横向支持装置和支柱

7.2.1 横向支持装置

7.2.1.1 支持装置的种类

分出这个题目是由于腕臂有各种设计类型包括多线路腕臂、软横跨和硬横跨。第4.2节中叙述了这些部件的现代设计并阐述了其在架空接触网中的功能。通常，它们被用于支持接触网设备，固定接触线和承力索的横向位置并将作用在架空接触网设备上的荷载可靠地传递给支柱。

7.2.1.2 旋转腕臂

在架空接触网设备中最频繁使用的独立支持装置是由管形部件组成的旋转腕臂。它们被固定于支柱、建筑物或其他结构上并以垂直轴为枢轴而转动。在新设备中已不再采用那些与支柱刚性连接的腕臂了。当然，在既有设备中仍然可能找到它们。图4.29所示的是一种采用承力索旋转线夹的旋转腕臂设计，该线夹被固定在腕臂管上，它除了支持承力索外，还提供了与平腕臂或顶部下锚绳的连接。采用这种设计，主要拉力集中在平腕臂上，因此通常允许使用绳索来代替平腕臂。在这种设计中，腕臂结构部件上的荷载主要是由顺线路方向的力组成的。该腕臂如图4.32所示，使用一种可沿平腕臂移动的承力索旋转线夹。当然，弯矩出现在顶部锚固件上，要求它具有相应的额定值。机械方面有效的腕臂部件可由钢管、钢或铜合金线、铝管、铝杆或玻璃纤维加强塑料 (玻璃钢) 管组成，其中玻璃钢管还可作为绝缘子使用。这种设计和几何结构，作用力的大孝作用力的方向等成为确定和分析腕臂部件横截面以及应用材料的主要因素。

图7.2 用于无轨电车线接触网的双线路腕臂

7.2.1.3 多线路腕臂

如果支持装置只能安装在多股道线路的一侧，那么多线路腕臂是一种可行的备选方案。多线路腕臂的几种设计都正在使用之中。图4.34所示的设计采用的是由2个U型槽钢对接或由矩形管组成的腕臂。如图所示，该腕臂横梁被用铰链固定到支柱上，而且装有和旋转腕臂相连接的吊柱，腕臂横梁和支柱之间呈45°角的绳索型拉线承受垂直荷载。

公共交通设施常常采用并排的管形合成材料 (GRP) 制成的多线路腕臂。这些腕臂被用来支撑有轨电车接触网 (承力索不连续) 或无轨电车型接触网的吊索(见图7.2)。

设置成45°角的绳索拉线也在这些情况下用于承受垂直荷载。与干线铁路相比，采用合成材料部件还可起到绝缘的作用，因而不必再装单独的绝缘子了。这些设施通常采用的电压为DC 600V或DC 750V。

多线路腕臂必须承受接触网设备的垂直荷载和水平荷载。由于安装和维修困难的缘故，其长度应限制在10m左右。

7.2.1.4 软横跨

接触网的软横跨具有适应场地能力强的优势，例如有两股以上并列股道的车站，可节省股道之间安装支柱的空间。各套支持装置可按需要装在软横跨上。对于多道岔的车站末端的架线来说，其优越性尤为明显。这类软横跨的长度可达80m。

实际上，由于运行和维修上的问题，软横跨的长度应被限制到40m。图4.35所示的是设置的原则，各支接触悬挂的重量所致的垂直荷载由横承力索承受，而水平定位由定位索拉紧。上定位索承受承力索定位产生的水平荷载，而下定位索承受接触线定位产生的水平荷载。

横承力索和定位索与接触悬挂机械连接。任何运动都将在这些线之间互相传递。这不符合高速铁路的要求。因此，德国铁路的GBr997.0101 (见 [7.6]) 准则建议德国铁路高速铁路线的各个股道采用独立支柱。这些准则一般在系统中被广泛采用。

横承力索具有一定的弛度，其值为横跨长度的1/8到1/10。软横跨的设计包括横承力索荷载的计算和尺寸的选择。不过，定位索的确定可因忽略其弛度而变简单。

7.2.1.5 硬横跨

在硬横跨中，刚性硬横梁支承各支接触悬挂。横梁是由线路两侧的支柱来支撑的。某些设计使用的旋转腕臂是通过吊柱固定在横梁上，采用其他形式时，横梁承受垂直荷载而且仅被用于承力索的横向控制。下定位索被用于定位接触线。图4.40所示的是采用桁架结构设计的横梁。硬横跨被用于横跨长度达40m的场所，若硬横跨长的话，则采用桁架钢结构设计更具有优越性。对于25m的跨距，可使用H形梁或空心型钢。为了减少维修的工作量，铝制硬横跨已用于某些公共交通设施 (见图7.3)。

图7.3 桁架结构的铝制硬横梁(照片Muller-Gerlach)

横梁承受腕臂所在垂直面的垂直力和吊柱所致的力矩。如果横梁上装有中心锚结或张力补偿装置，则水平面上会出现附加弯矩。