《高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)》共13章,在概述接觸網(wǎng)基本原理的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)地闡述了高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)的支持裝置、結(jié)構(gòu)特征、供電設(shè)施,并著重論述了高速接觸網(wǎng)的振動(dòng)特性、弓網(wǎng)接觸壓力及其高速受流理論。同時(shí),還討論和研究了高速接觸網(wǎng)的仿真技術(shù)、施工技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)及安全運(yùn)營(yíng)維護(hù)等一系列的技術(shù)理論問(wèn)題。它既全面地總結(jié)了我國(guó)電氣化鐵路接觸網(wǎng)的建設(shè)、運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn),又概括地介紹了國(guó)外高速接觸網(wǎng)的先進(jìn)技術(shù)。既有技術(shù)性論述,又有理論性分析,體現(xiàn)了接觸網(wǎng)領(lǐng)域內(nèi)的前沿性技術(shù)。
本書可作為高等學(xué)校鐵道電氣化專業(yè)的專、本科生的教學(xué)用書。也可供該專業(yè)碩士研究生及從事接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)、工程建設(shè)及運(yùn)營(yíng)維護(hù)的高級(jí)技術(shù)人員閱讀參考。
隨著社會(huì)及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,必然對(duì)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(jì)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(huì)及經(jīng)濟(jì)效益,因而,引起世界各國(guó)的關(guān)注。20世紀(jì)80年代,法國(guó)及德國(guó)先后建成時(shí)速達(dá)300km/h的高速電氣化鐵路,極大地推動(dòng)了本國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
當(dāng)今世界的鐵路,提高列車運(yùn)行速度是一項(xiàng)共同追求的目標(biāo)。我國(guó)也在積極推進(jìn)高速電氣化鐵路建設(shè),先后對(duì)廣(州)一深(圳)線及哈(爾濱)一大(連)線進(jìn)行了目標(biāo)速度為160~200km/h的電氣化改造,接著又著手修建了時(shí)速為200~250km/h的秦(皇島)一沈(陽(yáng))高速客運(yùn)專線,并正在籌建時(shí)速為300~350km/h的(北)京一滬(上海)高速鐵路。與此同時(shí),我國(guó)還在大面積、大幅度地提高現(xiàn)有電氣化鐵路的運(yùn)行速度,主要電氣化干線逐步達(dá)到時(shí)速160~200km/h,并將形成以北京為中心,以上海、廣州、沈陽(yáng)等城市為速度圈的高速鐵路網(wǎng)。為適應(yīng)我國(guó)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(wǎng)》這本書。
本書以高速接觸網(wǎng)基本技術(shù)原理為核心,深入地分析了高速接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特征和高速接觸網(wǎng)的受流理論;全面地總結(jié)了我國(guó)電氣化鐵路接觸網(wǎng)的技術(shù)成就,系統(tǒng)地論述了接觸網(wǎng)領(lǐng)域的理論成果,概括地介紹了國(guó)外高速接觸網(wǎng)的先進(jìn)技術(shù)。因而本書是集理論性、學(xué)術(shù)性與實(shí)用性于一體的科技圖書,它體現(xiàn)了接觸網(wǎng)學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)的前沿性技術(shù)。
全書共13章:第一至三章闡述了高速接觸網(wǎng)的基本原理、參數(shù)計(jì)算及CAD方法;第四至六章敘述了高速接觸網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)、供電設(shè)施及技術(shù)特征;第七至九章論述了高速接觸網(wǎng)的振動(dòng)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(wǎng)的施工工程、檢測(cè)技術(shù)及運(yùn)營(yíng)維護(hù)。書中所述的各個(gè)部分前后貫通,有機(jī)銜接,既互相聯(lián)系,又保持相對(duì)的獨(dú)立,以適應(yīng)教學(xué)、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)等各個(gè)專業(yè)單位及廣大相關(guān)工程技術(shù)人員研究和參考的需要。
本書除重點(diǎn)研究、分析高速接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特征、振動(dòng)特性及受流理論以外,還論述了與生產(chǎn)實(shí)際緊密相關(guān)的高速接觸網(wǎng)的施工技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)以及安全運(yùn)營(yíng)維護(hù)等有關(guān)技術(shù)問(wèn)題。在撰寫過(guò)程中,還特別注意到內(nèi)容的系統(tǒng)性和實(shí)用性,做到理論和實(shí)踐的結(jié)合和統(tǒng)一。在擬定上述章節(jié)和內(nèi)容時(shí),考慮到施工工程對(duì)高速接觸網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量的重要影響,特約朱飛雄撰寫了第十章。同時(shí),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(shí)間倉(cāng)促和作者擁有的資料有限,書中的缺點(diǎn)和不足定會(huì)存在,敬望廣大讀者提出寶貴意見。
第一章 接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)程序和設(shè)計(jì)組成
1.1 接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)程序
1.1.1 初步設(shè)計(jì)
1.1.2 技術(shù)設(shè)計(jì)
1.1.3 施工設(shè)計(jì)
1.1.4 施工配合與技術(shù)處理
1.2 接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)的原始資料
1.3 接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
1.4 接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算氣象條件的確定
1.4.1 我國(guó)氣象區(qū)的劃分
1.4.2 接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算氣象條件的確定
1.5 計(jì)算負(fù)載的決定
1.5.1 自重負(fù)載
1.5.2 冰負(fù)載
1.5.3 風(fēng)負(fù)載
1.5.4 合成負(fù)載
第二章 接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
2.1 自由懸掛導(dǎo)線的張力與弛度計(jì)算
2.1.1 等高懸掛的弛度計(jì)算
2.1.2 不等高懸掛的弛度和張力計(jì)算
2.1.3 懸掛線索實(shí)際長(zhǎng)度的計(jì)算
2.2 簡(jiǎn)單懸掛的狀態(tài)方程
2.3 半補(bǔ)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(jì)算
2.3.3 接觸線的弛度及在懸掛點(diǎn)處的高度變化曲線
2.3.4 無(wú)載承力索的張力及弛度曲線
2.3.5 最大風(fēng)速時(shí)承力索張力Tcu值的驗(yàn)算
2.4 全補(bǔ)償鏈形懸掛的安裝曲線
2.5 接觸線受風(fēng)偏移和跨距許可長(zhǎng)度的計(jì)算
2.5.1 經(jīng)濟(jì)跨距和技術(shù)跨距
2.5.2 簡(jiǎn)單接觸懸掛的受風(fēng)偏移和最大跨距
2.6 鏈形懸掛接觸線的受風(fēng)偏移和跨距長(zhǎng)度
2.7 鏈形懸掛錨段長(zhǎng)度的計(jì)算
第三章 高速接觸網(wǎng)的平面設(shè)計(jì)
3.1 站場(chǎng)接觸網(wǎng)的平面設(shè)計(jì)程序
3.2 接觸網(wǎng)平面設(shè)計(jì)的技術(shù)原則
3.2.1 平面設(shè)計(jì)的一般技術(shù)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(wǎng)平面設(shè)計(jì)
3.3.1 區(qū)間錨段長(zhǎng)度的劃分
3.3.2 區(qū)間支柱的平面設(shè)計(jì)
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(nèi)接觸網(wǎng)的平面設(shè)計(jì)
3.4.1 隧道內(nèi)接觸網(wǎng)的懸掛結(jié)構(gòu)
3.4.2 隧道內(nèi)接觸網(wǎng)平面設(shè)計(jì)的內(nèi)容及技術(shù)原則
3.4.3 懸掛中心至線路中心距離δ的計(jì)算
3.4.4 接觸線拉出值的確定
3.5 表格欄及相應(yīng)說(shuō)明
3.5.1 側(cè)面限界
3.5.2 支柱類型
3.5.3 地質(zhì)情況
3.5.4 基礎(chǔ)(橫臥板)類型
3.5.5 軟橫跨結(jié)點(diǎn)或拉桿、腕臂、定位管、定位器
3.5.6 安裝圖號(hào)
3.5.7 接觸線高度
3.5.8 工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)表
3.5.9 說(shuō)明或附注
3.6 接觸網(wǎng)機(jī)輔設(shè)計(jì)
3.6.1 接觸網(wǎng)CAD軟件的設(shè)計(jì)及組成
3.6.2 數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)成
3.6.3 站場(chǎng)和樞紐接觸網(wǎng)平面CAD
3.6.4 區(qū)間接觸網(wǎng)平面CAD
3.6.5 隧道內(nèi)接觸網(wǎng)平面CAD
3.6.6 接觸網(wǎng)工程設(shè)計(jì)安裝圖
第四章 支持裝置支柱及其基礎(chǔ)
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(wǎng)的結(jié)構(gòu)特征
第六章 接觸網(wǎng)供電設(shè)施及結(jié)構(gòu)
第七章 高速接觸網(wǎng)的振動(dòng)特性
第八章 高速接觸網(wǎng)受流理論分析
第九章 高速接觸網(wǎng)的接觸網(wǎng)仿真原理
第十章 高速鐵路接觸網(wǎng)施工工程
第十一章 接觸網(wǎng)檢測(cè)技術(shù)
第十二章 高速接觸網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)維護(hù)
第十三章 高速接觸網(wǎng)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(wǎng)常用零部件型號(hào)及參數(shù)表
附錄三 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路建筑限界》(GB146.2)
附錄四 接觸網(wǎng)平面圖圖例
參考文獻(xiàn)
第十三章 高速接觸網(wǎng)零部件
接觸網(wǎng)是一個(gè)龐大的空間機(jī)械系統(tǒng),它用零部件實(shí)現(xiàn)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(shè)備以及支柱等連接成一個(gè)能傳遞電能并且有支持功能,同時(shí)具備相應(yīng)強(qiáng)度的機(jī)械性質(zhì)的整體系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)應(yīng)能經(jīng)受自然界多種氣象條件的侵襲,保證良好地向高速運(yùn)行的電力機(jī)車傳送電能。
接觸網(wǎng)的零部件是接觸網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)節(jié)及紐帶,任何接觸網(wǎng)零部件的損壞,即意味著供電系統(tǒng)的破壞,使整體運(yùn)行及供電系統(tǒng)陷人癱瘓。在一定意義上說(shuō),接觸網(wǎng)零部件是整體系統(tǒng)的一個(gè)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(yùn)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(xiàn)出來(lái),不僅是機(jī)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(qiáng)化和提高。就零部件整體而言,其材質(zhì)應(yīng)具備強(qiáng)度高、韌性好、耐腐蝕的特點(diǎn);就其性能而言,應(yīng)具有重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耐振性好、可靠性高、裝卸方便;從經(jīng)濟(jì)角度而論,應(yīng)該是取材廣泛,造價(jià)低廉,制造程序簡(jiǎn)易。
當(dāng)前,高速接觸網(wǎng)零件發(fā)展的方向是采用優(yōu)質(zhì)材料,實(shí)現(xiàn)擠壓成型模式,并要求零件結(jié)構(gòu)新穎、重量輕、防腐性能好。為滿足要求,材質(zhì)上應(yīng)根據(jù)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(shù)控自動(dòng)化加工成型等。表面處理采用拋丸、表面氧化等電化學(xué)處理方法,有效地提高了安全性和可靠性,以達(dá)到少維修或無(wú)維修的目的。
接觸網(wǎng)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(shù)特征說(shuō)明說(shuō)透,下面就常用零部件所具有的共同問(wèn)題略加闡述。