接触网的纵向跨距和锚段长度

5.5.1 跨距和锚段长度的关系

纵向跨距和锚段长度对架空接触网设施投资费用有着重大影响，同时它也影响质量参数，如弹性均匀度和接触力压性能，因此进行架空接触网设计时尽可能采用最长的跨距和锚段是缩减费用最有效的手段。

5.5.2 最大可能的跨距

5.5.2.1 重要参数

就几何相互作用而言，在考虑了预期车辆运行和给定的风影响后，最大可能的跨距是指两个支柱之间能确保接触线不离开受电弓滑板的工作范围的距离。使用这一定义，最大可能跨距取决于下面这些因素：

—受电弓弓头的工作范围;

—设计该系统时考虑的风速;

—在工作高度接触点上受电弓的横向位移;

—架空接触网类型，尤其是施加在接触线和承力索上的张力;

风速和架空接触网类型、连同线索直径和张力这类参数已在前些章节中讨论过。在下面章节中，将分析与车辆有关的对架空接触网设施允许的纵向跨距的影响。

5.5.2.2 受电弓弓头的工作范围

按照图2.16，受电弓弓头的工作范围是确保滑板和接触线之间的安全接触，它取决于弓头的设计。假设接触线很少运行到超出滑板外正好达到工作范围极限的地方，因而弓头的工作范围大于滑板长度是可以接受的。例如德国铁路用于最大速度280km/h的标准受电弓弓头是1950mm宽，受电弓弓头工作范围是1450mm，而滑板长度是10³0mm; 当讨论接触网和受电弓之间的几何相互作用时，也要考虑车辆的横向摆动及其对受电弓位置的影响。

这里有两种基本情况要考虑：

—第1种情况指静态状况。在这种情况下，无风载时接触线的几何位置表示为支柱处的拉出值和在跨中处的位移不应离开受电弓滑板。同时也必须考虑车辆的摆动。

—第2种情况，将设计的最大风力补充到第1种情况中去，在这种情况下，接触线可能滑到滑板外的受电弓部分，设计时将其定为工作范围。

一些参数，尤其是跨距，必须进行选择，以使这些条件得到满足。然而，需要注意列车时速在230km以上的接触网情况，可能需要限制跨距来获得理想弹性并改善受电弓和接触网之间的动态相互作用 (见第9.5.5.2节)。

5.5.2.3 车辆的横向摆动

在受流器器工作高度处，车辆的横向摆动作用取决于：

—接触线高度和受流器工作高度;

—受流器接触面上的滑动系数和滑动高度;

—车轮组和转向架组的几何形状和特性;

—受电弓肘接处高度、受电弓灵活性和结构公差;

—轨距、曲线半径、超高不足、横向轨道移动以及横向轨顶高差和公差不足。

要指出的是，受电弓弓头在其运行高度处的横向位移是车辆特有的性能。德国铁路所有运行速度在200km/h以下的架空接触网设施设计都允许受电弓中心相对线路中心线有运动学的位移 (如图5.16所示)。对于高速铁路系统，设计出适应整个欧洲标准化车辆的架空接触网是最理想的。此时，要求符合UIC规范606-1中各项参数的极限范围，图5.17所示是各种车辆的受电弓中心的运动学位移和曲线半径250m及1000m的接触线高度之间的关系。　标有ICT缩写字样的车辆配备有曲线上自动倾斜装置。

图5.16 德国Bahn采用的受电弓弓头的横向位移(它是计算接触线极限位置的基础，接触线高度为5.30m) 与曲线半径的函数关系

图5.17 选定车辆的受电弓弓头的横向位移与接触线高度的函数关系

a) R=250m; b) R=1000m

5.5.2.4 受风偏移时的接触线的极限位置

将受电弓工作范围减去受电弓弓头中心的运动学位移可得出接触线的定位范围。图5.19，风偏移下接触线允许的极限位置是综合了受电弓弓头在运行最大速度和最低速度下的受电弓运行范围与其运动学位移的相互作用。这个运动学位移是围绕受电弓弓头相对于通过受电弓弓头中心线连接钢轨顶端并垂直于这条线 (也称为超高中心线) 的平面。曲线内侧极限位置是从最大时速的工作范围极限推导出来的，曲线外侧极限位置是从低速时工作范围极限值推导出来的。相对于线路中心线和采用运行宽度1450mm的受电弓弓头来说，曲线外侧风载时接触线位置极限值是725mm。如图5.19所示，曲线内侧的接触线极限位置可以按照图5.18与曲线半径有关的受电弓弓头位置极限值和值725mm推导出来，它是受电弓弓头工作范围的一半。

图5.18 德国铁路规定的受风偏移时接触线的极限位置

(a)按照No. 9.Ebs02.05.06确定的极限位置;(b)由图5.17 (线路横向地固定)确定的极限位置;(c)由图5.17 (线路没有横向地固定) 确定的极限位置

图5.19 有风或无风情况下接触线允许极限位置的确定

---—风作用下的极限位置; ……—静止状态下的极限位置; a₁