接触网平面设计-本科毕业论文.doc
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兰州交通大学毕业设计（论文）
摘 要
随着社会和经济技术的发展，电气化铁路的发展也越来越迅速。
我国对能够适用于电气化铁路的接触网也提出了相关的要求。
本设计的目的是完成嘉峪关车站接触网平面设计，同时按要求绘制接触网设备装配图和平面图。
首先对设计地区的气象条件资料进行收集，根据铁路目标速度对线索材料进行了选择，再确定其悬挂类型。
根据气象条件及线索材料计算负载。
其次，根据最大受风偏移计算得到最大跨距；根据规程规定的锚段长度选择锚段，使其张力差要满足要求。
然后，对硬横跨进行分析选择。
考虑到接触网将来可能的改进及预留，根据计算结果对接触网进行了相应的调整，以使本设计满足电气化铁路的技术要求。
最后在上述原理的基础上，对嘉峪关车站接触网进行CAD平面设计，并对具有代表性的支柱进行了容量的校验计算。
在接触网平面图的表格栏里对地质情况、支柱类型、安装图号、侧面限界等进行相应的说明。
本论文以接触网的基本技术原理为核心，以实际线路状况为依据，对嘉峪关车站的接触网布置进行了平面设计，基本满足电气化铁路的技术要求。
关键词：
接触网；平面设计；车站
Abstract
Withthedevelopmentofsocialandeconomicaltechnology,theelectrifiedrailwayisdevelopingmoreandmorerapidly.Ourcountryalsomakesarelatedrequestforcatenaryofelectrifiedrailway.ThisdesignisintendedtocompletegraphicdesignofcatenaryforJiayuguanstation,andtodrawitsdeviceassemblydrawingandgraphicdraft.
Firstly,thesuspensionwasselectedaftertheJiayuguanweatherconditioninformationwascollectedandcluematerialwassift.Theloadwascalculatedaccordingtoweatherconditionandcluematerial.Secondly,themaximumoutreachisobtainedfromthewindshift.Anchoringsectionischosenaccordingtospecifiedanchoringsectiontosatisfytensiondifference.Then,portalstructurewasanalyzed.Thethesisconsideringtheimprovementandreserveinthefutureofcatenarycarriesoutsomecorrespondingadjustmentsforthedesignofcatenaryaccordingtotheresultofcalculation,sothatthedesigncouldbecontentedwiththetechnicalrequirementsoftheelectrifiedrailway.Finally,onthebasisoftheaboveprinciple,thisthesisconcentratedonthegraphicdesignofJiayuguanstationwithCAD,alsoconductedcheckcomputationfortypicalcapacityofthepillars.Graphicdesignofcatenaryintheformcolumnonthepillartype,geology,sidegauge,installthecorrespondingfigurenumberandotherinstructions.
Basedonthebasictechnicalprincipleofcatenaryandaccordingtotheactualrailwaycondition,thisthesiscompletedgraphicdesignofcatenaryforJiayuguanstation,whichcouldmetthebasictechnologicaldemandofelectrifiedrailway.
KeyWords:
Catenary,Station,Graphicdesign
目 录
摘 要 I
Abstract II
目 录 III
1绪论 1
1.1工程背景 1
1.2设计范围 1
1.3设计目标 1
1.4设计依据 1
1.5本设计的主要工作 1
2气象资料 3
3设计计算 4
3.1主要线材选用 4
3.2接触网波动速度的计算 4
3.3接触悬挂类型及相关参数的选择 5
3.4接触网设计负载计算 5
3.4.1自重负载 5
3.4.2冰负载 6
3.4.3风负载 6
3.4.4合成负载 7
3.5接触网设计实际最大跨距计算 7
3.6全补偿链形悬挂锚段长度的计算 8
3.6.1直线区段 8
3.6.2曲线区段 9
3.7嘉峪关车站硬横跨结构 10
4绘制嘉峪关车站接触网平面设计图 11
4.1放图 11
4.2支柱的布置 11
4.3锚段的划分 11
4.4接触线拉出值的确定 11
4.5支柱类型的确定 11
4.6校核与校验 12
4.7表格栏及相应说明 12
4.8接触网平面设计图及设备装配图说明 12
结 论 15
致 谢 16
参考文献 17
附图A嘉峪关车站接触网平面图 18
附图B嘉峪关车站接触网设备装配图 18
-IV-
1绪论
1.1工程背景
嘉峪关车站位于甘肃省嘉峪关市，现为一等站。
本设计选取4股道为设计对象，设I、II股道为正线，3、4股道为侧线，正线总长2190.38m，横跨部分全部采用硬横跨。
嘉峪关车站的道岔型号全部采用1/12。
1.2设计范围
嘉峪关车站接触网平面设计包括接触网所用线材及设备选择、接触悬挂模式多种方案的比较、选择气象条件，硬横跨设计及完成嘉峪关站接触网平面设计[1]。
1.3设计目标
（1）关于嘉峪关站接触网平面设计，应综合考虑目标的长远发展；
（2）嘉峪关站接触网的设计应该符合铁路技术的设计规范要求；
（3）嘉峪关站接触网设计中应该考虑各个领域之间的联系与配合；
（4）嘉峪关站接触网应尽可能的运用较为先进的技术，并具有良好的技术经济性；
（5）嘉峪关站接触网设计的基本原则是安全运营，并保证质量的良好。
1.4设计依据
（1）相关专业所提供的工程设计资料；
（2）国家现行的相关设计规程、规范及标准，主要包括：
《高速铁路设计规范（试行）》（TB10621-2009）；
《铁路电力牵引供电设计规范》（TB10009-2005）；
《铁路客运专线技术管理办法（试行）》（铁科技[2009]212号）；
《客运专线铁路电牵引供电工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2006]167号）；
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）；
《铁路防雷、电磁兼容及接地工程技术暂行》（铁建设[2007]39号）；
《铁路枢纽电力牵引供电设计规范》（TB10007-2000）。
（3）国家现在通用的通用图和标准图；
（4）由老师提供的原始设计资料及嘉峪关站线路图。
1.5本设计的主要工作
（1）嘉峪关站气象条件的确定；
（2）接触网多种悬挂方式的比较及选择；
（3）其他设备材料及线材的选择；
（4）嘉峪关站接触网最大许可跨距的计算及最大锚段长度的确定；
（5）嘉峪关站接触网硬横跨的设计；
（6）绘制嘉峪关站接触网平面设计的设备装配图及平面图。
2气象资料
嘉峪关车站位于甘肃省嘉峪关市，地处西北。
我国结合各地气象条件将全国划分为九个标准气象区，嘉峪关车站属于我国九大标准气象区的第IV区。
典型气象区是以变化最多、影响最大的最高气温tmax、最大风速vmax、覆冰厚度b、和最低气温tmin为依据。
此外设计中还能用到的气象资料有：
处在正常位置时定位器和吊弦的温度、接触线无张力时的温度、线路横跨山谷时的最大风速等[2]。
接触网设计时，确定和选择气象条件的方法如下所述[3]：
（1）最大风速时的温度
最大风速时温度为℃。
（2）最低温度与最高温度
最高温度℃与最低温度℃。
（3）安装温度和安装时风速
安装温度为℃，安装时风速为10m/s。
（4）最大运营风速vmax
接触网的最大运营风速。
（5）覆冰厚度和覆冰密度
本地区覆冰厚度b=5mm，覆冰密度为900kg/m3。
（6）覆冰时的风速
本地区覆冰风速。
-18-
3设计计算
3.1主要线材选用
（1）考虑到对线型的技术要求，嘉峪关站接触线选择CTHA120（银铜合金）接触线，线索参数如表3.1所示。
（2）承力索选择铜承力索（TJ-150），线索参数如表3.1所示。
表3.1线索参数表
线形
标称
截面（mm2）
计算
截面（mm2）
材质
单位
质量（kg/m）
计算
直径（mm）
张力（kN）
线索
密度（kg/m3）
线胀
系数（1/oC）
弹性
系数（MPa）
接触线
120
121
AgCu
1.082
12.9
15
8.94×103
17×10-6
124000
承力索
150
147.11
Cu
1.377
13.7
15
8.89×103
17×10-6
124000
（3）腕臂：
选-2.75型号，长度为2750mm，质量为11kg，外径48mm。
（4）拉杆：
选16型号，长度为1600mm，质量为2.79kg。
（5）定位管：
选-700型号，长度为700mm，质量为1.12kg，直径21.25mm。
（6）定位器：
选-900型号，长度为960mm，质量为1.51kg，套管外径21.25mm。
3.2接触网波动速度的计算
波动速度是决定运行速度的一个重要条件，本设计时速为：
式中，为接触网最大时速，为接触线张力（N），接触线的单位长度质量（kg/m），为波动速度（km/h），为无量纲系数本设计中取0.45。
3.3接触悬挂类型及相关参数的选择
（1）悬挂类型的选择
根据我国采用动力集中式的特点以及从技术和经济方面的考虑，嘉峪关车站接触网设计悬挂类型选用简单链形悬挂[4]。
（2）补偿形式的选择
温度变化时，接触悬挂会发生线性伸长从而影响张力的变化，为了能够保证接触线和承力索的张力恒定，嘉峪关车站接触网采用全补偿形式的接触悬挂。
（3）吊弦的选择
整体吊弦具有机械强度高、耐腐蚀性能好、使用寿命长、施工安装方便等优点，所以在跨中采用整体吊弦。
但由于在悬挂点处弹性较差，链形悬挂在定位点处采用变Y形弹性吊弦。
（4）锚段关节
嘉峪关车站接触网平面设计中采用四跨绝缘锚段关节。
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