1、高速铁路接触网设计中铁二院电化院中铁二院电化院 杨佳杨佳20122012年年5 5月月1616日日目录目录高速铁路接触网特点和设计重点高速铁路接触网特点和设计重点2高速铁路接触网系统设计高速铁路接触网系统设计1高速铁路接触网系统设计高速铁路接触网系统设计v接触网设计目标接触网设计目标可用性:满足单列动车组及两列联挂动车组按设计速度值运行,接触线的磨耗要小且均匀。可用性:满足单列动车组及两列联挂动车组按设计速度值运行,接触线的磨耗要小且均匀。安全性:能满足列车设备、接触网设备及人身安全。安全性:能满足列车设备、接触网设备及人身安全。可靠性:接触网支持结构及零部件设备满足安全系数及冗余设计。可靠性
2、:接触网支持结构及零部件设备满足安全系数及冗余设计。可维护性:便于运营维护及故障抢修可维护性:便于运营维护及故障抢修v基于以上目标的系统设计基于以上目标的系统设计 设计基础数据:机车运行速度、线路技术条件、牵引供电系统设计数据、气象环境条件、受设计基础数据:机车运行速度、线路技术条件、牵引供电系统设计数据、气象环境条件、受电弓数据、系统设计寿命。电弓数据、系统设计寿命。可用性设计:可用性设计:1、接触网系统设计寿命应不小于、接触网系统设计寿命应不小于30年,接触导线寿命应磨耗确定,或不少于年,接触导线寿命应磨耗确定,或不少于200万弓架次。万弓架次。2、动态接触压力标准:、动态接触压力标准:速
3、度速度(km/h)250250300300350350平均接触压力(平均接触压力(N)130150180最大接触压力(最大接触压力(N)250250350最小接触压力(最小接触压力(N)0 00 00 0高速铁路接触网系统设计高速铁路接触网系统设计3、仿真计算离线率应小于、仿真计算离线率应小于14、最高行车速度与接触线波动传播速度之比不应大于、最高行车速度与接触线波动传播速度之比不应大于0.7波动传播速度波动传播速度C=3.6*HF/mF(m/s)最高行车速度最高行车速度Vmax0.7C5、弹性链形悬挂的弹性不均匀度不应大于、弹性链形悬挂的弹性不均匀度不应大于10;简单链形悬挂的弹性不均匀度;
4、简单链形悬挂的弹性不均匀度250km/h300km/h不宜大于不宜大于40,350km/h不宜大于不宜大于25。根据国内外运行线路的检测数据分析评估及计算机仿真模拟分析评估确定接触网系统设计参数。根据国内外运行线路的检测数据分析评估及计算机仿真模拟分析评估确定接触网系统设计参数。6、悬挂类型、悬挂类型 可采用全补偿简单链形悬挂或全补偿弹性链形悬挂,并经综合比较后确定。弹性链型悬挂适可采用全补偿简单链形悬挂或全补偿弹性链形悬挂,并经综合比较后确定。弹性链型悬挂适用于双弓或多弓的高速取流,跨距较大、接触线张力的选取较小的接触网系统。简单链型悬用于双弓或多弓的高速取流,跨距较大、接触线张力的选取较小
5、的接触网系统。简单链型悬挂适用于单弓取流、跨距缩小、接触线张力加大的接触网系统。挂适用于单弓取流、跨距缩小、接触线张力加大的接触网系统。7、导线材料选择及张力、导线材料选择及张力施工配合及处理施工配合及处理速度目标值速度目标值线材及张力组合线材及张力组合备注备注250km/h300km/hJTM/JTMH-120(21kN)+CTMH-150(30kN)250km/hJTM/JTMH-120(20kN)+CTS-150(25kN)JTM/JTMH-120(20kN)+CTS-120(20kN)高速铁路接触网系统设计高速铁路接触网系统设计8、悬挂高度及结构高度、悬挂高度及结构高度 车站、区间接触
6、网高度应一致,接触线最低的悬挂点高度不宜小于车站、区间接触网高度应一致,接触线最低的悬挂点高度不宜小于5300mm,接触线最低点接触线最低点高度不宜小于高度不宜小于5150mm;结构高度为;结构高度为1.6m。9、锚段长度及跨距布置、锚段长度及跨距布置 正线区段接触网锚段长度不宜大于正线区段接触网锚段长度不宜大于2700m。隧道内不应大于。隧道内不应大于2700m。跨距宜经系统仿真评估后确定,一般可按下表选用。跨距宜经系统仿真评估后确定,一般可按下表选用。10、吊弦分布及预留弛度、吊弦分布及预留弛度 吊弦吊弦810m均匀布置,速度在均匀布置,速度在300350km/h区段,最短吊弦长度不小于区
7、段,最短吊弦长度不小于600mm,结构高度不得小于结构高度不得小于1.1m;速度在;速度在200250km/h区段,最短吊弦长度不小于区段,最短吊弦长度不小于500mm;简单链形悬挂一般预留弛度简单链形悬挂一般预留弛度0.5L,弹链不预留弛度。,弹链不预留弛度。11、分相布置及锚段关节、分相布置及锚段关节施工配合及处理施工配合及处理 设计速度设计速度250km/h250km/h300km/h300km/h350km/h350km/h简单链型悬挂标准跨距(m)505050最大跨距(m)555555弹性链型悬挂标准跨距(m)606055最大跨距(m)656560高速铁路接触网系统设计高速铁路接触网
8、系统设计 锚段关节宜采用五跨形式;电分相采用带中性区的锚段关节方式,中性区长度应根据受电弓锚段关节宜采用五跨形式;电分相采用带中性区的锚段关节方式,中性区长度应根据受电弓的数量、间距及运用方式等因素综合确定,一般采用的数量、间距及运用方式等因素综合确定,一般采用2个个4跨绝缘锚段关节构成的跨绝缘锚段关节构成的6跨形式。跨形式。安全性设计安全性设计1、车辆设备安全、车辆设备安全 接触网设备应满足车辆接近限界的距离要求及受电弓动态包络线空间及绝缘距离要求。接触网设备应满足车辆接近限界的距离要求及受电弓动态包络线空间及绝缘距离要求。2、定位器抬升安全、定位器抬升安全 非限位式接触线定位装置结构的抬升
9、量至少应是接触线最大抬升量的非限位式接触线定位装置结构的抬升量至少应是接触线最大抬升量的2倍。限位式接触线定倍。限位式接触线定位装置结构的抬升量则至少应是接触线最大抬升量的位装置结构的抬升量则至少应是接触线最大抬升量的1.5倍。倍。3、绝缘安全、绝缘安全 污秽等级的选用和划分应考虑地理环境和结合具体工作条件的特点确定。污秽等级的选用和划分应考虑地理环境和结合具体工作条件的特点确定。25kV绝缘子爬电绝缘子爬电距离不应小于距离不应小于1400mm。4、设备及人身安全、设备及人身安全p25kV带电体空气绝缘间隙满足要求,线索对地及线索间满足绝缘距离要求;带电体空气绝缘间隙满足要求,线索对地及线索间
10、满足绝缘距离要求;p雷害引起重大运行影响处雷害引起重大运行影响处(重雷区、高路基、高架桥及隧道口等重雷区、高路基、高架桥及隧道口等)设置氧化锌避雷器,绝缘子设置氧化锌避雷器,绝缘子可采用复合绝缘子;可采用复合绝缘子;p补偿装置采用具有断线制动的棘轮补偿方式;补偿装置采用具有断线制动的棘轮补偿方式;高速铁路接触网系统设计高速铁路接触网系统设计p接触网接地接入铁路综合接地系统接触网接地接入铁路综合接地系统,牵引网应设置作为钢轨工作回流的并联通道。上、下行回牵引网应设置作为钢轨工作回流的并联通道。上、下行回流线或保护线每间隔一定距离设过轨并联一次,并与综合接地系统相连;回流线或保护线在不大流线或保护
11、线每间隔一定距离设过轨并联一次,并与综合接地系统相连;回流线或保护线在不大于于1500m的地点必须通过扼流圈中点与钢轨连接一次,并接入综合接地系统。具体接入点及其的地点必须通过扼流圈中点与钢轨连接一次,并接入综合接地系统。具体接入点及其间隔需经供电专业和信号专业检算。在行人较多的车站,应在站台设计中采取保障旅客生命安全间隔需经供电专业和信号专业检算。在行人较多的车站,应在站台设计中采取保障旅客生命安全的措施。的措施。p在跨线建筑物及隧道口采用绝缘导管;在跨线建筑物及隧道口采用绝缘导管;p线索悬挂固定处采用预绞式护线条;线索悬挂固定处采用预绞式护线条;p支柱及设备处设置高压危险警示标。支柱及设备
12、处设置高压危险警示标。可靠性设计可靠性设计1、气象条件采用、气象条件采用p接触网设计的温度、覆冰厚度等气象条件,应根据最近记录年限接触网设计的温度、覆冰厚度等气象条件,应根据最近记录年限25年及以上的沿线气象资料年及以上的沿线气象资料计算。接触网系统正常工作时的最大温度变化范围宜取计算。接触网系统正常工作时的最大温度变化范围宜取100K。p接触网基本风速分为运行基本风速和结构基本风速,运行基本风速应按有关专业确定的正常接触网基本风速分为运行基本风速和结构基本风速,运行基本风速应按有关专业确定的正常行车风速确定,无确切资料时应按现行行车风速确定,无确切资料时应按现行电力牵引供电设计规范电力牵引供
13、电设计规范确定。结构基本风速应根据确定。结构基本风速应根据建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范(2006年版)(年版)(GB50009-2001)50年一遇基本风压计算确定,计算年一遇基本风压计算确定,计算运行设计风速和结构设计风速时,应根据地区、地形、高度对相应基本风速进行修正使用,并保运行设计风速和结构设计风速时,应根据地区、地形、高度对相应基本风速进行修正使用,并保证接触网主要构件在结构设计风速下不被破坏。隧道内结构应考虑驶过列车引起的气动力的影响证接触网主要构件在结构设计风速下不被破坏。隧道内结构应考虑驶过列车引起的气动力的影响。高速铁路接触网系统设计高速铁路接触网系统设计2、零部件采用、
14、零部件采用p零部件的选型(包括结构、材质、加工工艺等)应满足结构合理、配合得当、安全可靠、类零部件的选型(包括结构、材质、加工工艺等)应满足结构合理、配合得当、安全可靠、类型相对较少、满足景观要求、标准化成熟。型相对较少、满足景观要求、标准化成熟。p处于振动较强的网上悬挂零件结构、材质应考虑耐疲劳特性,相应的紧固件应考虑必要的冗处于振动较强的网上悬挂零件结构、材质应考虑耐疲劳特性,相应的紧固件应考虑必要的冗余或防松措施。与接触线连接的网上金具应采用质量轻、强度高、耐腐蚀、导电好的材料制造。余或防松措施。与接触线连接的网上金具应采用质量轻、强度高、耐腐蚀、导电好的材料制造。p在允许条件下尽量采用
15、铜合金、铝合金等有色金属(如:接触网绝缘子带电侧零部件)零部在允许条件下尽量采用铜合金、铝合金等有色金属(如:接触网绝缘子带电侧零部件)零部件。对于黑色金属(碳钢、铸钢等)零部件应应结合运行环境,采用可靠的表面热浸镀锌防腐措件。对于黑色金属(碳钢、铸钢等)零部件应应结合运行环境,采用可靠的表面热浸镀锌防腐措施。施。3、接触线、承力索安全系数、接触线、承力索安全系数 在考虑接触线、承力索允许工作温度、接触线最大磨耗、风和冰载、补偿装置精度和效率等在考虑接触线、承力索允许工作温度、接触线最大磨耗、风和冰载、补偿装置精度和效率等因素引起的折减系数后,接触线、承力索允许工作应力不应超过其最小拉断应力的
16、因素引起的折减系数后,接触线、承力索允许工作应力不应超过其最小拉断应力的65%。接触。接触线额定工作张力应满足波动传播速度的要求,经系统仿真试验后确定,并在任何条件下安全系数线额定工作张力应满足波动传播速度的要求,经系统仿真试验后确定,并在任何条件下安全系数不能小于不能小于2.0。4、支持结构、支持结构 正线接触网支持结构宜优先采用单腕臂柱形式,无柱雨棚的车站站台应避免立杆,多股道并正线接触网支持结构宜优先采用单腕臂柱形式,无柱雨棚的车站站台应避免立杆,多股道并行区段可采用硬横跨结构。腕臂柱应采用热浸镀锌热轧行区段可采用硬横跨结构。腕臂柱应采用热浸镀锌热轧H型钢柱或钢筋混凝土等径园支柱的旋转型
17、钢柱或钢筋混凝土等径园支柱的旋转平腕臂结构。斜腕臂与水平腕臂间加设腕臂支撑,平腕臂结构。斜腕臂与水平腕臂间加设腕臂支撑,高速铁路接触网系统设计高速铁路接触网系统设计300-350km/h时腕臂、定位管一般采用铝合金管,时腕臂、定位管一般采用铝合金管,250km/h时腕臂、定位管一般采用钢管时腕臂、定位管一般采用钢管。正线定位器采用铝合金限位定位器,设置防风拉线及等电位连接线。正线定位器采用铝合金限位定位器,设置防风拉线及等电位连接线。5、基础工程、基础工程 支柱基础、拉线基础、隧道固定及下锚基础宜采用法兰连接,路基地段支柱及拉线基础由站支柱基础、拉线基础、隧道固定及下锚基础宜采用法兰连接,路基
18、地段支柱及拉线基础由站前专业预留机械钻孔灌注桩基础;高架桥地段支柱及拉线基由站前专业预留法兰连接型基础;硬前专业预留机械钻孔灌注桩基础;高架桥地段支柱及拉线基由站前专业预留法兰连接型基础;硬横跨及软横跨钢柱采用现浇混凝土基础。隧道固定一般优先采用土建预埋基础方式(预埋槽道)横跨及软横跨钢柱采用现浇混凝土基础。隧道固定一般优先采用土建预埋基础方式(预埋槽道),也可采用后植化学锚栓方式。,也可采用后植化学锚栓方式。6、可维护性设计、可维护性设计隔离开关设置隔离开关设置p供电线(供电线(T线、线、F线)上网点;一般变电所处为单极,线)上网点;一般变电所处为单极,AT所、所、AT分区所为双极分区所为双
19、极p电分相处设置双向单极联络隔离开关电分相处设置双向单极联络隔离开关p变电所的电分相处设置上下行并联双极开关;变电所的电分相处设置上下行并联双极开关;p长度大于长度大于6km的隧道或隧道群洞口处宜设置常闭双极隔离开关的隧道或隧道群洞口处宜设置常闭双极隔离开关pAT所处设置绝缘关节,并加装常闭双极电动隔离开关(应与隧道口及车站关节综合考虑)所处设置绝缘关节,并加装常闭双极电动隔离开关(应与隧道口及车站关节综合考虑)p车站两侧绝缘锚段关节处设双极开关车站两侧绝缘锚段关节处设双极开关p独立供电的单元间设单级或双极开关独立供电的单元间设单级或双极开关p所有开关全部纳入远动控制系统所有开关全部纳入远动控
20、制系统高速铁路接触网系统设计高速铁路接触网系统设计2、上下行绝缘距离、上下行绝缘距离 接触网供电分段应满足运输需求,宜满足接触网供电分段应满足运输需求,宜满足“V”型天窗、矩形天窗检修条件。上下行接触网间型天窗、矩形天窗检修条件。上下行接触网间实现电气分开,渡线一般设分段绝缘器;上下行接触网带电体间的距离一般不小于实现电气分开,渡线一般设分段绝缘器;上下行接触网带电体间的距离一般不小于2000mm,困难时不小于困难时不小于1600mm。3、综合维修设备配置、综合维修设备配置 依据依据关于印发电气化铁路接触网故障抢修规则的通知关于印发电气化铁路接触网故障抢修规则的通知(铁运(铁运200939号)
21、及号)及接触网接触网运行检修规程运行检修规程(铁运(铁运200769号)、号)、高速铁路接触网运行检修暂行规程高速铁路接触网运行检修暂行规程(铁运(铁运201110号)要求,一般按以下方式配置:号)要求,一般按以下方式配置:车辆配置:车辆配置:工具配置:工具配置:施工配合及处理施工配合及处理工作项目或费用名称单位数量接触网作业车(带检测装置)辆2轨道平车 Q=30t辆1电力工程抢修车辆1接触网巡视车辆1高速铁路接触网系统设计高速铁路接触网系统设计工具配置:工具配置:施工配合及处理施工配合及处理编号供电工区单位每工区型号、功能备注说明备注设备及安装工程名称数量1接触网全参数激光测量仪台2JQJ2
22、接触网远红外测温仪台1HCW-VB3接触网导线磨耗测量仪台2TRHM4新型充电式电车线专用切刀台2B-TFC 进口切割模85、110、120、1505五轮电车线正弯器套4MSGW 进口6电车线紧固夹具(含扭面器)套2AD-GW+HC-GW 进口7力矩扳手20-100N套20666/10X 进口8力矩扳手40-200N套10666/20 进口9新型充电式吊弦液压钳台2B62 进口10充电式承力索断线钳台2B-TC026 进口11万能卡线器套820GL0422进口12电车线专用卡线器套620TR0820进口13钢丝绳手扳葫芦 2吨台2P2000进口14链条式手扳葫芦 3T 5没台6RICKY-30
23、进口15链条式手扳葫芦 1.5T 3没台6RICKY-3 进口16背包充电式电连接压钳套2B-P24+RHU240-3D-850 进口17发电电焊一体机台2SHW190HS进口18绝缘子带电清扫装置套2QSZZ高速铁路接触网系统设计高速铁路接触网系统设计施工配合及处理施工配合及处理19智能绝缘子分布电压测量仪套2TR-JYJC20绝缘车梯套2JYCT-121铝合金抢修支柱套1LHJZZ22钳型接地电阻测试仪台1CA6415 进口23对讲机个12GP368824对讲机中继站套125远红外烘干设备(绝缘烘箱)套1LH-126棒式绝缘子更换器套2GHQ-B27滑轮组套2HLZ28接地线(德式卡轨)组
24、1027.5kv29声光验电器组427.5kv30新型整杆器套1ZGQ-231盐密度测试仪台132放电测量仪台233限界尺套134测斜尺套135铁路万能轨距尺根136水平尺把237高强度铝合金直梯台138高强度铝合金升降梯台139绝缘硬梯台24节40人字梯(铝合金)架1高速铁路接触网系统设计高速铁路接触网系统设计施工配合及处理施工配合及处理41双钩紧线器套23T42双钩紧线器套22T43接触线煨弯器套2WQ-144接触线校正扳手付3XZG45地线煨环器套2DXWQ46开口式放线滑轮个10FXHL-K47闭口式放线滑轮个10FXHL-B48手持砂轮机台149台式钻床台1Z411250除尘式砂轮机
25、台1M333051拉力计5T套1LK-5052冲击钻台153兆欧表块32500V54万用表块155激光测距仪套1徕佧D356弹性吊索安装器套1TRT简链不用57全方位自动泛光工作灯个1ZW3500B58便携式多功能强光灯个2ZW59头顶作业灯套16BW60遥控探照灯台1ZW3310作业车用高速铁路接触网系统设计高速铁路接触网系统设计施工配合及处理施工配合及处理61轻型升降泛光灯(SFW6120型)个7按照度1001x62固态免维护强光电筒(JW7500型)个563望远镜个264氧化锌避雷器测试仪台1C293065微机继电保护测试装置台1TEST200066高压开关测试仪套2BC688067电缆
26、故障探测仪台1ST300无电缆工区不配高速铁路接触网特点及设计重点高速铁路接触网特点及设计重点 高速铁路是指通过改造原有线路(直线化、轨距标准化),使营运速率达到每小时高速铁路是指通过改造原有线路(直线化、轨距标准化),使营运速率达到每小时200公里公里以上,或者专门修建新的以上,或者专门修建新的“高速新线高速新线”,使营运速率达到每小时,使营运速率达到每小时250公里以上的公里以上的铁路铁路系统。目前系统。目前国内开通高速铁路有合宁线、京津城际、胶济客专、石太线、武广线、郑西线、福厦线、沪宁城国内开通高速铁路有合宁线、京津城际、胶济客专、石太线、武广线、郑西线、福厦线、沪宁城际、沪杭城际、成
27、灌线、海南东环铁路、长吉城际、京沪高铁等线路,际、沪杭城际、成灌线、海南东环铁路、长吉城际、京沪高铁等线路,2010年中国高速铁路运年中国高速铁路运营里程已达营里程已达8358公里。公里。2009年年12月月1日铁道部发布的日铁道部发布的高速铁路设计规范(试行)高速铁路设计规范(试行)(TB 10621-2009)、)、“关于印发关于印发客运专线铁路牵引供电及电力供电系统集成若干问题的指导意见客运专线铁路牵引供电及电力供电系统集成若干问题的指导意见的通知的通知”(铁集(铁集成成2010258号)、号)、“200250kmh电气化铁路接触网装备暂行技术条件(电气化铁路接触网装备暂行技术条件(OC
28、S-2)”、“300350kmh电气化铁路接触网装备暂行技术条件(电气化铁路接触网装备暂行技术条件(OCS-3)”、“关于客运专线铁路客关于客运专线铁路客运服务及四电集成施工图审核有关事宜的通知运服务及四电集成施工图审核有关事宜的通知”(工管审(工管审2010301号)等文件是目前高速铁号)等文件是目前高速铁路设计的主要设计规范和设计标准。路设计的主要设计规范和设计标准。目前国内的高速铁路设计都是采用四电集成的施工管理模式。四电集成可以是设计和施工的目前国内的高速铁路设计都是采用四电集成的施工管理模式。四电集成可以是设计和施工的总承包模式,也可以是单纯的施工总承包模式,最初合宁线、石太线等线路
29、是设计和施工的总承总承包模式,也可以是单纯的施工总承包模式,最初合宁线、石太线等线路是设计和施工的总承包模式,之后线路上大多采用的是施工总承包模式。各个线路根据业主的需求集成范围除了四电包模式,之后线路上大多采用的是施工总承包模式。各个线路根据业主的需求集成范围除了四电系统外还包含了一部分与四电系统相关工程内容,具体的集成内容有一定的不同,大部分项目都系统外还包含了一部分与四电系统相关工程内容,具体的集成内容有一定的不同,大部分项目都包含了四电配套的设备房屋。包含了四电配套的设备房屋。现结合国内已经开通运营线路的设计运行情况以及部里面最新的有关技术文件要求,主要介现结合国内已经开通运营线路的设
30、计运行情况以及部里面最新的有关技术文件要求,主要介绍一下接触网设计的重点和特点。绍一下接触网设计的重点和特点。高速铁路接触网特点及设计重点高速铁路接触网特点及设计重点高速铁路接触网特点及设计重点高速铁路接触网特点及设计重点一、接触网设计一、接触网设计 普速铁路与高速铁路的主要设计标准和设计原则对照表普速铁路与高速铁路的主要设计标准和设计原则对照表施工配合及处理施工配合及处理项 目普速铁路高速铁路悬挂类型全补偿简单链型悬挂。全补偿简单链型悬挂或全补偿弹性链型悬挂。支 柱路基区段采用横腹式预应力混凝土支柱;车站内采用软横跨或格构式硬横跨;桥梁均为T梁,在桥墩(台)上安装格构式钢柱。路基区段采用环形
31、等径预应力混凝土支柱或H型钢柱;车站内采用钢管硬横跨;桥梁一般为箱梁,桥上支柱采用H型钢柱。电分相采用器件式分相或锚段关节式电分相,当采用锚段关节电分相时设置地磁装置。采用锚段关节式电分相,设置地磁装置或设置信号应答器。腕臂装置采用拉杆腕臂或旋转平腕臂结构形式,定位器采用非限位定位器或限位定位器。采用旋转平腕臂结构形式,定位器采用限位定位器。基础混凝土支柱采用直埋或杯形非法兰连接基础;路基上钢柱采用现浇混凝土基础;桥上钢柱采用预埋或后置楔形或化学锚栓方式;隧道内安装采用后置锚栓方式。路基上采用机械钻孔法兰连接基础,基础内设置接地钢筋和接地端子;桥上基础由桥梁同步预留;隧道内采用预埋滑槽或后置化
32、学锚栓方式。绝缘子一般采用瓷绝缘子,部分线路的隧道内采用合成绝缘子。全线悬式绝缘子、棒式绝缘子一般采用瓷质绝缘子,隧道内采用合成绝缘子,高路堑、跨线桥两侧、隧道附近(按控制)、接触网上用绝缘子采用合成绝缘子,无柱雨棚车站内采用合成绝缘子。下锚采用大轮径铝合金滑轮组补偿装置。一般采用棘轮下锚补偿方式,有景观要求的车站站线下锚采用恒张力弹簧补偿装置。隔离开关一般采用手动隔离开关,分相处和站场分束供电采用电动隔离开关并纳入远动。全部采用电动隔离开关并纳入远动。高速铁路接触网特点及设计重点高速铁路接触网特点及设计重点v接口设计接口设计 接口设计分为内部接口设计和外部接口设计,内部接口设计主要是四电集成
33、内部间的接口设接口设计分为内部接口设计和外部接口设计,内部接口设计主要是四电集成内部间的接口设计,与接触网有关的主要接口专业有:通信、信号、电力、站场、线路、路基、桥梁、隧道、房计,与接触网有关的主要接口专业有:通信、信号、电力、站场、线路、路基、桥梁、隧道、房建、环保、机务和综合维修等。建、环保、机务和综合维修等。基础预留基础预留p路基区段路基区段 1、基础是指安装支柱并埋入地下部分。、基础是指安装支柱并埋入地下部分。2、基础设计:不同于房屋建筑的基础,主要考虑承载力、抗倾覆。、基础设计:不同于房屋建筑的基础,主要考虑承载力、抗倾覆。3、影响基础设计参数:土壤摩擦角、土壤容重、荷载(重量及弯
34、矩)、填方及挖方等。、影响基础设计参数:土壤摩擦角、土壤容重、荷载(重量及弯矩)、填方及挖方等。4、基础的种类:直埋基础(片石回填、混凝土回填)、杯形基础、扩大基础及钻孔桩基础、基础的种类:直埋基础(片石回填、混凝土回填)、杯形基础、扩大基础及钻孔桩基础。高速铁路接触网特点及设计重点高速铁路接触网特点及设计重点 5、最初为了减少对路基的二次开挖而影响路基稳定,路基上接触网支柱基础和拉线基础都、最初为了减少对路基的二次开挖而影响路基稳定,路基上接触网支柱基础和拉线基础都由站前土建施工单位同步预留,实际上路基施工单位也是在路基碾压后二次开挖施工的。支柱基由站前土建施工单位同步预留,实际上路基施工单
35、位也是在路基碾压后二次开挖施工的。支柱基础不可能不破坏路基,只能相对的减少对路基的破坏。目前高速铁路上基础形式基本上都是钻孔础不可能不破坏路基,只能相对的减少对路基的破坏。目前高速铁路上基础形式基本上都是钻孔桩形式,部分钻孔困难区段可采用人工挖孔。桩形式,部分钻孔困难区段可采用人工挖孔。6、电缆槽设置在支柱田野侧,为了最大限度压缩路基宽度,拉线基础都是按照与支柱平行、电缆槽设置在支柱田野侧,为了最大限度压缩路基宽度,拉线基础都是按照与支柱平行设计。设计。接触网立柱位于电缆槽内侧,立柱内侧边缘距线路中心不小于接触网立柱位于电缆槽内侧,立柱内侧边缘距线路中心不小于3.0m,立柱基础宽不超过,立柱基
36、础宽不超过70cm。7、特殊基础:挡墙、过水沟、基础防护等、特殊基础:挡墙、过水沟、基础防护等高速铁路接触网特点及设计重点高速铁路接触网特点及设计重点 8、过轨预留:路堤地段电缆槽、接触网基础、过轨钢管平面布置图、过轨预留:路堤地段电缆槽、接触网基础、过轨钢管平面布置图 (1)过轨类型:供电电缆过轨、隔离开关控制光电缆过轨(电力、通信远动)、接地回流系)过轨类型:供电电缆过轨、隔离开关控制光电缆过轨(电力、通信远动)、接地回流系统(吸上线、轨回流及统(吸上线、轨回流及CPW线并联)等线并联)等 (2)过轨材质:钢管、)过轨材质:钢管、PVC管或双壁波纹管,但通过供电电缆的过轨管必须采用非磁性的
37、高管或双壁波纹管,但通过供电电缆的过轨管必须采用非磁性的高强度强度PVC管、双壁波纹管,如果采用钢管,则必须顺着钢管开一条贯通的缝隙以避免产生涡流。管、双壁波纹管,如果采用钢管,则必须顺着钢管开一条贯通的缝隙以避免产生涡流。路堤地段电缆路堤地段电缆槽、接触网基槽、接触网基础、过轨钢管础、过轨钢管平面布置图平面布置图 高速铁路接触网特点及设计重点高速铁路接触网特点及设计重点p桥梁桥梁 1、桥梁上接触网基础是指安装支柱并设置基础锚栓。、桥梁上接触网基础是指安装支柱并设置基础锚栓。2、基础设计:主要考虑钢材的强度、基础锚栓的抗拉拔力(混凝土的抗锥体、抗剪切及抗、基础设计:主要考虑钢材的强度、基础锚栓
38、的抗拉拔力(混凝土的抗锥体、抗剪切及抗劈裂破坏等)。劈裂破坏等)。3、影响基础设计参数:混凝土基材强度、厚度及尺寸、荷载(剪力及拉力)、钢材强度等、影响基础设计参数:混凝土基材强度、厚度及尺寸、荷载(剪力及拉力)、钢材强度等。4、基础的种类:、基础的种类:(1)预埋锚栓、预埋锚栓孔、后置锚栓。)预埋锚栓、预埋锚栓孔、后置锚栓。(2)楔形锚栓、钩螺栓、化学锚栓及化学植筋等。)楔形锚栓、钩螺栓、化学锚栓及化学植筋等。(3)安装形式:)安装形式:T梁、连续梁、箱梁梁、连续梁、箱梁高速铁路接触网特点及设计重点高速铁路接触网特点及设计重点 5、高速铁路桥梁大部分都是采用箱梁设计,支柱基础设置在梁面上,由
39、桥梁施工单位在制、高速铁路桥梁大部分都是采用箱梁设计,支柱基础设置在梁面上,由桥梁施工单位在制梁时完成预留施工。梁时完成预留施工。32m梁一般设置在梁一般设置在1/4或或3/4处,处,24m梁一般设置在梁一般设置在1/3或或2/3处,拉线处,拉线基础设置在距支柱基础中心基础设置在距支柱基础中心7m的位置,基础锚栓和钢筋与贯通地线可靠连接。的位置,基础锚栓和钢筋与贯通地线可靠连接。接触网立柱位于通信电缆槽上方,立柱内侧边缘距线路中心接触网立柱位于通信电缆槽上方,立柱内侧边缘距线路中心不小于不小于3.0m。高速铁路接触网特点及设计重点高速铁路接触网特点及设计重点 6、电缆上桥预留锯齿槽及预留孔。、
40、电缆上桥预留锯齿槽及预留孔。7、特殊桥梁基础:刚构桥、系杆拱等桥梁,、特殊桥梁基础:刚构桥、系杆拱等桥梁,跨线桥、长大框架桥等。跨线桥、长大框架桥等。高速铁路接触网特点及设计重点高速铁路接触网特点及设计重点p隧道隧道 1、隧道接触网基础是指安装吊柱及下锚装置并设置基础锚栓。、隧道接触网基础是指安装吊柱及下锚装置并设置基础锚栓。2、基础设计:主要考虑钢材的强度、基础锚栓的抗拉拔力(混凝土的抗锥体、抗剪切及抗、基础设计:主要考虑钢材的强度、基础锚栓的抗拉拔力(混凝土的抗锥体、抗剪切及抗劈裂破坏等)。劈裂破坏等)。3、影响基础设计参数:混凝土基材强度、厚度及尺寸、荷载(剪力及拉力)、钢材强度等、影响
41、基础设计参数:混凝土基材强度、厚度及尺寸、荷载(剪力及拉力)、钢材强度等。4、基础的种类:、基础的种类:(1)预埋基础、后置锚栓。)预埋基础、后置锚栓。(2)预埋金属螺栓、槽道,后置化学锚栓。)预埋金属螺栓、槽道,后置化学锚栓。高速铁路接触网特点及设计重点高速铁路接触网特点及设计重点 3、高速铁路隧道内接触网装置的安装一般可采用预埋滑槽、预埋锚栓或后置化学锚栓几种、高速铁路隧道内接触网装置的安装一般可采用预埋滑槽、预埋锚栓或后置化学锚栓几种方式。最初由于对隧道内防火和防灾的认识不同,最初开通的高速铁路隧道内大多数采用的是预方式。最初由于对隧道内防火和防灾的认识不同,最初开通的高速铁路隧道内大多
42、数采用的是预埋滑槽的安装方式,但从武广、郑西等线路预留的情况看,由于站前施工单位不重视站后的预留埋滑槽的安装方式,但从武广、郑西等线路预留的情况看,由于站前施工单位不重视站后的预留工程,预留中存在大量的预留错误和误差超标的现象,后期的整改非常困难。目前,化学锚栓的工程,预留中存在大量的预留错误和误差超标的现象,后期的整改非常困难。目前,化学锚栓的厂家不断的提供权威的防火防灾认证资料证明了其在隧道内的安全可靠性,为了减少预留的错误厂家不断的提供权威的防火防灾认证资料证明了其在隧道内的安全可靠性,为了减少预留的错误而影响接触网的施工,新建线路上已经开始采用后置化学锚栓的安装方式。而影响接触网的施工
43、,新建线路上已经开始采用后置化学锚栓的安装方式。高速铁路接触网特点及设计重点高速铁路接触网特点及设计重点p房建房建 1、与房建的接口主要是雨棚共柱或线间立柱方式的确定。、与房建的接口主要是雨棚共柱或线间立柱方式的确定。2、设计考虑:、设计考虑:(1)雨棚共柱(有柱、无柱雨棚)形式,连接方式,荷载要求;)雨棚共柱(有柱、无柱雨棚)形式,连接方式,荷载要求;(2)线间立柱:线间距,侧面限界确定,线间距较小时需路局配合解决。)线间立柱:线间距,侧面限界确定,线间距较小时需路局配合解决。高速铁路接触网特点及设计重点高速铁路接触网特点及设计重点p行车、供电行车、供电 1、分相位置及坡度的确定、分相位置及
44、坡度的确定 2、列车出入分相的速度计算,以及时间延迟计算,但是无标准(需路局共同解决)。分相、列车出入分相的速度计算,以及时间延迟计算,但是无标准(需路局共同解决)。分相检算情况如:检算情况如:p信号信号 1、综合接地系统的分工按照、综合接地系统的分工按照铁路防雷、接地工程设计专业分工及文件编制研讨会议既要铁路防雷、接地工程设计专业分工及文件编制研讨会议既要鉴信鉴信【2007】96号的相关规定。号的相关规定。2、扼流变压器的设置,按、扼流变压器的设置,按1200m至至1500m间隔左右设置。间隔左右设置。3、信号机与分相的位置关系,信号机与接触网支柱的位置关系。、信号机与分相的位置关系,信号机
45、与接触网支柱的位置关系。p其他专业:如地质、站场、机务、变电、通信、声屏障等其他专业:如地质、站场、机务、变电、通信、声屏障等序号分相中心里程分相坡度()分相检算入分相速度(km/h)出分相速度(km/h)速度损失(km/h)延长运行时间(s)1上行DK163+298-15296.9 294.9 2.0 22下行DK163+29815283.9 264.1 19.8 9高速铁路接触网特点及设计重点高速铁路接触网特点及设计重点v支持装置设计支持装置设计p支柱及横梁支柱及横梁 1、支柱类型:混凝土支柱(横腹杆式、环形等径、有锥度环形杆)、钢结构支柱(格构式、支柱类型:混凝土支柱(横腹杆式、环形等径
46、、有锥度环形杆)、钢结构支柱(格构式、环形等径、有锥度环形杆、环形等径、有锥度环形杆、H型钢柱)型钢柱)必须充分考虑特点、缺点、优点必须充分考虑特点、缺点、优点高速铁路接触网特点及设计重点高速铁路接触网特点及设计重点 2、横跨类型:软横跨(混凝土、格构式、钢管硬软横跨式),硬横跨(格构式钢管式,又、横跨类型:软横跨(混凝土、格构式、钢管硬软横跨式),硬横跨(格构式钢管式,又分铰接、刚接形式)分铰接、刚接形式)3、支柱设计考虑因素:荷载要求,安装尺寸、支柱设计考虑因素:荷载要求,安装尺寸 4、支柱及横梁设计:强度计算、稳定性计算、挠度计算、支柱及横梁设计:强度计算、稳定性计算、挠度计算 5、支柱
47、及横梁的选择:原则上选择铁道部颁发的通用图,一般选用原则、支柱及横梁的选择:原则上选择铁道部颁发的通用图,一般选用原则项目项目160km/h200km/h250km/h300km/h及以上及以上支柱横腹杆式混凝土柱横腹杆式混凝土柱或混凝土等径圆杆混凝土等径圆杆或H型钢柱H型钢柱硬(软)横梁1、一般选用软横跨2、大型客站选用钢管硬横跨吊索方式(如北京南、成都东)格构式硬横跨或钢管硬横跨钢管硬横跨钢管硬横跨高速铁路接触网特点及设计重点高速铁路接触网特点及设计重点p腕臂支持装置腕臂支持装置 1、设计考虑:、设计考虑:(1)技术性能要求:腕臂垂直及水平荷载要求,承力索座、套管双耳等与腕臂的滑动荷载要)
48、技术性能要求:腕臂垂直及水平荷载要求,承力索座、套管双耳等与腕臂的滑动荷载要求等求等 (2)防震动及抗疲劳能力满足高速运行条件的要求;采用螺栓连接的螺纹副应有可靠的防松)防震动及抗疲劳能力满足高速运行条件的要求;采用螺栓连接的螺纹副应有可靠的防松措施。(目前防松方式:止动垫片、弹簧垫圈、双螺母等方式)措施。(目前防松方式:止动垫片、弹簧垫圈、双螺母等方式)(3)材质:腕臂管本体采用优质碳素无缝钢管)材质:腕臂管本体采用优质碳素无缝钢管(内外表面热浸镀锌防腐内外表面热浸镀锌防腐)或铝合金管。或铝合金管。(4)每种装配结构的腕臂管都需进行强度校验,除考虑来自线索的张力负荷外,还应充分考每种装配结构
49、的腕臂管都需进行强度校验,除考虑来自线索的张力负荷外,还应充分考虑来自风和冰的外加负荷。虑来自风和冰的外加负荷。结构稳定性高,各连接点无相对滑动结构稳定性高,各连接点无相对滑动 具备良好的风稳定性和相对大的安全裕度具备良好的风稳定性和相对大的安全裕度 尽量轻型化尽量轻型化 2、高速铁路上采用的腕臂支持装置一般都是绝缘旋转腕臂结构,定位器一般都采用限位定、高速铁路上采用的腕臂支持装置一般都是绝缘旋转腕臂结构,定位器一般都采用限位定位器(法国定位器不限位),从结构上主要可分为平腕臂结构(德国、法国方式)和整体腕臂结位器(法国定位器不限位),从结构上主要可分为平腕臂结构(德国、法国方式)和整体腕臂结
50、构(日本方式),从使用的材质上可分为钢腕臂和铝合金腕臂。构(日本方式),从使用的材质上可分为钢腕臂和铝合金腕臂。高速铁路接触网特点及设计重点高速铁路接触网特点及设计重点 目前开通或正在施工的高速铁路上除了海南东环铁路和广深港铁路上采用日本的整体腕臂外目前开通或正在施工的高速铁路上除了海南东环铁路和广深港铁路上采用日本的整体腕臂外大部分线路上都采用的是平腕臂结构(限位的德国方式),整体腕臂结构的稳定性和抗风性能较大部分线路上都采用的是平腕臂结构(限位的德国方式),整体腕臂结构的稳定性和抗风性能较高,但由于定位管和腕臂间整体连接,对计算、加工、安装的精度均要求较高,后期的运营维护高,但由于定位管和