兰州交通大学毕业设计（论文）
简单链形悬挂：
弹性链形悬挂：
t0?tmax?tmin?5 2t0?tmax?tmin?10 2（2.1）
（2.2）
接触线无弛度时温度的取值，一般比平均温度偏低，这样可以减小负弛度，增加正弛度，有利于改善接触悬挂的运营状况。
(5) 吊弦及定位器处于正常位置时的温度td
吊弦及定位器处于正常位置时的温度，是取全年保持时间最长的温度，取该地区最高温度和最低温度的平均值。
(6) 覆冰厚度b
接触线和承力索的覆冰厚度，系指圆筒形的冰壳厚度。然而，实际上覆冰断面可能成为各种不规则的形状。在覆冰季节，可用单位长度导线覆冰后的重量换算出覆冰的平均厚度。
(gb?g)?109b?R??R
9.81?γb2td?tmax?tmin
2（2.3）
（2.4）
式2.4中，gb—单位长度导线覆冰后的总重力负载（kN/m）；
g—无冰时单位长度导线自重负载（kN/m）； R—导线半径（mm）；
γb—冰的密度，取900kg/m3。
接触线的覆冰厚度，取承力索冰壳厚度的50%。 (7) 线索覆冰时的风速vb
在设计时，若无实际观测资料，其覆冰时风速γb=10m/s，但在沿海及草原地区要大一些，此值可取γb=15m/s。
我国气象区的划分如表2.1所示。
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表2.1 我国标准典型气象区
计算条件
最高 最低
大 气 温 度 （℃）
覆冰 最大风速 安装 大气过 内部过电压年
平均气温 最大风速
风 速 （m/s）
覆冰 安装 大气过电压 内部过电压
覆冰厚度（mm） 覆冰的密度（kg/m3）
—
5
15
-5
-10 —
+10 +10 0
0
-5 -5
-5 -10
+10 -5 +15
+20 +15 +15 +10 +15 35
30
25 10
10
10
25
30
+10 25
-5 30 15 +10 30
+10 30
-5 -10
-5 -15
-10
-20
I
II
III
IV
V +40 -10
-20
-40
-5
-5 -10
-5 -10
-20
-20
VI
VII
VIII
IX
0.5×最大风速（不低于15m/s） 5
5
10 900
10
10
15
20
① I区为南方沿海易受台风侵袭的地区，如浙江、福建东部、广东、广西沿海的区等；
② II区系指华东大部分地区，包括安徽、山东、江苏大部分地区；
③ III区包括西南部的非重冰地区，以及福建、广东等受台风影响较弱的地区； ④ IV区包括西北大部分地区、华北及京、津、唐等地区； ⑤ V区适用于华东、中南和西南三个地区的广大山区； ⑥ VI区泛指湖北、湖南、河南以及华北平原的大部分地区；
⑦ VII区适用于寒潮风较强烈的地带，如东北大部分地区，河北的承德、张家口一带；
⑧ VIII区适用于覆冰严重的地区，如山东、河南的大部分地区，湘中重冰地带； ⑨ IX区系指云贵高原重冰地区。
2.3.2 主要材质及型号的选择（接触线，承力索）
(1) 接触线的选型
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高速接触网要求受流性能好、稳定性能好、抗张性能好、导电性能好、电流强度大的接触线，因而要求具备下述主要技术性能[5]：
① 抗拉强度高
为了提高接触线的波动速度，因此需相应提高接触线的张力，要求抗张强度在
500N/mm2左右。考虑选择高强度材料以提高其应力的同时，还要注意其线密度要低。
② 电阻系数低
高速接触网中电流强度较大，为此，必须要求接触线的电阻率要低，一般在工作温度20℃时，电阻率应在0.01768～0.0200?mm2/m范围内以适应流经大电流的需要。
③ 耐热性能好
高速接触网一般都应具有列车的运行速度高、密度大、持续时间长的特点。因而，接触线内长时间流经大电流，在持续流过较大的载流量以后，自然引起导线发热，在温度达到一定程度时，导线的材质会软化，强度会降低，严重时，接触线会产生因温度影响形成的蠕动性伸长变形，从而破坏正常的受流，影响接触网的正常工作。因此，选择的接触线材质应具有较好的耐热性能，一般要求软化点在300℃以上，以适应较高载流量。
④ 耐磨性能好
接触线和受电弓是滑动接触的，接触压力大，速度高，要求接触线具有良好的耐磨性能，同时注意其抗腐蚀性能，尽量延长接触线的使用寿命。
⑤ 制造长度长
为了保证高速电气化区段的良好受流，消除硬点及断线隐患，一般要求在一个锚段内不允许有接头，这就要求接触线的制造长度在1800~2000m之间，以适应锚段长度的需要。
高速接触网对接触线的技术要求，很难都达到最优化或理想化状态，因为在所要求的性能之间，如张力与拉断力、横截面积与线密度、导电率与合金化方面、载流量与波动速度、高温软化与耐磨性能等之间，都存在着矛盾，重视某一方面，就必须舍弃另一方面，二者的优点多数是不可同时兼得，所以应该是综合选型。
波动速度要求接触线要有较大的张力，即要有较高的强度，但它与其拉断力（应力3面积）有关，加大张力，势必提高接触线的抗拉性能，提高拉断力的措施是采用钢合金或加大载流截面。当然，任何形式的合金材质，都会降低导电率，进而减小载流量。同时，加大了横截面积可以相应地提高载流量，进而降低温升，但它又加大了线密度ρ值，从而限制了波动速度的提高。
延长接触线寿命的基本途径是增强接触线的耐磨性能，提高耐磨性能和耐高温性能
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的重要措施是研制合金型材质，这样又会降低导电率。
从上述分析可知，这些性能和技术要求之间存在着相互制约和相互影响的因素，所以在各国高速电气化铁路建设中都十分注意研制、选择和使用新型接触线，并且需考虑下述诸因素[6]：
① 增大接触线的张力
提高接触线张力，是目前各国普遍采取的技术措施，它可以有效地提高接触线的波动速度，同时相应地提高列车运行速度。提高接触线的张力以后，可以得到两个附加效果：第一可以相应地限制高速运行时的动态抬升量。根据法国的试验，一般运行在300km/h时，总抬升量在100mm以内；第二个附加效果可提高弹性系数的不均匀度，使跨中的弹性得以有效降低，约为0.5mm/N，而悬挂点处约为0.4mm/N，从而使磁性在整个跨距内趋于一致，大大降低了弹性不均匀系数。
② 限制接触线横截面
增大接触线横截面积，可以有效提高拉断力，增大载流量，相应地降低温升，所以适当增加横截面积是有利的。但过大地增大接触线的横截面积会产生两个负面效果：其一是使接触线线密度增加，从而降低了波动速度，这是极为有害的；其二是架设时的不均匀性及平直性的危险增加。所以，接触线的横截面积必须限制在某一范围内。
③ 提高接触线的导电率
在有限的横截面积条件下，提高载流能力的途径是尽量提高导电率。采用银铜接触线或锡铜的合金接触线，常温抗拉强度和导电率都得到了提高。这既提高了导线强度，又保持了相应的导电率，这些都是很不容易达到的技术目标，但这是发展方向。
④ 增强耐磨耗性能
高速电气化铁路接触网运行速度高，载流量大，弓网间的接触压力也随之增大，接触线磨耗相对加重，同时，在高速受流中，产生火花和电弧是不可避免的，这些又会使磨耗加剧。因此，选择耐磨性能好的材质，有效地延长接触线的使用寿命是普遍关注的核心课题，特别是在采用双弓或多弓运行的条件时，更显得迫切与必要。与耐磨性相关联的另一个问题是耐腐蚀性能，这对选择接触线的材质也是很重要的方面，特别是在沿海及工业污染源较集中以及酸雨与空气湿度较大的地区更为重要。有些耐磨性能好的材质（如铜合金），其耐腐蚀性能也好；但也有些耐磨性能好的材质（如钢），耐腐蚀性能却很差，这是在选择接触线材质时必须考虑的重要问题。在考虑接触线耐磨性能的同时，还应考虑受电弓滑板材质的匹配问题。
⑤ 选择铜合金材质
纯铜接触线具有导电性能和施工性能好的优点，但是存在抗拉力差、耐磨性能差和
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高温易软化等诸多缺点，无法适应高速度、大载流量的要求。载流量与接触线最高允许工作温度有关，为了避免载流量过大影响机械强度，所以对纯铜接触线最高允许工作温度都作了规定，在我国规定为95℃。采用铜合金会有效地提高其软化温度，如纯铜接触线在200℃开始明显软化，而铜合金接触线的软化点都在300℃以上，所以，采用铜合金接触线是提高载流量的基本措施之一。采用合金的目标是提高接触线的抗拉强度、耐磨耗性能和高温软化性能。当然，试验证明，在铜内不管渗进什么金属，都会相应提升其电阻率，所以研制高强度耐磨性能好的铜合金接触线，是以有限地牺牲导电性能为代价的。如在铜中渗入0.4%～0.7%的镁可以大幅度地提高抗拉强度，使其应力达到490N/mm2，其导电率只有68.1%。 2.3.3 支柱类型的选择
我国电气化铁路广泛采用的是预应力钢筋混凝土支柱。
根据支柱上的支持装置的不同，支柱可分为腕臂支柱，硬横跨支柱和定位支柱。定位支柱仅仅是为了对悬挂导线进行水平固定（定位），以保证与受电弓中心的距离。按用途划分，支柱可分为中间支柱、转换支柱和锚柱。
(1) 预应力钢筋混凝土支柱
预应力钢筋混凝土支柱采用高强度钢筋，在制造支柱时预先进行预拉伸使其产生预应力，它比普通钢筋混凝土支柱在同等支柱容量情况下，具有用材少、重量轻等特点。接触网支柱应尽量采用预应力钢筋混凝土支柱，这种支柱与钢支柱相比较，其优点是节省钢材；同时，支柱的地面以下部分代替基础的效用，故不需要另浇注基础，因而又具有利于施工、维护工作量小、使用寿命长等诸多优点。在我国已广泛推荐使用钢筋混凝土支柱。
这种支柱在安装使用之前，混凝土处于受压状态，而钢筋则处于受拉状态。当支柱承受负载以后，混凝土里将出现拉应力，它等于弯矩引起的拉应力与预压应力之差，这样，采用混凝土的负载能力就可使支柱的负载能力大大提高。受拉层里的钢筋的总张力等于预拉应力和弯矩作用引起的拉应力之和。但是这不会使支柱承受负载的能力受到什么限制，因为此时钢筋还远没有达到满载。
一般用下述形式表示：
H3848?250和H
8.7?2.68.7?3式中，H表示钢筋混凝土支柱；分子38，（48—250）表示支柱容量（kN2m）；分母8.2（8.7）表示支柱的地面以上高度（m）；2.6（3.0）表示支柱埋深（m）。
全补偿链形悬挂要比半补偿链形悬挂结构高度低，所以全补偿采用的支柱也比半补
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