武廣鐵路客運(yùn)專(zhuān)線接觸網(wǎng)中間柱預(yù)配計(jì)算的分析與應(yīng)用

楊 強(qiáng)

(中鐵一局集團(tuán)電務(wù)工程公司,西安 710054)

武廣鐵路客運(yùn)專(zhuān)線接觸網(wǎng)腕臂預(yù)配計(jì)算,依賴(lài)于國(guó)外公司提供的軟件(CANDROP),軟件必須逐年升級(jí),硬件加密狗與某臺(tái)計(jì)算機(jī)匹配運(yùn)行計(jì)算后,該加密狗無(wú)法再與其他的計(jì)算機(jī)運(yùn)行計(jì)算,且加密狗數(shù)量有限。為打破國(guó)外公司對(duì)接觸網(wǎng)預(yù)配計(jì)算軟件的壟斷,徹底解決接觸網(wǎng)腕臂預(yù)配計(jì)算制約工程進(jìn)度的問(wèn)題，結(jié)合武廣鐵路客運(yùn)專(zhuān)線接觸網(wǎng)相關(guān)設(shè)計(jì)文件和現(xiàn)行規(guī)范及與國(guó)外公司的溝通交流,根據(jù)三角函數(shù)、接觸網(wǎng)受力平衡原理和現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)施的實(shí)際情況,經(jīng)過(guò)反復(fù)研究對(duì)比,找出了接觸網(wǎng)中間柱預(yù)配計(jì)算的關(guān)系。

為推動(dòng)腕臂預(yù)配進(jìn)度,節(jié)約工期,提高現(xiàn)場(chǎng)施工精度,減少接觸網(wǎng)導(dǎo)高、高差超限處所造成受電弓沖擊過(guò)大和產(chǎn)生火花,影響弓網(wǎng)運(yùn)行壽命。結(jié)合這一特點(diǎn),編制了一個(gè)Excel軟件,指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工,提高接觸網(wǎng)安裝精度,減少材料浪費(fèi),推動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度等。將Excel軟件輸出結(jié)果與國(guó)外公司軟件結(jié)果對(duì)比,基本一致,現(xiàn)將中間柱正定位接觸網(wǎng)腕臂預(yù)配計(jì)算整理如下。

1 中間柱正定位接觸網(wǎng)腕臂組成(圖1)

圖1 中間柱正定位接觸網(wǎng)腕臂組成(單位：mm)

2 計(jì)算輸入相關(guān)參數(shù)

武廣鐵路客運(yùn)專(zhuān)線正線接觸網(wǎng)采用彈性鏈型懸掛承力索銅合金絞線(JTMH—120,單位質(zhì)量1.065 kg/m),額定張力采用21 kN；接觸導(dǎo)線銅鎂合金(CuMg-150,單位質(zhì)量1.35 kg/m),額定張力采用30 kN；彈性吊索額定張力采用3.5 kN,標(biāo)準(zhǔn)跨距50 m,定位器長(zhǎng)度1 150 mm(質(zhì)量1.121 kg)；限位定位器的限位間隙滿(mǎn)足受電弓最大抬升量225 mm；不考慮H型鋼支柱向田野側(cè)預(yù)偏,計(jì)算相關(guān)零部件尺寸如圖2、圖3所示。

3 計(jì)算輸入資料代號(hào)(表1)

表1 計(jì)算輸入資料代號(hào)

圖2 計(jì)算相關(guān)零部件尺寸(單位：mm)

圖3 計(jì)算相關(guān)零部件尺寸(單位：mm)

3.1 平腕臂計(jì)算(圖4)

圖4 平腕臂計(jì)算(單位：mm)

根據(jù)圖4整理，(2 5942-1052)×CL2-200×1052×CL-2 5942×1052+1052×1002=0

解得：CL=105.33 mm

通過(guò)三角函數(shù)解得：C1=8.31 mm

CLC=16-C1=7.69 mm

CLZ=150×CLC/CL=7.66 mm

根據(jù)圖4得

PLZ=PWZ+CLZ=2 601.66 mm

PCX=PLZ×CL/105=2 609.84 mm

根據(jù)已知條件解得平腕臂全長(zhǎng)(含：絕緣子、水平腕臂端部余長(zhǎng))PCX+45+200=2 854.84 mm

平腕臂下料實(shí)際長(zhǎng)度：2 854.84-760+100=2 194.84 mm

3.2 斜腕臂計(jì)算(圖5)

圖5 斜腕臂計(jì)算(單位：mm)

平腕臂雙套管連接器距承力索底座的距離300 mm,平腕臂雙套管連接器距腕臂底座的距離：PLZ×(PCX-300)/PCX=2 302.60 mm

平腕臂、斜腕臂雙套管連接器距腕臂底座的距離：2 302.6×76/(PCX-300)=75.76 mm,根據(jù)三角函數(shù)解得雙套管連接器固定點(diǎn)坐標(biāo)為(2 402.56,6 741.5)

852×(1 541.5+2 296.572)=0

解得：XF=100.35 mm,XWZ=1 441.15 mm,XW=53.34 mm,XW1=2 711.30 mm

斜腕臂全長(zhǎng)(含絕緣子)：XWC=2 859.64 mm

斜腕臂下料長(zhǎng)度：XWC-760+100=2 199.64 mm。

3.3 定位管計(jì)算

根據(jù)接觸導(dǎo)線受力平衡可得定位器定位點(diǎn)的受力情況,如圖6所示。

圖6 定位器受力平衡示意(單位：m)

固定點(diǎn)重G=(5×1.35+1.121×0.5)×9.8=71.64 N

結(jié)合定位器受力平衡原理,解得限位定位器座與定位器固定點(diǎn)距軌頂高程5 413.8 mm，定位器直角長(zhǎng)邊DWZ=1 144.3 mm。

按照定位器最大抬升量為225 mm考慮,定位器與限位定位器座的間距d=h×A/L=17.6 mm。

限位定位器座在定位管固定點(diǎn)距接觸線的距離為1 218.15 mm。

限位定位器座在定位管固定點(diǎn)距軌面的距離為5 623.8 mm。

垂直定位環(huán)在斜腕臂上固定的距離：797.3+7.06=804.36 mm。

定位管長(zhǎng)度：2 631.19-132+83=2 582.19 mm。

腕臂支撐長(zhǎng)度：1 096.89-100=996.89 mm。

定位吊線長(zhǎng)度：1 001.17 mm。

放風(fēng)拉線長(zhǎng)度：≥745.48 mm。

吊線定位環(huán)距水平定位環(huán)的距離為：1 000×90.6/90=1 006.66 mm。

3.4 定位管偏斜率計(jì)算結(jié)果對(duì)比(表2)

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)Excel軟件腕臂預(yù)配計(jì)算,結(jié)合武廣鐵路客運(yùn)專(zhuān)線弓網(wǎng)關(guān)系檢驗(yàn),證明接觸網(wǎng)受力平衡原理滿(mǎn)足弓網(wǎng)受流關(guān)系,實(shí)現(xiàn)了接觸網(wǎng)自由抬升功能,滿(mǎn)足接觸網(wǎng)預(yù)配計(jì)算要求。為今后接觸網(wǎng)腕臂預(yù)配計(jì)算提供了便捷程序,減少了材料浪費(fèi),提供了接觸網(wǎng)安裝精度,節(jié)約了建設(shè)工期。

表2 定位管偏斜率計(jì)算結(jié)果對(duì)比

[1] TB10009—2005,鐵路電力牽引供電設(shè)計(jì)規(guī)范[S]．

[2] 鐵建設(shè)[2007]47號(hào),新建時(shí)速300～350 km客運(yùn)專(zhuān)線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定(上、下)[S]．

[3] 鐵建設(shè)[2006]167號(hào),客運(yùn)專(zhuān)線鐵路電力牽引供電工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)[S]．

[4] [德]Kieβling,Pusschmann,Schmieder.電氣化鐵道接觸網(wǎng)[M].中鐵電氣化局集團(tuán)有限公司譯.北京：中國(guó)電力出版社,2003．