7.5.1 簡介
接觸網(wǎng)支柱可歸為單支柱類,即使桁架鋼支柱也要采用腕臂設(shè)計(jì)。支柱荷載的特點(diǎn)是承受彎矩,而這些彎矩應(yīng)嚴(yán)加限制。支柱的容量包括確定長度、內(nèi)力或內(nèi)力矩以及相應(yīng)支柱類型的選擇或設(shè)計(jì)。
7.5.2 支柱長度的確定
支柱長度的確定必須考慮架空接觸網(wǎng)的懸掛、牽引供電線路 (附加線) 的設(shè)置以及支柱基礎(chǔ)面相對于軌面的高度。區(qū)間所用支柱的高度由以下因素確定:
—軌面 (TR) 和基礎(chǔ)頂部 (TOF) 之間的距離e;
—接觸線高度 (CWH);
—結(jié)構(gòu)高度 (SH);
—腕臂上底座與牽引供電線路 (附加線) 的懸吊裝置或其下錨設(shè)備之間的距離(TPLH)。
—牽引供電線路 (附加線) 絕緣要求的凈空;
—支柱頂部與牽引供電線路或腕臂上底座間所必須有的距離(AL)。采用鋼支柱時(shí)AL為0.10~0.15m; 采用混凝土支柱時(shí)則為0.20~0.30m。
例: 設(shè)e=0.70m,CWH =5.50m,SH=1.80m,AL =0.10m時(shí)可求出支柱長度為8.10m。由于市場銷售的支柱長度是按0.25m或0.5m分檔,則選擇長度為8.0m的支柱。而在建造基礎(chǔ)頂部時(shí),選擇e =0.60m可起到補(bǔ)償作用。
7.5.3 荷載、內(nèi)力和內(nèi)力矩
如上所述,來自各種情況的力作用在接觸網(wǎng)的支持裝置上。通過腕臂作用的荷載包括:
—來自接觸懸掛的荷載,包括自重、風(fēng)荷載;
—腕臂本身的重量 (見第7.4.2.1節(jié))。
作用在下錨處的荷載包括:
—由于接觸懸掛下錨所致的張力;
—由張力補(bǔ)償裝置自重所致的荷載。
在中心錨結(jié)處的荷載包括:
—由于中心錨結(jié)繩產(chǎn)生的力;
—由于中心錨結(jié)下錨所致的力。
牽引供電線路 (附加線) 的荷載包括:
—風(fēng)荷載;
—徑向負(fù)載;
—由中間或終端下錨所致的荷載。
在軟橫跨支持裝置處有:
—來自橫承力索和定位索處的荷載。
在使用時(shí),必須考慮到來自隔離開關(guān)引線和其他設(shè)備,諸如變壓器和照明設(shè)備之類的荷載,在各種情況下自重和風(fēng)對結(jié)構(gòu)部件的影響都在起作用。
為與土木工程的術(shù)語一致,荷載可以分為固定荷載和變化荷載。自重和長期作用的拉力可被歸到第一類,而風(fēng)和冰荷載則歸到第二類。根據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的準(zhǔn)則,作用力的設(shè)計(jì)荷載可由固定作用力Fs,j和由變化作用力Fv,j的合力求出
式中 γG和γQ為局部系數(shù),而Ψ0是組合系數(shù),它們是
用于增加固定作用的荷載時(shí),γG=1.35;用于減少固定作用的荷載時(shí),γG=1.00;用于變化作用力時(shí),γQ=1.50;用于風(fēng)荷載時(shí),Ψ0=0.60;用于冰荷載時(shí),Ψ0=0.70。
圖7.15 架空接觸網(wǎng)支柱上的荷載、內(nèi)力和內(nèi)力矩
根據(jù)圖7.15,可以計(jì)算基礎(chǔ)頂部的力矩和橫向力。與線路垂直的荷載產(chǎn)生力矩My和橫向力Qz,而與線路平行的荷載產(chǎn)生力矩Mz和力Qy。力Qx表示垂直荷載之和。力矩Mx代表支柱軸上的扭矩,它可能是由與支柱軸有關(guān)的荷載的不對稱作用而致,在基礎(chǔ)的頂部,垂直力將是
式中,γGk和γQi表示單個(gè)局部系數(shù),而Vi、Vk是垂直荷載,可由用于導(dǎo)線和線索的式(5.7) 求出。與線路垂直的荷載為
根據(jù)式(5.10)、式 (5.14) 和式(5.17),力FHk是由接觸懸掛和牽引供電線路(附加線)產(chǎn)生的。力FW,zk是風(fēng)荷載,可由用于接觸懸掛的式 (5.27)求出。它們可能從兩個(gè)方向交替作用。
與線路平行的力
在多數(shù)情況下是因接觸懸掛和牽引供電線路 (附加線) 的下錨而產(chǎn)生的。如果支柱上沒有裝腕臂,例如接觸懸掛下錨的支柱不裝腕臂,才需要考慮風(fēng)的作用。固定最大荷載增加,所乘的局部系數(shù)γG,i為1.15。
由距離支柱中心軸為yi和zk的橫向力和重力作用所致的彎矩為
和
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