接触网工程课程设计
指导教师评语 平时（30） 修改（40） 报告 （30）
总成绩
专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 兰州交通大学自动化与电气工程学院
2012 年 7月 13日
接触网工程课程设计报告
1 方案选择
1.1 支柱选用
根据要求选择支柱型号，根据地质条件设计基础，并对支柱进行负载容量的计算。本题主要说明腕臂支柱的选择要求。
对支柱进行校验主要是计算负载，支柱的负载是支柱在工作状态下所承受的垂直负载和水平负载的统称。支柱负载越大，支柱基底面处所承受的弯矩也越大。支柱的负载计算，就是计算基底面处可能出现的最大弯矩值，其目的是根据计算结果来选择适当容量的支柱。我们通常所说的支柱容量，是指支柱本身所能承受的最大许可弯矩值。支柱的最大弯矩，除了与支柱所在位置、支柱类型、接触悬挂类型、线索悬挂高度、支柱跨距及支柱侧面限界有关外，还与计算气象条件有直接关系。最大弯矩可能出现在最大风速、最大附加负载（覆冰）或最低温度的时候。在计算最大弯矩时，一般应对三种气象条件进行计算，取其中最大值作为选择支柱容量的依据。一般来说，支柱的最大计算弯矩多发生在最大风速及最大冰负载时。本文就取最大风速及最大冰负载时作为选择依据。
进行支柱负载计算时，应根据支柱悬挂类型，按垂直负载和水平负载分别计算,计算之前，必须具有所有计算应具有的原始结构尺寸数据，并确定相关的参数，原始结构尺寸数据及相关参数可以查接触网设计手册得到。
1.2 方案选择
设计一个建造于天然地基上的基础，应具备三个条件：基础自身具有足够的强度；基础具有良好的稳定性；地基应具有足够的承载力。
接触网支柱的基础是直接埋置于土体中的，其埋置深度一般都小于5m，属于浅平基。接触网支柱的受力特点是水平负荷大，因此，其抗倾覆的稳定性是很重要的。根据支柱负荷的大小，基础的结构和形式也不尽相同。
支柱类型有很多，一般为现场浇注的混凝土整体基础形式，基础内预埋设地脚螺栓，安装时将支柱拧固于地脚螺栓上。支柱安装后，在基础顶部做一个混凝土帽，为基础帽，以保护连接螺栓、螺母不致锈蚀。基础帽只起防水作用，不用打的很结实，只要求表面细密防水，以便需要搬迁支柱时容易敲开。
但是对于矩形截面的混凝土支柱，在不单独设立基础时，其地面以下部分代替了基础基础的效用，为了增加地下部分与地基土的接触面积，需要在其受力面安装横卧板。
2 设计计算
2.1 原始参数以及分析
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腕臂支柱选择混凝土柱，支柱型号为H38/8.7+2.6，跨距为50m。
100，承力索采用GJ-70，通过查表215可以获得接触线最大风负载，承力索最大风负载以及支柱的风负载。同时可以获得接触
本文计算取最大风速25m/s,接触线采用GLCA
线在定位点的力,可以用此算得接触线之字力。所有参数确定后即可算得支柱所承受的最大弯矩，对现有的支柱容量进行校验，看其是否符合条件，支柱所承受的负载是否超过其容量，如未超过，即支柱符合使用条件，如超过，则支柱不符合使用条件，需另行选择合适的支柱。
其中最大风速的计算可以根据不同的风速不均匀系数由表1求出。
表1 风速不均匀系数
计算风速（m/s） 风速不均匀系数a 20以下 20-30 31-35 35以上 1.00 0.85 0.75 0.7 2.2 相关参数的确定和计算
对支柱的受力进行分析，如图2.2.1所示可以得出以下计算。
Pz
Qg Pj Q0 C X 图2.2.1 支柱受力分析图
(1)垂直负载计算包括悬挂结构的自重负载和链形悬挂的自重：
(0.925+0.615)×10×50=0.0010.77(kN)
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(0.145+0.226)×10×50×0.0010.1855= 0.65(kN)
(2)水平负载计算如图2.2.2所示，它包括接触线最大风负载、承力索传递给支柱的最大风负载、支柱风负载、接触线之字值形成的水平分力和坠陀传递的拉力。
图2.2.2 水平风负载示意图
接触线最大风负载：
支柱风负载：
查得，支柱的受风面积F为2.11,风负载体型系数K为1.4，v为25m/s。
接触线之字力：
坠陀传递的拉力：
25×8×9.81×2=3.924(kN)
所需参数值计算出来后，找出各力对支柱地面中点处的力臂，求出力矩，合力力矩之和即为所计算的支柱负载，即：
(0.77+0.325)×1.8065+(0.685+0.5767)×6.3+(0.457+0.234)×8+0.5×1.135×8.7+0.457×8.7+0.6
85×(8.71.1)=28.784(kN/m)
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0.0625×(0.85×1.25×18.05×25×25)=0.0010.685(kg/m) 0.0625×(0.85×1.25×11×25×25)= 0.0010.457(kg/m)
承力索最大风负载：
(以上两式中为风速不均匀系数，取0.85；k为风负载体型系数，取1.25。)
0.615×1.4×2.111=0.0011.135(kN) 4×27×0.00534=0.5767(kN)
2.3 腕臂支柱负载计算及校验
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3 设计总结
支柱的负载是支柱在工作状态下所承受的垂直负载和水平负载的总称。支柱负载越大，支柱底面所受的弯矩越大。
支柱的负载计算，就是计算底面处可能出现的最大玩具值，其目的是根据据算结果来选择适当容量的支柱。通常所说的支柱容量，是指支柱本身所能承受的最大许可弯矩值。
一只支柱的容量的大小，是指承受能力的大小，它取决于支柱的自身结构。经过短期的学习，我们也了解到了由于中间支柱、转换支柱及锚柱等由于悬挂的数目不一样，受力条件也不尽相同，因此，支柱负载的计算和校验也是不相同的。为了经济合理的使用支柱，应该是承受负载较大的使用大容量支柱。各种支柱的负载除了与悬挂条件有关外，还受气象条件的影响。在选择和校验之前对不同类型的支柱应经计算确定其负载。在计算负载时候还应有特殊装配的各种支柱，应恰当选择风吹的方向，使计算结果为支柱最危险的情况。不管怎样，对于接触网来说，计算一定要做到最严谨，不然极容易发生事故。
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参考文献
[1] 于万聚.高速电气化铁路接触网[M].成都:西南交通大学出版社,2002. [2] 李爱敏.接触网生产实习指导[M].北京:中国铁道出版社,2000. [4] 张万里.接触网工技术问答850题[M].北京:中国铁道出版社,2008.
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