接觸網(wǎng)是電氣化鐵路的重要供電設(shè)備。接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)是電氣化鐵路設(shè)計(jì)的重要組成部分。接觸網(wǎng)平面設(shè)計(jì)的成果主要以平面布置圖和安裝圖的形式體現(xiàn)。而安裝圖可選用鐵道部通用圖，針對(duì)各種線路情況，僅需進(jìn)行少量的補(bǔ)充，因此，接觸網(wǎng)平面設(shè)計(jì)就成為接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。由于各個(gè)區(qū)間、隧道、車站等線路條件是千變?nèi)f化的，我們無法用固定、簡單的格式來完成接觸網(wǎng)的平面設(shè)計(jì)，因此必須對(duì)每個(gè)區(qū)間、隧道、車站單獨(dú)進(jìn)行平面設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)從接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合施工組織方式與勘測設(shè)計(jì)CAD一體化發(fā)展趨勢，分5章對(duì)接觸網(wǎng)平面CAD技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行詳細(xì)介紹。第一章簡要介紹了接觸網(wǎng)的概念；第二章，介紹接觸網(wǎng)的平面設(shè)計(jì)；第三章介紹CAD軟件的應(yīng)用；第四章以代表性區(qū)間為例，詳細(xì)闡述了在WindowsXP系統(tǒng)中接觸網(wǎng)平面CAD技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法；最后一章是對(duì)接觸網(wǎng)平面CAD技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法的總結(jié)，并對(duì)其發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞：區(qū)間接觸網(wǎng)平面設(shè)計(jì)System(abbr.OCS)isvitaltofThegrophicdesignofOCSisoneoftheimportantpartdesign.TheproductionofOCSdesignismainlyinformsofplanandassemblingissuedbyMinistryofRailway,andonlyfedifferentlineconditions.Therefore,thisplanbecomesprimarypartofOCSdesiForeachinterval,tunnelandstationhavediffertheplanofOCSwithsimpleandformulate.So,withtraditiondesignmethod,designersshouldspendplentyoftiBasedonthechacteristicsofthegrophicdesignofOCS,combinedwithdevelopmenttrendsofOCSCADSystemandtherichexperienceoftheauthor,thepapergivesathoroughpresentationofdifferentchapters:Chapter1givesabriefintrod2introducesgraphicdesignofOCS.Chapter3expoundstheuseofCChapter4,takingrepresentativeintervalasanexaofthetechnologyofOCSCADSyKeywords:Interval,OverheadCatenarySystem,GrophicDesign1.緒論 11.1電氣化鐵道的歷史 11.2牽引供電 2 21.2.2牽引網(wǎng)與接觸網(wǎng) 21.3設(shè)計(jì)思路、目的、意義 21.3.1設(shè)計(jì)思路 2 31.3.3設(shè)計(jì)目的及意義 32.接觸網(wǎng)平面設(shè)計(jì) 42.1原始資料的準(zhǔn)備 42.2接觸網(wǎng)平面設(shè)計(jì)的技術(shù)原則 42.3基本設(shè)計(jì) 62.4確定計(jì)算氣象條件 82.4.1氣象條件的內(nèi)容及用途 92.4.2確定氣象條件 2.5負(fù)載的計(jì)算 2.5.1線索自重負(fù)荷 2.5.2覆冰負(fù)載 2.5.3風(fēng)負(fù)載 2.5.4合成負(fù)載 2.6安裝曲線計(jì)算 2.7跨距和錨段長度的計(jì)算 2.7.1接觸線的受風(fēng)偏移和最大跨距 2.7.2區(qū)間錨段長度的劃分 273.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 303.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD) 3.1.1CAD技術(shù)的基本功能 3.1.2CAD技術(shù)的軟、硬件系統(tǒng) 3.1.3計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的過程 3.1.4現(xiàn)代CAD技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向 3.2接觸網(wǎng)CAD軟件的設(shè)計(jì)及組成 3.3AutoLISP設(shè)計(jì)思路拓展 3.4CAD技術(shù)在區(qū)間接觸網(wǎng)平面設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 4.區(qū)間接觸網(wǎng)平面圖的機(jī)輔設(shè)計(jì) 4.1原始數(shù)據(jù)的采集 4.2放區(qū)間底圖 4.3錨段劃分及中心錨結(jié) 4.3.1錨段關(guān)節(jié)的確定 4.3.2確定中心錨結(jié) 4.4附加導(dǎo)線布置 404.5局部編輯 414.6統(tǒng)計(jì)并填寫主要工程數(shù)量 4.7填寫設(shè)計(jì)說明和表格欄 4.7.1填寫設(shè)計(jì)說明 4.7.2填寫表格欄 5.相關(guān)設(shè)計(jì)方法的展望 5.1繪制流程 5.2總體設(shè)計(jì) 結(jié)論 參考文獻(xiàn) 附錄 鐵路是重要的現(xiàn)代交通工具。鐵路系統(tǒng)是物質(zhì)生產(chǎn)的一個(gè)重要部門。百余年來，我國的鐵路事業(yè)經(jīng)歷了由蒸汽機(jī)車、內(nèi)燃機(jī)車、電力機(jī)車牽引的三個(gè)階段。牽引動(dòng)力的革命，主要是為了解決鐵路運(yùn)輸能力的嚴(yán)重不足，也就是解決運(yùn)能與運(yùn)量之間的矛盾。發(fā)展電氣化鐵道，是適應(yīng)新的運(yùn)輸發(fā)展形式的需要，是時(shí)代發(fā)展的需要。鐵路是國民經(jīng)濟(jì)的大動(dòng)脈，自改革開放以來，國家投以巨資，加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，鐵路得到較快發(fā)展。到2006年年底，我國電氣化鐵路總里程已經(jīng)突破24000公里，成為繼俄羅斯之后世界第二大電氣化鐵路國家(俄羅斯現(xiàn)有電氣化鐵路44526公里，位居世界第一位，德國現(xiàn)有電氣化鐵路21102公里，位居中國之后)。目前，我國鐵路電氣化率已經(jīng)達(dá)到27%,電化區(qū)段承擔(dān)著全路43%的貨運(yùn)量，初步形成了布局合理、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的電氣化鐵路運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)，特別是膠濟(jì)、大秦、京滬等線的電氣化，是加快我過鐵路現(xiàn)代化的重點(diǎn)工程項(xiàng)目，也是鐵道部實(shí)施鐵路跨越式發(fā)展的重點(diǎn)工程。國內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，電氣化鐵路在現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系中有著顯著的優(yōu)越性。第一，電氣化鐵路運(yùn)輸能力強(qiáng)，電力機(jī)車功率大、加速快，有利于提高列車牽引定數(shù)、縮短區(qū)間運(yùn)行時(shí)間。第二，電力機(jī)車使用的電能可以從煤炭、水力、核能等多種初級(jí)能源中取得，并且有著60%到70%的熱效率，電氣化鐵路能源消耗少。第三，電力牽引能夠減少機(jī)車維護(hù)工作量，延長檢修周期，可以降低電氣化鐵路的運(yùn)營成本。第四，電氣化鐵路環(huán)境污染較小，電力機(jī)車本身不產(chǎn)生污染。此外，電氣化鐵路可以減少鐵路對(duì)石油資源的依賴。鐵路采用電力牽引，將對(duì)國家消費(fèi)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策的執(zhí)行產(chǎn)生積極的影響?？梢钥闯?，電氣化將成為鐵路牽引動(dòng)力的發(fā)展方向。鐵道部十分重視電氣化鐵路的發(fā)展。據(jù)鐵道部有關(guān)信息顯示，未來幾年，電氣化鐵路的建設(shè)和改造將繼續(xù)加速。在實(shí)施第六次大提速的重要干線上，已經(jīng)開行了時(shí)速超過200公里的動(dòng)車組，形成快速電氣化鐵路網(wǎng)。到2020年，全國電氣化鐵路總里程將要達(dá)到5萬公里。這種建設(shè)速度和規(guī)模在世界鐵路發(fā)展史上也是罕見的。正在建設(shè)的京津、武廣、鄭西等客運(yùn)專線，在最高運(yùn)行速度、供電負(fù)荷等方面，都達(dá)到世界一流水平。今后，電力牽引將承擔(dān)鐵路的主要運(yùn)輸任務(wù)。根據(jù)《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》,到2020年，電氣化鐵路總里程將會(huì)達(dá)到全國鐵路營業(yè)里程的一半，承擔(dān)的鐵路運(yùn)量比重將超過80%。電氣化鐵道是由電力機(jī)車和牽引供電裝置組成的。牽引供電裝置一般分成牽引變電所和接觸網(wǎng)兩部分。我國電氣化鐵路采用工頻單項(xiàng)交流制。向電氣化鐵路供電的牽引供電系統(tǒng)由分布在鐵路沿線的牽引變電所和沿線架設(shè)的牽引網(wǎng)組成。為了保證供電的可靠性，由電力系統(tǒng)送到牽引變電所的高壓輸電線路均為雙回路。牽引供電回路的構(gòu)成為：牽引變電所、饋電線、接觸導(dǎo)線、電力機(jī)車、鋼軌與大地、回流線。在這個(gè)閉合系統(tǒng)中通常將饋電線、接觸導(dǎo)線、鋼軌與大地回流線統(tǒng)稱為牽引網(wǎng)。接觸網(wǎng)是沿鐵路線上空架設(shè)的向電力機(jī)車供電的特殊形式的輸電線路。接觸網(wǎng)由接觸懸掛、支持裝置、定位裝置、支柱與基礎(chǔ)幾部分組成。接觸網(wǎng)是電氣化鐵路的重要供電設(shè)備，接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)是電氣化鐵路設(shè)計(jì)的重要組成部分。其設(shè)計(jì)成果主要以平面布置圖和安裝圖的形式體現(xiàn)，而安裝圖可選用鐵道部通用圖，針對(duì)各種線路情況，只需進(jìn)行少量補(bǔ)充，因此，接觸網(wǎng)平面設(shè)計(jì)就成為接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。由于各個(gè)區(qū)間、隧道、車站等線路條件的千變?nèi)f化，根本無法用固定、簡單的格式來完成接觸網(wǎng)平面設(shè)計(jì)，因此必須對(duì)每個(gè)區(qū)間、隧道、車站單獨(dú)進(jìn)行平面設(shè)計(jì)。自接受畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)以來，本人在指導(dǎo)教師的幫助下，搜集到了一些蘭州鐵路局多個(gè)區(qū)間的環(huán)境及線路情況等資料。本設(shè)計(jì)依據(jù)蘭州鐵路局具體的運(yùn)輸生產(chǎn)發(fā)展的運(yùn)行要求，從經(jīng)濟(jì)、可靠的角度出發(fā)，按照具體情況確定設(shè)計(jì)規(guī)模與方案。為確保安全運(yùn)營，還應(yīng)該對(duì)氣象條件及負(fù)載、懸掛導(dǎo)線的張力與弛度、跨距長度、錨段長度以及安裝曲線等進(jìn)行一系列的計(jì)算。這樣才能夠保證設(shè)計(jì)方案是可行的。該區(qū)間接觸網(wǎng)平面設(shè)計(jì)主要依據(jù)《鐵路電力牽引供電設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB10009-2005,J452-2005,中國鐵道出版社)及工務(wù)段的線路縱斷面圖，橋、涵、隧道的圖表資料，進(jìn)行平面布置。具體要求還需參考《最新電氣化鐵道接觸網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)施工實(shí)用全書》(中國鐵道出版社)、《高速電氣化鐵道接觸網(wǎng)》(西南交大出版社)、《電氣化鐵道施工手冊》 (中國鐵道出版社)、《電力工程電氣設(shè)備手冊》(中國電力出版社)等書籍。1.3.3設(shè)計(jì)目的及意義通過對(duì)區(qū)間接觸網(wǎng)進(jìn)行平面設(shè)計(jì)，本人可以進(jìn)一步熟悉和掌握電氣化鐵路接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)中區(qū)間的平面設(shè)計(jì)內(nèi)容與技術(shù)規(guī)范，并將所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)際相結(jié)合，建立對(duì)區(qū)間接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)的完整概念，加強(qiáng)對(duì)區(qū)間接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)中技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的理解，以至達(dá)到在將來的實(shí)際工作中能夠熟練應(yīng)用并且指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐。從我國計(jì)算機(jī)輔助繪圖的現(xiàn)狀來看，目前成功開發(fā)的計(jì)算機(jī)繪圖軟件大多數(shù)是從屬于鐵路供電系統(tǒng)或鐵路基建系統(tǒng)之中的子系統(tǒng)。而此類集成系統(tǒng)一般對(duì)硬件的要求很高，甚至很多就是基于工作站或中型機(jī)的。由于受我國目前國力的限制，各鐵路局下屬各個(gè)辦事處難以使用到此類軟件。即使是使用國外的專用鐵路繪圖軟件，也存在著諸如不同國家的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)不同，設(shè)計(jì)人員制圖習(xí)慣的不同以及漢化工作量繁雜等一系列問題。此類型設(shè)計(jì)是立足于我國鐵路設(shè)計(jì)現(xiàn)狀的，其適用廣大鐵路辦事處(原各鐵路分局),符合我國鐵道路電氣化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與建造規(guī)范，在微機(jī)上即可使用的電氣化鐵路接觸網(wǎng)平面布置繪圖CAD方法具有十分重要的意義。同時(shí)，在CAD作圖繪制區(qū)間接觸網(wǎng)的基礎(chǔ)上，本人也從創(chuàng)新LISP語言進(jìn)行了簡單的學(xué)習(xí)、了解。接觸網(wǎng)工程是一項(xiàng)復(fù)雜的多專業(yè)配合的技術(shù)工程，與許多學(xué)科、工程都密切相關(guān)，甚至有些工程數(shù)據(jù)是接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)的依據(jù)和先決條件。進(jìn)行接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)該具備下列主要技術(shù)資料：氣象資料；線路資料；行車供電資料；橋梁隧道資料；地質(zhì)資料；信號(hào)資料；站場資料；概算資料；其它資料；向相關(guān)專業(yè)提供的配合資料等。當(dāng)然，接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)只有上述資料還不夠。由于鐵道電氣化工程是一項(xiàng)非常復(fù)雜的技術(shù)及系統(tǒng)性的工程，各工種之間的協(xié)作與配合也是十分重要的，因此，在接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)的過程中，還應(yīng)當(dāng)向有關(guān)專業(yè)提出本專業(yè)的技術(shù)要求及相關(guān)資料。由于篇幅所限，在此就不一一列舉。平面設(shè)計(jì)的優(yōu)劣不僅影響到接觸網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)合理，還涉及到長期的發(fā)展規(guī)劃。因而，在進(jìn)行區(qū)間接觸網(wǎng)平面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下原則：1)選擇硬橫跨或軟橫跨在站場咽喉以內(nèi)，一般使用絕緣軟橫跨，盡量不使用雙線路腕臂支柱。因雙線路腕臂都是接地的，在維修方面不如絕緣軟橫跨安全、方便。硬橫跨在帶電作業(yè)方面也會(huì)受到限制，但由于硬橫跨在某些方面具有其更優(yōu)越的性能，對(duì)于高速電氣化線路應(yīng)該首選2)支柱布置先從咽喉區(qū)開始設(shè)計(jì)正線上的道岔，道岔定位原則上應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)定位。其標(biāo)準(zhǔn)定位最佳位置是兩接觸線的交點(diǎn)位于兩內(nèi)軌距745mm的中間位置。道岔柱與道岔理論岔心的距離見下頁表2.1。由于受地形條件的限制，道岔柱無法按標(biāo)準(zhǔn)定位設(shè)置時(shí)，或者從經(jīng)濟(jì)性的角度考慮而不能實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)定位時(shí)，才采用非標(biāo)準(zhǔn)定位。此時(shí)，應(yīng)使兩接觸線的交點(diǎn)位于道岔導(dǎo)曲線兩線間距為500~700mm(兩內(nèi)軌距935~735mm)處的中間點(diǎn)3)盡量使用最大計(jì)算跨距偏移值，一般不得大于450mm。數(shù)種，最大允許跨距除在個(gè)別大站及特殊情況下，一般不超過67m。4)考慮支柱與信號(hào)機(jī)的相對(duì)位置設(shè)置在信號(hào)機(jī)前方5m以外；單線鐵路直線區(qū)段在地形條件允5)站場上支柱布置應(yīng)考慮各個(gè)站場的特點(diǎn)6)支柱設(shè)置要考慮站場美觀站場是客貨集散地，在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)合理的條件下，應(yīng)注意美觀；而對(duì)于客流較大或有政治影響的特等站或一等站，尤應(yīng)考慮美觀因素下，不能因經(jīng)濟(jì)上的某些損失而破壞了整體美觀的條件。7)盡量減少咽喉區(qū)的支柱數(shù)量咽喉區(qū)聚集著大量的道岔群，各個(gè)站場的情況變化不一，對(duì)于較大的站場有時(shí)相當(dāng)復(fù)雜，一般應(yīng)提出兩個(gè)或兩個(gè)以上的布置方案進(jìn)行比較，在保證技術(shù)條件合理的情況下，應(yīng)盡量減少支柱的數(shù)量，選擇最優(yōu)或較優(yōu)方案。8)部分特殊跨距值應(yīng)縮小錨段關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)換跨距、中心錨結(jié)所在的跨距以及其它特殊跨距，應(yīng)較一般跨距縮減5~10m,或縮減原跨距的10%。在站場上，由于兩端咽喉區(qū)道岔密集，線路較多，存在有站臺(tái)、地道、天橋、跨線橋、雨棚等多種建筑，其支柱布置形式是各式各樣的，但支柱布置所遵循的基本原則是技術(shù)合理、節(jié)省支柱和便于信號(hào)瞭望。下頁圖2.1是一種典型的接觸網(wǎng)實(shí)際方案，即各個(gè)支柱都沿鋼軌兩側(cè)架設(shè)。這是所有額定電壓下鐵路干線交通優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案，同時(shí)也適用于城市公共交通系統(tǒng)。圖中標(biāo)出了接觸線、腕臂、支柱、供電線、回流線、鋼軌電連線等構(gòu)件。圖2.2所示為軟橫跨懸吊的接觸懸掛。這是分立于鋼軌兩側(cè)的支柱式設(shè)計(jì)方案的一種替代方案。其它類型的橫跨裝置采用跨越多線路腕臂及硬橫跨結(jié)構(gòu)。圖中的架空接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)裝置，是由各個(gè)跨度組成的。跨度是根據(jù)接觸網(wǎng)用途設(shè)計(jì)的。接觸網(wǎng)被分成各個(gè)獨(dú)立的錨段，在這些錨段的終端部位都有終端硬錨設(shè)備或補(bǔ)償下錨裝置。補(bǔ)償裝置保持接觸線和承力索張力在溫度變化時(shí)恒定不變。在接近錨段中心處有一個(gè)中心錨結(jié)，起著固定接觸網(wǎng)裝置并保證沿軌道方向的穩(wěn)定性。錨段關(guān)節(jié)提供了兩個(gè)相鄰接觸網(wǎng)錨段之間的過渡，也被稱作重疊區(qū)段。接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)必須滿足靜態(tài)、動(dòng)態(tài)，熱及電氣要求。接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)按照設(shè)計(jì)階段來劃分，有初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)。從設(shè)計(jì)內(nèi)容上講，有設(shè)計(jì)計(jì)算、平面設(shè)計(jì)、設(shè)備選擇和技術(shù)校驗(yàn)等。1.設(shè)計(jì)計(jì)算接觸網(wǎng)是一種復(fù)雜的供電設(shè)備。為了保證安全運(yùn)營，使之既具有經(jīng)濟(jì)性，又要有可圖2.1采用混凝土支柱的架空接觸網(wǎng)1-支柱；2-腕臂；3-力索；4-接觸線；5-緣子；6-電線；7-支柱至鋼軌接地線；8-鋼軌電連接線；9-上下行鋼軌電連接線；10-支柱標(biāo)識(shí)牌：11-回流線；12-彈性吊性；13-吊弦半個(gè)鋪段長度半個(gè)鋪段長度半個(gè)錨段長度跨距彈性吊宗定位管吊弦?guī)Фㄎ黄鲌D2.2接觸網(wǎng)錨段和跨距的設(shè)計(jì)靠性，就要進(jìn)行一系列必要的計(jì)算。這包括有氣象條件及負(fù)載的計(jì)算、跨距許可長度的計(jì)算、錨段長度的計(jì)算以及安裝曲線的計(jì)算等。2.平面設(shè)計(jì)接觸網(wǎng)平面圖是工程單位進(jìn)行施工的依據(jù)。平面設(shè)計(jì)包括許多復(fù)雜的內(nèi)容。地形、地理、地貌、地質(zhì)以及線路條件錯(cuò)綜復(fù)雜、變化多端，每條線路、每個(gè)站場各不相同，有時(shí)還會(huì)相差很大，所以需要一個(gè)站場一個(gè)站場地設(shè)計(jì)，一個(gè)區(qū)間一個(gè)區(qū)間地進(jìn)行。重復(fù)性的勞動(dòng)中包含了許多思維性的勞動(dòng)。這是一項(xiàng)工作量非常繁雜的工作，同時(shí)也是一項(xiàng)非常重要的工作。3.設(shè)備選擇接觸網(wǎng)電氣設(shè)備和機(jī)械設(shè)備很多。電氣設(shè)備包括隔離開關(guān)、避雷器、吸流變壓器、電分相及分段絕緣器等。機(jī)械設(shè)備有支柱、腕臂以及定位裝置等。除此之外，還有許多線材的選型，如接觸線、承力索以及其它器材等的選取。4.技術(shù)校驗(yàn)技術(shù)校驗(yàn)包括兩個(gè)方面：其一是強(qiáng)度與穩(wěn)定性方面的校驗(yàn)，如腕臂強(qiáng)度校驗(yàn)、反定位的主定位管以及曲線內(nèi)側(cè)的壓管穩(wěn)定性校驗(yàn)等。另外，還有支柱的穩(wěn)定性、基礎(chǔ)的抗傾覆穩(wěn)定性校驗(yàn)等。其二是技術(shù)性能方面的校驗(yàn)，如緩和曲線區(qū)段接觸線最大偏移值、道岔附帶曲線接觸線偏移值的校驗(yàn)，以及錨段長度張力增量和在溫度變化時(shí)吊弦最大偏角的校驗(yàn)等。接觸網(wǎng)是置于鐵路沿線的供電裝置，它要經(jīng)受一切自然條件的影響，主要有：風(fēng)吹、日曬、雨淋和覆冰等。計(jì)算氣象條件正確與否，直接影響著接觸網(wǎng)建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性與運(yùn)營的安全可靠性。若選擇數(shù)值過大，以偶爾出現(xiàn)的極不利條件作為設(shè)計(jì)依據(jù)，必然將造成各種強(qiáng)度的增大、數(shù)量的增加，從而增加了投資；若選擇的數(shù)值偏小，對(duì)于一些頻繁出現(xiàn)的惡劣情況沒有考慮到，則會(huì)導(dǎo)致支柱等設(shè)備相應(yīng)的強(qiáng)度降低，數(shù)量減少，顯然其安全可靠性就大打折扣了。因此，在確定計(jì)算氣象條件時(shí)，應(yīng)進(jìn)行廣泛深入的調(diào)查研究，詳細(xì)收集氣象資料，認(rèn)真分析、研究，正確合理地確定采用的計(jì)算氣象條件。我國疆域遼闊，地形條件多變。漫長的鐵道線，有的貫穿草原，有的則橫穿山谷，氣象變化劇烈且復(fù)雜，在具體確定接觸網(wǎng)計(jì)算氣象條件時(shí)，要力求準(zhǔn)確，但又不宜過于繁瑣，在相應(yīng)量的取值上，應(yīng)該盡量標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化、系列化，這樣才能夠方便設(shè)計(jì)和應(yīng)用。接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)中氣象條件的取值原則為：各種溫度應(yīng)取5的整數(shù)倍；覆冰厚度取為零值或5mm的倍數(shù)；最大風(fēng)速取20、22、25、27、30m/s等數(shù)值。和線路橫跨河灘及山谷時(shí)的最大風(fēng)速等，各項(xiàng)資料的用途如表2.2]。11.計(jì)算導(dǎo)線最大正弛度，確定支柱高度及限界尺寸；2.確定接觸線無弛度時(shí)的溫度及吊弦、定位器處于正常位置時(shí)的溫度。2及吊弦、定位器處于正常位置時(shí)的溫度；4.計(jì)算支柱31.計(jì)算跨距；2.計(jì)算支柱容量；3.檢查最大風(fēng)速時(shí)的空氣絕緣間41.確定最大風(fēng)速時(shí)導(dǎo)線張力；2.計(jì)算支柱容量。51.計(jì)算最大附加負(fù)載；2.確定起始條件；3.計(jì)算支柱容量等。61.確定計(jì)算起始條件；2.確定最大附加負(fù)載時(shí)導(dǎo)線張力；3.計(jì)算支柱容量71.計(jì)算最大附加負(fù)載；2.確定起始條件；3.計(jì)算支柱容量。89吊弦及定位器正常位置時(shí)溫度雷電日(或小時(shí))防雷設(shè)計(jì)。氣象條件的確定是在廣泛收集資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，在沿線氣象臺(tái)站的資料不足時(shí)，還應(yīng)吸取電力、電信部門的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)數(shù)據(jù)，同時(shí)參考國家電力部門制定的典型氣象區(qū)，進(jìn)行綜合研究后確定。下面簡述一下相應(yīng)氣象條件的選擇與確定方法。(一)最大風(fēng)速vmax接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)用最大風(fēng)速值，采用距地面10m高處，五年一遇的自記10分鐘平均最最大風(fēng)速的計(jì)算方法有：平均法、變通法、數(shù)理統(tǒng)計(jì)法。平均法在資料占有的年代數(shù)較少時(shí)，其計(jì)算結(jié)果往往會(huì)有偏差。數(shù)理統(tǒng)計(jì)法的精度和可信度雖然較高，但計(jì)算過程比較繁瑣。因此，在資料占有年代數(shù)較少時(shí)，接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)一般常用變通法。變通法：設(shè)有n年的資料，按年份次序排列，每5年為一組，每組順序相隔1年。如，1~5年為第一組，2~6年為第二組，……以此類推，取出每組中的最大值，然后再取各組最大值的平均值，即n——占有資料的年份數(shù)；n-4——?jiǎng)澐值慕M數(shù)。在氣象資料中，最大風(fēng)速是指離地面10m高處、自記10分鐘平均值。由于我國風(fēng)速儀高度不全為10m,自動(dòng)記錄的也較少，以往大都是每天定時(shí)記錄4次2分鐘平均風(fēng)速。因此，在求最大風(fēng)速保證率以前，所收集和記錄的風(fēng)速資料必須經(jīng)過風(fēng)速儀高度、觀測次數(shù)、觀測時(shí)距離的修正和換算。具體的換算方法在相關(guān)技術(shù)手冊中可以方便地查(二)最高溫度tmx和最低溫度tmin最高溫度tmax和最低溫度tmn應(yīng)根據(jù)線路通過地區(qū)的實(shí)際極限溫度并參考典型氣象區(qū)確定。為了便于計(jì)算，在數(shù)值上宜取與極限溫度接近的5的整倍數(shù)值。(三)最大風(fēng)速出現(xiàn)時(shí)的溫度t,最大風(fēng)速出現(xiàn)時(shí)的溫度t,根據(jù)各地區(qū)而異。即使是同一地區(qū)，也會(huì)出現(xiàn)有時(shí)高，有時(shí)低的現(xiàn)象的，故不易選出合適數(shù)值，一般是選取風(fēng)速大而出現(xiàn)次數(shù)多的月份的溫度平均值。根據(jù)我國氣候特點(diǎn)，南北方有所不同。南方多出現(xiàn)臺(tái)風(fēng)，宜取用夏、秋季節(jié)某個(gè)月的平均氣溫；北方則多出現(xiàn)寒流風(fēng)，宜取用冬、春季節(jié)某個(gè)月的平均氣溫。至于長江中下游及中原地區(qū)，受上述兩種影響都較嚴(yán)重，則應(yīng)視其具體情況而定。接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)總是要根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀筚Y料并參考典型氣象區(qū)的取值確定。(四)接觸線無弛度時(shí)溫度t。接觸線無弛度時(shí)溫度t。,是選取接觸線處于水平狀態(tài)時(shí)的溫度，這個(gè)溫度可以根據(jù)接觸懸掛的實(shí)際運(yùn)營狀態(tài)確定。由于簡單鏈形懸掛和彈性鏈形懸掛在溫度變化相同時(shí)，其接觸線弛度變化不同，故t?取值就不相同。分別為：簡單鏈形懸掛彈性鏈形懸掛接觸線無弛度時(shí)溫度的取值，一般比平均溫度偏低，這樣可以減小負(fù)弛度，增加正弛度，有利于改善接觸懸掛的運(yùn)營情況。(五)吊弦及定位器處于正常位置時(shí)的溫度ta吊弦及定位器處于正常位置時(shí)的溫度是取全年保持時(shí)間最長的溫度，目前在設(shè)計(jì)中取該地區(qū)最高溫度和最低溫度的平均值，即(六)覆冰厚度b接觸線和承力索的覆冰厚度，是指圓筒形的冰殼厚度。然而，事實(shí)上覆冰斷面可能成為各種不規(guī)則的形狀。在覆冰季節(jié)，可用單位長度導(dǎo)線覆冰后的重量，換算出覆冰的平均厚度，即式中，8b——單位長度導(dǎo)線覆冰后的總重力負(fù)載(kN/m);8——無冰時(shí)單位長度導(dǎo)線重力負(fù)載(kN/m);R——導(dǎo)線半徑(mm);y?——覆冰的密度(900kg/m3)。接觸線的覆冰厚度取承力索覆冰厚度的50%,不考慮吊弦及線夾上的覆冰荷載。(七)線索覆冰時(shí)的風(fēng)速v,在無觀測資料時(shí)，設(shè)計(jì)中覆冰時(shí)的風(fēng)速取v,=10m/s,但在沿海及草原地區(qū)風(fēng)速要大一些，此時(shí)可以取vp=15m/s。(八)雷電日(或雷電小時(shí))雷電日——在一天24小時(shí)內(nèi)發(fā)生了雷電現(xiàn)象，不管雷擊次數(shù)為多少，都算作一個(gè)雷電小時(shí)——在一個(gè)小時(shí)內(nèi)發(fā)生了雷電現(xiàn)象，不管雷擊次數(shù)為多少，不管雷電活動(dòng)持續(xù)一個(gè)小時(shí)還是幾分鐘，都算作一個(gè)雷電小時(shí)。雷電日或雷電小時(shí)是表示一個(gè)地區(qū)雷電活動(dòng)強(qiáng)弱程度的參數(shù)，一般用雷電小時(shí)比較設(shè)計(jì)中應(yīng)向有關(guān)氣象臺(tái)、站收集該地區(qū)的實(shí)際年平均雷電日或雷電小時(shí)，作為接觸網(wǎng)在大氣過電壓時(shí)防護(hù)設(shè)計(jì)的依據(jù)。(九)隧道內(nèi)氣溫我國是一個(gè)地形復(fù)雜的國家，鐵路長大隧道及隧道群地段較多，有關(guān)隧道內(nèi)大氣溫度的確定是一個(gè)特殊的問題。根據(jù)多年的觀測與試驗(yàn)，在隧道中部的氣溫變化幅度明顯要比隧道外小得多。不管是日氣溫或年氣溫，其溫差都要小。通常設(shè)計(jì)中按以下數(shù)據(jù)處理：隧道內(nèi)最高溫度較隧道外低10℃,隧道內(nèi)最低溫度較隧道外高5℃,而且不考慮隧道內(nèi)覆冰及風(fēng)偏影響。綜合上述幾點(diǎn)，為了便于開展設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化的工作，我國在1972年進(jìn)行的全國設(shè)計(jì)規(guī)范改革中，結(jié)合各地的情況，將全國劃分為九個(gè)標(biāo)準(zhǔn)氣象區(qū)(見表2.3)。表2.3標(biāo)準(zhǔn)典型氣象區(qū)氣象區(qū)IⅡV大氣溫度℃ 00內(nèi)部過電壓年平均氣溫內(nèi)部過電壓0.5×最大風(fēng)速(不低于15m/s)覆冰厚度(mm)一555覆冰的密度(kg/m3)表中所列的九個(gè)典型區(qū)域，大體所屬范圍劃分如下：I區(qū)：為南方沿海易受臺(tái)風(fēng)侵襲的地區(qū)，如浙江、福建東部、廣東、廣西沿海地區(qū)Ⅱ區(qū)：是指華東大部分地區(qū)，包括安徽、山東、江蘇大部分地區(qū)；Ⅲ區(qū)：包括西南南部的非重冰地區(qū)、以及福建、廣東等受臺(tái)風(fēng)影響較弱的地區(qū)；IV區(qū)：包括西北大部分地區(qū)，華北及京、津、唐等地區(qū)；V區(qū)：適用于華東、中南和西南三個(gè)地區(qū)的廣大山區(qū)；VI區(qū)：泛指湖北、湖南、河南以及華北平原的大部分地區(qū)；VII區(qū)：適用于寒潮風(fēng)較強(qiáng)烈的地帶，如東北大部分地區(qū)，河北的承德、張家口地區(qū)VⅢ區(qū)：適用于覆冰嚴(yán)重的地區(qū)，如山東、河南的大部分IX區(qū)：是指云貴高原重冰地區(qū)。按照上述的九點(diǎn)要求，結(jié)合表2.3的情況，本文所設(shè)計(jì)的區(qū)間(隴海鐵路蘭州至蘭州西區(qū)間)屬于IV氣象區(qū)。該區(qū)域的氣象計(jì)算條件如下：最高大氣溫度：+40℃最低大氣溫度：-20℃最大風(fēng)速時(shí)溫度：-5℃安裝溫度：-10℃大氣過電壓溫度：+15℃內(nèi)部過電壓年平均氣溫：+15℃最大風(fēng)速：25m/s安裝風(fēng)速：10m/s大氣過電壓風(fēng)速：15m/s內(nèi)部過電壓風(fēng)速：15m/s覆冰厚度：5mm在接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算中用到的負(fù)荷有自重負(fù)荷、冰負(fù)荷、風(fēng)負(fù)荷及綜合負(fù)荷(也叫合成負(fù)荷)等。下面開始研究接觸網(wǎng)負(fù)載的計(jì)算。接觸線、承力索或其它供電導(dǎo)線，如供電線、回流線、加強(qiáng)導(dǎo)線等，它們的自重負(fù)載是垂直的，固定起作用的負(fù)載，在實(shí)際中影響很大。該負(fù)載強(qiáng)度決定了導(dǎo)線的密度。其單位長度(1m)導(dǎo)線的自重負(fù)載計(jì)算公式為：經(jīng)相應(yīng)變換可得：d——導(dǎo)線計(jì)算直徑(mm);y——導(dǎo)線線密度(kg/m)。多股導(dǎo)線的重力負(fù)載，因扭繞長度變化，根據(jù)規(guī)定，將式2.5.2乘以系數(shù)1.025。對(duì)于一跟吊弦(含線夾)所產(chǎn)生的負(fù)載取5N,按吊弦為10m長的間距，且按均勻分布的負(fù)載考慮，吊弦均布負(fù)載為5×10-3kN/m。2.5.2覆冰負(fù)載覆冰有三種類型，即密度為600~900kg/m3的堅(jiān)硬透明的覆冰；密度為20~100hg/m3的薄層結(jié)晶的白霜；密度為200~600kg/m3的冰霜混合物。接觸懸掛或接觸網(wǎng)支持構(gòu)件上的覆冰按第一種類型考慮。冰負(fù)載也是垂直方向的重力負(fù)載，屬于暫時(shí)性的負(fù)載。一般線索上的覆冰強(qiáng)度按下Y?——覆冰密度(kg/m3),這里取900(kg/m3);d——覆冰導(dǎo)線計(jì)算直徑(mm),對(duì)于接觸線取其平均直徑為：取接觸線上的冰殼厚度等于承力索上的50%。2.5.3風(fēng)負(fù)載風(fēng)負(fù)載是水平方向的負(fù)載，同時(shí)也是屬于暫時(shí)性負(fù)載。風(fēng)壓是以速度v運(yùn)動(dòng)的1m3空氣平直地作用于物體平面上所產(chǎn)生的動(dòng)能。在大氣溫度為+15℃、大氣壓為760mm汞柱、空氣密度為1.23kg/m3時(shí)，其風(fēng)壓與風(fēng)速的關(guān)系用下式來確定：在已知風(fēng)速的條件下，垂直作用于某物體上的風(fēng)負(fù)載計(jì)算公式，可以表示為如下形式：式中，vmax——計(jì)算最大風(fēng)速(m/s);α——風(fēng)速不均勻系數(shù)；K——受風(fēng)面計(jì)算面積(m2)。在求支柱的受風(fēng)面積時(shí)，對(duì)于圓支柱K取0.7;對(duì)于矩形支柱K取1.4;對(duì)于桁架格子形支柱，其負(fù)載是按桁架構(gòu)件的面積計(jì)算的，為了考慮風(fēng)對(duì)桁架的作用，應(yīng)該再乘以系數(shù)1.5。對(duì)于每米長度導(dǎo)線的風(fēng)負(fù)載，可由下列式子確定：無冰線索上的風(fēng)負(fù)載：覆冰線索上的風(fēng)負(fù)載：v?——覆冰時(shí)的風(fēng)速(m/s);d——受風(fēng)導(dǎo)線直徑(mm)。合成負(fù)載分為最大風(fēng)速及最大覆冰時(shí)兩種情況：最大風(fēng)速時(shí)的合成負(fù)載由下式?jīng)Q定：最大覆冰時(shí)的合成負(fù)載由下式?jīng)Q定：在無冰無風(fēng)時(shí)合成負(fù)載即為懸掛自重：2.6安裝曲線計(jì)算E——承力索彈性系數(shù)(MPa);α——承力索線脹系數(shù)(1/℃;t——計(jì)算大氣溫度(℃)。方程式(2.6.1)及(2.6.2)中的Wx、W?及Zx、Z?分別為承力索計(jì)算條件下及起始式中，qx——承力索待求條件下合成負(fù)載(kN/m);To——在to溫度下承力索張力(kN);在方程式(2.6.3)中的φ值，表示接觸懸掛的結(jié)構(gòu)特征，稱為結(jié)構(gòu)系數(shù)，常用下式在式(2.6.4)及式(2.6.2)中的l,為錨段內(nèi)的等效跨距，又稱當(dāng)量跨距，其確定方為了求解(2.6.1)式及式(2.6.2),必須先知道承力索起始情況下的Tcmax和接觸線在利用式(2.6.6)求算臨界負(fù)載q;時(shí)，涉及到接觸線無尺度時(shí)的承力索張力T。,對(duì)銅承力索，系數(shù)η取0.75;對(duì)鋼承力索，系數(shù)η取0.80。對(duì)于計(jì)算所求得的q,若大于覆冰合成負(fù)載qb時(shí)，則取最低溫度作為計(jì)算的起始式中，在半補(bǔ)償鏈形懸掛的計(jì)算中，常利用(2.6.8)式求T。值的期望值，代入方程求得相應(yīng)的t值。當(dāng)t近似等于t?時(shí)，則所設(shè)的T。的期望值即為所求。求出精確的T。值之后，再求換算負(fù)載W的精確值，然后求Tα=f(t),并作出相應(yīng)0)A圖2.3有載承力索張力及弛度曲線索的弛度F值，其值由下式?jīng)Q定(曲線形狀見上圖2.3):z——承力索t時(shí)對(duì)應(yīng)換算張力(kN);W——承力索換算負(fù)載(kN/m)。3.接觸線的弛度及在懸掛點(diǎn)處的高度變化曲線0G-70+GLCA彈性鏈形總掛圖2.4接觸線弛度曲線鏈形懸掛接觸線弛度變化受承力索弛度變化的影響較大，在求得了承力索的弛度曲線以后，接觸線弛度變化曲線由下式?jīng)Q定(其曲線如上圖2.4所):式中，F(xiàn)和F?分別為待求情況和接觸線無弛度情況下承力索弛度。接觸線在溫度變化時(shí)，除了在跨距中部高度(弛度)發(fā)生變化以外，在距懸掛點(diǎn)最進(jìn)的簡單支柱吊弦處的高度也發(fā)生變化，并由下式?jīng)Q定：4.無載承力索張力及尺度曲線在方程式(2.6.12)中，方括號(hào)內(nèi)為T計(jì)算的起始條件數(shù)據(jù)，一般用接觸線t?作為已知的基本條件。由于T。值是已知的，則根據(jù)有載承力索的條件，可以決定無確定任意溫度下無載承力索的張力，并可求得Tcx=f在進(jìn)行了上述一系列計(jì)算之后，還應(yīng)驗(yàn)算一下最大風(fēng)速情況下承力索的張力T值為驗(yàn)算的起始情況，將最大風(fēng)速時(shí)的條件作為待求情況(tx=t,W=W,Z=Z,=Tc+φT;),然后利用式(2.6.1)即可求得T。如果T。小于Tcmax,則為通過；(二)未補(bǔ)償鏈形懸掛的安裝曲線E——承力索的彈性系數(shù)(MPa);α——承力索的線脹系數(shù)(1/℃);t——大氣溫度(℃)。在利用方程式(2.6.15)進(jìn)行Tx=f(t)的相應(yīng)張力計(jì)算時(shí)，在溫度變化范圍內(nèi)，因T=T;max-α,·E,·S;(tx-tmin)a;——接觸線的線脹系數(shù)(1/℃);至于承力索的弛度求法，在計(jì)算出Z=f(t)的對(duì)應(yīng)關(guān)系后，可以直接利用方程式(三)全補(bǔ)償鏈形懸掛張力與弛度計(jì)算償裝置。因此，可以近似地認(rèn)為接觸線張力T;和承力索張力T均為常數(shù)(不考慮因溫度變化形成的張力增量)。在溫度變化時(shí)，接觸線、承力索雖然也伸長(或縮短),由于設(shè)有補(bǔ)償器，它們的張力不受溫度變化的影響，其弛度也可以認(rèn)為與溫度變化無關(guān)(實(shí)際全補(bǔ)償鏈形懸掛，在無附加負(fù)載(覆冰)時(shí)，認(rèn)為接觸線呈無弛度狀態(tài)，此時(shí)承力Z——承力索換算張力(kN);由式(2.6.17)可知，全補(bǔ)償鏈形懸掛承力索弛度F?,在跨距一定時(shí)，由懸掛的負(fù)全補(bǔ)償鏈形懸掛墜砣安裝高度曲線，如圖2.5所示。般在北方由上端控制，計(jì)算出α的安裝距離(距滑輪組),在南方由下端距地面的安裝高度b、控制。其安裝曲線是表示墜砣串底部至基礎(chǔ)面(鋼筋混凝土支柱為至地面)的高bb墜砣圖2.5全補(bǔ)償鏈形懸掛示意圖bx=bmin+nθL+nLα(tmax-或式中，bmin——墜砣串底部至基礎(chǔ)面(或地面)的最小允許距離(m);amin——墜砣串頂部至滑輪組的最小允許距離(m);L——1/2錨段的長度(m);θ——新線延伸率，承力索取3.0×10-?,接觸線取6.0×10-?;α——承力索或接觸線的線脹系數(shù)(1/℃);n——補(bǔ)償滑輪傳動(dòng)比；t——安裝時(shí)大氣溫度(℃)。關(guān)于新線使用后的初延長問題，看法并不統(tǒng)一。雖然有些單位曾做過現(xiàn)場試驗(yàn)或者是積累了一些觀測資料，但往往因試驗(yàn)條件或線型的不一致而造成其結(jié)果也是有一定差異的。綜合電力工程使用經(jīng)驗(yàn)及國內(nèi)外資料，鋼絞線及鋼芯鋁絞線的新線延伸率，推薦鋼絞線伸長率：θ=1.0×10-?;在接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)中涉及到兩個(gè)重要技術(shù)參數(shù)：跨距長度和錨段長度?？缇嗍侵赶噜弮蓚€(gè)支柱間的距離。其大小通常是由經(jīng)濟(jì)跨距和技術(shù)跨距經(jīng)過比較后確定的。經(jīng)濟(jì)跨距是由跨距的大小所形成的經(jīng)濟(jì)性決定的。技術(shù)跨距是由電力機(jī)車的技術(shù)條件決定的。從設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，總是以保證優(yōu)良的技術(shù)條件為設(shè)計(jì)依據(jù)。因此，技術(shù)跨距總是研究的重點(diǎn)。錨段是接觸網(wǎng)沿線路分成的一定長度的系定段。分錨段的目的在于：縮小機(jī)械事故范圍；便于加設(shè)補(bǔ)償裝置；使吊弦及定位器的偏移不致超過許可值，以及改善接觸線內(nèi)受力狀態(tài)等?？缇嚅L度和錨段長度都必須根據(jù)線路的具體條件經(jīng)計(jì)算確定。接觸網(wǎng)的跨距與受電弓的最大工作寬度有關(guān)。我國受電弓標(biāo)準(zhǔn)工作寬度為1250mm。根據(jù)這個(gè)工作寬度，鐵路工程技術(shù)規(guī)范規(guī)定：在最大計(jì)算風(fēng)速條件下，接觸線對(duì)受電弓中心的最大水平偏移值不應(yīng)超過500mm。接觸網(wǎng)跨距就是根據(jù)這個(gè)原則確定的。本設(shè)計(jì)主要研究鏈形懸掛接觸線的受風(fēng)偏移和跨距的計(jì)算。鏈形懸掛接觸線的受風(fēng)偏移，決定于許多因素，其中主要取決于懸掛的結(jié)構(gòu)形式、線材參數(shù)、接觸線和承力索使用張力及它們的風(fēng)負(fù)載等因素。鏈形懸掛在風(fēng)負(fù)載的作用下，是處于動(dòng)態(tài)的，而且承力索和接觸線是通過吊弦相互作用的，要精確計(jì)算其相互作用力是十分困難的。不過，在各種線材及參數(shù)一定的情況下，相互作用的狀態(tài)及規(guī)律是不難確定的。為了擺脫含混不清的概念，采用鏈形懸掛接觸線受風(fēng)偏移平均值的算法，就是在計(jì)算接觸線受風(fēng)偏移時(shí)，既要考慮承力索的風(fēng)偏移值又要考慮它對(duì)接觸線風(fēng)偏移的影響。理論上認(rèn)為，接觸線和承力索在各自單獨(dú)存在時(shí)，都產(chǎn)生風(fēng)偏移，從整體上講，它們又通過吊弦的作用互相制約、互相影響，因而采用平均值方法來確定鏈形懸掛接觸線的受風(fēng)偏移為：在令b;max=b時(shí)，鏈形懸掛接觸懸掛最大跨距計(jì)算公式為：在曲線區(qū)段上，接觸線的受風(fēng)偏移，依然按照接觸線和承力索受風(fēng)偏移的平均值考接觸網(wǎng)錨段長度的計(jì)算十分復(fù)雜。決定錨段長度的方法各不相同，但是其基本觀點(diǎn)一致，主要是根據(jù)接觸線與承力索從中心錨結(jié)到補(bǔ)償器處的張力差決定。區(qū)間的錨段劃分常常在支柱布置之前進(jìn)行。在整個(gè)區(qū)間要使錨段數(shù)盡量少，錨段在許可條件下應(yīng)盡量長，整個(gè)區(qū)間各個(gè)錨段長度要盡量均勻。為了減小接觸線和承力索內(nèi)的張力增量值，錨段關(guān)節(jié)盡量要避免設(shè)在曲線區(qū)段上，特別是不要設(shè)在小半徑曲線區(qū)段上。確定錨段長度應(yīng)當(dāng)根據(jù)區(qū)間的具體情況，一般來說，對(duì)于接觸線應(yīng)保證張力增量值不超過15%T;,對(duì)于承力索應(yīng)保證張力增量值不超過10%Tcmax。但在劃分錨段長度時(shí)，不要一開始就單純地追求接觸線的張力變化量不超過±15%T;。表面看起來這樣似乎符合技術(shù)要求，但事實(shí)上往往會(huì)使得最后一個(gè)錨段不是過大就是過小。這種情況是應(yīng)當(dāng)防止的。初步劃分錨段長度時(shí)，考慮到線路的具體情況，可以參考以下經(jīng)驗(yàn)數(shù)值：①錨段所在線路全是直線，錨段長度取1500~1600m;②錨段所在線路曲線、直線各站50%,錨段長度取1200~1400m;③錨段所在線路曲線、直線比為3:1,錨段長度取800~1100m;④全補(bǔ)償鏈形懸掛錨段長度比上述取值可適當(dāng)放大，一般取1400~1800m。錨段長度的劃分不是一蹴而就的，需要達(dá)到均勻合理并且基本滿足張力增量的要求，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過多次調(diào)整才能夠最終實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在以半補(bǔ)償鏈形懸掛錨段長度計(jì)算為例，研究一下錨段長度的計(jì)算方法。在直線區(qū)段上，由于定位器受正反定位的影響，其產(chǎn)生的張力增量甚小，可以忽略不計(jì)。若考慮接觸線的彈性伸長影響，直線區(qū)段上的張力增量值可以用下式確定：式中，L——1/2的錨段長度(m);l——計(jì)算錨段的跨距值(m);8;——接觸線單位長度自重負(fù)載(kN/m);c——平均吊弦長度，其值為c=h-2F?/3;α——接觸線線脹系數(shù)(1/℃;△t——平均溫度與計(jì)算極限溫度之差(℃);E——接觸線彈性系數(shù)(MPa);S——接觸線計(jì)算截面積(mm2);ε——表示一個(gè)跨距內(nèi)產(chǎn)生消耗于弛度方面的縱向伸長。其值為式中，f=φ(F,mn-F?)fa=φ(Fa-F?)方程式(2.7.4)的應(yīng)用條件為：直線區(qū)段上，溫度及彈性影響；吊弦的作用。在曲線區(qū)段上，形成張力增量的因素不僅是吊弦，除此之外還有定位器。因而曲線區(qū)段上張力增量值由下式確定：其中，式中，Tm——接觸線最大許用張力(kN);R——錨段所在曲線的曲線半徑(m);d——定位器長度，一般取1.0~1.5(m)。方程式(2.7.6)的應(yīng)用條件為：在曲線區(qū)段上；溫度和彈性影響；吊弦及定位器同時(shí)產(chǎn)生影響。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(下文使用英文縮寫CAD)是利用計(jì)算機(jī)的計(jì)算功能與高效的圖形所限，本人在設(shè)計(jì)期間對(duì)AutoLISP僅進(jìn)行了初步拓展開發(fā)，并將在本章同，則其對(duì)系統(tǒng)功能的要求也會(huì)有所不同的。系統(tǒng)總體與外界進(jìn)行信息傳遞與交換的(2)輸入輸出功能。在CAD系統(tǒng)運(yùn)行中，用戶需不斷地將有關(guān)設(shè)計(jì)所需的各步驟(3)存儲(chǔ)功能。由于CAD系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的數(shù)據(jù)量比較大，往往有很多算法生(4)交互式功能。在CAD系統(tǒng)中，人機(jī)接口是用戶與的用戶界面是保證用戶直接有效地完成復(fù)雜設(shè)計(jì)任務(wù)的必要條件。除軟件中界面設(shè)計(jì)3.1.2CAD技術(shù)的軟、硬件系統(tǒng)1.基于PentiumII300MH?以上的微機(jī)，并裝有WindowsXP的系統(tǒng)平臺(tái)；5.Web瀏覽器，具有ServicePack1或更高版本的MicrosoftInternetExplorer6.0及以上；據(jù)源程序的大小，可適當(dāng)選用Basic語言、C語言和AutoLISP語言。很大，但都有許多相同的部分。(3)圖形軟件：圖形軟件是在屏幕上或繪圖機(jī)上繪制圖形的程序。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的過程是把設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)、指揮和創(chuàng)造力同計(jì)算機(jī)的高速計(jì)算能力、快速顯示和準(zhǔn)確繪圖功能有效的結(jié)合，在盡可能短的時(shí)間內(nèi)獲得最好的設(shè)計(jì)方案的全部過程。CAD過程不是一次完成的，而是要經(jīng)過多次反復(fù)，這種特征稱為相互交替的過程。每次所獲得的信息是不完整的，而且必須要按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分析和評(píng)估，直到滿意為止。CAD過程要包括以下幾個(gè)步驟：(1)明確設(shè)計(jì)問題的要求和內(nèi)容。包括有問題的特征、功能、質(zhì)量、操作、價(jià)格、(2)綜合、分析和優(yōu)化。綜合和分析二者之間關(guān)系密切，在設(shè)計(jì)過程中相互頻繁交換、分析、改進(jìn)和重新設(shè)計(jì)要反復(fù)進(jìn)行，直到設(shè)計(jì)符合約束條件，其達(dá)到(3)評(píng)估。評(píng)估通常采用制造試驗(yàn)樣機(jī)和計(jì)算機(jī)模擬仿真檢驗(yàn)樣機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)特性、可靠性及其它準(zhǔn)則。(4)設(shè)計(jì)說明書。設(shè)計(jì)說明書是設(shè)計(jì)過程的最后一步。說明書的內(nèi)容包括材料說明、工程計(jì)算、基本數(shù)據(jù)、圖紙以及其它內(nèi)容。參數(shù)化設(shè)計(jì)(ParametricDesign)是CAD技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中提出的課題，它不僅可使CAD系統(tǒng)具有交互式繪圖功能，還具有自動(dòng)繪圖的功能。目前這是CAD技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)重要的并且在進(jìn)一步研究的課題。利用參數(shù)化設(shè)計(jì)手段開發(fā)的專用產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)，可使設(shè)計(jì)人員從大量繁重而瑣碎的繪圖工作中解脫出來，可以大大提高設(shè)計(jì)速度，并減少信息的存儲(chǔ)量。參數(shù)化技術(shù)的優(yōu)勢在于其速度快，然而用戶必須提供幾何元素的全部尺寸、位置信息，然后才能定義下一個(gè)元素。參數(shù)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是求解采用的順序，即求解是過程式的，后面的元素求解依賴于產(chǎn)生它的幾何元素。由于接觸網(wǎng)專業(yè)設(shè)計(jì)中所需的數(shù)據(jù)量大，涉及的專業(yè)眾多，技術(shù)情況復(fù)雜，不可能用一兩個(gè)程序就實(shí)現(xiàn)該專業(yè)的CAD。在編制這些軟件時(shí)，應(yīng)該采用“模塊化結(jié)構(gòu)”“菜單方式”程序設(shè)計(jì)技術(shù)、AutoCAD中的“分層”處理技術(shù)和數(shù)據(jù)庫共享技術(shù)。“模塊化結(jié)構(gòu)”技術(shù)：“模塊化結(jié)構(gòu)”技術(shù)就是完成某一項(xiàng)功能設(shè)計(jì)、計(jì)算的一段程序，作為一個(gè)單獨(dú)的程序單元組成一個(gè)完整的輔助設(shè)計(jì)軟件。因此，將接觸網(wǎng)區(qū)間平面布置分成眾多單一的設(shè)計(jì)圖素，如區(qū)間圖框、區(qū)間正線、大中橋、平交道、小橋涵、支持布置、錨段劃分、支柱類型等，將這些圖素的設(shè)計(jì)過程編成相對(duì)獨(dú)立的程序，并形成模塊，然后將這些模塊按照?qǐng)?zhí)行順序及層次關(guān)系拼裝起來。這樣不但滿足了平面布置的要求，方便了程序的調(diào)試，還可以根據(jù)各條線的具體情況選用相應(yīng)的模塊，從而減少了程序的長度，加快了運(yùn)行速度，同時(shí)為今后軟件的維護(hù)和完善創(chuàng)造了良好的條件?！胺謱印碧幚砑夹g(shù)：“分層”處理技術(shù)就是把具有相同類型的實(shí)體放在同一層(如平交道口、大中橋梁、隧道、架空地線、加強(qiáng)線等),根據(jù)需要各層可以賦予不同線形、顏色等。這樣，當(dāng)需要繪制某類實(shí)體(如架空地線、供電線、加強(qiáng)線)之前，將該層置為當(dāng)前層即可，而不需要再進(jìn)行線型、顏色等的設(shè)置，大大減少了程序的長度，提高了程序的運(yùn)行速度。同時(shí)，當(dāng)某一繪圖程序模塊運(yùn)行后，設(shè)計(jì)出不正確的圖形時(shí)，只需將此層的實(shí)體刪除，更新核對(duì)、修改原始數(shù)據(jù)并加以再次設(shè)計(jì)便可順利完成相應(yīng)實(shí)體的再次設(shè)計(jì)，而不影響其它實(shí)體，這就方便了程序的調(diào)試和原始數(shù)據(jù)的修改，減少了大量的重復(fù)工作。如果當(dāng)某區(qū)間內(nèi)小橋涵數(shù)據(jù)輸入不對(duì)時(shí)，運(yùn)行繪制小橋涵程序模塊后，發(fā)現(xiàn)所繪底圖上的小橋涵位置不對(duì)，則僅需重新核對(duì)修改小橋涵數(shù)據(jù)，然后再運(yùn)行繪制小橋涵程序模塊即可，而不需要重繪區(qū)間圖框、區(qū)間正線、區(qū)頭關(guān)節(jié)、區(qū)尾關(guān)節(jié)等。在本設(shè)計(jì)進(jìn)行期間，作者通過查閱相關(guān)書籍，對(duì)于CAD的二次開發(fā)中一些技術(shù)有了初步的接觸，并產(chǎn)生一些興趣。在此我作一些簡單介紹，作為日后發(fā)展的方向進(jìn)行參考，并將繼續(xù)進(jìn)行學(xué)習(xí)、熟悉，爭取能夠在生產(chǎn)實(shí)踐中熟練運(yùn)用。AutoLISP的基本概念：AutoLISP具有人工智能語言LISP的基本特性。LISP的版本很多，AutoLISP采用了與CommonLISP最相近的語法和習(xí)慣約定，但僅是它的一個(gè)很小的子集。LISP是一種計(jì)算機(jī)的表處理語言，LISP程序?qū)嶋H上就是對(duì)函數(shù)名、自變量等構(gòu)成的函數(shù)表進(jìn)行處理，每一段程序都可看成是一張函數(shù)表。同樣的，用AutoLISP編的程序可以定義變量和函數(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算和處理，具有較強(qiáng)的表處理能力。與其它高級(jí)語言相比，AutoLISP的計(jì)算功能并不出色，由于是解釋性的，所以運(yùn)行速度較慢。因此，它主要用于數(shù)表處理和情況分析，比較適合用于解決繪圖過程中需要引進(jìn)人工智能的一些課題[2]。AutoLISP具有以下特點(diǎn)：1.為用戶提供了一種交互功能，用戶鍵入一個(gè)表達(dá)式，LISP就對(duì)之解釋(或計(jì)算),并打印出結(jié)果。這為程序編輯時(shí)查錯(cuò)、糾錯(cuò)和調(diào)試提供了極大的方便。在編寫一個(gè)較大程序時(shí)，可以逐個(gè)對(duì)其調(diào)試，最后匯集成一個(gè)大的程序。2.AutoLISP程序是以表的形式來記憶和處理數(shù)據(jù)及過程的，通常是一個(gè)函數(shù)定義，其后隨著一些帶有參數(shù)的函數(shù)調(diào)用，函數(shù)之間的關(guān)系只是在調(diào)用執(zhí)行時(shí)才體現(xiàn)出來，LISP中沒有語句整合，亦沒有分程序結(jié)構(gòu)或其它語法結(jié)構(gòu)，語言中的一切成分都以表的3.AutoLISP系統(tǒng)是一個(gè)順序文件。它由很多函數(shù)與一些子模塊組成，相當(dāng)于高級(jí)語言中的子程序。因而它可以作為數(shù)據(jù)塊、參數(shù)傳遞給其它函數(shù)，其子模塊之間又可以互相調(diào)用，不必像其它高級(jí)語言那樣，要通過翻譯、連接后才能執(zhí)行。4.AutoLISP可以設(shè)定一個(gè)動(dòng)態(tài)的貯存器堆，堆的大小可以根據(jù)數(shù)據(jù)的量的變化而定。如果程序很大，則可以利用恢復(fù)結(jié)點(diǎn)空間、虛擬函數(shù)分頁等功能使得較大的程序在較小的內(nèi)存中運(yùn)行。因而利用LISP語言，在用戶的程序中可以編寫可擴(kuò)充的控制結(jié)構(gòu)，從而解決了用戶在執(zhí)行程序時(shí)擔(dān)心存貯器堆不夠用的憂慮[3]。區(qū)間接觸網(wǎng)平面布置圖是接觸網(wǎng)平面布置圖的重要組成部分，它涉及線路、地質(zhì)、橋涵、隧道、公路、電力、通信信號(hào)等眾多專業(yè)，其設(shè)計(jì)過程復(fù)雜、技術(shù)數(shù)據(jù)繁瑣，人工計(jì)算、設(shè)計(jì)、描圖工作量巨大。區(qū)間接觸網(wǎng)平面CAD是研究如何通過AutoCAD這種計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序在計(jì)算機(jī)環(huán)境下，完成區(qū)間設(shè)計(jì)所需的各種原始數(shù)據(jù)的采集、區(qū)間底圖的放置、支柱的布置、錨段劃分、中心錨結(jié)定位、附加導(dǎo)線布置、拉出值和側(cè)面限界的確定、支持結(jié)構(gòu)計(jì)算、支柱容量的計(jì)算和支柱類型的選擇、支柱基礎(chǔ)的選用、接觸網(wǎng)上部安裝圖號(hào)的選用、附加導(dǎo)線安裝高度和安裝圖號(hào)的選用、主要工程數(shù)量的統(tǒng)計(jì)、說明和簽署(表格)欄的填寫等。區(qū)間接觸網(wǎng)平面圖CAD有單線鐵路和復(fù)線鐵路之分。在設(shè)計(jì)方面，雖有眾多相同的內(nèi)容，但也有諸多不同之處。從設(shè)計(jì)角度看，單線鐵路兩側(cè)一般都可以設(shè)置支柱，為平面圖的設(shè)計(jì)提供了較大的靈活性，因而設(shè)計(jì)比較側(cè)重于支持結(jié)構(gòu)有較好的工作狀態(tài)。例如，支柱可以盡量設(shè)置在曲線外側(cè)，同時(shí)還要考慮附加導(dǎo)線的布置以及預(yù)留近遠(yuǎn)期復(fù)線等。復(fù)線區(qū)間平面圖的設(shè)計(jì)比較側(cè)重于上、下行之間的聯(lián)系，如要解決里程配合、桿位配合、拉出值配合等關(guān)鍵問題。在并行段一般不考慮在兩線之間設(shè)立支柱，這就使大量支柱設(shè)在曲線內(nèi)側(cè)，使腕臂支柱經(jīng)常處于較差的工作狀態(tài)(如腕臂、定位管長期受壓等)。在近期預(yù)留復(fù)線的單線區(qū)間，也應(yīng)按復(fù)線區(qū)間設(shè)計(jì)。單線和復(fù)線區(qū)間平面圖在圖形構(gòu)成上也有較大的區(qū)別。由于圖紙是為將來工程施工而設(shè)計(jì)的，要為施工提供準(zhǔn)確無誤的基準(zhǔn)和參照物。單線區(qū)間圖中所有元素，如橋梁、涵洞、隧道等的位置只要里程相符即滿足要求。而復(fù)線區(qū)間不能用兩條單線來簡單拼湊，要給出上、下行各圖形元素的對(duì)應(yīng)關(guān)系，要考慮上、下行各建筑物橫向和縱向的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在線路斷鏈、繞行等因素影響下，這些對(duì)應(yīng)關(guān)系表現(xiàn)在圖上應(yīng)和實(shí)際線路絕對(duì)相符，這就使得復(fù)線區(qū)間軟件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)比單線區(qū)間要復(fù)雜得多。以上所述都是在程序設(shè)計(jì)中必須考慮的。由于是在一個(gè)軟件系統(tǒng)下，單線和復(fù)線區(qū)間平面圖中的各個(gè)計(jì)算模塊可以共用。圖形模塊則因構(gòu)圖的不同而要各成一套，部分圖塊可以共用。氣象條件、導(dǎo)線材質(zhì)、設(shè)備參數(shù)等全局?jǐn)?shù)據(jù)可以共用，線路狀況、地質(zhì)情況等局部數(shù)據(jù)只能專門采集編制。具體如何在區(qū)間接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)中使用CAD軟件進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，將在下一章進(jìn)行詳細(xì)研區(qū)間接觸網(wǎng)平面圖的機(jī)輔設(shè)計(jì)是研究如何通過計(jì)算機(jī)，完成區(qū)間設(shè)計(jì)所需的各種原始數(shù)據(jù)采集、區(qū)間底圖放置、支柱的布置、錨段劃分、附加導(dǎo)線布置、拉出值和側(cè)面限界的確定、支柱容量的計(jì)算和支柱類型的選擇、支柱基礎(chǔ)的選用、接觸網(wǎng)上部安裝圖號(hào)的選用、附加導(dǎo)線的安裝高度和安裝圖號(hào)的選用、主要工程數(shù)量的統(tǒng)計(jì)、說明與簽署欄 (表格欄)的填寫等?，F(xiàn)在以隴海鐵路“蘭州至蘭州西”區(qū)間作為典型案例，對(duì)區(qū)間接觸網(wǎng)的機(jī)輔設(shè)計(jì)過原始數(shù)據(jù)的種類、格式，直接關(guān)系到計(jì)算機(jī)完成區(qū)間設(shè)計(jì)時(shí)人機(jī)對(duì)話的成功與否。因此，應(yīng)將一條線路中各區(qū)間普遍相同的數(shù)據(jù)，即共用數(shù)據(jù)，如安裝圖號(hào)選擇庫、側(cè)面限界選擇庫等和各個(gè)區(qū)間不盡相同的數(shù)據(jù)，即獨(dú)用數(shù)據(jù)，如供電方式、各直緩(緩直)點(diǎn)里程等分類對(duì)待。原始數(shù)據(jù)的采集，可分為兩部分：其一，和相關(guān)專業(yè)的數(shù)據(jù)，可向相關(guān)專業(yè)提出，讓其按一定的格式提供本專業(yè)所需文件數(shù)據(jù)，即專業(yè)接口數(shù)據(jù)；其二，由接觸網(wǎng)專業(yè)人員按軟件規(guī)定的數(shù)據(jù)格式，自行組織各種原始數(shù)據(jù)。無論原始數(shù)據(jù)如何獲得，都必須遵守三原則：一，所有與線路有關(guān)的數(shù)據(jù)必須以從左到右的原則輸入；二，要求輸入的數(shù)據(jù)格式盡量與人工設(shè)計(jì)習(xí)慣一致；三，便于核對(duì)獲得了原始數(shù)據(jù)后，要進(jìn)行放區(qū)間底圖的過程，這也是進(jìn)行區(qū)間平面布置的基礎(chǔ)。底圖的放置過程如下：繪制設(shè)計(jì)所用的各種表格，繪區(qū)間線路并標(biāo)出曲線因素，繪區(qū)間兩端的錨段關(guān)節(jié)，繪制并標(biāo)注區(qū)間公里標(biāo)和百米標(biāo)，繪小橋涵、電纜、渡槽、平交道、高壓線、立交橋、大中橋、隧道、信號(hào)機(jī)等建筑物。當(dāng)然，結(jié)合本文所選的具體區(qū)間，上述幾點(diǎn)可能略有出入。如何將區(qū)間的里程化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖形坐標(biāo)，是解決從數(shù)據(jù)到圖形的關(guān)鍵，也是區(qū)間CAD系統(tǒng)的基礎(chǔ)。手工設(shè)計(jì)時(shí)一般按照里程從大到小進(jìn)行，為了與線路圖方向一致，設(shè)計(jì)中可能是從左至右進(jìn)行，當(dāng)然也可以反之。為了便于施工運(yùn)營管理，我們使用任意原點(diǎn)的方法進(jìn)行。在AutoCAD系統(tǒng)中任意取一點(diǎn)作為區(qū)間系統(tǒng)的起點(diǎn)，然后計(jì)算出兩相鄰關(guān)鍵點(diǎn)(如直緩)間的距離，再以起點(diǎn)作為原點(diǎn)進(jìn)行繪圖；而不是以AutoCAD系統(tǒng)中的(0,0)點(diǎn)作為區(qū)間系統(tǒng)原點(diǎn)，這樣使得區(qū)間設(shè)計(jì)圖的圖形限界不受區(qū)間里程變換的影響，簡化了坐標(biāo)系，方便了計(jì)算。在進(jìn)行放圖時(shí)還必須解決圖形比例問題：接觸網(wǎng)區(qū)間平面布置圖的一般橫向比例為1:2000,縱向比例為1:1,AutoCAD系統(tǒng)本身的比例為縱橫相同，沒有這樣的特殊比例。為了實(shí)現(xiàn)這一特殊比例，可將AutoCAD系統(tǒng)的繪圖單位選為毫米，要求輸入的數(shù)據(jù)其長度單位為米，在繪圖時(shí)將線路各關(guān)鍵點(diǎn)和各建筑物的X坐標(biāo)值除以2.0,而縱向不變(1:1),最后使用繪圖機(jī)繪圖時(shí)將比例選為1:1即可。將軟件中用到的各種圖塊、線型、層名及層的顏色、字體、各種變量、菜單等在一個(gè)圖中預(yù)先設(shè)置好，其中必須將color和linetype兩個(gè)變量的值設(shè)為bylayer。將這個(gè)圖形文件作為區(qū)間平面圖的原形圖(如QJCAD.DWG)。這樣可以減少程度長度，方便調(diào)試與維護(hù)，提高程序的運(yùn)行速度。區(qū)間軟件中用到的圖塊有：區(qū)頭表欄、區(qū)尾表欄、中心錨結(jié)、全補(bǔ)償下錨符號(hào)等；等；字體有：HZ、KHZ、ITALIC等；主菜單名為DXQD.MNU。計(jì)算出設(shè)計(jì)區(qū)間線路的實(shí)際長度，再考慮區(qū)頭表欄、區(qū)尾材料表及說明簽署欄等即可確定圖框長度，然后使用AutoCAD的INSERT插入?yún)^(qū)間原形圖，用LAYER/S將圖層置為AJTK,用INSERT插入?yún)^(qū)頭區(qū)尾表欄，用PLINE畫出圖框及技術(shù)表格，最后用ZOOM/E將整個(gè)區(qū)間放到作圖區(qū)，并用VIEW/S將此試圖保存到MAX下，以供后面程序調(diào)用。將繪圖框時(shí)產(chǎn)生的關(guān)鍵數(shù)據(jù)和坐標(biāo)點(diǎn)，如圖框全長，存放在一個(gè)數(shù)據(jù)文件中，并提示下一步需執(zhí)行什么功能模塊。分步計(jì)算出區(qū)間從左至右線路的各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)(直緩點(diǎn)、里程變換點(diǎn))相對(duì)于區(qū)間原點(diǎn)的坐標(biāo)值及直緩點(diǎn)處走向(平面圖中是向上還是向下),然后用LAYER/S將圖層置為QJZX,用PLINE繪出線路，用LINE和TEXT標(biāo)出各關(guān)鍵點(diǎn)里程，用TEXT標(biāo)出各段曲線的三大要素(半徑R、曲線長度L、緩和曲線長度1),并將產(chǎn)生的各坐標(biāo)值及直緩點(diǎn)處走向等關(guān)鍵數(shù)據(jù)存入一數(shù)據(jù)文件中，供隨后繪區(qū)頭區(qū)尾關(guān)節(jié)、繪各建筑物和進(jìn)行支用LAYER/S將圖層置為QT或QW,然后用PLINE、LING、INSERT等命令畫出錨段關(guān)節(jié)處的線路、支柱、下錨、隔離開關(guān)等符號(hào)，用TEXT標(biāo)注出關(guān)節(jié)處各跨距值、車站錨段長度、車站名稱、車站中心里程等。5.繪公里標(biāo)及百米標(biāo)首先判斷從左到右線路里程是遞減還是遞增。然后算出第一個(gè)百米標(biāo)的坐標(biāo)點(diǎn)，最后要以同一里程標(biāo)志為分段單元。在遇到里程標(biāo)志變換時(shí)，按新里程標(biāo)志繼續(xù)計(jì)算出百米標(biāo)和公里標(biāo)，然后用LAYER/S將圖層置為BMB層，并用LINE和TEXT標(biāo)注出各公首先判斷出信號(hào)機(jī)是屬區(qū)頭車站還是區(qū)尾車站，是進(jìn)站信號(hào)機(jī)還是通過信號(hào)機(jī)，然后計(jì)算出各信號(hào)機(jī)坐標(biāo)值，存入一數(shù)據(jù)文件中，供布置供電線經(jīng)分相上網(wǎng)、設(shè)計(jì)支柱側(cè)面限界和計(jì)算支柱容量用。用LAYER/S將圖層置到XHJ,最后用INSERT插入相應(yīng)的信號(hào)機(jī)圖塊，用LINE和TEXT標(biāo)注出里程。7.繪隧道頭、隧道尾坐標(biāo)計(jì)算出各隧道的中心點(diǎn)、隧道頭、隧道尾和預(yù)留關(guān)節(jié)下錨在區(qū)間坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，并存入一數(shù)據(jù)文件，供布置支柱、確定導(dǎo)線高度和附加導(dǎo)線安裝時(shí)使用，然后用PLINE、LINE和TEXT繪出并標(biāo)注出名稱、全長、中心里程、隧道頭、隧道尾里程。區(qū)間接觸網(wǎng)錨段長度和中心錨結(jié)的位置是影響平面設(shè)計(jì)質(zhì)量的主要因素。由于錨段關(guān)節(jié)的位置一般放在直線或大曲線上，同時(shí)必須避開各建筑物，如果要用程序自動(dòng)完成需考慮的因素很多且亂，無法達(dá)到理想程度，一般采用交互式確定錨段關(guān)節(jié)的位置，在錨段劃分完之后采用交互式根據(jù)張力增量確定出中心錨結(jié)的位置。根據(jù)區(qū)間線路坐標(biāo)、區(qū)頭關(guān)節(jié)坐標(biāo)、區(qū)尾關(guān)節(jié)坐標(biāo)和支柱坐標(biāo)等，以區(qū)間大中橋和隧道內(nèi)預(yù)留關(guān)節(jié)為分段點(diǎn)，計(jì)算出各分段的線路全長、曲線全長和直線全長，然后計(jì)算出各分段的曲直比例，根據(jù)此比例計(jì)算出各分段的預(yù)平均錨段長度，最后用分段長除以分段的預(yù)平均錨段長度+0.5取整，求得分段的錨段數(shù)，分段長除以錨段數(shù)即為所求的分段平均錨段長度，同時(shí)需將各分段的起終點(diǎn)坐標(biāo)、平均錨段長度用內(nèi)存變量或文件存起數(shù)學(xué)模型為張力增量計(jì)算公式。該程序應(yīng)該能計(jì)算出任意兩點(diǎn)(P1、P2)間的導(dǎo)線張力增量，其關(guān)鍵在于確定從P1到P2曲線半徑不同的各段長度，這結(jié)合區(qū)間線路坐標(biāo)便可以解決。從張力增量數(shù)據(jù)讀入有關(guān)原始數(shù)據(jù)，分別存在不同變量中，供計(jì)算張力增2.計(jì)算出各錨段起點(diǎn)和終點(diǎn)支柱坐標(biāo)根據(jù)錨段關(guān)節(jié)支柱坐標(biāo)、區(qū)頭坐標(biāo)、區(qū)尾坐標(biāo)計(jì)算出各錨段的起點(diǎn)和終點(diǎn)支柱坐標(biāo)，并存放于一個(gè)變量中。3.計(jì)算任意兩支柱間的距離通過對(duì)各支柱的X、Y坐標(biāo)進(jìn)行比較，找出第一給定支柱在所有支柱坐標(biāo)中的位置，取出跨距值，然后依次取出下一個(gè)支柱的跨距值，直到下一給定支柱。把所有跨距值相加即為給定的兩支柱間的距離。4.預(yù)確定中心錨結(jié)利用各錨段的起點(diǎn)和重點(diǎn)支柱坐標(biāo)計(jì)算出錨段長度和錨段中心點(diǎn)的坐標(biāo)，再計(jì)算出其附近的支柱坐標(biāo)。利用上述各數(shù)值計(jì)算出中心錨結(jié)兩邊張力增量，并比較其大小，將中心附近的支柱坐標(biāo)向張力增大的一邊移動(dòng)一跨，重新計(jì)算兩邊張力增量，直到兩邊張力增量差小于給定值，則此時(shí)的位置便為中心錨結(jié)的位置。區(qū)間附加導(dǎo)線主要有回流線NF、架空地線GW、正饋線AF、保護(hù)線PW、加強(qiáng)線LF和供電線F,它們主要是兼掛于接觸網(wǎng)支柱上，一般2000~3000m一個(gè)錨段，布置相對(duì)簡單。1.平均錨段長度根據(jù)供電方式、區(qū)頭關(guān)節(jié)坐標(biāo)、區(qū)尾關(guān)節(jié)坐標(biāo)和支柱坐標(biāo)等，以區(qū)間支柱換邊處為分段點(diǎn)，計(jì)算出各分段的總長度，用分段總長/分段的預(yù)平均錨段長度+0.5取整求得分段的錨段數(shù)，分段總長/錨段數(shù)即為所求的分段平均錨段長度，同時(shí)需將各分段的起終點(diǎn)坐標(biāo)、平均錨段長度保存起來。2.預(yù)確定下錨位置根據(jù)支柱坐標(biāo)和計(jì)算平均錨段長度生成的有關(guān)數(shù)據(jù)，預(yù)確定各下錨位置，方法為：以分段的起點(diǎn)支柱X坐標(biāo)+平均錨段長度/2.0求的一個(gè)新X坐標(biāo)點(diǎn)，再求得相應(yīng)的支柱坐標(biāo)，即為下錨位置，隨后計(jì)算下一個(gè)下錨位置，依次計(jì)算，直到區(qū)間最后一個(gè)下錨位置。3.繪制附加導(dǎo)線并標(biāo)注其錨段長度根據(jù)附加導(dǎo)線各下錨坐標(biāo)，結(jié)合區(qū)頭關(guān)節(jié)坐標(biāo)和區(qū)尾關(guān)節(jié)坐標(biāo)中附加導(dǎo)線長度，計(jì)算出各錨段的長度。用LAYER/S將圖設(shè)置到NF層用LINE繪出NF符號(hào)，用INSERT示出對(duì)錨或終錨兼跨符號(hào)(最好在原形圖中建立附加導(dǎo)線的對(duì)錨和各種跨越符號(hào));用LAYER/S將圖設(shè)置到NFCD,用TEXT標(biāo)注出各錨段長度；用LAYER/S將圖設(shè)置到NFBZ層，用LINE和TEXT標(biāo)注出附加導(dǎo)線各錨段的標(biāo)號(hào)(錨段標(biāo)號(hào)的增減與支柱編號(hào)的增減確定類似)。在完成技術(shù)表格后、統(tǒng)計(jì)工程數(shù)量前，需對(duì)全圖進(jìn)行全面的局部編輯，為出圖做好一、圖面編輯區(qū)間接觸線的風(fēng)偏值一般均能滿足規(guī)范要求，只是有些特殊情況，如大中橋、高填方等風(fēng)口地段，區(qū)間兩頭有道岔地段，應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)跨距內(nèi)的風(fēng)偏校驗(yàn)。由于本段區(qū)間不涉及此類情況，故從略。2.接觸線坡度計(jì)算隧道內(nèi)和隧道外接觸線的懸掛點(diǎn)高度是不同的，在規(guī)范中規(guī)定接觸線坡度變化正常由于區(qū)間一般在7~8km以上，接觸網(wǎng)施工時(shí)，長范圍內(nèi)容易產(chǎn)生誤差。為了使接觸網(wǎng)各跨距值與線路里程很好閉合，在設(shè)計(jì)時(shí)，支柱距建筑物較近時(shí)常采用閉合以減少誤差。首先將捕捉方式設(shè)置為焦點(diǎn)捕捉INT,然后提示操作者選擇支柱和建筑物，隨后計(jì)算支柱和建筑物的距離(方法是將其X坐標(biāo)相減再乘以2),最棚L(fēng)AYER/S將圖形設(shè)置到BHD層，用INSERT插入起測點(diǎn)圖標(biāo)，用DIM/HOR將其標(biāo)注出。6.標(biāo)注各種導(dǎo)線長度7.標(biāo)注各種導(dǎo)線編號(hào)以上三條使用TEXT在給定位置標(biāo)注出具體數(shù)據(jù)值。用LAYER/S將圖形設(shè)置到區(qū)間正線層，輸入長短鏈起點(diǎn)及相應(yīng)數(shù)值，隨后用PLINE或LINE畫出長短鏈符號(hào)，最后用TEXT標(biāo)注出長短鏈值。9.繪制各種導(dǎo)線下錨標(biāo)志區(qū)間設(shè)計(jì)時(shí)不考慮隧道，但需要將其在區(qū)間圖中示出，同時(shí)隧道內(nèi)接觸網(wǎng)和各種導(dǎo)線的錨段劃分、長度統(tǒng)計(jì)、接觸網(wǎng)中心錨結(jié)等要在區(qū)間進(jìn)行，因此當(dāng)區(qū)間的隧道多且長時(shí)，非常浪費(fèi)紙張，這就有必要將多余的隧道部分切除。本區(qū)間(蘭州-蘭州西)僅有兩座小型隧道，故不需剪切。二、表格編輯區(qū)間支柱容量較簡單，只是有些特殊的情況，如區(qū)間兩頭有道岔地段，局部增加附加導(dǎo)線，甚至在小范圍內(nèi)必須立軟橫跨柱。本文所討論的區(qū)間不含此類特殊情況。區(qū)間進(jìn)行局部修改，對(duì)普通安裝圖號(hào)和特殊安裝圖號(hào)應(yīng)分別處理。最后要用TEXT將圖號(hào)標(biāo)注在相應(yīng)的支柱位置下的上部安裝欄處。3.附加導(dǎo)線安裝圖號(hào)附加導(dǎo)線的安裝圖號(hào)的目的和方法與上部安裝圖號(hào)相似。統(tǒng)計(jì)主要工程數(shù)量時(shí)需解決：圖中所用到的材料類型、數(shù)量多寡、項(xiàng)目多少等。填寫時(shí)要解決：項(xiàng)目名稱、單位，當(dāng)材料項(xiàng)超過32項(xiàng)時(shí)圖紙寬度限制。1.統(tǒng)計(jì)圖面上的主要工程數(shù)量2.統(tǒng)計(jì)派生的主要工程數(shù)量填寫時(shí)應(yīng)該注意不要遺漏任何一項(xiàng)內(nèi)容。填材料表時(shí)應(yīng)將有關(guān)安裝圖號(hào)的前綴加在代號(hào)前一起填出，且序號(hào)應(yīng)以不同項(xiàng)目為遞增。區(qū)間設(shè)計(jì)的說明相對(duì)簡單，需特殊說明的地方不多，主要的有下列幾點(diǎn)：6.直線正定位及R≥900曲為中間柱加防風(fēng)支撐，下錨補(bǔ)償墜砣加防風(fēng)框架；7.接地電阻值≤30Ω,若不滿足時(shí)，需采取措施加降阻劑5;8.圖中尺寸除拉出值以mm計(jì)外，其余均以m計(jì)。盡管說明簡單，如果處理不當(dāng)，使用也是相當(dāng)不便的。特別是出現(xiàn)一些特殊說明時(shí)，需要在圖中修改，就要求操作者對(duì)CAD中的命令如：DTEXT(填寫文字)、MOVE(移動(dòng)實(shí)體)、LAYER(分層操作)等有相當(dāng)?shù)牧私猓@樣就增加了許多繁瑣的操作，浪費(fèi)用戶的時(shí)間。較好的方法是采用全屏幕文字處理方式，操作者將各種說明都寫好，然后用LAYER、TEXT等命令將其轉(zhuǎn)化為CAD中的文字。在已完成的接觸網(wǎng)平面設(shè)計(jì)圖上，除了上述的設(shè)計(jì)說明外，在圖的下方設(shè)有表格欄。圖4.7.1是區(qū)間接觸網(wǎng)平面布置圖例。盡管只是從實(shí)際平面布置圖中截取的一部分，但圖中仍然能夠清楚地表明區(qū)間線路狀態(tài)的情況。具體項(xiàng)目介紹于下。一、側(cè)面限界側(cè)面限界是要確定支柱的橫向位置，實(shí)際上是在跨距已確定的情況下，確定支柱的電氣化鐵路接觸網(wǎng)是沿鐵路架設(shè)的，接觸網(wǎng)支柱必須符合《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》的要求。為了確保行車安全，要求接觸網(wǎng)支柱及其他電氣裝置的建筑物不得侵入根據(jù)《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定的鐵路接近限界。根據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路建筑限界》國際GB146.2建筑接近限界-1的規(guī)定，直線上建筑接近限界寬度為2440mm。但在機(jī)車走行線上允許降為2000mm。在曲線區(qū)段上，建筑接觸限界的寬度還應(yīng)加寬，加寬公式為：式中，R——設(shè)計(jì)線路的曲線半徑(m);H——計(jì)算點(diǎn)至軌面算起的高度(mm);h——外軌超高值(mm)。計(jì)算接觸網(wǎng)支柱側(cè)面限界時(shí)，一般可將H值取為3000mm。目前在設(shè)計(jì)中，由接觸網(wǎng)支柱內(nèi)緣至線路的距離，習(xí)慣上被稱為“支柱側(cè)面限界”,用符號(hào)CX表示。實(shí)際上，為安全起見，支柱側(cè)面限界的設(shè)計(jì)取值比建筑接近限界的規(guī)定值要大，其常用值見表4.1。表4.1支柱側(cè)面限界選用表曲線半徑(m)C曲線外側(cè)限界(m)曲線內(nèi)側(cè)限界(m) 對(duì)于軟橫跨支柱，側(cè)面限界一般取3.0m,位于基本站臺(tái)上時(shí)，取6.0m。軟橫跨支柱的側(cè)面限界比腕臂柱大，不是因受建筑物接近限界的限制，而是為了照顧到車站的美觀以及客流行人的方便，同時(shí)也是因安全檢修的需要，其橫向承力索及定位繩時(shí)的絕緣子串尾端至支柱內(nèi)緣需保持有600mm以上的距離。橋墩上的支柱，其設(shè)備條件受橋墩臺(tái)的制約。橋墩臺(tái)上支柱的側(cè)面限界，一般按表4.2選用。表4.2橋上支柱側(cè)面限界選用表曲線半徑(m)側(cè)面限界(m)5水塑塑JJH38/87H38/8.7H60/87H78/8.7H78/8.7H60/8.7H38/87100/IIG450/2G100/IIH60/8.72附加導(dǎo)線H480/6.6多H340/66H340/6.6H480/6.6H480/66H480/6.6H480/6.6H340/66H340/55H340/553圖4.1區(qū)間接觸網(wǎng)平面布置圖二、支柱類型在支柱類型欄內(nèi)要標(biāo)明每一個(gè)支柱的材質(zhì)、型號(hào)、容量、高度及數(shù)量。支柱從材質(zhì)上又有鋼支柱和鋼筋混凝土支柱之分。鋼支柱是以角鋼焊成的桁架式結(jié)構(gòu)的支柱，具有重量輕、強(qiáng)度高、抗碰撞、運(yùn)輸方便等優(yōu)點(diǎn)。在國外還有整體式圓柱形或等邊六角形鋼柱，這種鋼柱多用于腕臂支柱。鋼支柱從用途上又可分為腕臂柱、橋支柱、軟橫跨支柱和硬橫跨支柱。從結(jié)構(gòu)形式上又可分為普通鋼柱、分接腿鋼柱和斜接腿鋼柱，其表達(dá)形式為：其中，G表示支柱類型；分母13(或15)表示支柱高度(m);分子表示支柱容量，即支柱所能承擔(dān)的最大抗彎曲負(fù)荷值(kN·m)。若分子具有兩個(gè)數(shù)字，則第一個(gè)數(shù)字表示垂直線路方向所能承受的彎矩符合值；下標(biāo)字母M表示下錨支柱。除此之外，下標(biāo)字母還可能是：F,表示分接腿支柱；X,表示斜接腿支柱；Y,表示硬橫跨支柱等。2.鋼筋混凝土支柱鋼筋混凝土支柱分為普通鋼筋混凝土支柱和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土支柱。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土支柱采用高強(qiáng)度鋼筋，在制造支柱時(shí)應(yīng)先進(jìn)行預(yù)拉伸使其產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，它比普通鋼筋混凝土支柱在同等支柱容量情況下，具有用材少、重量輕等特點(diǎn)。接觸網(wǎng)支柱應(yīng)盡量采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土支柱，這種支柱與鋼支柱相比較，其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省鋼材。同時(shí)，支柱的地面以下部分代替基礎(chǔ)的效用，故不需要另澆注基礎(chǔ)，因而又具有利于施工、維護(hù)工作量小、使用壽命長等諸多優(yōu)點(diǎn)。在我國已廣泛推薦使用鋼筋混凝土支柱。鋼筋混凝土支柱廣泛使用的是矩形斷面的橫腹桿支柱，最近又廣泛在電氣化線路上采用等徑圓桿目前使用的矩形斷面的橫腹桿支柱，都是定型產(chǎn)品，其類型很多，一般用下述形式式中，H表示鋼筋混凝土支柱；分子38、(48-250)表示支柱容量(kN·m);分8.2(8.7)表示支柱的地面以上高度(m);2.6(3.0)表示支柱埋深(m)。全補(bǔ)償鏈形懸掛要比半補(bǔ)償鏈形懸掛結(jié)構(gòu)高度低，所以全補(bǔ)償采用的支柱也比半補(bǔ)償鏈形懸掛采用的支柱低(低0.5m),故8.2及8.7兩種。腕臂柱和軟橫跨支柱都可用擇鋼柱基礎(chǔ)的類型及鋼筋混凝土支柱的橫臥板類型與數(shù)量都與該支柱埋設(shè)地點(diǎn)的地質(zhì)情況有關(guān)，即和該地段的土壤類型(砂性土、粘性土、碎石土或巖石地段等)及線路狀態(tài)(挖方、填方)等有關(guān)。不同的土壤種類，其承壓力不同。在相同支柱容量情況下，所選擇的基礎(chǔ)類型(或橫臥板的類型與數(shù)量)也有差異。土壤的承壓力有以下兩種表示1)允許承壓力[R]2)安息角[9]土壤的安息角9是表示砂性土的自然坡度角，它與砂性土的內(nèi)摩擦角相接近，在一30°,其中正、負(fù)號(hào)與前述意義相同。在接觸網(wǎng)下部工程中，也常用安息角4表示地質(zhì)條件，因而，允許承壓力和安息角Φ二者均可以表示