上跨桥处电气化铁路接触网吊柱装配负荷计算及应用

邓小桃　王睿

【摘 要】接触网工程中经常遇到人行天桥或公路桥上跨铁路的情况，如何做好接触网在桥下的安装，保证接触网安全运行是接触网工程中的一个重要环节，本文介绍上跨桥处吊柱接触网中间柱装配形式，供大家参考。

【关键词】上跨桥；吊柱

1.问题提出

在接触网工程中，经常会遇到人行天桥或公路桥跨越铁路的情况，一般来说，在条件允许的情况下，会尽可能避免在桥体的下方对接触网定位安装，但在条件受限时，就有必要考虑在桥体下面进行定位。如何在桥体的下方对接触网进行定位，需要具体情况具体分析，本文介绍桥体下方吊柱中间柱装配的计算、安装，供大家参考。

2.实际情况分析

上跨桥的桥体下方安装接触网是在不得已的情况下才考虑的，因为桥是人员或车辆通行的通道，一方面，人员或车辆通过时，难免造成桥体的震动，对接触网的稳定性产生影响，另一方面，如果桥体保护接地状态不良，当接触网绝缘发生故障时，就有可能危及人员的人身安全。因此，接触网设计时，一般尽量不考虑在桥体下方安装接触网，但当条件受限时，就有必要考虑此种方案。考虑此方案时，又必须满足一定的净空要求，即接触网带电部分距桥底距离不得小于最小绝缘距离，并且在保证接触线不低于最低高度的前提下，接触网结构高度必须达到接触网安装要求，否則不得考虑此方案。

当考虑桥体下方安装接触网时，除了要满足上述条件外，还应尽量避免桥下安装转换柱、中心柱或锚柱，以安装中间柱为最佳方案。下面以桥下中间柱装配为例，介绍其计算、安装方法和注意事项。

3.桥下中间柱装配形式确定与计算

3.1桥下中间柱腕臂装配形式的确定

根据线路情况和接触网布置情况，确定桥下安装吊柱的位置，腕臂装配形式（是正定位还是反定位），计算、确定平腕臂、斜腕臂和定位管长度，选择相应的定位器等。

3.2根据选定的腕臂装配形式，计算吊柱负荷

桥下接触网吊柱负荷是指在吊柱在工作状态下，吊柱所承受的垂直负荷和水平负荷的所产生力矩的总和。吊柱负荷越大，吊柱底座承受的弯矩就越大。吊柱负荷的计算，就是计算吊柱与桥底连接处螺栓可能出现的最大弯矩，并根据最大弯矩选择相应容量的吊柱。

吊柱最大弯矩，除了与吊柱的侧面限界、吊柱类型、接触网悬挂形式、线索高度等因素有关外，还与计算的气象条件有关，如最大风速、最大附加负载或最低温度等，应该把可能出现的情况都考虑到，取其中最大值作为吊柱容量选择的依据和吊柱底座基础确定的依据。

3.2.1 根据腕臂装配形式，对整个装配做受力分析，以正定位装配图为例作分析，如图1所示：吊柱腕臂受力分析图，其中各参数分别为

L-吊柱长度（m）

X-承力索至桥底的垂直距离（m）

h-接触网结构高度（m）

Cx-承力索或接触线悬挂点至吊柱中心线的距离（m）

Gc-承力索垂直负荷（包括覆冰重量，取最大覆冰）（N）

Gj-接触线垂直负荷（包含覆冰重量，取最大覆冰）（N）

Gw-接触悬挂支持装置垂直负载（包含覆冰重量，取最大覆冰）（N）

P0-吊柱承受的风负载（N）

Pc-承力索承受的风负载（N）

Pzc-承力索的“之”字力（N）（这里按简单直链形悬挂考虑）

Prc-承力索曲线水平力（N）

Pj-接触线承受的风负载（N）

Pzj-接触线的“之”字力（N）

Prj-接触线曲线水平力（N）

3.2.2中间柱负荷计算

（1）直线正定位中间柱负荷计算。

按受力最不利的情况考虑，吊柱承受的力矩和按下式计算：

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）

两计算结果的绝对值取大者：

（2）直线反定位中间柱负荷计算。

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

（3）曲线曲外正定位负荷计算。

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）

两计算结果的绝对值取大者

（4）曲线曲内反定位负荷计算。

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

3.3选择吊柱并确定吊柱底座螺栓大小

（1）根据计算的力矩值，并在满足所需安全系数条件下，选择相应容量的吊柱。

（2）根据计算的力矩值，确定固定吊柱底座基础的弯矩，从而确定桥底预埋螺栓的强度。

4.吊柱负荷计算应注意的问题

（1）吊柱负荷计算必须根据现场情况，先确定腕臂的装配形式，是直线还是曲线，是正定位还是反定位，是直链形悬挂还是半斜链形悬挂，腕臂装配形式不同，计算方法就不同。

（2）确定了悬挂形式后要做好受力分析，切记不得漏项，力的大小有的需根据现场情况计算或查阅资料，力的大小和方向必须按最不利的情况考虑。

（3）选取腕臂装配结构的各参数时，应尽量准确，避免误差过大。

（4）反定位时，腕臂结构、承力索和接触网的重力产生的力矩方向和线索水平力产生的力矩方向一致，计算时风负载产生的力矩方向选择与上述力矩方向一致。但对正定位来说，风负载的两种方向必须都考虑到，因为正定位时，腕臂结构、承力索和接触网重力产生的力矩方向和线索水平力产生的力矩方向相反，两者的合力矩方向只有通过两者的差值才能反映出来，只有选取风负载力矩方向和上述差值方向一致时才是最不利的情况。

5.结束语

上述桥体下方腕臂装配是针对中间柱腕臂装配进行的分析和计算，如果桥体下方需要安装转换柱腕臂，其计算公式需另外推导，推导方法同上。

桥体下方安装腕臂，除考虑腕臂结构的稳定性、安全性外，还必须考虑接触网带电部分与桥体接地体之间的绝缘距离，当绝缘距离不能满足要求时，则必须采用其他的安装方式或者取消桥下安装的方案。 [科]

【参考文献】

[1]于万聚.《高速电气化铁道接触网》成都：西南交通大学出版社，2003.