接触网负载计算
覆冰负载由下式计算得出:
g 式中 gbc-承力索的冰负载(N/m);
b-覆冰厚度(mm);
bc
d-承力索直径(mm);
b (b d )
1000
b -覆冰的密度(g/cm3)。
如果是计算接触线冰负载时,上式中的d则为接触线的平均直
径d=(A+B)/2,且接触线的覆冰厚度折算为承力索覆冰厚
度的一般,即bj=b/2
覆冰时,承力索的合成负载由下式求得:
arctan pcb
g gb0
链形悬挂无冰无风时,其合成负载为链形悬挂的自重负载,以
q0表示 q0 夹角由下式计算: arctan pcb
g gb0
二、 锚段长度的确定 接触网每个锚段包括若干个跨距。在确定锚段长度时,要
p0 F V 2 / 1610
式中 p0-支柱承受的风载(N);
F-支柱迎风面的面积(m2)。
④合成负载 由于线索同时承受垂直负载和水平负载,因此还应确定两者的 合成负载,合成负载系上述两负载的几何相加。当最大风速时, 承力索的合成负载由下式求得:
qvc (g j gc gd )2 pc2v
锚段长度一般采用两种方法确定,经验取值法和计算法, 经验取值可根据铁道部颁发的“铁路工程技术规范”中经验值 表确定。计算法则通过对线索张力差的计算,确定锚段长度。
轨道交通一般在全补偿和半补偿悬挂时锚段长度为 1500m左右。
三、支柱负载计算及容量选择 1. 支柱负载的确定 支柱的负载:支柱在工作状态下所承受的垂直负载和水平负载 的统称。 支柱负载计算目的:根据计算结果来选择适当容量的支柱。 支柱的最大弯矩,除了与支柱所在的位置、支柱类型、接触悬 挂类型、线索悬挂高度、支柱跨距及支柱侧面限界有关外,还 与计算气象条件有直接关系。最大弯矩可能出现在最大风速、 最大附加负载(覆冰)或最低温度的时候。 一般来说,支柱的最大计算弯矩多发生在最大风速及最大冰负 载时。
③风负载 风负载时指风作用到线索和支柱上的压力,又称风压。线索上 的风负载可由下式决定:
Pv
av
K
d
L V2 1600
sin
式中 Pv -线索所受的风载;
av -风速不均匀系数; K-风载体形系数;
d-线索直径,接触线取平均直径(mm);
L-跨进中线索的长度(m);
-风向与线索的夹角;
(7)接触线无弛度时的温度t0 我国t0取值方法如下:对于简单链形悬挂,无弛度温度比平均 温度低10℃;对于弹性链形悬挂,无弛度温度比平均温度低 5℃。 (8)吊弦及定位器正常位置时的温度tp 确定这一温度的原则是,吊弦及定位器在最高或最低温度下产 生的纵向偏移值尽量相等,并要求吊弦及定位器无纵向偏移的 时间尽可能的长些。在设计中,一般取该地区最高温度与最低 温度的平均值。 (9)隧道内气象条件 当整个接触网锚段都在隧道时,最高温度应比隧道外约低10℃, 最低温度比隧道外约高5℃,隧道内可不计算风速,接触悬挂 不考虑覆冰。当锚段的一部分在隧道内而另一部分在隧道外时, 一般应按隧道外的情况进行计算。
V-最大风速(m/s)。
上式表示在一个跨距内线索所承受的风负载。在计算时,总是
取线索受风影响最大的情况,即风向与线索垂直,则 sin=1。 为了计算方便,取L=1m,则线索单位长度的风负载由下式求
出:
V2
pv
av
K
d
L 1600
式中 pv -线索单位长度的风负载(N/m)
其余符号同前
对于支柱所承受的风负载可由下式求得
(4)线索覆冰时的温度tb 我国在覆冰地区一般选取-5℃为线索覆冰时的温度。 (5)覆冰厚度b和覆冰密度b 线索覆冰厚度不得小于该地区实际观测到每五年一遇的最大冰 厚。 覆冰考虑为圆筒形,沿导线表面等厚度分布,不考虑导线截面 的不规则形状。 计算中一般取为0.9g/cm3。 (6)线索覆冰时的风速Vb 一般取覆冰时的风速为10m/s。沿海、草原等地区取为15m/s。
②冰负载
计算冰负载时,其冰壳的计算厚度应不小于实际观测到的每五
年至少出现一次的最大覆冰厚度。当计算接触线覆冰时的垂直
负载时,可忽略其截面沟槽形状,即认为是圆形,并且沿导线
覆冰呈圆筒状。由于运行中电力机车受电弓滑板的刮冰作用,
在计算时,将接触线覆冰厚度折算为承力索覆冰厚度的一般。
对于承力索,则认为覆冰呈圆筒状,且全线覆冰厚度相等,其
2. 计算负载的确定 (1)计算负载的分类 计算负载分为垂直负载和水平负载。在计算中,无论垂直负载 还是水平负载,均认为是沿跨距均匀分布的。 垂直负载包括悬挂的自重和覆冰载荷。 水平负载包括风负载和由吊弦横偏造成的水平负载。 水平负载还包括线索改变方向所产生的水平分力,如之字力、 曲线力等。
(2)各种负载的计算 ①自重负载 一般标准型号的线索,其单位长度自重可通过查材料表确认。 链形悬挂负载计算中,还应考虑吊弦及其线夹的自重,通常按 平均0.5N/m计算,并以符号gd表示。
6.2 接触网负载计算
一、气象条件及计算负载的确定 1. 气象条件的确定 (1)最高温度和最低温度 最高温度tmax、最低温度tmin应根据线路通过地区的实 际极限温度,采用各地气象台的年最高、年最低温度, 在数值上取5的整数倍。
(2)最大风速Vmax 其计算方法为:设有年资料,按年份排列,自第一年开始,每 五年为一组,每组按顺序相隔一年,取出每组中的最大值并求 出各组最大值的平均值。最大风速与距地面的高度有关,所以, 接触网设计用最大风速应采用距地面10m高度,每五年一遇的 10min平均最大值。 (3)最大风速出现时的温度tv 一般选取风速大出现次数多的月平均温度值。
考虑发生事故的影响范围;当温度变化时,因线索伸缩引起吊 弦、定位器及腕臂的偏斜不超过允许值;下锚处补偿坠砣应有 足够的上下移动空间;要保证在极限温度下,中心锚结处和补 偿器端线索张力差不超过规定值。由于线索顺线路的热胀冷缩 移动,使每一根吊弦、定位器和腕臂固定点处,因偏斜而对线 索产生分力作用出现张力差。对于半补偿链形悬挂设计规定其 张力差不超过接触线额定张力的±15%;全补偿链形悬挂,除 满足接触线张力差外,要求承力索张力差不超过承力索额定张 力的±10%。