温度下，中心锚结和补偿器间的张力差不许超过15。代表接触线在补偿器处的张力。(1) 吊弦造成的张力增量在直线区段上，接触线由于温度变化而伸长（或缩短），因吊弦偏移而造成接触线内的张力变化。由下式进行计算： (4.14)式中：只考虑温度变化时，吊弦所引起的张力增量；接触线单位长度白重负载（）；由中心锚结至补偿器问的距离（）；线胀系数；吊弦长度，取平均值，为

16、最短吊弦，其值为。上式的应用条件是在直线区段上，只考虑吊弦所造成的张力变化和只考虑温度引起的伸长。(2) 定位器形成的张力增量定位器在温度变化时也因接触线产生伸长（或缩短）而沿接触线发生偏转。在直线区段上，由于定位器对接触线张力变化影响小（一般对于1500长的锚段，其定位器产生的张力增量只有几十牛顿），可以忽略。因此，对于定位器产生的张力增量，只考虑曲线上的情况。因而，由于定位器的偏移使接触线引起的张力增量为： (4.15)对于全补偿链形悬挂来说，除了考虑接触线的张力增量以外，还要考虑承力索因温度变化使承力索的伸长或缩短引起的张力增量。在直线区段上，承力索沿线路中心布置，在温度变化时，承力索虽

17、有转动，仍可认为承力索不产生张力增量。在曲线区段上，承力索产生曲线水平力。当温度发生变化，腕臂发生偏转时，因腕臂改变方向，在承力索上产生纵向分力，这个纵向分力，就是承力索产生张力增量的主要原因。当支柱位于曲线外侧，且锚段位于同一曲线半径的曲线上时，可由下式决定承力索的张力增量值。 (4.16)式中水平拉杆长度（）；曲线半径（）；承力索在补偿器处的张力（）。全补偿链形悬挂中，接触线张力增量值直接用式（4.14）和（4.15）求得。只是在应用时，要考虑全补偿的特殊性。对于全补偿链形悬挂，接触线和承力索在补偿器的作用下，由于温度的变化，它们往往是向同方向移动的。如果承力索的胀系数和接触线的线胀系数的量值相等（即）时，则吊弦总是成铅垂状态的，这时吊弦无论是对接触线，还是对承力索都不会产生张力增量。而对接触线起作用的是定位器对承力索起作用的是腕臂的拉杆。如果，则吊弦对接触线产生一定的张力增量影响，此时，在式（4.14）和式（4.15）中的用（）代替，即可求得接触线的张力增量。同时，在全补偿链形悬挂中，接触线弛度的变化更小，因温度变化而耗损于弛度变化方向的纵向位移也更小。故在计算中就忽略不计了，即令0。