触接网平面设计襄渝线电气化提速工程本科毕业设计.docx
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触接网平面设计襄渝线电气化提速工程本科毕业设计
题
作
系
专
班
南京铁道职业技术学院
毕业论文
目：
接触网平面设计（襄渝线电气化提速工程）
者：
江韵、许凌、汪大伟
：
铁道动力与电气工程学院
业：
电气化铁道技术
级：
铁道供电G0611
指导者：
宋奇吼、刘建新、潘必胜
评阅者：
沈艳丽、戴丽君、徐百川、陈明中、宋奇吼
2009年6月
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毕业设计（论文）中文摘要
接触网平面设计
摘要接触网设计中对整个车站的支柱的布置、锚段的走向和划分、支柱的选型
以及各类技术指标的校验都作了详细的分析、计算和验算。
始终以工作的态度去
对待我在初步设计中遇到的每一个问题，不留下任何一个似是而非的东西，尽量
做到简洁、清楚、明白。
由于是第一次做接触网的设计，各种数据的计算应该说
还问题不大，但是这困难的怎样把计算的数据体现到平面布置图中去，这是在设
计中遇到的最大的问题，往往会出现参数计算出来了，但是不知道怎么去用。
经
过了前面一个多周的对整个设计的熟悉、对CAD软件的基本操作的了解，在后
来的几个周的时间里面，我的设计进度快了很多，对整个设计的过程有了一个清
晰的结构和框架。
关键词：
设计
接触网计算条件验算
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目次
1引言……………………………………………………………………………1
2设计任务书……………………………………………………………………1
3计算条件的确定………………………………………………………………3
4跨距、锚段长度的确定…………………………………………………………5
5锚段走向的确定与划分………………………………………………………9
6安装曲线的计算与绘制………………………………………………………10
7设备选型和技术条件……………………………………………………………16
8软横跨的预制……………………………………………………………………18
9主要工程数量表………………………………………………………………19
10设计中有关问题的说明………………………………………………………20
11结论…………………………………………………………………………21
12致谢…………………………………………………………………………22
13参考文献……………………………………………………………………23
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引言
近年来，我国大面积、大幅度提高现有电气化铁道的运行速度，主要电气化
干线逐步达到160～200kM/h，2006年，京沪高速电气化铁道开工建设，设计时
速350公里，将成为我国第一条高速铁路，预计2010年建成，届时我国电气化
铁道总里程将达到26000公里，掌握高速电气化铁道核心技术，必将使我国由电
气化铁路大国迈入电气化铁路强国。
做为电气化铁道系统中的核心技术接触网装
备发生翻天覆地的变化，大量采用先进技术与新型设备，逐步实现监控自动化、
远动化，运行管理智能化，性能检测及故障诊断现代化。
对广大接触网设计运行
维护人员在知识上、技能上提出更高要求。
接触网在供电回路中起着十分重要的作用，直接影响着电气化铁道的运行可
靠性，因此必须使接触网始终处于良好的工作状态，安全可靠的向电力机车供电，
对于保证铁路运输畅通无阻有着极为重大的意义。
接触网运行的特点是在露天条
件下始终与电力机车受电弓相接触取流，工作条件恶劣且无备用设备，根据现场
设备故障统计，由于接触网故障对铁路行车造成的影响平均时间在4小时左右。
分析个中原因，从当前现场设备的维护状况与工程施工水平讲，真正熟悉并掌握
高速铁路接触网设备具体结构、工作原理及工程设计的技术人员不多。
这样，当
设备出现故障后，大大增加了系统平均修复时间，严重地影响了铁路运输生产。
这也正是本专业从企业用人角度出发，适时地增加了接触网工程设计项目。
本设计选择了上海轨道设计院所承担的一个实际设计项目——铁路襄渝线
电气化提速工程中的高兴车站做接触网平面设计，作为一个车站的完整的施工图
设计，最终成果直接用于现场施工！
这样的设计要求对于毕业设计来说无疑是一
个很大的挑战。
目前国内没有一本可以参考的较为系统的设计资料，学生设计具
有相当大的难度。
为了达到设计目标，依托和上海铁路局、上海轨道设计院深度
的校企合作来组织教学，从设计目标设定、设计任务书设置、学习情景设置、引
进校外兼职教师、顶岗实习、充分利用校外实训基地的软硬件条件等方面来进行
人才培养，达到全方位提高学生综合素质的目的。
设计内容组织紧密结合岗位群的工作过程，突破原有传统培养模式的束缚，
以岗位项目教学为基准，实现“做中学”。
很好的培养了铁路接触网设备设计运
行高技能型人才所需要的核心技能，使学生能够从更高层次上理解接触网运行和
维护的技术要求，从而提升学生以后职业生涯的发展空间
一、团队设计目标
本团队所进行的工程设计是铁道供电专业设备施工与维护必需的实践过程。
只有通过工程设计才能真正掌握信号设备的整体结构，在解决问题的过程中提高
技术水平。
结合现场实习、学校实验，通过设计实践为设备的维护及故障处理奠
定良好的技术基础，极力缩短就业过程岗位能力转换时间。
为今后的工作和继续
学习作好准备。
并对在校学习的知识进行一次系统的总结和综合运用，培养学生
理论联系实际、调查研究，独立思考、分析与解决问题的能力，并扩充有关工程
方面的知识，锻炼绘制接触网工程图纸的能力，以及专业阅图能力，并达到举一
反三的效果，同时学生的职业能力得到了进一步的拓展。
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在设计过程中，充分运用接触网AotuCAD计算机辅助设计软件完成整个工程
设计，很好地培养了学生绘图及排版的能力，为将来岗位上竣工图的绘制及修改
准备了较为丰富的知识。
同时，在图纸输出过程中提高了图纸输出水平，为自身
的再就业提供了较大的机会，给现场技术人员提供了很大的帮助。
通过一个车站的完整的施工图设计，培养团队合作精神，为今后的岗位合作
工作准备经验。
二、团队结构及成员分工
团队由本校的宋奇吼老师（负责论文总体指导）、上海铁路局南京供电段刘
建新总工（负责指导跨距、锚段长度的确定，锚段走向的确定与划分部分的设计）
以及上海轨道设计院潘必胜（负责指导软横跨的预制部分的设计）担当指导任务。
由铁道供电G0611班的江韵、许凌、汪大伟同学等组成设计团队。
团队详细分工和各成员协作互助情况如下：
1、许凌负责跨距、锚段长度的确定，锚段走向的确定与划分，安装曲线的
计算与绘制部分设计；
2、汪大伟负责软横跨的预制设计；
3、江韵负责设备选型和技术条件，主要工程数量并使用接触网CAD完成施
工平面图；
4、各人负责本人所负责部分毕业设计文字部分内容，整个设计最后的统稿
由江韵完成。
第一章设计任务书
1.1原始资料
1、高兴车站平面图（初步设计）一张
2、悬挂类型：
车站正线采用全补偿弹性链型悬挂：
GJ−50+TCG−85；
车站站线采用半补偿弹性链型悬挂：
GJ−70+TCG−
100
；
线采用BT供电方式，回流线与接触网同杆架设；
回流线采用TJ－70铜绞线；
3、气象条件、污秽区划分
（1）、气象条件：
第II气象区
（2）、污秽区划分：
轻污秽区
4、设计速度：
120km/h；
5、地质条件：
γ＝1.6t/m3,φ=20°,［R］＝130KPa,支柱基础采用挖方；
6、其它参数的选择：
1）接触线高度:
导线最低高度：
5600mm；导线在悬挂点处的高
度：
6000mm.
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2）结构高度：
h=14m；lD=60m；e=8.5m
3）本区为轻污秽区。
并有少量程度的酸雨腐蚀，故一般地段绝
缘子泄露距离按≥1000mm选用。
站场内均采用瓷质绝缘子；
区间棒式绝缘子采用瓷质绝缘子；悬式绝缘子采用防污型钢
型钢化玻璃绝缘子。
吊弦（含吊丝）及软定位器后的拉线采
用不锈钢线制作。
4）第二气象区气象资料为：
tmax=40c；tmin=-20c;tb=−50C；
Vmax=30m/s;有覆冰b=10mm；最大风速时的大气温度为
10c;安装接触线时的温度为0c;安装时的风速为10m/s.
5）支柱扰度：
钢筋混凝土支柱为γj=0.02m;钢支柱γj=0.03m
6）拉出值：
在直线区段一般取a=200mm;在曲线区段，R1800m
时，a=150mm；1200m≤R≤1800m时，a=250mm；
180m≤R≤1200m时，a=400mm。
7）接触线张力T=13kN。
8）回流线的电压等级为1kV，在站台处回流线与地面的最小距
离为6m。
9）最大风偏移值取450mm。
10由于该车站为四股道车站，软横跨采用双横力索。
1.2设计内容
1、根据《设计任务书》所提供的站场或区间的初步设计平面图，复制站场
或区间的接触网平面图；
2、根据《设计任务书》所提供的原始设计资料，选用设计气象条件、计算
各类计算负载；
3、根据《设计任务书》所提供的原始设计资料和设计规范，确定悬挂的拉
出值和跨距大小。
校验典型区段（如缓和曲线区段、道岔附带曲线上）接触线的
最大偏移值。
初步确定支柱位置。
4、确定锚段的走向和长度，校验某一典型锚段的张力差，绘制锚段张力曲
线；
5、给出站场咽喉区布线放大图；
6、选择和确定支柱、基础、腕臂、定位管、定位器、绝缘子、各类导线的
型号和参数；
7、对所选设备，如支柱、基础、腕臂、悬挂线索进行机械稳定性和机械强
度校验（技术校验只选择一组进行）；
8、验算一组软横跨的支柱容量；
9、预制一组软横跨；
10、完成所给站场和区间的接触网平面图；
11、写出设计主要原则，重大技术问题的处理方法及方案比选。
1.3设计要求
接触网平面设计是对学生进行的第一次较为全面的接触网施工设计训练，是
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学生走上工作岗位前的一次难得的锻炼机会，要求学生应该从心理上和行动上将
此作为自己的工作认真对待，高质量按时完成，做到：
1.所提交图纸完整，基本满足接触网施工的要求；
2.设计说明书的文字通顺，数据准确无误；
3.图面整洁，不得有涂改，图中标注及字体使用宋体；
4.线条清晰，粗细符合规范，曲线平滑；
5.说明完整，准确；
学生通过本课程的学习和设计应达到以下基本要求：
1.掌握接触网设计流程，设计方法，设计规范；
2.建立工程经济技术比的概念，掌握接触网工程概算资料的编制方法；
3.能独立完成站场或区间的接触网平面设计图。
第二章计算条件的确定
2.1气象条件的确定
根据《设计任务书》第1组所给出的初始资料，高兴车站的气象条件是第
II气象区，查表可得出以下的气候条件：
tmax=40°C,tmin=-20c,
tvmax=10°C,vb=10ms,Vmax=30m/s,b=10mm，最高
计算气温：
tjs.max=60°C，风速不均匀系数：
α=0.75，风载体型系数：
k=1.25
第二气象区，考虑覆冰。
2.2计算负载的确定
线索参数：
正线：
全补偿弹性链形悬挂GJ-50+TCG-85
gc=11.71×10−3kN
=7.6×10−3kN
m,
dc=10mm;
gj
m，A=13mm,B=13mm;
站线：
半补偿弹性链形悬挂GJ-50+TCG-100
gc=11.71×10−3kN
m,
=8.9×10−3kN
dc=10mm;
gj
3
m,A=12.3mm,
B=11.8mm;
吊弦自重：
gd=0.510−kNm
附加导线（回流导线）：
TJ-70
gf=5.9610−3kNm,df=10.5mm
计算过程：
正线的情况：
1）承力索和接触线各种风负载：
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（
）
2.31N
pcb=
0.615Kdv2=0.615×1.25×10+20×102=
m
p=
0.615aKdv2=0.615×0.75×1.25×10×302=5.189N
p
cv
=
v
0.615aKdv2=0.615×0.75×1.25×13×302=6.746N
m
jv
v
m
2）承力索和接触线覆冰重量：
（）
（
）
a）
g
bc
=πλb
b+dg
1000
h=
⎞
3.14×0.9×10×10+1010
×=
1000
×++
5.652
N
m
πλb⎜bd⎟g
h
⎛
⎜
3.14×0.9×55
1313⎞
⎟×
10
b）
gbj
=
⎝
b22
1000
⎠
=
⎝
1000
2
⎠
=
2.543
N
m
3）合成负载：
无冰无风时合成负载：
+=19.81N
q0=gc+gjgd
最大风时合成负载：
22
m
qv=q0+pcv
=19.812+5.1892=
覆冰时的合成负载
20.48
N
m
=
（
+
）+
q
qg
22
b
b
00
pcb
=24.05N
站线的情况：
m
承力索和接触线各种风负载：
（
）
pcb=
0.615Kdv2=0.615×1.25×11+20×102=2.42N
m
p=
0.615aKdv2=0.615×0.75×1.25×11×302=5.801N
cv
v
m
p
=
aKdv2=
2
N
jv
0.615
v
0.6150.751.251330=6.279
m
承力索和接触线覆冰重量：
（）
（
）
g
bc
=πλb
b+dg
1000
h=
3.14×0.9×10×10+1110
×=
1000
5.93
N
m
⎞
πλb⎜bd⎟g
h
⎛11.8+
×⎜+
3.14×0.9×55
12.81⎞
⎟×
10
g
bj
=
b
⎝
22
1000
⎠
=
⎝
1000
2
⎠
=
2.45N
m
3）合成负载：
无冰无风时合成负载：
+=15.55N
q0=gc+gjgd
最大风时合成负载：
m
2
2
qv=q0+pcv
=15.552+5.8012=
16.6
N
m
第5页
第6页共31页
同理，附加导线的负载计算如下：
qf0=6.46
N
m；qfv=8.45
N
m；
qv
=10.64N
m；
2.3拉出值与侧面限界的确定
根据05版《铁道电力牵引设计规范》规定：
当受电弓的工作宽度为1250mm
时，在最大设计计算风速条件下拉出值不宜超过450mm，在直线区段一般取为
200~300mm；在曲线区段，接触网的拉出值可参考以下规定选取：
R≥1800m时，
a=150mm；1200m≤R≤1800m时，a=250mm；180≤R≤1200m时，a=400mm。
支柱侧面限界任何时候都不得小于2440mm，机车行走线可降为2000mm，曲线
区段适当加宽。
直线中间柱一般取为2500mm，软横跨支柱一般取为3000mm，
在基本站台处取为5000mm。
拉出值和侧面限界的具体取值参考《铁道电力牵引设计规范》，以及《接触
网》第三章内容。
第三章跨距、锚段长度的确定
3.1跨距的确定
跨距的确定分为两种情况，一是在直线上，另外一种是在曲线上。
风偏移值
确定出一个最大跨距，在布置支柱时跨距值应小于这个值。
接触网支柱跨距，应根据悬挂类型，曲线半径，导线最大受风偏移值和运营
条件确定。
在最大设计风速条件下，接触线距受电弓中心的最大水平偏移值，在
电力机车受电弓工作宽度为1250mm,不宜大于450mm。
1）直线区段最大跨距的确定（等之字布置）
由公式：
Lmax=2
T
j[b
γ
−+
（b
−γ
）
22
−a]
mP
j
jxj
jxj
N
，在站线
其中Tj选用13kN，m=0.9，由前面计算得pj在正线上为
6.746
m
上为
6.279
N
m
；取
bjx=bjmax=450
mm
=
0.45m
，
γj=
30mm
=
0.03m
，
a=300mm=0.3m。
解得：
正线
站线
Lmax=
Lmax=
78.1966m
81.052m
2）曲线区段最大跨距的确定
2T
γ
公式为：
Lmax=2
j（bjx−j+
a）
mP
j
+
T
j
R
其中Tj选用13kN，m=0.9，pj在正线上为
6.746N，在站线上为
6.279N；
取bjx=bjmax=450mm=0.45m，γj=30mm=0.03m。
第6页
m
m
第7页共31页
当R=1200m时,a=400mm,代入数据得,Lmax=
综上得：
66.55m
目前我国最大跨距用65m,因此在直线区段（正线或站线），最大跨距用65m，
在曲线区段最大跨距应根据上述结果进行选取。
3.2锚段长度的确定及张力差校验
正线，站线均采用双边补偿的形式；正线采用全补偿弹性链形悬挂形式；站
线：
采用半补偿弹性链形悬挂形式。
一般来说，站场上各股道长度就是其锚段的长度。
现测量各线锚段长度如下
所示：
正线Ⅱ：
2L=62.6871+1657.5193+62.5556=1782.762m
站线1：
2L=30.1027+1748.6874+75.9539+17.2768+18.7865=1490.8091m
站线3：
2L=1456.5152+32.0115=1488.5267m
站线4：
2L=1104.6192+34.7636=1138.8828m
站线5：
2L=25.9852+192.0432+941.7848+90.592+59.7128=1310.115m
站线6：
2L=39.5768+45.946+345.1122+45.5388+41.4779+50.0105=606m
现验算正线的张力差，以校验中心锚结的位置。
一）.对于正线张力差校验如下：
（1）确定吊弦平均长度：
2F
2ql2
C=h-
x
0=h-
3
0i
38Tco
其中:
Tco=0.8Tc=0.8×15kN=12kNh=1.4m.q0=1.964×10−2/
不管在直线或R=1200m的曲线上，都取l=60m.
把参数代入上式得
C=x1.167m.
（2）确定极限温差Δt:
Δt1=tmaxtd
t
max
−
t
max
+t
min
2
=22.5°C
−
t
+
=−22.5°C
Δt2=
tmin−td=
t
min
maxtmin
2
（3）全补偿链形悬挂ε≈0
（4）计算ΔTjd（N）
（+）.（εα.Δt）
ΔTjd=
ααα
2cx
°，gj=9.79
−=
−6
−6
C
-26×
-1733
10kN/m−
其中
jc
（1711.5）10=5.510
正线半锚段示意图如下：
第7页
（5）
ΔTjd的计算结果如下：
L（m）
R（m）
712
892
ΔTjw（N）
第8页共31页
600
313.9
484.3
∞
313.9
483.3
直线上：
ΔTjw=0
（
−）（εα.）
2
曲线上：
ΔTjw
=
j
.（T
+Δ
T）
2Rd−0.5（
εα
LLl）（
j
.）
jmax
3
jd
取d=1.5m（定位器长度）。
ΔTjw的计算结果如下：
L（m）600
R（m）
∞
712
892
1.7
2.8
0
0
（6）承力索的张力增量值ΔTc（N）
Δ=
T
c
−
（
−）.cΔt
.T
cm
2Rd+0.5（
LLl）.cΔt
其中：
水平拉杆d取1.6m.,αc=11.5
-6
ΔTc的计算结果如下：
×10/0cΔt=-22.5
L（m）
R（m）
712
892
（7）接触线的总张力为ΔTjE
ΔT+ΔT
600
473
764.6
∞
0
0
ΔT=
jd
jw
（Ej=113GPa，Sj=120mm2）
jE
1-
2
3
×
ΔTjd+ΔT
jw
ESj.（α
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