上跨橋處電氣化鐵路接觸網吊柱裝配負荷計算及應用

鄧小桃　王睿

【摘 要】接觸網工程中經常遇到人行天橋或公路橋上跨鐵路的情況，如何做好接觸網在橋下的安裝，保證接觸網安全運行是接觸網工程中的一個重要環節，本文介紹上跨橋處吊柱接觸網中間柱裝配形式，供大家參考。

【關鍵詞】上跨橋；吊柱

1.問題提出

在接觸網工程中，經常會遇到人行天橋或公路橋跨越鐵路的情況，一般來說，在條件允許的情況下，會盡可能避免在橋體的下方對接觸網定位安裝，但在條件受限時，就有必要考慮在橋體下面進行定位。如何在橋體的下方對接觸網進行定位，需要具體情況具體分析，本文介紹橋體下方吊柱中間柱裝配的計算、安裝，供大家參考。

2.實際情況分析

上跨橋的橋體下方安裝接觸網是在不得已的情況下才考慮的，因為橋是人員或車輛通行的通道，一方面，人員或車輛通過時，難免造成橋體的震動，對接觸網的穩定性產生影響，另一方面，如果橋體保護接地狀態不良，當接觸網絕緣發生故障時，就有可能危及人員的人身安全。因此，接觸網設計時，一般盡量不考慮在橋體下方安裝接觸網，但當條件受限時，就有必要考慮此種方案?？紤]此方案時，又必須滿足一定的凈空要求，即接觸網帶電部分距橋底距離不得小于最小絕緣距離，并且在保證接觸線不低于最低高度的前提下，接觸網結構高度必須達到接觸網安裝要求，否則不得考慮此方案。

當考慮橋體下方安裝接觸網時，除了要滿足上述條件外，還應盡量避免橋下安裝轉換柱、中心柱或錨柱，以安裝中間柱為最佳方案。下面以橋下中間柱裝配為例，介紹其計算、安裝方法和注意事項。

3.橋下中間柱裝配形式確定與計算

3.1橋下中間柱腕臂裝配形式的確定

根據線路情況和接觸網布置情況，確定橋下安裝吊柱的位置，腕臂裝配形式（是正定位還是反定位），計算、確定平腕臂、斜腕臂和定位管長度，選擇相應的定位器等。

3.2根據選定的腕臂裝配形式，計算吊柱負荷

橋下接觸網吊柱負荷是指在吊柱在工作狀態下，吊柱所承受的垂直負荷和水平負荷的所產生力矩的總和。吊柱負荷越大，吊柱底座承受的彎矩就越大。吊柱負荷的計算，就是計算吊柱與橋底連接處螺栓可能出現的最大彎矩，并根據最大彎矩選擇相應容量的吊柱。

吊柱最大彎矩，除了與吊柱的側面限界、吊柱類型、接觸網懸掛形式、線索高度等因素有關外，還與計算的氣象條件有關，如最大風速、最大附加負載或最低溫度等，應該把可能出現的情況都考慮到，取其中最大值作為吊柱容量選擇的依據和吊柱底座基礎確定的依據。

3.2.1 根據腕臂裝配形式，對整個裝配做受力分析，以正定位裝配圖為例作分析，如圖1所示：吊柱腕臂受力分析圖，其中各參數分別為

L-吊柱長度（m）

X-承力索至橋底的垂直距離（m）

h-接觸網結構高度（m）

Cx-承力索或接觸線懸掛點至吊柱中心線的距離（m）

Gc-承力索垂直負荷（包括覆冰重量，取最大覆冰）（N）

Gj-接觸線垂直負荷（包含覆冰重量，取最大覆冰）（N）

Gw-接觸懸掛支持裝置垂直負載（包含覆冰重量，取最大覆冰）（N）

P0-吊柱承受的風負載（N）

Pc-承力索承受的風負載（N）

Pzc-承力索的“之”字力（N）（這里按簡單直鏈形懸掛考慮）

Prc-承力索曲線水平力（N）

Pj-接觸線承受的風負載（N）

Pzj-接觸線的“之”字力（N）

Prj-接觸線曲線水平力（N）

3.2.2中間柱負荷計算

（1）直線正定位中間柱負荷計算。

按受力最不利的情況考慮，吊柱承受的力矩和按下式計算：

Mz=Gc·Z+Gj·Z+0.5Gw·Z+Pc·X+Pj·（H+X）-Pzc·X-Pzj·（H+X）

或Mz=Gc·Z+Gj·Z+0.5Gw·Z-Pc·X-Pj·（H+X）-Pzc·X-Pzj·（H+X）

兩計算結果的絕對值取大者：

（2）直線反定位中間柱負荷計算。

Mz=Gc·Z+Gj·Z+0.5Gw·Z+Pc·X+Pj·（H+X）+Pzc·X+Pzj·（H+X）

（3）曲線曲外正定位負荷計算。

Mq=Gc·Z+Gj·Z+0.5Gw·Z+Pc·X+Pj·（H+X）-Prc·X-Prj·（H+X）

或Mq=Gc·Z+Gj·Z+0.5Gw·Z-Pc·X-Pj·（H+X）-Prc·X-Prj·（H+X）

兩計算結果的絕對值取大者

（4）曲線曲內反定位負荷計算。

Mn=Gc·Z+Gj·Z+0.5Gw·Z+Pc·X+Pj·（H+X）+Prc·X-Prj·（H+X）

3.3選擇吊柱并確定吊柱底座螺栓大小

（1）根據計算的力矩值，并在滿足所需安全系數條件下，選擇相應容量的吊柱。

（2）根據計算的力矩值，確定固定吊柱底座基礎的彎矩，從而確定橋底預埋螺栓的強度。

4.吊柱負荷計算應注意的問題

（1）吊柱負荷計算必須根據現場情況，先確定腕臂的裝配形式，是直線還是曲線，是正定位還是反定位，是直鏈形懸掛還是半斜鏈形懸掛，腕臂裝配形式不同，計算方法就不同。

（2）確定了懸掛形式后要做好受力分析，切記不得漏項，力的大小有的需根據現場情況計算或查閱資料，力的大小和方向必須按最不利的情況考慮。

（3）選取腕臂裝配結構的各參數時，應盡量準確，避免誤差過大。

（4）反定位時，腕臂結構、承力索和接觸網的重力產生的力矩方向和線索水平力產生的力矩方向一致，計算時風負載產生的力矩方向選擇與上述力矩方向一致。但對正定位來說，風負載的兩種方向必須都考慮到，因為正定位時，腕臂結構、承力索和接觸網重力產生的力矩方向和線索水平力產生的力矩方向相反，兩者的合力矩方向只有通過兩者的差值才能反映出來，只有選取風負載力矩方向和上述差值方向一致時才是最不利的情況。

5.結束語

上述橋體下方腕臂裝配是針對中間柱腕臂裝配進行的分析和計算，如果橋體下方需要安裝轉換柱腕臂，其計算公式需另外推導，推導方法同上。

橋體下方安裝腕臂，除考慮腕臂結構的穩定性、安全性外，還必須考慮接觸網帶電部分與橋體接地體之間的絕緣距離，當絕緣距離不能滿足要求時，則必須采用其他的安裝方式或者取消橋下安裝的方案。 [科]

【參考文獻】

[1]于萬聚.《高速電氣化鐵道接觸網》成都：西南交通大學出版社，2003.