接触网课程设计.doc
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课程名称：
接触网站场平面设计
设计题目：
站场平面设计
院系：
电气工程系
专业：
铁道电气化
年级：
2011级
姓名：
陈浩
学号：
20116687
指导教师：
王老师
西南交通大学峨眉校区
2015年1月8日
课程设计任务书
专业铁道电气化姓名陈浩学号20116687
开题日期：
2014年月日完成日期：
2015年月日
题目接触网站场平面设计
一、设计的目的
通过该设计，使学生初步掌握接触网站场平面设计的设计步骤和方法，熟悉有关平面设计图纸的使用；基本掌握站场平面设计需要考虑的元素；锻炼学生综合运用所学知识的能力，为今后进行工程设计奠定良好的基础。
二、设计的内容及要求
1．负载计算。
2．最大跨距计算。
3．半补偿链形悬挂安装曲线计算。
4．半补偿链形悬挂锚段长度及张力增量曲线决定。
5．平面设计：
（1）基本要求；
（2）支柱布置；（3）拉出值及之字值标注；（4）锚段关节；（5）咽喉区放大图；（6）接触网分段。
6．站场平面表格填写：
侧面限界、支柱类型、地质情况、基础类型、安装参考图号。
三、指导教师评语
四、成绩
指导教师（签章）
年月日
接触网课程设计任务书
一、原始资料
1．悬挂形式：
正线全补偿简单链形悬挂，站线半补偿简单链形悬挂。
2．气象条件：
学号尾数1的为第一典型气象区，学号尾数2的为第二典型气象区，学号尾数3的为第三典型气象区，学号尾数4的为第四典型气象区，学号尾数5的为第五典型气象区，学号尾数6的为第六典型气象区，学号尾数7的为第七典型气象区，学号尾数8的为第八典型气象区，学号尾数0、9的为第九典型气象区。
3．悬挂数据：
学号尾数0、1的结构高度为1.1米，学号尾数2的结构高度为1.2米，学号尾数3的结构高度为1.3米，学号尾数4的结构高度为1.4米，学号尾数5的结构高度为1.5米，学号尾数6、7的结构高度为1.6米，学号尾数8、9的结构高度为1.7米。
站线：
承力索JT70，Tcmax=1500kg；接触线CT85,Tjm=1000kg。
正线：
承力索JT70，Tcm=1500kg；接触线CT110,Tjm=1000kg。
e=4m
4．土壤特性:
（1）女生：
安息角（承载力）Φ=30º，挖方地段。
（2）男生：
安息角（承载力）Φ=30º，填方地段。
二、设计内容
1．负载计算
2．最大跨距计算
3．半补偿链形悬挂安装曲线计算
4．半补偿链形悬挂锚段长度及张力增量曲线决定
5．平面设计
（1）基本要求
（2）支柱布置
（3）拉出值及之字值标注
（4）锚段关节
（5）咽喉区放大图
（6）接触网分段
6．站场平面表格填写
支柱编号、侧面限界、支柱类型、地质情况、基础类型、安装参考图号
三、验算部分
1．各种类型支柱校验
2．缓和曲线跨距校验
四、使用图纸
按学号最后两位相加之和的末位数使用站场0---站场9的图纸
五、课程设计于任务书下达后六周内交老师，延期交以不及格论处，特殊情况申请延期除外。
第一章负载计算
1.1计算的条件
1.1.1气象条件的确定
第Ⅶ典型气象区，查表可知：
最高温度：
最低温度：
覆冰温度：
最大风速时的温度：
最大风速：
覆冰时的风速：
覆冰厚度：
覆冰密度：
1.1.2技术条件的确定
：
，，S=65.81
正线：
CT110：
，，，S=111
站线：
CT85：
A=10.8，B=10.76，g=0.769kg/m
吊弦：
风速不均匀系数a，最大风速时：
；覆冰时：
风负载体型系数k，链形悬挂：
1.2负载计算
1.2.1自重负载
1、承力索JT—70的自重负载：
2、接触线CT110的自重负载：
3、接触线CT85的自重负载:
4、吊弦及线夹的自重负载：
1.2.2冰负载
1、承力索的覆冰重力负载：
2、接触线的覆冰重力负载：
1.2.3风负载
1、最大风速时承力索单位长度的风负载：
2、最大风速时接触线单位长度的风负载：
3、覆冰时承力索单位长度的风负载：
4、覆冰时接触线单位长度的风负载：
1.2.4合成负载
在计算链形悬挂的合成负载时（是对承力索而言的），其接触线上所承受的水平风负载，被认为是传给了定位器而予以忽略不计。
1、无冰、无风时的自重合成负载：
正线：
站线：
2、最大风速时的合成负载：
正线：
站线：
3、覆冰时的合成负载：
正线：
站线：
4、合成负载对铅垂线间的夹角：
正线：
站线：
第二章最大跨距计算
2.1计算的条件
1、直线区段“之”字值=300mm
曲线区段拉出值选用表表2.1
曲线半经R（m）
直线
拉出值a（mm）
400
250
150
300
2、接触线张力：
链形悬挂接触线当量系数m取0.9
接触线单位长度上的风负载：
接触线的最大风偏移值：
直线区段：
曲线区段：
支柱在接触线水平面内受风时的位移（扰度）：
2.2最大跨距的计算
1、在直线区段上：
正线：
站线：
故对于直线区段，最大跨距取
第三章简单链形悬挂安装曲线计算
3.1（站线）半补偿链型悬挂有载承力索的安装曲线
3.1.1计算条件
承力索JT-70：
，即承力索最大允许张力：
；承力索计算截面积：
；承力索弹性系数；线胀系数；承力索自重负载
接触线CT-85：
，即接触线最大允许张力：
；接触线计算截面积：
；接触线弹性系数；线胀系数
—经验系数，与材质特性有关，铜承力索为0.75
由悬挂点到最近的简单支柱吊弦间的距离（m）
无冰无风时的合成负载：
当量跨距
j==0.751
3.1.2计算与绘制步骤
1、半补偿链型悬挂临界负载：
其中由于还是未知数，对于铜承力索，用下式近似算出：
故
由于：
所以取最低温度时条件为计算的起始条件。
又，无须校验。
初始条件：
℃，N/m
的计算：
则利用MATLAB可算出：
2、有载承力索张力～温度曲线计算公式：
将数据代入上式得:
得到数据列表如下：
t（℃）
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
（KN）
15
13.933
12.882
11..849
10.836
9.848
8.888
7.959
7.067
由此利用matlab绘出曲线如下：
有载承力索张力～温度曲线
3、有载承力索弛度～温度曲线计算公式：
由上式可得～列表：
（℃）
（m）
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
0.155
0.162
0.171
0.180
0.190
0.201
0.212
0.225
0.239
0.202
0.212
0.223
0.235
0.247
0.262
0.277
0.294
0.311
0.26
0.273
0.287
0.303
0.319
0.337
0.357
0.378
0.401
0.322
0.337
0.355
0.374
0.394
0.416
0.441
0.467
0.495
0.463
0.486
0.511
0.538
0.568
0.6
0.635
0.672
0.713
0.543
0.57
0.6
0.631
0.666
0.704
0.745
0.789
0.837
由列表绘出的～曲线如下：
4、接触线弛度曲线可由下式得：
——待求条件下承力索弛度
——接触线无弛度时的承力
由上式可得～列表：
（℃）
（mm）
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
-18.76
-13.52
-6.76
0
7.51
15.77
24.78
34.55
45.06
-24.78
-17.27
-9.01
0
9.76
21.03
32.29
45.06
58.58
-32.29
-22.53
-12.02
0
12.02
25.53
40.55
56.33
73.6
-39.05
-27.79
-14.27
0
15.02
31.54
50.32
69.84
90.87
-56.33
-39.05
-20.28
0
22.53
46.56
72.85
100.6
131.4
-66.09
-45.81
-23.28
0
26.29
54.82
85.61
118.7
154.7
由列表绘出的～曲线如下：
5、触线在定位点附近，第一吊弦范围内的高度变化曲线
接触线在定位点附近，第一吊弦范围内的高度变化由决定，曲线为
3.2（站线）半补偿链型悬挂无载承力索的安装曲线
3.2.1、计算条件
==-10℃Ec=105GpaSc=65.81mm2
=11.85KN
—在温度时，无接触线时的承力索张力
—无接触线时的承力索张力
由下式得：
解得=11.945KN
无载承力索张力计算由下式可得：
得到列表
t（℃）
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
Tcwx
（kN）
15.3699
14.2207
13.0784
11.9453
10.8252
9.7238
8.6491
7.6136
6.6347
无载承力索张力～温度曲线
无载承力索各实际跨距内的弛度曲线可由下式得：
无载承力索弛度～温度曲线数据列表：
（℃）
（mm）
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
65.1
70.83
77.61
85.7
95.48
107.4
122.1
140.1
161.9
85.02
92.51
101.4
111.9
124.7
140.3
159.5
183
211.5
107.6
117.1
128.3
141.7
157.8
177.6
201.8
231.6
267.7
132.9
144.6
158.4
174.9
194.9
219.2
249.2
285.9
330.5
191.3
208.2
228.1
251.9
280.6
315.7
358.8
411.7
475.9
224.5
244.3
267.7
295.6
329.3
370.5
421.1
483.2
558.5
无载承力索弛度～温度曲线曲线：
第四章链形悬挂锚段长度及张力增量曲线确定
4.1计算条件
①承力索JT-70：
承力索计算截面积：
；承力索弹性系数；线胀系数
②接触线CT-85：
接触线计算截面积：
；接触线弹性系数；线胀系数
③
吊弦及定位器处于正常位置时的温度，
温差,；
④结构高度,
⑤悬挂的自重合成负载:
接触线的单位自重负载:
⑥接触线无弛度时，承力索的弛度
吊弦的平均长度
站线承力索弛度及吊弦平均长度
（m）
35
40
45
50
60
65
R（m）
300
350
500
600
2000
直线
（m）
0.1799
0.2349
0.2973
0.3671
0.5286
0.6204
（m）
1.4801
1.4434
1.4018
1.3553
1.2476
1.1864
4.2半补偿链形悬挂张力增量及锚段长度的计算
1、吊弦造成的张力增量
式中：
—只考虑温度变化时，吊弦所引起的张力增量（kN）
—接触线单位长度自重负载（kN/m）
—由中心锚结至补偿器间的距离（m）（半锚段长度）
—吊弦平均长度（m）
则结果见下表：
-40℃时
l
35
40
45
50
60
65
L=200
0.081406
0.085252
0.089611
0.09458
0.106851
0.114524
L=300
0.174071
0.181161
0.18928
0.198611
0.221921
0.23661
L=400
0.301376
0.312591
0.325525
0.340477
0.378088
0.401913
L=500
0.463322
0.479543
0.498346
0.520173
0.575351
0.610432
L=600
0.659909
0.682016
0.707742
0.737699
0.813711
0.862168
L=700
0.891137
0.920012
0.953715
0.993057
1.093167
1.157121
L=800
1.157006
1.193529
1.236263
1.286245
1.41372
1.495289
L=900
1.457516
1.502567
1.555387
1.617264
1.775369
1.876674
40℃时
l
35
40
45
50
60
65
L=200
-0.08141
-0.08525
-0.08961
-0.09458
-0.10685
-0.11452
L=300
-0.17407
-0.18116
-0.18928
-0.19861
-0.22192
-0.23661
L=400
-0.30138
-0.31259
-0.32552
-0.34048
-0.37809
-0.40191
L=500
-0.46332
-0.47954
-0.49835
-0.52017
-0.57535
-0.61043
L=600
-0.65991
-0.68202
-0.70774
-0.7377
-0.81371
-0.86217
L=700
-0.89114
-0.92001
-0.95371
-0.99306
-1.09317
-1.15712
L=800
-1.15701
-1.19353
-1.23626
-1.28625
-1.41372
-1.49529
L=900
-1.45752
-1.50257
-1.55539
-1.61726
-1.77537
-1.87667
2、定位器形成的张力增量
式中:
——只考虑温度变化时，定位器所引起的张力增量（kN）；——曲线区段的曲率半径；——定位器的长度；——接触线在补偿器处的张力（kN）
-40℃时
L
R=300
R=350
R=500
R=600
R=2000
R=3000
200
0.318319
0.263939
0.178282
0.143577
0.040029
0.025727
300
0.789173
0.659888
0.448696
0.365325
0.10404
0.06786
400
1.510751
1.26366
0.856593
0.699231
0.199444
0.130774
500
2.542841
2.118667
1.423771
1.161025
0.328744
0.215995
600
3.979586
3.291287
2.181896
1.773128
0.495266
0.325526
700
5.969867
4.882398
3.175942
2.566587
0.703236
0.461885
800
8.756446
7.048017
4.469663
3.584028
0.957876
0.628133
900
12.75655
10.03817
6.154482
4.8842
1.265531
0.827929
40℃时
L
R=300
R=350
R=500
R=600
R=2000
R=3000
200
-0.30855
-0.25719
-0.17518
-0.14156
-0.03987
-0.02566
300
-0.73206
-0.6195
-0.42966
-0.35261
-0.10298
-0.06741
400
-1.31587
-1.12447
-0.79033
-0.65448
-0.19564
-0.12913
500
-2.03971
-1.75779
-1.25134
-1.04389
-0.31866
-0.2116
600
-2.88128
-2.50323
-1.80567
-1.51679
-0.47304
-0.3158
700
-3.81825
-3.34405
-2.44565
-2.06862
-0.65998
-0.44289
800
-4.82997
-4.26415
-3.16339
-2.69456
-0.88078
-0.59419
900
-5.89849
-5.24894
-3.95119
-3.38972
-1.13688
-0.77118
3、直线区段张力增量的计算，即不考虑时
由公式：
决定
式中——由中心锚结至补偿器之间的距离（m）；——跨距，此处取当量跨距=60m；
—接触线单位自重负载（kg/m）；—吊弦的平均长度（m），其值为；
—接触线线胀系数（1/K）；—接触线弹性系数（Kg/）—接触线的截面积（）。
-L数据表如下：
L
（-40℃时）
（40℃时）
200
0.111176
-0.11118
300
0.228308
-0.22831
400
0.383123
-0.38312
500
0.57215
-0.57215
600
0.791367
-0.79137
700
1.036395
-1.03639
800
1.302696
-1.3027
900
1.58575
-1.58575
1000
1.881203
-1.8812
则直线区段张力增量曲线：
４、曲线区段张力增量的计算
由公式：
决定
40℃时
R
300
350
500
600
2000
3000
△Tj（KN）L=200
-0.37603
-0.33165
-0.25829
-0.23096
-0.1447
-0.13834
△Tj（KN）L=300
-0.83431
-0.74406
-0.58457
-0.52379
-0.31517
-0.29549
△Tj（KN）
L=400
-1.40187
-1.26444
-1.0089
-0.90904
-0.54408
-0.50554
△Tj（KN）
L=500
-2.02218
-1.84515
-1.50031
-1.36173
-0.82403
-0.76249
△Tj（KN）
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