一种高速铁路长大坡道直线段中心锚结定位方法技术

本发明专利技术涉接触网中心锚结技术领域，具体为一种高速铁路长大坡道直线段中心锚结定位方法，其目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种高速铁路长大坡道直线段中心锚结定位方法；其针对现有的长大坡道段接触网中心锚结位置计算方法存在计算精度偏低和缺少中心锚结线夹位置的计算方法这两方面的不足，通过引入线路坡度，采用跨距的实测长度，计算吊弦与定位装置位置发生偏移时在沿线路方向造成的线索张力差以及线索的重力在沿线路方向引起的下坡分量；根据得到的张力差和下坡分量计算接触线中心锚结线夹的位置，并运用ANSYS有限元分析软件建立接触网模型得到接触线中心锚结线夹位置处承力索与接触线之间的高差，进而得到中心锚结绳长度。

【技术实现步骤摘要】
一种高速铁路长大坡道直线段中心锚结定位方法
本专利技术涉接触网中心锚结
，具体为一种高速铁路长大坡道直线段中心锚结定位方法。
技术介绍
中心锚结是接触网的重要组成部分，中心锚结能够平衡左右半锚线索的张力、缩小事故范围、防止线索窜动。中心锚结位置的偏移会使左右半锚受力不平衡，增加接触线的磨耗和断线风险。松弛的中心锚结绳也会导致弓网事故。因此，研究接触网中心锚结的位置优化具有重要意义。目前，中心锚结的位置主要是通过结合线路条件计算线索的张力差来进行的。该方法主要通过计算温度变化时吊弦偏移与定位装置偏移造成的线索张力差来确定中心锚结位置，主要存在以下不足：计算小坡度线路张力差时通常忽略线路坡度；在计算张力差时采用跨距的平均长度，与实际情况不符；在确定中心锚结在跨距中的位置时，通常会将中心锚结设置在跨距中间位置，缺少相应的理论分析。上述不足会导致中心锚结位置计算精度不高，尤其是对于长大坡道等复杂线路。由于缺少相应的理论指导，在安装中心锚结时，只能在现场反复调整，不仅增加工人的工作量，还会造成诸多质量问题。针对上述现有技术中存在的不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速铁路长大坡道直线段中心锚结定位方法，包括如下步骤：/n步骤一：中心锚结位置计算/n(1)确定中心锚结设置的允许偏差范围/n中心锚结设置的原则：对于直线区段或半径相同的曲线区段，中心锚结尽可能的设置在锚段的中间位置；对于直线与曲线混合而曲线半径不等的区段，中心锚结应设置在靠近曲线半径小且曲线多的一侧；/n根据中心锚结的设置原则与线路条件选定中心锚结的预设位置，以该预设位置所在跨距为中心，左右各取2个跨距，将得到的5个跨距作为中心锚结设置的允许偏差范围；/n(2)吊弦偏移造成的张力差计算/n选取从中心锚结所在跨到补偿装置之间第n跨作为研究对象，将该跨的所有吊弦等效为一根吊弦，在平均温度...

【技术特征摘要】
1.一种高速铁路长大坡道直线段中心锚结定位方法，包括如下步骤：
步骤一：中心锚结位置计算
(1)确定中心锚结设置的允许偏差范围
中心锚结设置的原则：对于直线区段或半径相同的曲线区段，中心锚结尽可能的设置在锚段的中间位置；对于直线与曲线混合而曲线半径不等的区段，中心锚结应设置在靠近曲线半径小且曲线多的一侧；
根据中心锚结的设置原则与线路条件选定中心锚结的预设位置，以该预设位置所在跨距为中心，左右各取2个跨距，将得到的5个跨距作为中心锚结设置的允许偏差范围；
(2)吊弦偏移造成的张力差计算
选取从中心锚结所在跨到补偿装置之间第n跨作为研究对象，将该跨的所有吊弦等效为一根吊弦，在平均温度时，吊弦处于铅垂位置；当温度发生变化后，线索发生伸缩，导致吊弦发生偏移，接触线吊弦悬挂点的位置由A1变为A2；然后，对吊弦进行受力分析得到：



因此，第n跨的吊弦偏移在沿接触线方向上造成的张力差ΔTjn为：



将吊弦偏移造成的张力差ΔTjn沿线路方向分解，得到吊弦偏移时在沿线路方向产生的张力差ΔTjnx为：



其中，gj为接触线单位自重，单位N/m；θ为线路的坡角；h为接触悬挂结构高度，单位m；c为吊弦的平均长度；ln是第n跨的跨距长度，单位m；α为接触线线胀系数(当接触悬挂为全补偿形式时，α为接触线和承力索线胀系数之差)，Δln为温度变化时，第n跨接触线的伸缩量，单位m；aA，aG分别为定位点A、G点处的拉出值，单位m；
假设，从中心锚结所在跨到补偿器之间有m个跨距，则，m个跨的所有吊弦发生偏移时，在沿线路方向产生总的张力差ΔTjdx为：



(3)定位装置偏移造成的张力差计算
在线索两端施加张力以后，线索在定位点改变方向时会产生水平分力，直线区段的水平分力称为之字力；当温度发生变化时，线索的伸缩会使定位装置发生偏移，从而导致线索产生张力差；根据定位点处之字力，定位装置长度以及定位装置的偏移量可以得到定位装置偏移在沿线路方向造成的线索张力差；
①之字力计算
在坡道段，可以将第一吊弦悬挂点与相邻定位点之间的接触线段看做不等高悬挂，分别选取任一定位点C与其左右的第一吊弦悬挂点I、I′之间的接触线段为研究对象，首先计算出两个接触线段在定位点处的张力TC1和TC2；然后分别根据TC1和TC2计算其在定位点处的之字分力Tz1和Tz2；最后根据Tz1和Tz2计算出该定位点处的之字力Tz；如图2所示，分别以定位点C左右两侧的接触线段IC、I′C为研究对象，计算之字分力Tz1和Tz2，进而得到C点的之字力Tzc；
计算得到G、L之间的距离，根据ΔEJI∽ΔEGC的原理，可以得到J、I之间的距离；



其中：L1为定位点C左侧跨距的跨距长度；a1、a2分别为定位点E、C处的拉出值；为定位点C处的拉出值；L0为第一吊弦悬挂点I与相邻定位点C之间的距离；
设不等高悬挂IC的曲线方程为：



其中：T为接触线额定张力，单位N；C1，C2为实常数；θ1为曲线IC在C点的倾角；
根据曲线IC在C点的倾角θ1与G、C两点之间的距离，可以得到K、G之间的距离，根据ΔGKL∽ΔGEH的原理，可以得到G、L之间的距离。



将接触线段CI在C点的张力Tc1沿直线CM方向分解，可以得到接触线段CI在C点的之字分力Tz1为：



按同样的方法，计算得到接触线段CI′在定位点C处的之字分力Tz2；



其中：L2为定位点C右侧跨距的跨距长度，单位m；a2、a3分别为定位点C、A′处的拉出值，m；L0′为第一吊弦悬挂点与相邻定位点C之间距离，单位m；
因此，定位点C的之字力为：
Tzc＝Tz1+Tz2(10)
②定位装置偏移量计算
对于半斜链型悬挂，因为承力索沿线路中心方向布置，定位装置偏移是指定位器的偏移；对于直链型悬挂，因为承力索与接触线均沿线路中心布置，可以将其当做整体，此时定位装置偏移是指腕臂的偏移；
假设从中心锚结所处的跨到补偿器之间有(m+1)个跨距，则应该有m个定位装置，第m个定位装置的偏移量为：
Δlm＝LmαpΔt(11)
其中：当悬挂类型为半斜链型悬挂时，αp为接触线的线胀系数，当悬挂类型为直链型悬挂时，αp为承力索的线胀系数；Lm为从中心锚结所在跨到第m个定位装置的距离，...

【专利技术属性】
技术研发人员：闵永智，杨昆，党建武，孙天放，郭江宏，
申请(专利权)人：兰州交通大学，
类型：发明
国别省市：甘肃;62