高速铁路竖曲线地段接触线弛度设置的探讨

本文针对高速铁路竖曲线地段的接触线弛度的设置进行了探讨,并通过现场实测,在吊弦计算时确定出竖曲线凹凸区段接触线弛度预留的具体量值,以保证良好的弓网受流质量。     

竖曲线上接触网吊弦长度的修正计算

从线路竖曲线线形设计原则和接触网链形悬挂线索计算的基本理论入手,分析了线路竖曲线对接触网吊弦长度的影响,建立了圆形竖曲线和抛物线形竖曲线上接触网吊弦长度的修正计算方程,提出了竖曲线上接触网吊弦修正计算的考虑原则.通过对接触线采用圆形竖曲线和抛物线形竖曲线2种布置方式的对比计算,得出了在最大弛度相等时2种竖曲线近似相同的结论.在此基础上,解决了采用圆形竖曲线布置的接触线自身承担的自重的计算问题.理论分析、算例和工程应用证明,数据吻合一致.适用于常速铁路和高速铁路竖曲线上接触网的吊弦长度修正计算.     

柔性接触网吊弦长度精确计算

为了减小吊弦预配长度的计算误差,提高接触网施工质量,改善弓网受流质量,基于有限元方法,分别建立接触线、(辅助)承力索的数学模型,利用吊弦对接触线、(辅助)承力索作用力及吊弦质量之间关系,采用迭代算法对柔性接触网吊弦长度进行精确计算。在此基础上,建立接触网系统的有限元模型并加以计算,得出吊弦点处接触线位移与理论值相差最大值为1.26 mm,有效地解决了吊弦预配长度的精确计算。     

接触网数字化吊弦计算对系统参数的影响因素分析

京沪高铁自2021年开始采用“软件计算-工厂化预配-专业化安装”方式对整锚段既有整体吊弦进行全面更换,吊弦更换后接触网导高波形呈现一定的大拱形、小拱形、人字形和正弦形等形状,对弓网受流产生较大影响。本文基于有限元理论开展吊弦长度计算,对吊弦更换后接触网导高偏差产生的原因进行研究,形成了“导高偏差-主要原因”对照关系,并进行现场实测验证。     

接触线波速特性影响研究

考虑吊弦、定位器、承力索结构参数,分析其特征变化对接触线波速特性的影响。将吊弦和定位器等效为弹簧质量系统,承力索和接触线等效为张力梁结构,建立接触线的振动微分方程,通过模态叠加法求解得到控制方程通解后提取接触网波速公式,同时基于京津线接触网模型仿真计算结果对波速进行验证。结果表明,吊弦数目越多,接触线和承力索的振动同步性越好,接触线波速受承力索张力变化影响更大;承力索的张力越大,接触线的波速也随之增大;考虑吊弦和定位器的质量特性后,接触线波速将显著降低,而在一定范围内定位器的刚度增加则会提高接触线波速。     

基于有限元的接触网弹性分析与调整方法探索

针对衢九线接触网一跨内动态导高变化量较大、燃弧情况较明显的问题,对全补偿简单链形悬挂接触网进行有限元建模,对目前衢九线接触网弹性及弹性不均匀系数进行仿真计算,通过与建设标准比对得到衢九线检测波形较差的原因,对承力索张力、接触线张力、第1吊弦的位置、吊弦数目对弹性的影响进行仿真得出结论,并提出了改善方案。     

高速受电弓作用下接触网整体吊弦动态力研究

以我国高速铁路目前普遍采用的弹性链型悬挂接触网为研究对象,以现场测试得到的整体吊弦动态抬升量作为有限元仿真的初始载荷,运用ANSYS有限元分析软件建立接触网的有限元模型,模拟承力索、接触线和整体吊弦的安装施工过程。在此基础上,进行接触网的静态找形分析和和瞬态动力学分析,研究受电弓作用下整体吊弦的拉伸、压缩情况及动态力变化情况。结果表明:受电弓经过时,整体吊弦的动态力波动较大,约为其静态力的6倍;同一跨内,1~#和5~#整体吊弦的吊弦力波动最大,受压幅值最大,3~#整体吊弦的受压次数最多。     

预弛度接触网静态形状解析计算

对预弛度接触线的简单链形接触悬挂,以2种抛物线单元为基础,给出只受自重影响下的简单链形接触悬挂静态形状计算流程,利用经典力学方法,推导出不同坐标系下接触线、承力索的静态形状。最后通过对比有限元仿真结果,验证该计算方法的准确性。应用该研究计算方法可对简单链形接触网进行吊弦预配计算,指导接触网的设计施工。     

吊弦故障时弓网受流质量评估

基于有限单元法建立弓网系统有限元模型，利用罚函数法实现弓网系统的耦合，采用Newmark积分法求解弓网系统动力学方程，研究单根吊弦断裂和脱落两种情况对弓网受流质量的影响。结果表明：吊弦断裂和脱落对弓网间动态接触力影响基本相同；单根吊弦断裂或脱落对故障吊弦所在跨的动态接触力影响均不显著；相较于其他吊弦故障，2#吊弦断裂或脱落对弓网受流质量影响最大；单个吊弦断裂或脱落时，列车以300km/h速度运行时弓网受流质量仍然符合规范要求。     

接触网吊弦自动化生产线研究

吊弦是铁路接触网设备重要零部件,其主要作用是控制接触线高度,保证弓网关系安全和良好的受流质量,是控制接触线与机车受电弓接触稳定性关键结构。其多采用人工预配方式,无法对吊弦预配参数做到标准化,预配精度无法得到有效保障。本文结合铁路接触网施工现状,介绍一种接触网吊弦自动化生产线,通过伺服电机、光线传感器、PLC控制器等机构研制及优化,实现对接触网吊弦自动化预制,可量化预制参数,精准控制吊弦预配质量,显著提高吊弦预制工效,达到自动化、智能化预配管理目标,彻底替代传统人工吊弦预配模式,助力铁路智能化建设,具有重大意义。     

预弛度接触网三维静态形状计算

考虑预弛度接触线的链形接触悬挂,以2种抛物线单元为基础,给出同时受自重、侧向风影响下的链形接触悬挂静态形状计算流程,利用经典力学方法,推导出不同坐标系下接触线、承力索的静态形状,然后合成三维静态形状。最后通过对比有限元仿真结果,验证本计算方法的准确性。应用本研究计算方法可对接触网进行吊弦预配计算和风偏校验计算,指导接触网的设计施工。     

高速接触网承力索弛度计算数学模型及算式

建立了高速接触网线索弛度计算的精确数学模型,并在数学分析和误差分析的基础上,得出了接触网线索弛度计算的简化公式.通过对几种典型接触悬挂的误差分析和计算示例表明,采用抛物线计算公式,能满足常速铁路、客运专线和高速铁路接触网链形悬挂吊弦长度计算的精度要求.     

基于有限元简链五跨锚段关节过渡跨的吊弦计算方法

因直链形五跨关节过渡跨与普通跨吊弦计算存在区别,本文基于有限元理论对简链五跨锚段关节过渡跨的吊弦计算方法进行研究,计算中考虑了接触线的二次抛物线形状及由于接触线不等高悬挂引起的重量变化,该计算方法经实践验证,计算准确,满足验标要求。     

弹性链型悬挂高速接触网参数的选取研究

研究目的:为研究弹性链型悬挂高速接触网参数对受电弓/接触网系统动态性能的影响,采用三维接触网模型和质量-阻尼-刚度受电弓模型,对时速350 km弹性链型悬挂高速接触网/受电弓系统进行仿真计算和分析.考虑到接触压力和运行的安全性,对不同的动态仿真结果进行比较,据此选取合适的高速接触网参数.研究结论:通过研究表明,应优先采用120 mm2镁铜合金接触线,张力不宜小于27 kN;承力索采用120 mm2铜合金绞线,张力约为23 kN;跨距取55～60 m;结构高度取1.4～1.6 m;弹性吊索张力不小于3.5 kN;弹性吊索长度取16 ～18 m;支柱吊弦间距约为4.5 m;接触线坡度应控制为0;尽量避免波长为吊弦间隔2～6倍的接触线不平顺.     

我国高速电气化铁路接触网改造方案的设想

本文从理论和国外的运行经验出发，阐述了我国市场电气化铁路接触网宜采用高张力，预弛度的弹性单链形接触悬挂，吊弦间距应做适当缩小的设想，对该种悬挂改造和维修的关键技术进行了简明扼要的分析，并提供了张力增加值的计算方法。     

秦沈客运专线接触网技术标准综述

秦沈客运专线是我国第一条时速为160km及以上并设有时速300km试验段的客运专线,本文对秦沈客运专线接触网悬挂类型、线材配置、张力确定、接触导线预留弛度和弹性吊弦、导线高度及跨距、结构高度、腕臂支持结构、接触网电分相形式、接触网支柱基础等主要技术标准进行分析、总结,并提出了可借鉴的意见。     

高速铁路接触网整体吊弦失效原因分析及优化方案探讨

整体吊弦是高速铁路接触网悬挂装置的重要组成部分,主要作用是控制接触线高度,保证良好的弓网关系和授流质量,吊弦断裂失效会对行车安全与授流质量产生严重危害。本文针对吊弦服役失效情况进行原因分析,并结合零件结构提出可行性优化方案。     

连续复合曲线段接触网精确测量计算研究和应用

铁路线路部分曲线区段条件复杂,连续复合曲线给接触悬挂承力索安装带来较大难度,同时接触网关节及电分相区段的接触网参数调整存在导高非自然抬升和两支接触悬挂间距问题,给吊弦测量及计算带来更大难度.本文通过分析轨面与接触悬挂的模型,计算得出相应的数学关系,并针对接触悬挂安装、吊弦数据采集、吊弦数据处理、吊弦计算等全过程,研究了有砟常动轨铁路接触网吊弦数据处理及计算施工技术,该施工技术可有效满足稳定的弓网关系对定位装置参数的要求.     

浅析新建铁路曲线区段接触悬挂的计算条件

通过比较不同速度条件下的外轨超高对接触网腕臂预配长度、吊弦长度以及接触线拉出值的影响,提出了在新建铁路或增建二线铁路工程中,当线路开通速度小于设计速度时的曲线区段接触悬挂的计算和预留条件。     

新建铁路曲线区段接触悬挂计算条件的探讨

通过比较不同速度条件下的外轨超高值对接触网腕臂长度、吊弦长度以及接触线拉出值的影响，提出了在新建铁路或增建二线铁路工程中，当线路开通速度小于设计速度时的曲线区段接触悬挂的计算和预留条件。