接触网站场平面设计.doc

课程名称：接触网站场平面设计 院 系： 电 气 工 程 系 专 业： 电气工程及其自动化 年 级： 姓 名： 指导教师： 2015年 10月 23日目 录第一章 原始资料 2第二章 负载计算 3第三章 简单链形悬挂安装曲线计算 73.1半补偿简单链形悬挂安装曲线确定（站线）7第四章 半补偿链形悬挂锚段长度及张力增量曲线 114.1 计算条件114.2 半补偿链形悬挂张力增量及锚段长度的计算12第五章 平面设计 5.1 接触网平面设计（站场）的一般次序：135.2设计的一般技术原则135.3划分锚段145.4拉出值的确定165.5咽喉区放大图165.6站场平面表格说明17第六章 软横跨支柱容量校验 6.1混凝土选取支柱选取与校验186.2软横跨中间柱容量校验206.3软横跨下锚容量验算236.4缓和曲线跨距校验26第一章 原始资料1、悬挂形式： 正线全补偿简单链形悬挂，站线半补偿简单链形悬挂。2、气象条件： 第三典型气象区；覆冰厚度：；覆冰密度：。3、悬挂数据： 结构高度为h=1.3m ， e=4m 站线：承力索JT70，Tcmax=1500kg； 接触线CT85,Tjm=1000kg。 正线：承力索JT70，Tcmax=1500kg； 接触线CT110,Tjm=1000kg。4、土壤特性: 安息角（承载力）=30， 填方地段。第二章 负载计算一、接触网负载计算气象条件： 第三典型气象区；覆冰厚度：；覆冰密度：。承力索JT70：，/1， K风负载体型系数 风速不均匀系数正线接触线CT110：，站线接触线CT85：，风速不均匀系数表计算风速（m/s）20以下2030313535以上1.000.850.750.70垂直负载：1、 接触线CT110自重负载： 接触线CT85 自重负载： 2、 承力索JT70自重负载： 3、 吊弦及线夹自重负载： 4、 接触悬挂无风无冰的自重负载正线： 站线： 5、承力索纯冰负载6、接触线纯冰负载正线：站线：水平负载7、最大风速时承力索风负载8、接触线上所承受的水平风负载(被认为传给了定位器而忽略不计)正线：站线9、覆冰时承力索风负载10、覆冰时接触线风负载正线：站线：合成负载11、最大风速时的合成负载及与铅垂线的夹角 正线： 站线： 12、覆冰时的合成负载及与铅垂线的夹角正线：站线：二、最大跨距计算站线：承力索JT70，Tcmax=1500kg； 接触线CT85,Tjm=1000kg。正线：承力索JT70，Tcmax=1500kg； 接触线CT110,Tjm=1000kg。已知条件：Tj=10KN , 当量系数 m=0.9（0.850.9），直线区段接触线许可风偏移值bjx1=0.5m，曲线区段接触线许可风偏移值bjx2=0.45m，接触线水平面内支柱扰度=0.02m。 直线区段“之”字值a=300mm， 曲线区段拉出值a见下表接触线拉出值表对于简单链形悬挂曲线半经R(m)直线拉出值a(mm)400250150300 2、接触线张力：直线区段： （3-1）式中 最大计算跨距（m）； 接触线额定张力（Kgm）； 接触线受风负载（Kg/m）； 链形悬挂当量系数； 最大允许偏移（m）； 直线区段接触线的之字值（m）； 接触线水平面内支柱挠度（m）。正线：站线： 因此取曲线区段：式中 相应曲线半径（m）； 曲线区段接触线拉出值（m）。站线：半径R(m)40060015002000最大允许跨距计算值(m)49.2658.1172.8573.45最大允许跨距取用值(m)40406565第三章 简单链形悬挂安装曲线计算3.1半补偿简单链形悬挂安装曲线确定（站线）3.1.1 计算条件 1、确定最大合成负载有负载计算可知，覆冰时合成负载最大，即 2、确定当量跨距当量跨距由决定，其中为计算锚段内的各个实际跨距（m），n为计算锚段内的跨距数，本次设计取3、计算临界负载，确定起始条件。（1） 计算结构系数 （2） 确定和判定起始条件对于半补偿链型悬挂， NN计算qlj时，涉及到接触线无弛度时的承力索张力Tc0，此时它还是未知数，故用下式近似算出，钢承力索取0.75，即 由于：因此：取覆冰温度时的条件作为计算的起始条件。即：4、计算最大覆冰或最大风速时承力索的张力，校验起始条件 校验起始条件由于选取覆冰温度时的条件作为起始条件，因此要对最大风速时的张力进行校验，而，初始条件不变，不需要验算。即初始条件为： 接触线无弛度时（）的承力索张力的精确计算代入上式则5、计算并绘制有载承力索的张力温度曲线：由初始条件可知： 由公式 则 即：承力索张力-温度数据表如下tx()-10010203040Tcx(KN)15.6714.5713.5012.4811.5010.57可得出有载承力索张力温度曲线6、计算并绘制有载承力索的弛度温度曲线 承力索弛度由决定Fxtx-10010203040Tcx15.6714.5713.512.4811.510.57Wx0.036720.036720.036720.036720.036720.03672Zx23.1822.0821.0119.9919.0118.08300.178 0.187 0.197 0.207 0.217 0.228 350.243 0.255 0.268 0.281 0.296 0.311 400.317 0.333 0.350 0.367 0.386 0.406 450.401 0.421 0.442 0.465 0.489 0.514 500.495 0.520 0.546 0.574 0.604 0.635 550.599 0.629 0.661 0.695 0.730 0.768 600.713 0.748 0.786 0.827 0.869 0.914 650.837 0.878 0.923 0.970 1.020 1.073 7、计算并绘制接触线各实际跨距的弛度温度曲线接触线弛度由决定则曲线为详见附录表8、计算并绘制无载承力索的张力温度曲线由于值已知，所以根据有载承力索的条件，可以决定无载承力索的起始条件下的张力，其值由下式决定： 由此式算出，将、及作为已知情况，就可以利用公式确定任意温度下无载承力，按一定间隔给出值，即可求出相应的值，如表-1001020304011.271710.17829.09818.05207.05496.1273则可得曲线，如下：9、计算并绘制无载承力索各实际跨距的弛度温度曲线 由曲线， 又可由求得则无载承力索各实际跨距内的弛度温度曲线tx-10010203040Tcwx11.271710.17829.09818.0527.05496.1273Fwx300.0049903740.0055265170.006182610.0069858420.0079731820.009180226350.0067924540.0075222040.0084152190.0095085070.0108523860.012495308400.0088717760.009824920.0109913060.0124192750.0141745450.016320402450.0112283420.0124346640.0139108720.0157181450.0179396590.020655509500.013862150.0153514370.0171739150.0194051170.0221477270.025500628550.0167732020.0185752390.0207804380.0234801910.026798750.023480191600.0199614960.022106070.0247304380.0279433680.0318927270.036720905650.0234270340.0259439290.0290239170.0327946470.0374296590.043096062第四章 半补偿链形悬挂锚段长度及张力增量曲线4.1 计算条件在设计中，规定在计算极限温度下，中心锚结合补偿器的张力差值，代表接触线在补偿器处的张力。1、承力索JT-70：承力索计算截面积：；承力索弹性系数；线胀系数2、接触线CT-85：接触线计算截面积：；接触线弹性系数；线胀系数3、 吊弦及定位器处于正常位置时的温度，温差,；，以为计算条件。4、结构高度，5、悬挂的自重合成负载： 接触线的单位自重负载： 6、接触线无弛度时，承力索的弛度 吊弦的平均长度站线承力索弛度及吊弦平均长度Li3540506065F00.004130.004720.00590.007080.00767Cx1.20873751.18081.113751.03180.98523754.2 半补偿链形悬挂张力增量及锚段长度的计算1、吊弦造成的张力增量 式中：只考虑温度变化时，吊弦所引起的张力增量（kN） 接触线单位长度自重负载（kN/m） 由中心锚结至补偿器间的距离（m）（半锚段长度） 吊弦平均长度（m）2、定位器形成的张力增量 式中:只考虑温度变化时，定位器所引起的张力增量(kN)；曲线区段的曲率半径；定位器的长度；接触线在补偿器处的张力(kN)3、直线区段张力增量的计算，由于接触线交替受拉和受压，定位器对接触线张力变化影响很小，可以护绿不计，即不考虑，仅考虑刁璇作用时：由公式：决定、曲线区段张力增量的计算由公式：决定可得出其锚段长度及张力增量曲线：第五章 平面设计5.1 接触网平面设计（站场）的一般次序：（1）、放图 站场的放图一般根据站场的大小，其比例取1:1000，对于小站也可取1:2000。（2）、布置支柱 先布置咽喉区支柱，然后布置站中心，最后完成其他部分。（3）、划分锚段 确定锚段径路、起讫点与中心锚结位置，并绘出咽喉区放大图。（4）、确定接触线拉出值 从咽喉区开始，依次确定出拉出值的大小与方向。（5）、确定电分段、电分相及隔离开关的位置 根据站场线路的多少、站线与货线的可靠性及灵活性的要求，以及有无牵引变电所等综合考虑确定。（6）、确定支柱类型 根据支柱所在位置、功用，确定钢柱、钢筋混凝土支柱以及软（硬）横跨柱、腕臂柱的类型、容量及编号。5.2设计的一般技术原则（1）、选择硬横跨或软横跨目前,在站场咽喉以内，一般使用绝缘软横跨或硬横跨，尽量不使用双线路腕臂柱。硬横跨在带电作业方面也会受到限制，然由于硬横跨较软横跨在某些方面具有更优越的性能，对于高速电气化线路应该首先选用软横跨。软横跨所跨越的股道数一般不超过八股，如股道过多，横跨距离太大，而股道间距允许时，可在中间加设一软横跨住，该支柱类型应按较大一侧的容量来决定。软横跨住允许在后侧兼挂腕臂。在站场中心区进行支柱布置时，其跨距应尽可能接近最大允许值，以减少支柱数量。特别是注意减少软横跨柱和钢柱等大型支柱的数量。（2）、支柱布置先从咽喉区开始设计正线上的道岔柱,道岔定位原则上应尽量采用标准定位。其标准定位的最佳位置是两接触线的交点位于两内轨距745mm的中间位置。当由于地形限制时可采用非标准定位，此时，应使两接触线的交点位于道岔导曲线两线间距500700mm(两内轨距935735mm)处的中间点的上方。（3）、尽量使用最大计算跨距接触网支柱布置，其跨距大小应根据悬挂类型、曲线半径、接触线最大风偏移值和运营经验综合考虑确定。在最大计算风速条件下，接触线距受电弓中心轨迹的最大水平偏移值，一般不得大于500mm。设计中尽量采用标准跨距。常用标准跨距定为5的整倍数，即40、45、50、55、60、65m数种，最大允许跨距一般不超过67m。相邻跨距间，小跨距值应尽量不小于大跨距的75%。若使用的跨距与原计算跨距值不相符合，确定接触线的拉出值时，应校验其风偏移值。（4）、考虑安全因素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4m或2m；一般取6m，道岔定位柱取2.6m，钢柱和软横跨柱均可取3.1m。（5）、考虑美观因素靠近站旁的支柱，注意不要正对着门窗，站旁两侧的支柱，应尽量对称布置。站场支柱平面布置，应考虑各个站场的特点。站场是客货的集散地，在技术经济合理的条件下，也应当注意美观。5.3划分锚段（1）、合理选择锚段起讫点站场上的锚段要充分利用锚段长度，原则上应每个独立股道设立一个锚段，在选择确定锚段起讫点的下锚支柱时，应注意下锚支沿前进方向的转角须符合规定，跨越线路股道不宜过多。（2）、站场锚段的确定原则：站场两端，一般应设绝缘锚段关节，若受地形条件的限制，允许三股道以下的车站一端设置。在牵引变电所及分区亭附近应设电分相装置。靠近电分相装置车站的一端，一般设非绝缘锚段关节。分相装置的位置，应尽可能考虑车站调车作业的方便，并避免设在大坡道上。（3）、正线锚段长度的确定原则：直线区段：全补偿链形悬挂，一般情况取1800m，困难条件时，为2000m。半补偿链形悬挂，一般情况取1600m，困难条件时，为1800m。曲线区段：全补偿链形悬挂，在曲线半径小于1500m的曲线长度占锚段长度50%及其以上时，其锚段长度不得不大于1500m。（4）、张力差不应超过许可值对于半补偿链形悬挂，其接触线的张力差不得大于额定张力的15%；全补偿链形悬挂，承力索的张力差不大于承力索额定张力的10%，并应满足接触线张力差的要求。（5）、尽量减少锚段数量站线的锚段长度，不像正线要求那么严格。一般一股道站线只设一个锚段。对于不长的站线，如货物线、渡线等，在锚段长度不超过900m时，可以仅在一端设置补偿器，成为所谓“半个锚段” 。（6）、锚段横向穿越线路要少在站线下锚时，其横向穿越的线路要尽量少，利于放线。在锚段通过相邻两道岔时，一般把两个接触线布置成平行的比布置成交叉的要好。（7）、中心锚结位置选择中心锚结位置一般设在锚段中部附近。原则上要求从中心锚结到两端补偿器的张力差应大致相等，全补偿链型悬挂和简单悬挂还应考虑中心锚结线便于拉出、便于锚柱埋设和设置拉线。（8）、合理确定锚段关节的形式与位置 、在站场与区间的衔接处，一般应设置四跨绝缘锚段关节，高速线路应设五跨绝缘锚段关节。 、速度在160km以上的线路，应设置五跨至九跨带（或不带）中型嵌入段的锚段关节。以取代分相绝缘器及三跨或四跨绝缘锚段关节。 、在车站两端与区间衔接处应留一个锚段关节位置。5.4拉出值的确定（1）、接触线的拉出值，一般从道岔区开始布置。如最后碰到直线股道上相邻定位点同方向拉出时，可找两边跨距较小的支柱，让其拉出值等于零。（2）、在道岔附带曲线末端的支柱处拉出值，是根据曲线半径大小及跨距长短决定的，一般取400mm,通常不小于300mm。以上拉出值适用于普速铁路，对于高速铁路起拉出值一般为200mm300mm,其中直线区段取200mm，曲线取300mm。5.5咽喉区放大图对于站场平面图，因其放大比例有限，特别是大站，一般是道叉密集、悬挂密布，其各组悬挂的走向、定位、跨越及下锚等均不易识别，不利于现场组织放线施工。因此，根据施工需要，每一个站场两端均应绘制咽喉区布线放大图，以方便工程施工和提高工程建设质量。绘制咽喉区的注意事项：（1）、放大图是横方向上保持比例不变，纵方向的线间距扩大到810mm；（2）、着手绘制放大图时，应从靠近站场中心的道岔，且从两侧站线做起，逐步向两端绘制，保持正线与区间衔接；（3）、为了保证道岔交叉布置的定位和避免悬挂多次交叉，允许两组悬 挂在同一跨距内平行且等高布置。（4）、保持两组悬挂的交点位于定位点与道岔之间。（5）、避免通过道岔下锚的站线悬挂穿越线路过多，又要注意不要多次 交叉。在接触线改变方向时，要使该线在水平方向的走向与原方向的夹角不大于6度，困难时不应大于10度。（6）、放大图要明确地标示出锚段编号、锚段长度和下锚位置。5.6站场平面表格说明（1）、支柱侧面限界指由支柱内缘至线路中心的距离，其值随线路曲线半径而变化。根据规定，直线上建筑接近限界宽度为2440mm；但在机车走行线上允许降为2000mm；在曲线区段上，建筑接近限界的宽度还应加宽，加宽公式为：曲线内侧加宽宽度 曲线外侧加宽宽度 式中 R设计线路的曲线半径（m）； H计算点至轨面算起的高度（mm），一般取3000mm； h外轨超高值（mm）； 目前在设计中，由接触网支柱内缘至线路中心线的距离，习惯上被称为“支柱侧面限界” ，用符号表示。高速铁路一般取3.1m，曲线区段按公式计算加宽。（2）、支柱类型 表示支柱的材质、型号、容量及数量。第六章 软横跨支柱容量校验支柱的负载是支柱在工作状态下所承受垂直负载和水平负载的统称。6.1.混凝土支柱选取校验。1）。选取混凝土中间柱型号进行受力分析如下图所示。在计算过程中跨距取65m，故: 链形悬挂自重=3.3m : : ，考虑到安全系数1.5，则混凝土中间柱支柱型号为H78合理2）.对于转换柱进行受力分析,;.考虑到安全系数1.5选取混凝土转换柱型号为合理6.2软横跨中间柱容量校验一、一个跨距内的自重负载，正线：；站线同正线；悬挂结点零件重量判断节点类型从A到B分别为1. 5. 5. 5. 8. 5 .2线间距分别为14.7, 5.3, 5, 5.3.悬挂结点重量负载是由悬挂结点的悬挂零件组成的。3、横向承力索及上、下部定位索的自重负载结点负载二、确定横向承力索的水平张力T1、求悬挂支座反力由有：2、确定最短吊弦位置所以，最低悬挂点出现在处，即I轨道上方。3.求最大弛度及T横向承力索、上下部定位绳安装高度表如下： 支柱类型砼支柱钢柱备注固定条件支柱高度（m）121315括号内的数值是指正线轨面高度横向承力索高度（m）11.9（11.1）12.935（12.335）14.935（14.335）上部定位绳高度（m）大站9.11（8.31）8.9（8.31）8.91（8.31）小站8.66（7.86）8.46（7.86）8.46（7.86）下部定位绳高度（m）大站7.55（6.75）7.35（6.75）7.35（6.75）小站7.1（6.3）6.90（6.30）6.90（6.30）最大力矩由左侧悬挂对Q2悬挂点取矩为：水平张力三、确定上、下部固定绳的张力取松边张力为P=100kg1、线索的风负载：2、接触线之字力：3、固定绳张力上部固定绳张力：下部固定绳张力：4、支柱受风力由支柱类型可知，支柱顺线路方向顶宽支柱顺线路方向底宽，故支柱受风面积S为：支柱受风力：故作用于支柱上的总弯矩为：考虑安全系数1.5，故选择型的钢柱满足要求。6.3软横跨下锚容量验算一、一个跨距内的自重负载，正线：；站线同正线；悬挂结点零件重量判断节点类型从A到B分别为1. 5. 5. 5. 8. 5 .2线间距分别为14.7, 5.3, 5, 5.3.悬挂结点重量负载是由悬挂结点的悬挂零件组成的。3、横向承力索及上、下部定位索的自重负载结点负载二、确定横向承力索的水平张力T1、求悬挂支座反力由有：2、确定最短吊弦位置所以，最低悬挂点出现在处，即I轨道上方。求最大弛度及T最大力矩由左侧悬挂对Q2悬挂点取矩为：水平张力三、确定上、下部固定绳的张力取松边张力为P=100kg1、线索的风负载：2、接触线之字力：3、下锚力4、固定绳张力上部固定绳张力：下部固定绳张力：5、支柱受风力由支柱类型可知，支柱顺线路方向顶宽支柱顺线路方向底宽，故支柱受风面积S为：支柱受风力：故作用于支柱上的总弯矩为：考虑安全系数1.5，故选择型的钢柱满足要求。6.4缓和曲线跨距校验跨距全部位于缓和曲线上跨距跨越缓圆点，跨距主要位于缓和曲线区段在缓和曲线上所取的跨距值（m）;缓和曲线长度（m）；Z由直缓点到跨距中心的距离（m）；E由跨距末端至缓圆点的距离（m）;在接触线高度水平面内的支柱绕度（m）,计算中取0.02m；、分别为跨距首端、末端及中间点处受电弓中心相对于线路中心的偏移距离（m）；、跨距首端、末端的拉出值（m）,相对于受电弓中心线行迹是向外侧拉出取负值，反之取正值；R与缓和曲线相接的圆曲线的曲线半径（m）;、接触线、承力索单位长度的风负载（KN/m）；、接触线、承力索的张力（KN）。其中： 、从直缓点分别到、处的距离（m）；H接触线悬挂点的悬挂高度（m）;S标准轨距值（mm）,取1435mm；H圆曲线区段的外轨超高度（mm），由下表可知曲线半径R（m）列车最大行驶速度（km/h）时的外轨超高值（mm）30405060708090300254065901254001530507095120由于图中所显示的曲线部分都很短，基本上在40米左右，且曲线区段位于外侧线路上，从经济型和实用性考虑，首先保证直线区段跨距的最大跨距的取用，直线区段跨距选取为65m，该跨距内含有曲线部分时，在跨距的中心部分安放H60-250/8.7+3型定位柱，可以完全保证最大风偏值在允许范围内。故不需要验算。