高速铁路大跨度钢桁架桥接触网关键技术研究

近年来，由于复杂路网下高速铁路需跨越江河湖海，大跨度钢桁架桥不断涌现。大跨度钢桁架梁纵向伸缩量大且变位复杂，接触网在设计过程中应充分考虑钢桁架梁的伸缩与变位特征对其产生的影响，研究大跨度钢桁架桥梁接触网设计多因素配合机理和数学计算，以确保高速铁路大跨度钢桁架桥上接触网的正常、安全工作。通过对大跨度钢桁架桥梁体纵向伸缩与接触网锚段布置配合间的跨度、温度、锚段补偿方向等关键因素数据进行分类，采用多因素敏感性分析的方法，推导出接触网张力补偿装置在钢桁架梁伸缩及线涨伸缩共同作用下坠砣最大行程变化量、补偿装置b值与a值安装曲线等计算公式。通过典型工况计算对比发现，缩短锚段长度能有效改善钢梁伸缩对接触网影响；采用对比法研究大跨度钢桁架桥在不同接触网锚段布置方式下钢梁伸缩对张力补偿装置的影响大小，提出了720 m以下、720～849 m、850～1 900 m及1 900 m以上4种不同跨度钢桁架桥的接触网最优锚段布置方式。本文相关研究及计算公式可为高速铁路大跨度钢桁架桥上接触网平面布置、张力补偿装置安装参数选用等关键技术提供一定理论支持。     

高铁接触网转换柱承力索拉出值偏差原因分析及改进

腕臂计算是接触网预配和安装的前提,是保证高速铁路接触网施工质量的基础.目前我国主流的腕臂计算理论和方法大多只针对腕臂结构的几何特点进行分析,忽视了接触网的力学特性,由此造成施工中出现较多难以解释的误差.本文对京沈客专辽宁段接触网工程中接触网转换柱承力索拉出值偏差的问题进行分析和研究,并提出相应的改进措施,对国内类似高铁接触网工程施工具有一定借鉴意义.     

接触网腕臂支持结构及其计算分析

介绍了国内外高速铁路接触网主要腕臂支持结构类型及其组成,针对目前我国常见的直链形悬挂接触网腕臂预制计算数学模型进行了理论推导,以供施工腕臂预制借鉴。     

探讨高速铁路外轨超高对接触网腕臂安装的影响

通过武广客专350km／h高速接触网系统SiFCAT350在隧道内小侧面限界下的五跨绝缘关节的腕臂定位的安装设计，分析了高速铁路外轨超高对接触网定位安装的影响，并针对这些影响因素提出了外轨超高时接触网定位安装的解决措施。     

日式钢腕臂结构性能研究分析

研究目的:我国高速铁路常用的接触网铝合金腕臂系统优点是质量轻、施工方便,现场切割后不需要防腐处理,但缺点也很明显,结构强度小、沿海地区耐氯离子腐蚀能力差.为了适应我国幅员辽阔,气候条件多样的特点,必须寻找适应多种气候特点的接触网腕臂系统.日式钢腕臂结构迥异于目前常见的腕臂类型,具有其特殊的优点.对它在国内接触网系统中的应用进行研究将对改进我国沿海及强风地区的接触网系统可靠性有明显的促进作用.研究结论:文章采用有限元方法并结合ANSYS软件编制了对日式钢腕臂结构的分析程序,结合标准规范和工程实际,对静力和模态分析的结果进行了研究.研究表明日式钢腕臂系统具备受力后挠度小、整体稳定性强、不易产生共振等优势,其静态强度校核也足以满足强度设计要求,具备良好的应用前景.     

基于BIM的接触网腕臂装配设计系统研究

针对现阶段接触网腕臂装配建筑信息模型（BIM,Building Information Modeling）设计主要采用通用安装模型,无法精确反映现场实际安装情况的问题,建立单元库创建腕臂装配模板,结合参数化单元技术及自定义实体等技术,研发了基于BIM的接触网腕臂装配设计系统。该系统可快速创建并布置接触网腕臂装配模型,实现装配设计的自动化和智能化。实践表明,开发的系统大幅提高了接触网腕臂的装配质量和精度,可满足接触网BIM设计的需要,为进一步推进接触网的数字化、智能化发展提供支撑。     

接触网腕臂结构安装及设计探讨

阐述了接触网系统支持装置即旋转腕臂结构适应客运专线的主要条件、要求及国内外不同的安装结构形式.提出了腕臂结构与接触网悬挂方式的关系.分析了不同腕臂结构形式在施工、运营中的优缺点.明确了腕臂结构设计思想及影响因素.     

宜万线单线隧道接触网悬挂方案探讨

探讨了宜万线单线隧道接触网悬挂如何调整安装,来满足张力差、腕臂偏移角度等技术要求。对其它工程的单线隧道接触网悬挂设计具有借鉴意义。     

高速铁路接触网非工作支平腕臂变形原因分析及措施

时速300km及以上的高速铁路接触网采用铝合金腕臂,实际工程应用中出现了非工作支平腕臂变形现象,有必要分析其原因并采取措施。以某高速铁路为例,结合接触网主要技术参数,从铝合金热处理、应力释放、工差配合、施工工序等理论方面分析可能导致腕臂变形的原因;将变形腕臂模型化为简支梁结构,校验腕臂的强度;建立转换柱的几何模型,采用ANSYS有限元分析方法,计算关键节点的变形量。采用上述两种方法校验的结果表明:设计采用的结构能满足腕臂挠度不大于1%的要求。为了加强铝合金腕臂的整体强度,避免由于材料加工制造、施工安装等方面原因造成腕臂挠度超标现象,结合现场试验,采取增设腕臂支撑措施。     

大风区接触网单腕臂道岔柱装配缺陷例析

针对接触网道岔柱单腕臂双限位定位器装配时存在的安全隐患,分析其装配的不合理性,并进行实地调查及定位器偏移测量,通过实施风区接触网道岔柱由单腕臂更换为排架双腕臂装配的变更措施,消除了设备缺陷和安全隐患,避免了极限偏移情况下发生弓网事故的可能,实现了设备的安全可靠运行。     

腕臂应力分布与接触悬挂模态特性研究

腕臂系统是接触悬挂的主要承载者,关系到接触网静态作用下的稳定性,腕臂系统应力状况及应力突出位置成为重点关注对象,而接触悬挂模态特性关系到弓网动态运行稳定性.本文结合某既有线路接触网参数,对静力作用下腕臂系统所受应力及接触悬挂模态特性进行详细分析.结果表明:腕臂系统最大应力常出现于斜腕臂、平腕臂绝缘子安装末端或斜腕臂与平...     

基于工业机器人的高铁腕臂预配系统研发与应用

高速铁路供电系统接触网腕臂预配,一般采用人工集中加工预制方式,存在人工误差难以受控、精度难保障、效率受限制等明显缺点。针对上述问题,本文提出一种基于工业机器人的高速铁路腕臂预配方法及系统,系统集成数据流转、自动喷码、管件切割、零部件定位等功能,实现具备数据分析应用的智能化接触网腕臂预配,其预配精度可达±2 mm,紧固力矩偏差小于±1 N·m。为进一步提升高速铁路供电系统工程质量提供更高效的技术手段,具有广阔的推广应用前景。     

京沪线电气化工程接触网腕臂计算分析

京沪线接触网腕臂结构采用特型旋转腕臂底座支撑斜腕臂且在平腕臂上固定承力索座的形式,本文分析了京沪线腕臂计算的过程,并在实际应用中和软件技术相结合,取得了较好的应用效果。     

既有铁路三腕臂支柱悬挂的设计和检修

研究目的:在我国200 km/h及以下客货共线铁路中,车站咽喉范围内单横腹杆式腕臂支柱同时悬挂三支接触网的形式得到了广泛的采用。随着铁路的不断运营,接触网系统需要及时的检修或更换。但是传统的腕臂绝缘子更换的施工方法已不能满足三腕臂支柱悬挂的特殊要求,将导致接触网支柱破损、扭面,甚至断裂等更大的接触网事故。本文对三腕臂支柱类型设计选择和施工过程进行计算和分析,以为接触网安全运营检修提供依据。研究结论:(1)设计在支柱类型的选择时必须充分、全面地考虑施工检修增加的附加荷载;(2)施工检修过程中合理地采取施工方法,避免对接触网系统增加附加荷载;(3)提出了两种更加合理的三腕臂支柱腕臂绝缘子施工更换方法:采用杉木杆对其卸载后进行更换;采用接触网检修作业车对其卸载后进行更换。     

接触网腕臂偏移问题及b值控制

从接触网大修更换承力索施工中，总结影响承力索倒接后b值控制以及腕臂发生偏移的因素，并找出解决办法。对类似大修换线施工和新建电气化铁道承力索架设提供了思路和方法。     

接触网镀锌钢管腕臂人工安装新方法探讨

讨论如何改革接触网镀锌钢管腕臂的人工安装方法,合理解决好安全、质量、进度、效益的问题。     

新一代高铁接触网腕臂安装作业装备与工法研究

建筑业普遍存在的低效、高风险、高损耗问题同样存在于接触网现场安装作业环节,表现为腕臂安装等需要负重操作的高空作业大量存在,且传统接触网工程的建造实施技术对作业人员综合素质要求较高.本研究面向施工一线班组作业能力建设,完成了新型机械化、自动化腕臂安装作业装备的样机制造和试用,结合同步自主开发的智能工地管理系统(Smart...     

典型海洋大气环境的接触网钢腕臂定位装置表面防护体系设计

通过钢结构表面防护方案研究、试验验证和运营线路试挂的方式,构建典型海洋大气环境下接触网钢腕臂的表面防护涂层体系,以保证接触网钢腕臂定位装置在可能的高温、高湿、高盐、污秽粉尘等多因素耦合环境,如近海、濒海、沿江、热带或亚热带山区等环境中在役寿命延长至15～20年。研究表明:(1)接触网钢腕臂定位装置长效防护涂层体系为热喷涂层+环氧封闭层组合的复合涂层体系;(2)所有钢腕臂组件均采用热喷涂涂层作为防护的基础层;(3)管件类外壁及精细零部件涂层体系采用高铝锌热喷涂涂层+双金属环氧封闭涂层;(4)管件内壁采用灌涂环氧涂料。     

连续梁桥上有轨电车嵌入式轨道伸缩力分析

为研究连续梁桥上有轨电车嵌入式轨道结构在温度荷载作用下的受力变形特性及影响因素,采用线性弹簧模拟梁轨相互作用,建立嵌入式轨道-桥-墩一体化有限元计算模型。以实际工况为例,确定伸缩工况下合理的连续梁两侧简支梁跨数,并探讨梁体温差、高分子材料纵向阻力、小阻力高分子材料铺设范围和桥梁支座布置方案对轨道结构伸缩受力和变形分布规律的影响。研究结果表明:对于多联连续梁桥,当计算伸缩工况时,可取连续梁两侧各5跨简支梁作为边界条件;随着高分子材料纵向阻力的增加,伸缩力逐渐增大,而轨板相对位移逐渐减小,故在设计嵌入式轨道桥上无缝线路时,应综合考虑轨道结构受力和变形的要求;针对本文工况,当从减小钢轨附加伸缩力的角度考虑时,应该选择在连续梁桥左边跨和相邻一跨简支梁上铺设小阻力高分子材料;当桥梁温度跨度较大时,可将连续梁相邻一跨简支梁的固定支座放置在连续梁桥的边墩处,从而使得连续梁桥温度跨度减小。     

接触网复合材料腕臂支撑装置研究

复合材料具有良好的机械性能和电气性能，用于电气化铁路接触网可简化结构、减轻检修工作量、降低运营成本，作为现有接触网腕臂结构的重要补充，可在特殊环境条件下使用。通过分析复合材料的力学性能和电气特性，确定了玻璃纤维增强环氧树脂作为接触网腕臂支撑装置的材料，对所选材料进行基本物理参数和力学参数试验。根据材料性能试验参数研制复合材料腕臂支撑装置，并进行挠度试验。结合挠度试验结果，采用有限元模拟对复合材料腕臂支撑装置进行受力和变形分析，并进行结构优化。优化后的复合材料腕臂支撑装置在工作荷载作用下的最大挠度5.37 mm,破坏荷载作用下的最大应力203.89 MPa,变形和应力满足接触网支撑装置的技术要求。