浅析大风区整体钢性支持定位装置计算原理

丁 润

（中铁建电气化局南方工程有限公司 湖北 武汉 ４３００７４）

摘 要：在新疆铁路地段，沿线多处为百里风区及三十里风区等强风区段，日式整体钢性支持定位装置因其良好的抗疲劳性和稳定性在这里被广泛使用。文章对这种整体钢性支持定位装置结构形式进行了分析，给出最简便的尺寸计算方法。

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关键词 ：接触网；强风区段；支持定位装置 ；计算方法

中图分类号：U226.3 文献标识码：Ａ

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６６５－２２７２．２０１5．04．０45

１ 整体钢性支持定位装置结构组成

整体钢性支持定位结构有以下组成（见图1）：

（１）平睕臂。用于组成睕臂支持定位装置即三角平面支架结构，支撑承力索座。平睕臂悬臂一端与斜睕臂通过焊接连板铰接连接（或端头再与定位管连接），另一端通过棒式绝缘子与睕臂底座铰接连接。不同安装形式平睕臂弯头不一样，图2、图3、图4、图5为各种平睕臂类型图。

（２）斜睕臂。用于组成睕臂支持定位装置结构，支撑平睕臂，一端与平睕臂连接，一端与棒式绝缘子连接。

（３）定位管。正反定位管通过两个合页型定位环与斜睕臂连接，正反定位管为弯型结构，弯曲度为９０度，用于连接定位器支座。

（４）定位装置。定位装置由定位支座、弹性限位定位器、定位线夹、电连接跳线等组成。

２ 整体钢性睕臂计算原理

（１）需要测量的数据。包括：现场实测斜率值ｆ（支柱田野侧倾斜为正，线路侧倾斜为负）；支柱侧面限界ＣＸ；线路超高ｈ１。

（２）图纸给定数据。包括：导线高度和结构高度；拉出值ａ；底座间距及安装高度；定位坡度；承力索座中心距离平斜睕臂焊接板距离。

（３）支持定位装置各零部件尺寸。包括：上下底座通长；棒式绝缘子长度；承力索座长度；平斜睕臂焊接板长度。

（４）睕臂计算理论。以兰新二线鄯善北至胜金北７３０＃中间柱为例，支柱限界３ ０２５ｍｍ，斜率２‰，超高０，导高５ ３００ｍｍ，结构高度１ １００ｍｍ，拉出值－２５０ｍｍ，反定位，承力索座中心距离焊接板距离５０ｍｍ，上下底座长度１０６ｍｍ，棒式绝缘子长度６８５ｍｍ，承力索座高度１００ｍｍ，平斜睕臂焊接板长度１００ｍｍ，上底座安装高度６ ３００ｍｍ，底座间距１ ３００ｍｍ。睕臂原理图如图6所示。

日式整体钢性睕臂虽然看似比德式睕臂结构复杂（因其含弯头结构），但是各种型号的弯头尺寸是固定的，在睕臂计算中可以抛去弯头这一部分，只计算直线部分尺寸，在预配量取过程中选择相对应弯头的平睕臂即可。如图6中只需要计算Ｌｐ及Ｌｘ的长度。

平睕臂长度Ｌｐ计算如下：

Ｌｐ＝Ｃｘ（侧面限界）－ａ（拉出值）＋１５０（外露）＋６ ３００×ｆ（斜率）１０６－６８５＝３ ０２５＋２５０＋１５０＋６ ３００×０．００２－１０６－６８５＝２ ６５３ｍｍ

利用解三角形原理可以计算出斜睕臂Ｌｘ的长度如下：

如果线路存在超高，则需要考虑超高对拉出值的影响，计算拉出值ｃ需要进行以下换算：

睕臂支撑长度Ｌｚ由ΔＡＢＣ－ΔＤＥＦ得：

可以解得Ｌｚ＝ＤＥ＝７４０ｍｍ

定位管尺寸计算：由于弯型定位管尺寸有２个，一个是水平长度Ｌ１，一个是竖直长度Ｌ２，计算时需要确定一个尺寸，才能算出另一个尺寸，假设令Ｌ２＝２７５ｍｍ。

由ΔＡＢＣ－ΔＨＣＩ得：

定位管水平长度：

Ｌ１＝ＣＩ＋１１３５（平睕臂弯头已知尺寸）＝１ ２４９ｍｍ

定位管尺寸为：

Ｌ１＝１２４９，Ｌ２＝２７５。

上述即为日式整体钢性睕臂计算原理，各种公式可以编入电子表格公式中，在计算时输入测量数据即可得出结果。除此之外，还有另外一种计算睕臂的方法，即用坐标计算法，原理是将钢轨中心看成坐标原点，根据测量数据和已知参数计算出一套支持定位装置上各个连接点的坐标，最后根据坐标算出支持定位装置所需要的长度，此方法需要编程，比较麻烦，但精确性比电子表格高。

３ 小结

在电气化铁路高速发展的今天，日式整体钢性支持定位结构将会以其独特的结构稳定性和抗疲劳性被广泛使用。看似笨重复杂的结构经过数学模型的处理后计算将变得很简单，希望对以后类似结构的铁路建设有用。

（责任编辑 高 平）