电气化铁道接触网施工中整体吊弦应用的探讨

电气化铁道接触网施工中整体吊弦应用的探讨黄飞鹏,刘国红摘要：阐述了电气化铁道接触网整体吊弦的结构型式及性能、计算整体吊弦长度需做的准备工作、计算公式及其修正公式，并给出了适用于简单链形悬挂整体吊弦的综合计算公式。关键词：接触网；整体吊弦；应用Abstract:ItillustratesthestructureandcharacteristicsofadoptedcompletesetofdroppersinconstructingOCSforelectrificationofrailways,introducesthepreparation,calculationformulaandmodificationformulaforcalculatingthelengthofcompletesetofdroppers,andgivesthesynthesizedcalculationformulaapplicabletocompletesetofdroppersofsimplechainsuspensionOCS.Keywords:OCS;completesetofdroppers;application中图分类号：U225文献标识码：B文章编号：1007-936X(2002)04-0023-03目前，在提速干线铁路和准高速、高速电气化铁道接触网中，整根由耐腐蚀铜合金软铜绞线制成的整体吊弦逐步替代了传统的环节吊弦，其具有机械强度高、耐腐蚀性能好、使用寿命长、施工安装方便等优点。另外，由于整体吊弦取消了环节结构，所以改善了接触网的导电通路，避免了环节结构中的虚接触及由此产生的电损耗。以上优点使整体吊弦在我国广深准高速、武广线电气化改造及京郑线、郑武线施工中得到广泛应用并具有推广前景。因此，在接触网施工中，准确计算整体吊弦的长度使整体吊弦预制安装一次成功，便成为必须深入研究解决的问题。通过对施工实践的总结，本文将就整体吊弦的设计原理及长度确定方法作初步探讨。1整体吊弦的结构类型整体吊弦分为2种：压接式整体吊弦和螺栓可调式整体吊弦（JL9303）。压接式整体吊弦是将确定好长度的整体吊弦线与承力索吊弦线夹及接触线吊弦线夹分别压接固定（可在工厂或施工现场的加工车间进行压接)，施工时可一次安装到位，不需要调整。螺栓可调式整体吊弦是先将吊弦线与接触线的吊弦线夹进行压接固定，而与承力索的吊弦线夹的连接则是根据现场实际情况调整好吊弦线长度后再用螺栓固定，这种吊弦的特点是适应于吊弦长度变化无规律的地方，如有集中荷载的跨距及其它在安装及运营中需要调整吊弦长度的地方（如各种卡绝缘子串、线岔、分段绝缘器、中心锚结等位置）。2整体吊弦的计算整体吊弦尤其是压接式整体吊弦，其两端是通过压接设备将吊弦线及吊弦线夹压接成为一个整体，如果计算不准确，有可能使该吊弦报废而造成大量经济损失。因此，准确计算每根吊弦的长度是整体吊弦施工过程中的关键。2.1计算前的准备工作计算前需准确测量并计算原始参数，这是整体吊弦计算的基础2.1.1原始参数的采集如图1所示，在现场采集悬挂点处承力索到2条钢轨内缘的距离A、B及2个相邻支柱间的跨距L并将测量数据记录下来。2.1.2原始参数的处理（1）根据式(1)计算承力索对线路中心的水平偏移距离a′，单位mm：a′=(B2-A2)/(2×1435)。（1）（2）根据式(2)计算承力索对轨面的垂直距离H1′，单位mm：H1′={A2-[14352-(B2-A2)]2/(4×14352)}1/2。（2）（3）根据公式(3)计算该悬挂点处承力索的结构高度：h=[(H1′-H)2+(a′-a)2]1/2，（3）式中，H为设计导线高度，单位mm；a为设计拉出值，单位mm。2.1.2新线线路资料的收集由于接触网是沿着铁路线路布置，受线路条件影响，整体吊弦计算也应按线路的实际情况而作相应修正（本文将述及），因此，在计算整体吊弦前，还应向工务部门收集如下最新线路资料，如曲线资料、竖曲线资料和外轨超高资料，为准确计算整体吊弦长度做准备。2.2整体吊弦的计算吊弦长度与悬挂类型、结构高度、跨距及吊弦所在位置、线路实际情况等因素密切相关，这里仅以全补偿简单链形悬挂为例，介绍如何准确计算整体吊弦的长度。2.2.1计算公式链形悬挂中任一点的吊弦长度由式(4)确定：Cx=h－1000[gx(L-x)/2TC]，（4）Cx为任意一点整体吊弦长度，mm；H为链形悬挂的结构高度，mm；TC为平均温度时承力索的张力，kg；g为单位悬挂自重，kg/m；L为跨距实际长度，m；x为吊弦至支柱A的距离，m。式(4)中各参数的示意见图2。式(4)为链形悬挂任意一点处吊弦长度的通用公式，只有在准确测量的基础上进行计算，结果才可能符合现场实际。该式计算出的整体吊弦长度系指承力索中心至接触线中心的垂直距离，在预制吊弦时，应减去承力索吊弦线夹、接触线吊弦线夹的长度。2.2.2计算公式的修正在接触网施工中，由于施工误差及其它原因，使相邻的2个支柱悬挂点处的结构高度不相等，再加上线路有曲线、竖曲线等情况，因此，上述整体吊弦计算公式还需进行如下修正：（1）当相邻的2个悬挂不等高时，如图3所示，吊弦长度应增加一个Δh值，Δh=h1+(h2-h1)x/L-h。(5)用式（5）进行计算时，应顺线路统一朝一个方向进行计算，比如：1#支柱→2#支柱→3#支柱→4#支柱→……h1h2(h1)h2(h1)h2(h1)……在计算1#、2#这2个支柱的跨中吊弦时，1#支柱结构高度为式(5)中的变量h1，2#支柱结构高度为式(5)中的变量h2；计算2#、3#这2个支柱的跨中吊弦时，2#支柱结构高度为式(5)中的变量h1，3#支柱结构高度为式(5)中的变量h2；依此类推。（2）当线路为曲线时，整体吊弦长度应增加一个hR值，hR=x(L-x)hw/3R+13hw(x-5)(L-x-5)/51R。(6)（3）当线路为竖曲线时，整体吊弦长度应增加一个hR0值，hR0=15000（x-5）(L-x-5)/17R0。（7）在式(6)和式(7)中，数值“5”的含义应理解为第1根吊弦距相邻悬挂点的距离为5m。此修正公式是以武广线设计情况为例，当第1根吊弦距相邻悬挂点的距离为其他值（比如为4m）时，应将该值更改为相应数值。在修正公式(5)~(7)中，各变量含义如下：h为设计结构高度，mm；h1、h2为2个相邻悬挂点处接触悬挂的结构高度，mm；x为计算吊弦点至悬挂点1的距离，m；L为跨距，m；R为曲线半径，m；R0为竖曲线半径，m，竖曲线为“”时为正，竖曲线为“”型时为负；hw为外轨超高，mm。从以上3个修正公式不难看出，式(4)仅为一种特殊情况。即接触悬挂处于直线上，无竖曲线且相邻的2个悬挂的结构高度等高的情况。将式(4)与3个修正公式合并，即可得到一个简单链形悬挂整体吊弦计算的通用公式：Cx=h-1000[gx(L-x)/2Tc]+[h1+(h2-h1)x/L-h]+[x(L-x)hw/3R+13hw(x-5)(L-x-5)/51R]+[15000(x-5)(L-x-5)/17R0]。3小结在武广线的电气化改造工程中进行接触悬挂调整时，利用上述公式成功地解决了整体吊弦一次安装到位的问题。在施工安装过程中，也偶尔发生整体吊弦不受力的现象，通过技术复核，发现为预制误差或为吊弦的安装顺序混淆所致。只要根据上述计算方法确定整体吊弦的长度，严格控制测量、预制、安装时的误差，便能够保证在接触网施工中整体吊弦预制安装一步到位，使接触线高度达到设计的要求。4参考文献：[1]于万聚.接触网设计及检测原理[M].北京：中国铁道出版社,1993.[2]铁道部电气化工程局勘测设计处.电气化铁道设计手册接触网[M]..北京：中国铁道出版社,1983.[3]铁道部电气化工程局第一工程处.电气化铁道施工手册.接触网[M].北京：中国铁道出版社,1984.[4]中国铁路工程总公司教卫处.接触网工[M].北京:中国铁道出版社,1999.收稿日期：2002-06-26我查了查于完聚写的《高速电气化铁路接触网》P22－p25，不等高悬挂时的驰度计算。但算出来的吊弦还是不合适，我是与现有软件计算出来的比较的。我现在使的这个软件算的还算比较合适，在应用中没有发现什么问题。但因为软件写的有些不足，想重新修改，但源程序掉了，所以只有自己慢慢琢磨公式！