电气化铁路接触悬挂吊弦和电连接的电气负荷计算

研究目的:弦和电连接是电气化铁路接触悬挂的重要组成部分,其电气负荷是接触网安全运行的基本保证。目前世界上电气化铁路主要采用载流型铜合金绞线整体吊弦和软铜绞线电连接。本文从耦合平行导线电路计算原理出发,结合工程实际对接触悬挂吊弦和电连接的电气负载能力进行了仿真计算,得出吊弦和电连接的电气负载能力需求,意在提出接触悬挂电连接的设置原则。研究结论:(1)载流型整体吊弦具有显著的多点并联分流作用,仅在变流点附近的3~5个吊弦和1个电连接明显参与了接触悬挂的电流分配,其余吊弦和电连接几乎不参与,电流趋近于零;(2)由于吊弦的载流能力十分有限,在持续变流点处的吊弦不能满足持续载流要求,应设置电连接;(3)电连接设置的具体原则为:在供电线上网、绝缘锚段关节和非绝缘锚段关节、满足电流径路需要的不同股道接触网之间等处应设置电连接,而其余部分无需设置电连接;该设置原则适用于所有类型的电气化铁路接触网。     

高速铁路接触网吊弦断裂电气因素研究

基于Carson理论建立简单链型悬挂接触网电流分布模型;结合铁路现场的实际供流数据,分别对受流点位于跨中和跨端2种情况下的接触网各导线实际受流情况进行仿真计算;基于电致塑性效应理论,采用对断裂吊弦进行SEM形貌分析、成分分析及对新旧吊弦的金相组织进行对比观察等试验手段,研究吊弦断裂过程中电气因素的作用机理.结果 表明:...     

连续复合曲线段接触网精确测量计算研究和应用谢宝志

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。     

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...     

弹性链形悬挂锚段关节过渡跨吊弦长度的计算

引入当量线密度的概念,采用力学计算的方法,针对弹性链形悬挂五跨式锚段关节过渡跨整体吊弦进行分析,由于过渡跨具有2个悬挂点,一个是弹性链形悬挂,另一个是简单链形悬挂,且接触线呈屋面布置结构的特殊性。因此本文详细论述了锚段关节过渡跨整体吊弦计算模型的建立及计算公式的推导过程。     

高速铁路接触网中心锚结的安装计算

根据国内高速铁路接触网设计及验收标准的有关要求,对中心锚结处的接触网悬挂结构进行力学分析,推导建立数学模型,对吊弦、中心锚结的位置及长度进行精确计算,确保安装一次到位,以提高接触网运营的可靠性。     

电气化高速铁路接触网静态模型的建立

接触网是大变形的柔性索结构。高速铁路的整体吊弦施工要求在安装施工前就确定吊弦的长度。本文利用有限单元法,建立针对完整锚段找形的计算模型,并对平曲线、缓和曲线等各种线路情况提出了修正方法。文中对郑西客运专线多种线路情况的实际锚段吊弦长度进行计算。对比计算结果表明,在多种线路情况下的计算精度与SIEMENS公司的Candrop软件相当。     

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。     

接触网全补偿链形悬挂5跨锚段关节过渡跨吊弦计算模型的探讨

通过引入当量线密度的概念,建立了接触网全补偿弹性链形悬挂及全补偿简单链形悬挂的5跨锚段关节屋脊过渡跨吊弦的计算模型     

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.     

接触网锚段关节线形分析与计算

研究目的:在客运专线施工中,电气化接触网锚段关节安装调整的方法及工艺水平将直接关系到弓网运行质量。因该区域内结构复杂,位置关键,其一直是施工重难点项目。目前,国内施工单位仍然采用的是人工模拟反复调整的方法,这样既浪费时间,而且质量很难得到保证,更不能适应我国铁路发展水平的技术要求。研究结论:本文针对接触网悬挂安装后的实际工作状态,提出接触网锚段关节悬挂调整线形选择方案,通过对接触线索微段受力分析,认为采用二次抛物线过渡是比较理想的选择,并以此为基础建立计算模型。通过武广及京沪客专大量施工应用实践表明,采用该方法计算的吊弦安装后,精确到位,勿需调整,测试结果完全能满足线路试验及运营要求。     

集中质量对接触网仿真的影响研究

电气化铁道弓网动态受流一直是牵引供电系统的关键技术之一.建立高精度的接触网仿真模型,深入研究弓网的动态受流关系,是解决受流质量一个主要途径和方法.在接触网系统中,安装的定位器、定位管、线夹等零部件形成的荷载会影响接触悬挂的弹性,进而对弓网受流产生影响.此文在建立接触网仿真模型中,把零部件荷载视为集中质点,来研究接触悬挂模型的等效质量,进而研究集中质量对接触网仿真的影响.通过研究表明,集中质量的等效质量越大,集中质量处的接触压力越小;反之亦然;列车行驶速度越快,集中质量产生的影响越明显.     

整锚段接触网吊弦长度的三维稳态模型

为了减少吊弦长度计算误差、严格控制导高、改善受流质量,提出一种用于整体吊弦精确计算的三维稳态模型。基于二维精确索单元,将X-Y,X-Z两计算平面耦合,得到三维索单元。基于有限元理论,采用三维索单元离散接触网结构;根据接触网的拓扑结构关系组装刚度矩阵,根据地理信息、测量信息和设计参数等组建边界条件;建立并使用迭代法求解整体的非线性平衡方程;根据求解结果建立接触网三维图形并输出整体吊弦长度。将计算的整体吊弦长度与现场数据对比,中间柱计算误差小于2.0‰,转换柱计算误差小于3.5‰,验证本三维模型和构建方法的有效性。     

锚固结构荷载传递机理离散元模拟研究

研究目的:岩土锚固技术是岩土工程领域的重要分支,被广泛应用于土木、矿山、水电等工程领域,但关于锚固结构荷载传递机理的细观力学研究相对较少。本文依据现场试验,通过建立锚杆拉拔试验颗粒流数值模型,探讨不同荷载作用下轴力、锚固界面剪应力分布特征以及周边岩土体的细观力学特性。研究结论:(1)建立了锚杆张拉试验颗粒流数值模型,通过将计算结果与试验数据进行对比,验证了模型的合理性与有效性;(2)分析了锚固结构的荷载传递机理,其界面剪应力沿锚杆方向的分布是不均匀的:在弹黏性阶段,锚固界面剪应力以及轴力分布均为单调递减曲线;在弹塑性阶段,界面剪应力峰值点大致位于弹塑性变形区和弹黏性变形区的分界位置,并且随着张拉荷载的逐渐增大,界面剪应力峰值不断增大,峰值点不断向远端推移;(3)无论是在重力作用下还是受到拉拔荷载时,锚孔周边岩土体的强力接触力和弱力接触力基本垂直,在受到拉拔荷载时,周边岩土体的颗粒会发生重排列,导致强力接触力与弱力接触力方向产生强烈偏转;(4)本文研究方法与结论可为类似锚固结构的设计与力学分析提供理论借鉴。     

基于有限元方法的接触网吊弦长度计算

采用计算机有限元仿真技术,建立接触线、承力索以及吊弦的有限元模型,通过合理的边界条件定义和工况定义,客观准确地反映弓网实际施工中的安装、施加预紧力和剧定等的安装顺序,实际施工的安装顺序、载荷以及约束,进行反复的迭代建模,通过多次建模和计算来确定符合安装验收标准的吊弦长度;同时使仿真建立的接触网力学状态符合实际情况。     

列车系统运行平稳性研究

在车辆动力学模型的基础上,建立由3辆拖车组成的列车动力学模型。建模过程中考虑列车系统中存在的轮轨接触几何关系非线性、轮轨蠕滑率/蠕滑力的非线性、钩缓装置作用力的非线性以及车辆模型一、二系悬挂作用力的非线性等因素。研究车间连接刚度和连接阻尼对列车运行平稳性的影响。仿真结果表明,车间横向连接刚度和横向连接阻尼系数对列车的运行平稳性影响较大,而车间垂向连接刚度和垂向连接阻尼系数对列车的运行平稳性影响很小。在列车中的相邻两车之间安装横向减振器能够有效地提高列车的横向运行平稳性,并能够改善列车的垂向运行平稳性。仿真结果还发现,在转向架悬挂参数相同的情况下,单一车辆的运行平稳性指标大于列车的运行平稳性指标。     

城市轨道交通接触轨电分段设置方式与改进建议

介绍和阐述城市轨道交通接触轨电分段的3种设置方式,对其应用条件和存在问题进行分析,重点分析列车的失电与连电现象。在此基础上,结合磁浮交通动力轨电分段中嵌入式分段绝缘器技术,提出接触轨电分段设置方式的改进建议,认为在城市轨道交通接触轨电分段中应用嵌入式分段绝缘是可行的。     

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。