西安地鐵高架段下錨方案模擬分析

馬億程++劉禹

摘要：本文針對西安地鐵三號線高架段柔性接觸網下錨拉線受預留基礎的影響，拉線不在下錨支的延長線上，與設計規范有沖突的問題。設計規范中的要求是：下錨拉線在平面上的方向原則上應與接觸懸掛下錨方向在同一直線上。結合現場實際情況，對下錨拉線的受力情況進行計算，通過分析拉線不在下錨支的延長線上時下錨拉線、支柱受力情況，計算下錨拉線及下錨支柱是否滿足設計要求。

關鍵詞：地鐵、下錨支、下錨拉線、運營。

中圖分類號：U225 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）01（A）-0000-00

接觸網下錨是接觸網設計的關鍵技術之一，其設計的合力性直接影響電客車的運行。對于下錨支柱，需要承受很大的順線路方向的拉力，為了減少支柱容量，通常用打拉線的辦法以平衡順線路方向的張力，這樣可以使錨支柱結構簡化、減輕重量和節省材料。顯然打拉線的作用是平衡承力索及接觸線下錨張力對錨柱產生的影響。因此，打拉線及其作用點和承力索及接觸線作用點應盡可能在同一鉛垂平面內。

由于鐵路高架段柔性接觸網下錨拉線受預留基礎的影響，拉線不在下錨支的延長線上，與設計規范有沖突的問題。不能保證設計規范中所要求的最佳狀態：下錨拉線在平面上的方向原則上應與接觸懸掛下錨方向在同一直線上。因此我們針對現場實際情況，對鐵路高架段柔性接觸網下錨進行模擬計算，通過數據來分析西安地鐵高架段柔性接觸網下錨設計的合理性，確保接觸網設備運行安全。

1.高架段柔性接觸網下錨簡介

在接觸網下錨拉線的設計中，常假設柱底鉸接，采用簡單的力矩平衡方法計算拉線的拉力，進而選擇拉線規格及配套的零部件型號。實際上，錨柱底部并非鉸接，而是剛接，錨柱本身要承擔一部分拉力。因此在實際情況中，拉線和支柱共同承擔了支柱所受到的外力以及力矩。為了分析下錨拉線不在下錨支的延長線布置時對支柱造成的危害，我們假設極限情況下，拉線承擔了全部支柱所受的力與力矩，此時拉線所受到的拉力是最大的，同時由于偏角產生的分力也是最大，拉線給予支柱的力矩也是最大即為對支柱的危害最大。

2.高架段柔性接觸網下錨設計

設計主要氣象條件：隧道外最高氣溫40℃、隧道外最低氣溫-15℃、風偏設計風速25m/s、結構設計風速35m/s、覆冰厚度5mm、污穢等級為重污區、雷電日14天/年、地震烈度為8度。

安裝用線材型號及張力：正線區段接觸線采用雙接觸線（2×CTAH150）張力為24KN、承力索采用雙承力索（2×JT150）張力為24KN。下錨拉線均采用以鍍鋁鋅鋼絞線（L×GT120）。

高架段柔性接觸網下錨支柱采用錐形鋼管支柱（ZG150/7）。

3.模型建立

結合現場勘查情況，=通過模型建立，分析可以發現，當下錨拉線在平衡下錨支對支柱產生的力矩的同時，由于偏角的存在，使得拉線對支柱產生了額外的分力，現本文將計算極限情況下拉線所產生的額外力矩對支柱所造成的危害。

4.工程數據計算

（1）西安地鐵三號線下錨支張力為24KN，下錨拉線基礎不在下錨支延長線的情況與下錨拉線基礎在下錨支延長線的情況，計算結果如下表所示：

（2）西安地鐵三號線下錨支張力為24KN，下錨拉線安裝高度在5m、6m、7m三種不同高度的情況下，計算結果如下表所示：

經過以上工程數據的計算分析，在同一跨距及下錨安裝高度相同的情況下，下錨拉線不在下錨支延長線上對于下錨拉線受力及下錨支柱合力的影響不大；在同一跨距的情況下，當下錨拉線安裝高度不同時，下錨拉線受力及下錨支柱合力變化較大，拉線安裝越高，下錨拉線受力及下錨支柱所受合力越大。

5.數據分析

西安地鐵三號線下錨支為雙線（接觸線或者承力索）均為24KN，此時下錨拉線額外對支柱產生的拉力為1.1KN，額外作用于柱子的力矩為6.6KN。

再根據西安地鐵三號線的設計參數：

懸掛類型2JTM150+2CTAH150+JT150+JT120，風速V=30m/s，計算出下錨支柱在考慮最大覆冰及風力影響的情況下支柱受到的力矩為98.3KN/m，再加上以上模型計算出的拉線額外給予的支柱的力矩，支柱在極限情況下所受到的合力矩為104.9KN/m。高架段下錨柱所選用的支柱容量均為150KN/m，有足夠的余量來承擔支柱所受到的力矩，所以高架段下錨情況符合要求。

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