上跨橋處電氣化鐵路接觸網(wǎng)吊柱裝配負(fù)荷計(jì)算及應(yīng)用

鄧小桃　王睿

【摘 要】接觸網(wǎng)工程中經(jīng)常遇到人行天橋或公路橋上跨鐵路的情況，如何做好接觸網(wǎng)在橋下的安裝，保證接觸網(wǎng)安全運(yùn)行是接觸網(wǎng)工程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，本文介紹上跨橋處吊柱接觸網(wǎng)中間柱裝配形式，供大家參考。

【關(guān)鍵詞】上跨橋；吊柱

1.問(wèn)題提出

在接觸網(wǎng)工程中，經(jīng)常會(huì)遇到人行天橋或公路橋跨越鐵路的情況，一般來(lái)說(shuō)，在條件允許的情況下，會(huì)盡可能避免在橋體的下方對(duì)接觸網(wǎng)定位安裝，但在條件受限時(shí)，就有必要考慮在橋體下面進(jìn)行定位。如何在橋體的下方對(duì)接觸網(wǎng)進(jìn)行定位，需要具體情況具體分析，本文介紹橋體下方吊柱中間柱裝配的計(jì)算、安裝，供大家參考。

2.實(shí)際情況分析

上跨橋的橋體下方安裝接觸網(wǎng)是在不得已的情況下才考慮的，因?yàn)闃蚴侨藛T或車(chē)輛通行的通道，一方面，人員或車(chē)輛通過(guò)時(shí)，難免造成橋體的震動(dòng)，對(duì)接觸網(wǎng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，另一方面，如果橋體保護(hù)接地狀態(tài)不良，當(dāng)接觸網(wǎng)絕緣發(fā)生故障時(shí)，就有可能危及人員的人身安全。因此，接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，一般盡量不考慮在橋體下方安裝接觸網(wǎng)，但當(dāng)條件受限時(shí)，就有必要考慮此種方案?？紤]此方案時(shí)，又必須滿(mǎn)足一定的凈空要求，即接觸網(wǎng)帶電部分距橋底距離不得小于最小絕緣距離，并且在保證接觸線不低于最低高度的前提下，接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)高度必須達(dá)到接觸網(wǎng)安裝要求，否則不得考慮此方案。

當(dāng)考慮橋體下方安裝接觸網(wǎng)時(shí)，除了要滿(mǎn)足上述條件外，還應(yīng)盡量避免橋下安裝轉(zhuǎn)換柱、中心柱或錨柱，以安裝中間柱為最佳方案。下面以橋下中間柱裝配為例，介紹其計(jì)算、安裝方法和注意事項(xiàng)。

3.橋下中間柱裝配形式確定與計(jì)算

3.1橋下中間柱腕臂裝配形式的確定

根據(jù)線路情況和接觸網(wǎng)布置情況，確定橋下安裝吊柱的位置，腕臂裝配形式（是正定位還是反定位），計(jì)算、確定平腕臂、斜腕臂和定位管長(zhǎng)度，選擇相應(yīng)的定位器等。

3.2根據(jù)選定的腕臂裝配形式，計(jì)算吊柱負(fù)荷

橋下接觸網(wǎng)吊柱負(fù)荷是指在吊柱在工作狀態(tài)下，吊柱所承受的垂直負(fù)荷和水平負(fù)荷的所產(chǎn)生力矩的總和。吊柱負(fù)荷越大，吊柱底座承受的彎矩就越大。吊柱負(fù)荷的計(jì)算，就是計(jì)算吊柱與橋底連接處螺栓可能出現(xiàn)的最大彎矩，并根據(jù)最大彎矩選擇相應(yīng)容量的吊柱。

吊柱最大彎矩，除了與吊柱的側(cè)面限界、吊柱類(lèi)型、接觸網(wǎng)懸掛形式、線索高度等因素有關(guān)外，還與計(jì)算的氣象條件有關(guān)，如最大風(fēng)速、最大附加負(fù)載或最低溫度等，應(yīng)該把可能出現(xiàn)的情況都考慮到，取其中最大值作為吊柱容量選擇的依據(jù)和吊柱底座基礎(chǔ)確定的依據(jù)。

3.2.1 根據(jù)腕臂裝配形式，對(duì)整個(gè)裝配做受力分析，以正定位裝配圖為例作分析，如圖1所示：吊柱腕臂受力分析圖，其中各參數(shù)分別為

L-吊柱長(zhǎng)度（m）

X-承力索至橋底的垂直距離（m）

h-接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)高度（m）

Cx-承力索或接觸線懸掛點(diǎn)至吊柱中心線的距離（m）

Gc-承力索垂直負(fù)荷（包括覆冰重量，取最大覆冰）（N）

Gj-接觸線垂直負(fù)荷（包含覆冰重量，取最大覆冰）（N）

Gw-接觸懸掛支持裝置垂直負(fù)載（包含覆冰重量，取最大覆冰）（N）

P0-吊柱承受的風(fēng)負(fù)載（N）

Pc-承力索承受的風(fēng)負(fù)載（N）

Pzc-承力索的“之”字力（N）（這里按簡(jiǎn)單直鏈形懸掛考慮）

Prc-承力索曲線水平力（N）

Pj-接觸線承受的風(fēng)負(fù)載（N）

Pzj-接觸線的“之”字力（N）

Prj-接觸線曲線水平力（N）

3.2.2中間柱負(fù)荷計(jì)算

（1）直線正定位中間柱負(fù)荷計(jì)算。

按受力最不利的情況考慮，吊柱承受的力矩和按下式計(jì)算：

Mz=Gc·Z+Gj·Z+0.5Gw·Z+Pc·X+Pj·（H+X）-Pzc·X-Pzj·（H+X）

或Mz=Gc·Z+Gj·Z+0.5Gw·Z-Pc·X-Pj·（H+X）-Pzc·X-Pzj·（H+X）

兩計(jì)算結(jié)果的絕對(duì)值取大者：

（2）直線反定位中間柱負(fù)荷計(jì)算。

Mz=Gc·Z+Gj·Z+0.5Gw·Z+Pc·X+Pj·（H+X）+Pzc·X+Pzj·（H+X）

（3）曲線曲外正定位負(fù)荷計(jì)算。

Mq=Gc·Z+Gj·Z+0.5Gw·Z+Pc·X+Pj·（H+X）-Prc·X-Prj·（H+X）

或Mq=Gc·Z+Gj·Z+0.5Gw·Z-Pc·X-Pj·（H+X）-Prc·X-Prj·（H+X）

兩計(jì)算結(jié)果的絕對(duì)值取大者

（4）曲線曲內(nèi)反定位負(fù)荷計(jì)算。

Mn=Gc·Z+Gj·Z+0.5Gw·Z+Pc·X+Pj·（H+X）+Prc·X-Prj·（H+X）

3.3選擇吊柱并確定吊柱底座螺栓大小

（1）根據(jù)計(jì)算的力矩值，并在滿(mǎn)足所需安全系數(shù)條件下，選擇相應(yīng)容量的吊柱。

（2）根據(jù)計(jì)算的力矩值，確定固定吊柱底座基礎(chǔ)的彎矩，從而確定橋底預(yù)埋螺栓的強(qiáng)度。

4.吊柱負(fù)荷計(jì)算應(yīng)注意的問(wèn)題

（1）吊柱負(fù)荷計(jì)算必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，先確定腕臂的裝配形式，是直線還是曲線，是正定位還是反定位，是直鏈形懸掛還是半斜鏈形懸掛，腕臂裝配形式不同，計(jì)算方法就不同。

（2）確定了懸掛形式后要做好受力分析，切記不得漏項(xiàng)，力的大小有的需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況計(jì)算或查閱資料，力的大小和方向必須按最不利的情況考慮。

（3）選取腕臂裝配結(jié)構(gòu)的各參數(shù)時(shí)，應(yīng)盡量準(zhǔn)確，避免誤差過(guò)大。

（4）反定位時(shí)，腕臂結(jié)構(gòu)、承力索和接觸網(wǎng)的重力產(chǎn)生的力矩方向和線索水平力產(chǎn)生的力矩方向一致，計(jì)算時(shí)風(fēng)負(fù)載產(chǎn)生的力矩方向選擇與上述力矩方向一致。但對(duì)正定位來(lái)說(shuō)，風(fēng)負(fù)載的兩種方向必須都考慮到，因?yàn)檎ㄎ粫r(shí)，腕臂結(jié)構(gòu)、承力索和接觸網(wǎng)重力產(chǎn)生的力矩方向和線索水平力產(chǎn)生的力矩方向相反，兩者的合力矩方向只有通過(guò)兩者的差值才能反映出來(lái)，只有選取風(fēng)負(fù)載力矩方向和上述差值方向一致時(shí)才是最不利的情況。

5.結(jié)束語(yǔ)

上述橋體下方腕臂裝配是針對(duì)中間柱腕臂裝配進(jìn)行的分析和計(jì)算，如果橋體下方需要安裝轉(zhuǎn)換柱腕臂，其計(jì)算公式需另外推導(dǎo)，推導(dǎo)方法同上。

橋體下方安裝腕臂，除考慮腕臂結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性外，還必須考慮接觸網(wǎng)帶電部分與橋體接地體之間的絕緣距離，當(dāng)絕緣距離不能滿(mǎn)足要求時(shí)，則必須采用其他的安裝方式或者取消橋下安裝的方案。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]于萬(wàn)聚.《高速電氣化鐵道接觸網(wǎng)》成都：西南交通大學(xué)出版社，2003.