第6 期 总第208 期 内 蒙 古 科 技 与 经 济 No . 6, the 208th issue
2010年3 月 Inner Mongo lia Science T echnolo gy & Economy Mar . 2010
软横跨横向承力索水平张力计算及悬挂最低点确定
�
贾 锋
(呼和浩特铁路局 呼和供电段,内蒙古 呼和浩特 010000)
摘 要: 文章对软横跨结点类型计算的难点——横向承力索的水平张力及悬挂最低点的判定做了
进一步的
分析
定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析
推演,求算出准确的各结点数据,得出有一定规律性的结论, 可应用于软横跨的设计计算
中,提高机械化施工和运营维修的工效。
关键词:软横跨;水平张力;悬挂最低点; 铁路电气化
中图分类号: U 225 文献标识码: A 文章编号: 1007—6921( 2010) 06—0083—02
多股道接触悬挂通过横向线索悬挂在线路两侧
的柱上,这种装配方式称为软横跨。软横跨由站场线
路两侧支柱和悬挂在支柱上的横向承力索、上部定
位索及下部定位索、支持和连接它们的零件组成。其
中横向承力索是软横跨的主要构件,它承受各股道
纵向接触悬挂的全部垂直负载。我国电气化铁路上
目前采用的是绝缘式软横跨。绝缘式软横跨的优点
为:它的各条线索对地都是绝缘的,这样便于带电检
修。绝缘式软横跨的主要缺点是:主要承力部件——
横向承力索需要通过绝缘子固定在支柱上, 这样横
向承力索因受力不平衡等故障所带来的危险性显然
要比定位索大得多。能够准确的计算分析出各结点
的受力情况, 将大大提高软横跨的施工和维护工效。
在电气化
工程
路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理
中, 针对软横跨的预制和计算,已经有
不少专家学者做过深刻的研究和探索,在此笔者仅
对软横跨结点类型计算的难点——横向承力索的水
平张力及悬挂最低点的判定做出一些思考和分析。
1 实测和确定软横跨结构参数
软横跨的结点类型计算中, 有很多已知数据是
需要实际测量确定的, 已知数据必须符合现场的实
际情况,否则,即使计算无误差也不能达到预期的目
的。因此, 测得准确的原始数据是十分重要的。假设
根据现场线路实际情况绘制的软横跨结构如图1所
示,在进行软横跨预制计算时,一般应具有以下的原
始结构尺寸数据:
图1 软横跨结构
cx1、cx2——侧面限界, 在正线轨面水平面内, 左
右侧支柱内缘分别至临近线路中心的距离( m )。
l——横向跨距, 指两支柱悬挂点(支柱顶端内
缘向下100mm 处,下同)间的水平距离( m )。
l 1、l2——不等高悬挂或不对称悬挂, 由横向承
力索最低点分别至两悬挂点的水平距离( m)。
�1、�2——支柱结构的斜率和调整倾斜度之和,
即安装后的支柱内缘(钢柱为外缘)相对于铅锤线的
总斜率( mm / m )。
d1、d2——偏移距离,即支柱结构的斜率和调整
倾斜率值所形成的偏移距离之和, 简称偏移距,其值
为d1= H�1、d2= H�2、d′1= Hs�1= Hs�2、(其中d′1、d2′为
在上部定位索处的偏移距离)。考虑到支柱受力后产
生的挠度和因基础返回而内倾,经验取值比一般计
算值偏小。
S1、S2——基础面至正线轨面的高差,即支柱底
面(钢筋混凝土支柱由地线孔至轨面)至轨面的垂直
距离,当支柱底面高出轨面时, S 为正值, 反之为负
值。
f 1、f2——横向承力索的驰度, 即由横向承力索
最低点分别至两悬挂点铅锤方向的距离,当为等高
悬挂时, f 1= f 2= fmax。
a1、a2、⋯、an——相邻悬挂点间的水平距离, 其
中a1= Cx 1+ H�1 , an+ 1= Cx2+ H�2。
2 确定横向承力索的水平张力及悬挂最低点
确定横向承力索悬挂最低点的位置,我们采取
求横向承力索分界力Y来确定横向承力索悬挂最低
点位置的方法。
2. 1 假设最低点
为了计算方便,必须先将欲计算的软横跨假定
一个最低点(一般奇数股道选中间股道) ,并以该假
定最低点为分界点, 将此软横跨的股道分为两部分,
如下图2所示。以此最低点所在股道设为第K 股道,
则低悬挂点和高悬挂点的水平驰度 f 1及 f 2 分别为:
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� 收稿日期: 2009- 12- 20
总第208 期 内 蒙 古 科 技 与 经 济
f 2= H- Hs±S2- Cmin- 100
式中: H——支柱露出基础面的高度( mm ) ;
Hs——上部定位索至正线轨面的高度,大
站取7 850mm ,小站取7 250mm;
S1、S2——基础面至正线轨面的高差, 即
支柱底面(钢筋混凝土支柱由地线孔至轨
面)至轨面的垂直距离, 当支柱底面高出
轨面时, S为正值,反之为负值。
Cmin——最短吊弦长度, 一般 4股道及以
下取400mm , 5~6股道取600mm, 7~8
股道取800mm。
图2 软横跨计算示意
2. 2 计算子力矩
所谓子力矩, 它是从假定的最低点分开,将两侧
股道悬挂负载分别对相应侧的悬挂点取力矩值,分
别用M 1 及M 2
表
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示,如下图3所示。在M 1 中不包括
Q k 及Y的力矩值,在M 2中也不包括Q k 及( Q k- Y)
的力矩值,其
计算公式
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为:
M 1 = Q1a1 + Q 2( a1 + a2) + ⋯ + Q k- 1( a1 + a2
+ ⋯ + a k- 1 )
= a1( Q1 + Q2 + ⋯ + Q k- 1) + a2( Q 2 + Q 3
+ ⋯Qk+ 1) + ⋯ + ak- 1Qk- 1
即:M 1 = �k- 1
i= 1
Q ix i
其中: x 1= a1, x 2= a1+ a2,⋯, xi= a1+ a2+ ⋯+ ai
M 2 = Q nan+ 1+ Q n- 1( an+ 1+ an) + ⋯+ Q k+ 1( an+ 1+
an+ ⋯+ ak+ 2 )
= an+ 1( Q n+ Q n+ 1+ ⋯+ Q k+ 1 ) + an ( Q n- 1+ ⋯
+ Q k+ 1) + ⋯+ ak+ 2Q k+ 1
即: M 2= �n
i= k+ 1
Q ixi+ 1
其中: x n+ 1= an+ 1, x n= an+ an+ 1,⋯, x i= ai+ ai+ 1+
⋯+ an+ 1
图 3 软横跨分离体
2. 3 求横向承力索水平张力T 及分界力Y
从求得的子力矩M 1 及M 2连同其他各力分别对
悬挂点A 及悬挂点B求力矩,即
�MA = 0, �MB = 0
则 T �f 1 + Y �l1 - M 1 = 0( �M A = 0)
M 2 - T �f 2 - ( Qk - Y ) l 2 + Qkl 2 = 0( �MB =
0)
解之联立方程组得: T = M 2l1 + M 1l 2
f 1l2 + f 2l 1
Y = M 1f 2 - M 2f 1
f 1l2 + f 2l 1如果左边悬挂点 A 比右边悬挂点 B 高时, 则:
Y =
M 2f 1 - M 1f 2
f 1l2 + f 2l 1
Y 称之为分界力,可以利用Y 值来判断原先假
拟的最低点的位置是否正确, 若原先假拟的最低点
的位置是正确的,那么: 0≤Y≤Q k
若Y< 0, 则说明最低点应该向左移;若Y> Q k,
则说明最低点应该向右移。对于这两种结果都需要
在重新确定了最低点以后,再重新计算,以此类推,
直到找到最低点的合理位置。特殊地: � 若计算出的
Y 值为0,即Y= 0,则说明该组软横跨具有两个最低
点,分别为所选取的最低点及其左侧的点; � 若计算
出的Y 值等于Q k 时,则说明该组软横跨也具有两个
最低点,分别为所选取的最低点及其右侧的点。
实际软横跨结构安装尺寸中悬挂最低点的计算
可将实测数据带入上述公式依次计算, 依求算结果
判别,得出结论。
3 结束语
软横跨的预制计算, 就是软横跨结点安装尺寸
的计算。在各种尺寸计算中, 因结构复杂,涉及的因
素较多,情况千差万别,工程计算结果长期达不到理
想程度,给施工带来困难,成为接触网工程建设中的
关键问题之一。站场软横跨的结点类型计算在接触
网施工和改造中十分重要。通过以上方法推理的结
果具有比较理想的准确度,不仅数据准确,而且有较
大的规律性。在大量计算时,也便于编制程序和使用
计算机。合理地解决软横跨各部结构尺寸的计算, 既
可以提高机械化施工的程度, 又可以节省调整时间,
既有利于安全, 又能大大提高施工效率和工程质量。
讨论中特别注意到内容的系统性和实用性,既有技
术性论述,又有理论性分析,做到理论和实践的结合
和统一。相信会对今后的工作有一定的帮助, 同时对
于加速铁路电气化的建设具有重要意义。
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