7.5.1 简介
接触网支柱可归为单支柱类,即使桁架钢支柱也要采用腕臂设计。支柱荷载的特点是承受弯矩,而这些弯矩应严加限制。支柱的容量包括确定长度、内力或内力矩以及相应支柱类型的选择或设计。
7.5.2 支柱长度的确定
支柱长度的确定必须考虑架空接触网的悬挂、牵引供电线路 (附加线) 的设置以及支柱基础面相对于轨面的高度。区间所用支柱的高度由以下因素确定:
—轨面 (TR) 和基础顶部 (TOF) 之间的距离e;
—接触线高度 (CWH);
—结构高度 (SH);
—腕臂上底座与牵引供电线路 (附加线) 的悬吊装置或其下锚设备之间的距离(TPLH)。
—牵引供电线路 (附加线) 绝缘要求的净空;
—支柱顶部与牵引供电线路或腕臂上底座间所必须有的距离(AL)。采用钢支柱时AL为0.10~0.15m; 采用混凝土支柱时则为0.20~0.30m。
例: 设e=0.70m,CWH =5.50m,SH=1.80m,AL =0.10m时可求出支柱长度为8.10m。由于市场销售的支柱长度是按0.25m或0.5m分档,则选择长度为8.0m的支柱。而在建造基础顶部时,选择e =0.60m可起到补偿作用。
7.5.3 荷载、内力和内力矩
如上所述,来自各种情况的力作用在接触网的支持装置上。通过腕臂作用的荷载包括:
—来自接触悬挂的荷载,包括自重、风荷载;
—腕臂本身的重量 (见第7.4.2.1节)。
作用在下锚处的荷载包括:
—由于接触悬挂下锚所致的张力;
—由张力补偿装置自重所致的荷载。
在中心锚结处的荷载包括:
—由于中心锚结绳产生的力;
—由于中心锚结下锚所致的力。
牵引供电线路 (附加线) 的荷载包括:
—风荷载;
—径向负载;
—由中间或终端下锚所致的荷载。
在软横跨支持装置处有:
—来自横承力索和定位索处的荷载。
在使用时,必须考虑到来自隔离开关引线和其他设备,诸如变压器和照明设备之类的荷载,在各种情况下自重和风对结构部件的影响都在起作用。
为与土木工程的术语一致,荷载可以分为固定荷载和变化荷载。自重和长期作用的拉力可被归到第一类,而风和冰荷载则归到第二类。根据欧洲标准规定的准则,作用力的设计荷载可由固定作用力Fs,j和由变化作用力Fv,j的合力求出
式中 γG和γQ为局部系数,而Ψ0是组合系数,它们是
用于增加固定作用的荷载时,γG=1.35;用于减少固定作用的荷载时,γG=1.00;用于变化作用力时,γQ=1.50;用于风荷载时,Ψ0=0.60;用于冰荷载时,Ψ0=0.70。
图7.15 架空接触网支柱上的荷载、内力和内力矩
根据图7.15,可以计算基础顶部的力矩和横向力。与线路垂直的荷载产生力矩My和横向力Qz,而与线路平行的荷载产生力矩Mz和力Qy。力Qx表示垂直荷载之和。力矩Mx代表支柱轴上的扭矩,它可能是由与支柱轴有关的荷载的不对称作用而致,在基础的顶部,垂直力将是
式中,γGk和γQi表示单个局部系数,而Vi、Vk是垂直荷载,可由用于导线和线索的式(5.7) 求出。与线路垂直的荷载为
根据式(5.10)、式 (5.14) 和式(5.17),力FHk是由接触悬挂和牵引供电线路(附加线)产生的。力FW,zk是风荷载,可由用于接触悬挂的式 (5.27)求出。它们可能从两个方向交替作用。
与线路平行的力
在多数情况下是因接触悬挂和牵引供电线路 (附加线) 的下锚而产生的。如果支柱上没有装腕臂,例如接触悬挂下锚的支柱不装腕臂,才需要考虑风的作用。固定最大荷载增加,所乘的局部系数γG,i为1.15。
由距离支柱中心轴为yi和zk的横向力和重力作用所致的弯矩为
和
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