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。     

高速铁路接触网铝合金腕臂挠度变形的结构分析及优化

为满足高速铁路接触网精确安装和良好弹性的系统要求,接触网优先采用了可在工厂精确预配的铝合金腕臂结构,该腕臂结构具备良好的抗腐蚀性能,免维护且寿命长。针对在工程应用中平腕臂长度超过3.3 m安装工况下,铝合金平腕臂端部挠度变形的问题,通过ANSYS有限元建模进行结构分析,并对安装控制标准和加强方案给予优化建议,以指导工程设计、施工和验收。     

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...     

新型高速铁路接触网腕臂与定位装置研究

对现有4种典型腕臂及定位装置的结构特点进行分析,并利用ABAQUS软件对4种腕臂结构及定位装置在非工作支最大工作载荷下的应力及挠度进行校核。结果表明:各结构在该受力情况下均能满足铁路标准中规定的应力和挠度要求。吸纳现有腕臂和定位装置的优点,在设计原则指导下,以功能需求为出发点,从技术合理性、经济性、感观适宜性综合考量分析后,推荐一种新型腕臂结构及定位装置方案。采用集约化设计理念,使腕臂及定位装置结构更加简洁、合理,零部件数量减小,整套装置的内在质量和外观品质均有所提升,具有创新性、简约化、安全性、经济性和便捷性特点。利用有限元软件对该方案在应力和挠度方面进行校验,结果满足标准要求。     

高速铁路32m优化简支箱梁静载试验研究

为验证高速铁路32 m优化简支箱梁的设计参数、评估结构受力性能,开展了优化箱梁足尺试验梁的静载弯曲试验、开裂试验、重裂试验、2.0级破坏性试验。结果表明:足尺试验梁1.2级荷载作用下的静活载挠度,跨中应力,开裂荷载等级,重裂荷载等级均满足设计要求;2.0级荷载作用下箱梁裂缝形态和发展趋势正常,未出现混凝凝土压溃或钢绞线断丝情况,卸载后梁体变形和跨中裂缝基本恢复。总体上优化箱梁静载受力性能满足设计要求。     

单线隧道内承力索座工作状态分析

阐述了电气化铁路单线隧道内，在隧道净空有限的前提下接触网采用全腕臂安装方式，承力索应安装在直角三角形桁架结构平腕臂上（160km／h单线隧道内不能用平腕臂结构）与钝角三角形桁架结构抬高斜腕臂上，在温度应力发生变化时，承力索座的两种工作状态的分析与优劣比较．接触网支持结构的变化能够引起其零部件的选型及其功能实现程度上的变化．主要零件工作状态的分析，有利于其功能、结构、材质、工艺及环境适应性上的优化处理，并能够使其更好的服务于接触网系统．     

基于损伤等效理论的AC 25kV腕臂型支持装置疲劳程序谱编制

刚性接触网具有结构简单、载流量大、净空要求低等优点,已广泛应用于城市轨道交通中。疲劳程序谱是疲劳试验中加载于被测试结构上的载荷,随着刚性接触网零部件疲劳试验的推进,迫切需要制定针对刚性接触网零部件的疲劳程序谱。以AC 25 kV刚性接触网腕臂型支持装置为研究对象,基于疲劳损伤理论、雨流计数法及古德曼等寿命公式,通过损伤等效的方式将变幅应力循环等效为恒幅应力循环,给出以原始载荷谱中零均值应力最大幅值循环作为原始载荷谱的等效载荷谱的损伤等效方案,通过实际案例对载荷谱损伤等效方案进行有效性验证,基于载荷谱等效方案,得到AC 25 kV刚性接触网腕臂型支持装置疲劳程序谱。     

接触网腕臂支持结构的仿真分析

采用有限元方法并结合ANSYS软件编制了平腕臂结构参数化分析程序,实现了对腕臂结构的分析与模拟,为制定零部件荷载标准、校核腕臂结构的可靠性和提高接触悬挂的稳定性提供了工具和手段。结合实际工程,对大秦线2亿吨扩能电气化配套工程中既有腕臂结构利旧的可行性进行了分析,为确定利旧原则提供了参考;对京沪高速铁路接触网支柱基础与声屏障合建方案中所采用的腕臂结构进行了参数影响分析,为合建方案的取舍提供了技术依据。     

匈塞铁路接触网产品国产化研究

通过分析匈塞铁路接触网腕臂及定位装置中关键产品结构、材质、工艺等方面的特点，提出了适用于接触网零部件国产化的结构优化设计、原材料选型、生产工艺路线等解决方案。国产化后的产品满足EN 50119《铁路应用固定装置电气牵引架空接触网》标准及21717/2016/MAV《匈牙利国家铁路公司接触网设计与施工要求》等规范要求，为国产化产品进入欧盟市场奠定了坚实基础。     

接触网定位器坡度计算及定位安全措施

研究目的:接触网定位器坡度是弓网关系的重要参数,定位器坡度不仅要满足受电弓动态包络限界的安全要求,还要满足其自身受力和抬升的基本要求,同时定位器坡度的计算应是接触网腕臂安装设计的核心,因此,探索并总结定位器坡度计算的原则、方法及采取的有关安全措施十分必要。研究结论:线路设计的参数和接触线额定张力、拉出值、跨距及定位器结构参数决定着定位器初始状态的坡度,合理确定接触线额定张力、拉出值及跨距等设计参数是定位器坡度安全可靠的前提。接触网腕臂安装设计应围绕着定位器计算坡度进行,否则将影响预配计算的精度甚至导致部分预配安装需要现场重新调整。采用定位管支撑及定位器防风拉线等措施,能够更好满足接触网几何结构在运行风荷载等作用下不偏离允许范围并保障受电弓运行安全,使得定位更为安全可靠。     

高速铁路接触网关键零部件力学特性分析

采用三维建模软件和Ansys软件建立了接触网棘轮、腕臂和吊弦的三维实体模型及有限元模型,通过有限元计算完成了棘轮及腕臂的静力分析,得到棘轮的最大应力点以及腕臂在不同工况下的最大应力点;通过进行吊弦的疲劳实验获取了吊弦寿命的S-N曲线。研究结果为高速铁路接触网关键零部件的优化设计和故障检测提供了依据。     

基于互推的接触网腕臂系统动应力问题研究的新方法

针对常规实验测试和数值仿真获取接触网腕臂系统动应力参数的缺陷,提出一种研究腕臂动应力问题的新方法。首先,通过动应力实验在结构便于贴片的位置贴上应变片,测得这些点的应力参数,然后,通过实验中已测点的输入、系统、输出三者关系进行研究,对比分析该确定系统的输出响应,得到输出点响应之间的互推关系,实现通过已测点的动应力参数推演未知点的动应力参数,得到腕臂系统危险区域未能贴片进行测试的极值点应力数据,从而为结构强度性能的正确评估提供必要的数值依据。     

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.     

基于BIM技术的接触网三维数字化设计软件研究

为满足铁路接触网设计BIM建模要求，解决当前接触网三维建模速度慢、软件参数化程度低等正向设计过程实施困难的问题，根据接触网专业的建模流程和设计人员的工作内容，提出以数据为依托的参数化建模解决方案。采用Openrail Designer软件进行接触网三维数字化设计软件开发，实现了协同设计平台路桥隧等专业接口资料获取，接触网构件参数化设计管理，支柱布置，腕臂、悬挂自动装配，二三维图纸同步和工程数量清单输出等功能，详细介绍了接触网支柱、腕臂、补偿装置等构件参数化建模的关键技术，专业间数据协同、接触网三维模型的自动创建以及二三维模型绑定等方法，促进了专业间数据的协同交互，提高了BIM模型的创建效率，为接触网BIM正向设计提供有效工具支撑。     

《电气化铁道接触网》简介（三）

7横跨结构、支柱和基础本章共分9节,第1节介绍了接触网承受的荷载假设,其中包括简介、固定荷载、变化荷载、安装和维修所致的荷载;第2节为横向支持装置和支柱,包括支持装置的种类、旋转腕臂、多线路腕臂、软横跨、硬横跨;第3节为支柱,介绍了支柱的类型、荷载的假设、结构设计和材料;第4节为横跨支持装置的规格,其中包括简介、腕臂、软横跨结构、水平定位设备的设置;第5节为支柱的容量:内容有简介、支柱长度的确定、荷载、内力和内力矩、支柱横截面的确定;第6节为底土:内容包括简介、原状土、岩石、填土、土壤调查、获取土样的方法、探测、土…     

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。     

具有初始位移压杆在均布荷载作用下的承载力

格构式拼组结构一般具有较大初始挠度,对结构的受力性能产生不可忽视的影响。线性稳定分析得到的临界荷载普遍较高,其应力水平高于材料的破坏强度极限,因此不宜作为此类结构安全设计的依据。本文对于均布轴向荷载作用下的压杆,考虑初始几何位移的影响,由幂级数法分析得出受力后的变形曲线,并根据边缘纤维屈服准则得到构件的理论最大荷载。对于一般工程构件,此承载力值低于根据线性稳定得到的临界荷载, 可以作为结构安全设计的依据。     

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.     

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。     

体外配置CFRP筋预应力混凝土箱梁收缩徐变效应分析

以体外配置CFRP筋预应力混凝土箱梁1 001 d的长期受力性能试验为基础,采用徐变换算截面法对收缩徐变效应引起的截面应力重分布规律进行分析。理论分析与试验结果对比表明,徐变换算截面法能较好地分析持续荷载作用部分预应力箱梁的收缩徐变效应。运用双线性法和曲率法对试验箱梁的长期挠曲变形进行预测,两种分析方法预测结果基本一致,建议取长期挠度增长系数为2.45,此时长期挠度变形理论预测值与实测结果吻合较好。对现行设计规范进行有关参数修正后,持续荷载作用下预应力混凝土箱梁的最大裂缝宽度理论值与实测结果吻合较好。研究成果将为CFRP筋在体外预应力箱梁中的推广应用提供参考。