《高速電氣化鐵路接觸網》共13章,在概述接觸網基本原理的基礎上,系統地闡述了高速電氣化鐵路接觸網的支持裝置、結構特征、供電設施,并著重論述了高速接觸網的振動特性、弓網接觸壓力及其高速受流理論。同時,還討論和研究了高速接觸網的仿真技術、施工技術、檢測技術及安全運營維護等一系列的技術理論問題。它既全面地總結了我國電氣化鐵路接觸網的建設、運營經驗,又概括地介紹了國外高速接觸網的先進技術。既有技術性論述,又有理論性分析,體現了接觸網領域內的前沿性技術。
本書可作為高等學校鐵道電氣化專業(yè)的專、本科生的教學用書。也可供該專業(yè)碩士研究生及從事接觸網設計、工程建設及運營維護的高級技術人員閱讀參考。
隨著社會及經濟的發(fā)展,必然對鐵路交通提出更高要求,這是被證明了的客觀規(guī)律。20世紀60年代,日本建成了世界第一條高速電氣化鐵路——東京至大阪的新干線,創(chuàng)造了良好的社會及經濟效益,因而,引起世界各國的關注。20世紀80年代,法國及德國先后建成時速達300km/h的高速電氣化鐵路,極大地推動了本國經濟的發(fā)展。
當今世界的鐵路,提高列車運行速度是一項共同追求的目標。我國也在積極推進高速電氣化鐵路建設,先后對廣(州)一深(圳)線及哈(爾濱)一大(連)線進行了目標速度為160~200km/h的電氣化改造,接著又著手修建了時速為200~250km/h的秦(皇島)一沈(陽)高速客運專線,并正在籌建時速為300~350km/h的(北)京一滬(上海)高速鐵路。與此同時,我國還在大面積、大幅度地提高現有電氣化鐵路的運行速度,主要電氣化干線逐步達到時速160~200km/h,并將形成以北京為中心,以上海、廣州、沈陽等城市為速度圈的高速鐵路網。為適應我國高速電氣化鐵路發(fā)展的需要,作者撰寫了《高速電氣化鐵路接觸網》這本書。
本書以高速接觸網基本技術原理為核心,深入地分析了高速接觸網的結構特征和高速接觸網的受流理論;全面地總結了我國電氣化鐵路接觸網的技術成就,系統地論述了接觸網領域的理論成果,概括地介紹了國外高速接觸網的先進技術。因而本書是集理論性、學術性與實用性于一體的科技圖書,它體現了接觸網學科領域內的前沿性技術。
全書共13章:第一至三章闡述了高速接觸網的基本原理、參數計算及CAD方法;第四至六章敘述了高速接觸網的基本結構、供電設施及技術特征;第七至九章論述了高速接觸網的振動特性、受流理論及仿真原理;第十至十三章概述了高速接觸網的施工工程、檢測技術及運營維護。書中所述的各個部分前后貫通,有機銜接,既互相聯系,又保持相對的獨立,以適應教學、設計、施工、運營等各個專業(yè)單位及廣大相關工程技術人員研究和參考的需要。
本書除重點研究、分析高速接觸網的結構特征、振動特性及受流理論以外,還論述了與生產實際緊密相關的高速接觸網的施工技術、檢測技術以及安全運營維護等有關技術問題。在撰寫過程中,還特別注意到內容的系統性和實用性,做到理論和實踐的結合和統一。在擬定上述章節(jié)和內容時,考慮到施工工程對高速接觸網運行質量的重要影響,特約朱飛雄撰寫了第十章。同時,王祖峰、張北斗審閱了部分章節(jié),并提出諸多寶貴意見,借此特表謝意。盡管如此,由于時間倉促和作者擁有的資料有限,書中的缺點和不足定會存在,敬望廣大讀者提出寶貴意見。
第一章 接觸網的設計程序和設計組成
1.1 接觸網的設計程序
1.1.1 初步設計
1.1.2 技術設計
1.1.3 施工設計
1.1.4 施工配合與技術處理
1.2 接觸網設計的原始資料
1.3 接觸網設計的主要內容
1.4 接觸網設計計算氣象條件的確定
1.4.1 我國氣象區(qū)的劃分
1.4.2 接觸網設計計算氣象條件的確定
1.5 計算負載的決定
1.5.1 自重負載
1.5.2 冰負載
1.5.3 風負載
1.5.4 合成負載
第二章 接觸網的設計計算
2.1 自由懸掛導線的張力與弛度計算
2.1.1 等高懸掛的弛度計算
2.1.2 不等高懸掛的弛度和張力計算
2.1.3 懸掛線索實際長度的計算
2.2 簡單懸掛的狀態(tài)方程
2.3 半補償鏈形懸掛的張力與弛度
2.3.1 有載承力索的張力曲線
2.3.2 承力索的弛度計算
2.3.3 接觸線的弛度及在懸掛點處的高度變化曲線
2.3.4 無載承力索的張力及弛度曲線
2.3.5 最大風速時承力索張力Tcu值的驗算
2.4 全補償鏈形懸掛的安裝曲線
2.5 接觸線受風偏移和跨距許可長度的計算
2.5.1 經濟跨距和技術跨距
2.5.2 簡單接觸懸掛的受風偏移和最大跨距
2.6 鏈形懸掛接觸線的受風偏移和跨距長度
2.7 鏈形懸掛錨段長度的計算
第三章 高速接觸網的平面設計
3.1 站場接觸網的平面設計程序
3.2 接觸網平面設計的技術原則
3.2.1 平面設計的一般技術原則
3.2.2 劃分錨段
3.2.3 拉出值的確定
3.2.4 咽喉區(qū)放大圖
3.3 區(qū)間接觸網平面設計
3.3.1 區(qū)間錨段長度的劃分
3.3.2 區(qū)間支柱的平面設計
3.3.3 緩和曲線區(qū)段接觸線最大偏移值及跨距值的確定
3.4 隧道內接觸網的平面設計
3.4.1 隧道內接觸網的懸掛結構
3.4.2 隧道內接觸網平面設計的內容及技術原則
3.4.3 懸掛中心至線路中心距離δ的計算
3.4.4 接觸線拉出值的確定
3.5 表格欄及相應說明
3.5.1 側面限界
3.5.2 支柱類型
3.5.3 地質情況
3.5.4 基礎(橫臥板)類型
3.5.5 軟橫跨結點或拉桿、腕臂、定位管、定位器
3.5.6 安裝圖號
3.5.7 接觸線高度
3.5.8 工程數量統計表
3.5.9 說明或附注
3.6 接觸網機輔設計
3.6.1 接觸網CAD軟件的設計及組成
3.6.2 數據庫的構成
3.6.3 站場和樞紐接觸網平面CAD
3.6.4 區(qū)間接觸網平面CAD
3.6.5 隧道內接觸網平面CAD
3.6.6 接觸網工程設計安裝圖
第四章 支持裝置支柱及其基礎
4.1 支持裝置
4.1.1 概述
4.1.2 腕臂支持裝置
……
第五章 高速接觸網的結構特征
第六章 接觸網供電設施及結構
第七章 高速接觸網的振動特性
第八章 高速接觸網受流理論分析
第九章 高速接觸網的接觸網仿真原理
第十章 高速鐵路接觸網施工工程
第十一章 接觸網檢測技術
第十二章 高速接觸網的運營維護
第十三章 高速接觸網零部件
附錄一 拉桿、腕臂、定位管、定位器類型選用表
附錄二 接觸網常用零部件型號及參數表
附錄三 國家標準《標準軌距鐵路建筑限界》(GB146.2)
附錄四 接觸網平面圖圖例
參考文獻
第十三章 高速接觸網零部件
接觸網是一個龐大的空間機械系統,它用零部件實現有序的連接和接續(xù),把接觸線、承力索、支持裝置、絕緣元件、電氣設備以及支柱等連接成一個能傳遞電能并且有支持功能,同時具備相應強度的機械性質的整體系統。這個系統應能經受自然界多種氣象條件的侵襲,保證良好地向高速運行的電力機車傳送電能。
接觸網的零部件是接觸網系統的關節(jié)及紐帶,任何接觸網零部件的損壞,即意味著供電系統的破壞,使整體運行及供電系統陷人癱瘓。在一定意義上說,接觸網零部件是整體系統的一個重要環(huán)節(jié),既不能缺少,也不能被破壞。
隨著電氣化鐵路運行速度的不斷提高,線索的張力也在逐漸增大,因而,各種零部件的重要程度也更加突出地顯現出來,不僅是機械性能要提高,而且其電氣性能、溫度性能、防腐性能、抗振性能都要強化和提高。就零部件整體而言,其材質應具備強度高、韌性好、耐腐蝕的特點;就其性能而言,應具有重量輕、結構簡單、耐振性好、可靠性高、裝卸方便;從經濟角度而論,應該是取材廣泛,造價低廉,制造程序簡易。
當前,高速接觸網零件發(fā)展的方向是采用優(yōu)質材料,實現擠壓成型模式,并要求零件結構新穎、重量輕、防腐性能好。為滿足要求,材質上應根據不同使用條件選用銅材、鋁材、不銹鋼、合成材料等,加工工藝采用精密模鍛、精密冷沖成型、精密鑄造成型、數控自動化加工成型等。表面處理采用拋丸、表面氧化等電化學處理方法,有效地提高了安全性和可靠性,以達到少維修或無維修的目的。
接觸網零部件的類別多,形式多樣,差異性也很大,很難把全部零部件的功用、技術特征說明說透,下面就常用零部件所具有的共同問題略加闡述。