電氣化鐵道技術畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 (Ω /㎞ ) 單 位 重 量 (kg/km) 制 造 長 度 (mm) TJ70 70 19179。 618 1500 TJ95 95 19179。 837 1200 TJ120 120 19179。 1058 1000 TJ150 150 19179。 1388 800 鋁包鋼承力索是鋁覆鋼線和鋁線絞合而成，主要以鋁覆鋼線中的鋼芯部分承受張力，覆鋁層和率線載流，導電性能好，機械強度和抗腐蝕性能好。 GJ 表示鋼絞線，數字 表示承離索的標稱截面積。 電氣化鐵道技術畢業論文 7 第三節 支持裝置 一、概述 支柱、支持裝置和定位裝置是使接觸懸掛導線相對于線路中心保持在所要求的位置上的設備。支柱布置在線路的一側，與線路中心保持一定的距離。因此，為了把導線懸掛到支柱并固定在一定的位置上，必須有一套中間裝置，這就是所謂的支持裝置。支持裝置包括腕臂 (肩架 )、軟橫跨 (是一套彼此連接在一起的線索裝置 )和硬橫梁 (硬橫跨 )。為了使導線在水平面上相對于受電弓中心保持在所要求的位置上，需采用定位裝置。 二、 腕臂支持裝置 電氣化線路上所采用的腕臂有多種形式，概括起來有下述幾類： 按結構分有帶拉桿的水平腕臂、帶斜撐的水平腕臂、帶拉桿的斜腕臂；按在支柱上的固定方法分有固定腕臂、半固定 (或半旋轉 ) 腕臂、旋轉腕臂；按所處的電壓高低分有絕緣腕臂、非絕緣腕臂；按跨越的股道數分有單線路腕臂、多線路腕臂；按導線的定位方向分有標準腕臂 (用來在直線區段懸掛導線，而且此時沒有導線從線路中心引到支柱上 )、反向腕臂 (用來在曲線區段上和在有導線從線路中心被引到支柱上的直線區段上懸掛導線 )。 在我國電氣化鐵路中，最廣泛采用的是旋轉絕緣腕臂，根據它在線路中的作用和性質，分為中間柱、非絕緣轉換柱、絕緣轉換柱、中心 柱、錨柱和道岔柱等。下面分別闡述。 中間柱支持裝置 在中間支柱上，只安裝一個腕臂，懸吊一支接觸懸掛，并把承力索和接觸線定位在所要求的位置上，這種支持裝置稱為中間柱支持裝置。區間中除錨段關節處的支柱外，其余均為中間柱，所以中間柱支持裝置是用量最大的支持結構形式。在線路的直線區段，支柱一般立于線路的同一側，但是接觸線需要按之字形布置，其拉出值一般在支柱點處要變換方向，所以定位為一正一反，如圖 22 所示。 電氣化鐵道技術畢業論文 8 圖 22 直線中間支柱支持裝置示意圖 非絕緣轉換柱支持裝置 對于三個跨距的非絕緣錨段關節，中間的 兩根支柱稱為轉換柱，它懸吊兩支接觸懸 圖 23 直線非絕緣轉換柱（ ZF2）裝配示意圖 掛，其中一支為工作支，另一支為非工作支。工作支的接觸線與受電弓接觸；非工作支的接觸線抬高約 200 mm，不與受電弓接觸，通過轉換柱拉向錨柱下錨。因此，轉換柱需要安裝兩組定位器。轉換柱的懸掛形式有兩種：一種稱為 ZF 1轉換柱，工作支接近支電氣化鐵道技術畢業論文 9 柱側，非工作支遠離支柱側；另一種稱為 ZF2轉換柱，工作支遠離支柱側，非工作支靠近支柱側。其中 Z 表示直線， F 表示非絕緣，下標 1 與 2 分別表示兩種類型。直線非絕緣轉換支柱 ZF2的裝配形式如圖 23 所示。 非絕緣轉換支柱，在直線區段和曲線區段的裝配形式也不相同，其曲線區段的裝配，定名為 QFl及 QF2，其中 Q 表示曲線之意。 Fl及 F2的含義與前述相同。 絕緣轉換柱支持裝置 圖 24 曲線區段的絕緣轉換支柱 (QJl)裝配示意圖 絕緣轉換柱支持裝置在四跨絕緣錨段關節處，懸吊兩支接觸懸掛，其中一支為工作支，另一支為非工作支。工作支的接觸線與受電弓接觸，非工作支的接觸線抬高約 500 mm，不與受電弓接觸，通過轉換柱拉向錨柱下錨。轉換拄的懸掛形式也有兩種：一種稱為 ZJ1轉換柱，工作支遠離支柱側，非工 作支靠近支柱側；另 — 種稱為 ZJ 2轉換柱，工作支靠近支柱側，而非工作支遠離支柱側。 四跨絕緣錨段關節也有兩個轉換支柱，名為 ZJ 1和 ZJ QJl及 QJ3，其中 J 表示絕緣轉換支柱，下標 1 及 3 表示不同的裝配形式。在直線區段和曲線區段，其裝配形式也是不相同的。圖 24 所表示的是在曲線區段的一種裝配形式 (QJl)。 中心柱的支持裝置 位于四跨絕緣錨段關節的兩轉換柱之間的支柱，稱為中心柱，用 ZJ 2表示。在中心柱上同樣要安裝兩套支持裝置，懸吊的兩支接觸懸掛均為工作支，接觸線為等高。當受電弓通過時，同時接觸兩根接觸線， 使之平穩地過渡。兩支懸掛的接觸線在平面上平行，空氣間隙為 500 mm，電氣上能互相分開。兩支接觸懸掛兩支懸掛的接觸線在平面上平電氣化鐵道技術畢業論文 10 行，空氣間隙為 500 mm，電氣上能互相分開。兩支接觸懸掛在中心柱兩側均經轉換支柱向錨支柱下錨。中心支柱在直線區段和曲線區段的裝配形式也不一樣，各用 ZJ2 及QJ 2表示。 圖 25 直線中心支柱（ ZJ2）裝配示意圖 軟橫跨 在站場上，多股道的接觸懸掛借助于單根或數根橫向線索懸掛到布置在這些線路兩側的兩根支柱上，這種裝置稱為軟橫跨。在一組軟橫跨中，有三根橫向索道， 即：橫向承力索、上部定位索及下部定位索。橫向承力索是軟橫跨受力的主要構件，它承受鏈形懸掛的垂直負荷。橫向承力索一般由單根或數根鋼絞索組成，對于跨越 3— 4 股道的情況，通常使用單根橫向承力索，而跨越股道較多、負載較大時，則由兩根或四根鋼絞索組成。為了將懸掛導線固定在水平面內的一定位置 軟橫跨主要依據定位索的結構類型和定位器在定位索上的固定方式而有多種形式。 硬橫梁 圖 26 所示的硬橫跨是電氣化線路上廣泛采用的標準硬橫跨，其硬橫梁兩端被分別固定在鋼柱 (或鋼筋混凝土支柱 )上。硬橫跨 (梁 )跨越能力強，能有效降低 支柱高度。既穩定又經濟合理適用。 電氣化鐵道技術畢業論文 11 圖 26 彈性鏈形懸掛硬橫跨（梁）結構 第四節 定位裝置 一、 定位裝置的作用 定位裝置是支持結構中的主要組成部分，它是在定位點處對接觸線實現相對于線路中心進行橫向定位的裝置。也就是說，定位裝置的作用就是根據技術要求，把接觸線進行橫向定位。在直線區段，相對于線路中心把接觸線拉成之字形狀；在曲線區段，相對于受電弓中心行跡則拉成切線或割線。 二、 定位器類型 圖 27 定位器類型 電氣化鐵道技術畢業論文 12 表 23 常見定位器規格、型號表 定位裝置是由定位管、定位器、支持器、定位線夾及其 他連接部件組成。定位器從形狀上可分為直管式定位器、彎管式定位器、特型定位器等數種，常用的定位器類型如圖 27 所示。定位器的規格型號如表 23 所示。 三、 定位裝置形式 定位裝置僅對接觸線實行橫向定位，根據支柱所處位置、功用及地形條件不同，安裝位置的形式也不同。具體有以下幾種。 正定位 在直線區段或曲線半徑 R＝ 1200～ 4000 m區段，就采用這種定位方式。該定位裝置由直管定位器和定位管組成。定位器的一端利用定位線夾固定接觸線；另一端通過定位環與定位管銜接，定位管又通過定位環固定在腕臂上。結構見圖 28(a)。 反定位一般用于曲線內側支柱或直線區段之字值方向與支柱位置相反的地方。定位器附掛在較長的主定位管上，呈水平工作狀態。主定位管受壓力較大，為了使定位管保電氣化鐵道技術畢業論文 13 持水平，一般用兩條斜拉線將定位管吊住，固定在承力索上。為了保證定位器與主定位管之間保持有一定的距離 (大于或等于 300 mm)，定位器通過長支持器與主定位管連接。結構見圖 28(b)。 軟定位 這種定位裝置只能承受拉力，而不能承受壓力，因而它用于曲線只用于曲線 R≦ 1000 m 的區段，為避免在某些特殊情況下拉力過小，經過計算，在曲線力抵消反方向的風力之后， 拉力需保持 以上方能使用這種方式，如圖 28(c)所示。 圖 28 定位裝置形式 組合定位 組合定位裝置是用在錨段關節的轉換支柱、中心支柱及站場線岔處的定位，這些地方均有兩組懸掛在同一支柱處，分別固定在所要求的位置上。組合定位的方式較多，各種組合定位的作用也不相同，這主要是根據各種各樣的地形條件及懸掛條件決定的，其結構見圖 28(d)、 (e)、 (f)、 (8)、 (h)。 電氣化鐵道技術畢業論文 14 單拉定位 這種定位的特點是沒有腕臂，將軟定位器直接通過絕緣子固定到支柱上，如 圖 28(i)所示。它一般用在導曲線處或 因跨距較大，接觸線的偏移達不到設計技術要求的某些特殊殊地點。 四、高速接觸網 定位裝置 定位器是保持接觸線處于相對于線路中心的正確位置的裝置，在直線區段使接觸線拉成之字形，在曲線區段相對于線路中心 (或受電弓行跡中心 )拉成割線或切線，使受電弓的滑板磨損均勻。定位器是與接觸線直接接觸，并且在受電弓通過時，與其最接近的部件之一，它的性能好壞直接影響弓網間的受流質量，特別是在高速電氣化線路上，是決定接觸懸掛彈性均勻性的關鍵部件之一，因而對定位器的結構及性能要求甚為嚴格。 第五節 支柱 一、支柱的分類原則 接觸懸掛是 被支柱支持在鐵路線上方的，支柱有很多種，支柱可按其材料、支持裝置形式、用途以及負載條件進行分類。目前采用的有預應力鋼筋混凝土柱和鋼柱。 根據支柱上的支持裝置的不同，支柱可以分為腕臂支柱、軟橫跨支柱、硬橫跨支柱和定位支柱。按用途劃分，支柱可分為中間支柱、轉換支柱和錨柱。支柱可以分為不帶拉線的 (自承載支柱 )和帶拉線的。 二、預應力鋼筋混凝土支柱 我國鐵路采用了工字形及斜腹桿斷面的鋼筋混凝土支柱，近年來在部分區段又采用了環形等徑鋼筋預應力混凝土支柱。 目前，幾乎全部鋼筋混凝土支柱都采用預應力鋼筋混凝土支柱 。橫腹桿式鋼筋混凝土支柱優點在于能更好地利用高強度鋼筋，比圓柱 (圓錐形支桿 )更便于接觸網檢修人員上下作業，特別是空腹結構尤其如此。 預應力混凝土柱，用符號 H 表示，分母的前一個數字表示地面以上支柱高度，后一個數字表示埋入地下部分的長度；分子的前一個數字表示垂直于線路方向的支柱容量(kN178。 m)，后一個數字表示順線路方向下錨的容量 (kN178。 m)，其型號和規格見表 34。 電氣化鐵道技術畢業論文 15 三、鋼支柱 目前，在接觸網工程中，特別是較大站場上，大量利用鋼柱，它是由角鋼焊接成的立體衍架結構式支柱，具有重量輕、容量大、耐碰撞、運輸及安裝方便 等優點。但存在用鋼量大、造價高、耐腐蝕性能差，需定期進行除銹、涂漆防腐，且有維修不便等缺點。從節約鋼材及方便運營維護的角度出發，要求盡量少采用。鋼柱主要用于跨越股道比較多、需要支柱高度較高、容量較大的軟橫跨柱，其次用作橋梁墩臺上安裝的支柱。現在作為軟橫跨鋼柱的高度有 13m和 15m 兩種。 G 表示鋼柱，例如 G，其中分子 50 表示垂直于線路方向的支柱容量（ kN178。 m） ,分母 表示鋼柱的高度。 表 24 鋼筋混凝土支柱的型號和規格表 第六節 基礎及其類型選擇 一、基 礎類型 接觸網支柱的基礎是直接埋置于土體中的，其埋置深度一般都小于 5m，屬于淺平基。接觸網支柱的受力特點是水平負荷大，因此，其抗傾覆的穩定性是很重要的。根據支柱負荷的大小，基礎的結構和形式也不盡相同。隨著支柱類型及支柱容量的不向，基礎也分為以下幾種不同的形式： 電氣化鐵道技術畢業論文 16 擴大基礎。金屬支柱由于荷載較大，需設單獨的混凝土基礎。根據支柱容量的大小，往往澆灌成單階梯或多階梯的形狀，這種基礎稱為擴大基礎。 棱柱形基礎。某些硬橫跨 (梁 )或軟橫跨的金屬支柱，當受彎矩較小時，所用的混凝土基礎常澆灌成 無階梯的形狀，這種基礎稱為棱柱形基礎。一般鋼筋混凝土支柱不設單獨的基礎。支柱埋人土體中的部分，代替了基礎的效用。 帶橫臥板的按枝形基礎。目前我國廣泛使用大容量軟橫跨鋼筋混凝土支柱和錨支柱。常增設橫臥板，以增大與土體的接觸面積，進而增大其水平抗力。 二、鋼筋混凝土柱橫臥板 表 25 腕臂柱柱橫臥板選用表 矩形截面的鋼筋混凝土支柱，在不單獨設立基礎時，其地面以下部分代替了基礎的效用為了增加地下部分與地基土的接觸面積，在其受力面安裝橫臥板，加設橫臥板的型號、數量則根據地質條件、挖填方情況及支柱類 型決定，其選用如表 24 及表 25 所示。 電氣化鐵道技術畢業論文 17 表 26 軟橫跨柱橫臥板選用表 第七節 錨段關節及中心錨節 一、錨段關節 接觸懸掛中的承力索和接觸線在延續到一定的長度后，為了滿足機械受力方面的要求及方便施工，必須分成為一個個相互獨立的線段，這些相互獨立的線段即為接觸網的機械分段。接觸網進行機械分段的線段稱為錨段，相鄰兩個錨段的銜接區段 (重疊部分 )稱為錨段關節。錨段關節的設置，使接觸網不間斷地貫通于全線。 錨段關節分為三種：僅起機械分段作用的稱為非絕緣錨段關節，該處相鄰的兩個錨段在