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文檔簡(jiǎn)介
1、<p><b> 摘 要</b></p><p> 接觸網(wǎng)是電氣化鐵道中供電系統(tǒng)的一個(gè)組成部分,保證接觸網(wǎng)處在正常的、高效的工作狀態(tài),對(duì)于保障電氣化鐵路的正常運(yùn)營起著十分重要的作用。因此,設(shè)計(jì)也日趨精細(xì)。</p><p> 本文在概述接觸網(wǎng)基本原理的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)地闡述了高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特征、支持裝置及接觸網(wǎng)設(shè)備的選擇方法,并著重介紹了接觸網(wǎng)
2、的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、內(nèi)容,詳細(xì)地進(jìn)行了接觸網(wǎng)跨距及風(fēng)偏移值的校驗(yàn)、支柱容量的計(jì)算以及其它的設(shè)計(jì)計(jì)算和安裝曲線的繪制。特別完成了區(qū)間和隧道接觸網(wǎng)CAD平面布置圖。它全面的總結(jié)了高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)過程,即有技術(shù)性論述,又有理論性分析。文中依據(jù)當(dāng)?shù)氐臍庀蟆⒌刭|(zhì)條件和線路資料結(jié)合接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)原則完成了包頭至惠農(nóng)某區(qū)間的接觸網(wǎng)平面設(shè)計(jì)。</p><p> 關(guān)鍵詞:電氣化鐵路 接觸網(wǎng) 設(shè)計(jì)計(jì)算 平面設(shè)
3、計(jì)圖</p><p><b> 目 錄</b></p><p><b> 摘 要I</b></p><p><b> 目 錄III</b></p><p> 第一章 緒 論1</p><p> 第一節(jié) 電氣化鐵路的發(fā)展概況
4、1</p><p> 第二節(jié) 本文的工作3</p><p> 第二章 接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范4</p><p> 第一節(jié) 接觸網(wǎng)組成4</p><p> 第二節(jié) 接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)程序5</p><p><b> 一、初步設(shè)計(jì)6</b></p><p>&
5、lt;b> 二、技術(shù)設(shè)計(jì)6</b></p><p><b> 三、施工設(shè)計(jì)6</b></p><p> 第三節(jié) 接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)內(nèi)容6</p><p><b> 一、設(shè)計(jì)計(jì)算6</b></p><p><b> 二、平面設(shè)計(jì)6</b></
6、p><p><b> 三、設(shè)備選擇7</b></p><p><b> 四、技術(shù)校驗(yàn)7</b></p><p> 第四節(jié) 區(qū)間平面設(shè)計(jì)介紹7</p><p> 第五節(jié) 隧道內(nèi)接觸網(wǎng)的平面設(shè)計(jì)9</p><p> 一、隧道內(nèi)接觸網(wǎng)的懸掛結(jié)構(gòu)9</p&g
7、t;<p> 二、隧道內(nèi)接觸網(wǎng)平面設(shè)計(jì)的內(nèi)容及技術(shù)原則9</p><p> 第六節(jié) 接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)10</p><p><b> 一、側(cè)面限界10</b></p><p><b> 二、拉出值10</b></p><p> 三、錨段關(guān)節(jié)設(shè)置11</p>
8、;<p><b> 四、中心錨結(jié)11</b></p><p><b> 五、懸掛模式12</b></p><p> 六、無交叉線叉14</p><p> 七、電分相裝置14</p><p><b> 八、結(jié)構(gòu)高度15</b></p>
9、<p> 九、接觸線的高度15</p><p> 十、接觸網(wǎng)的接地與防雷15</p><p> 第七節(jié) 接觸網(wǎng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的概述16</p><p> 第三章 接觸網(wǎng)設(shè)備選擇17</p><p> 第一節(jié) 接觸線索17</p><p> 一、接觸線的主要技術(shù)要求17</
10、p><p> 二、CTHA120的主要性能參數(shù)19</p><p> 三、承力索的選取21</p><p><b> 四、吊弦22</b></p><p> 第二節(jié) 支柱及支持裝置23</p><p><b> 一、支柱23</b></p>&
11、lt;p><b> 二、基礎(chǔ)23</b></p><p><b> 三、支持裝置24</b></p><p> 四、腕臂及定位裝置25</p><p> 第四章 接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)計(jì)算27</p><p> 第一節(jié) b值計(jì)算27</p><p> 第
12、二節(jié) 接觸線的受風(fēng)偏移和跨距許可長度的計(jì)算28</p><p><b> 一、直線區(qū)段28</b></p><p><b> 二、曲線區(qū)段28</b></p><p> 三、緩和曲線區(qū)段接觸線最大偏移值及跨距值的確定29</p><p> 第三節(jié) 支柱負(fù)載計(jì)算31</p&
13、gt;<p><b> 一、垂直負(fù)載32</b></p><p><b> 二、水平負(fù)載33</b></p><p> 第五章 包頭至惠農(nóng)(DK16---DK415)區(qū)間的接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)38</p><p> 第一節(jié) 接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算條件的確定38</p><p><
14、;b> 一、氣象資料38</b></p><p><b> 二、地質(zhì)資料38</b></p><p> 第二節(jié) 計(jì)算負(fù)載的確定39</p><p><b> 一、自重負(fù)載39</b></p><p><b> 二、冰負(fù)載40</b><
15、;/p><p><b> 三、風(fēng)負(fù)載40</b></p><p><b> 四、合成負(fù)載41</b></p><p> 第三節(jié) 設(shè)計(jì)校檢42</p><p><b> 一、安裝曲線42</b></p><p> 二、接觸線的受風(fēng)偏移和跨距
16、許可計(jì)算43</p><p> 三、區(qū)間錨段長度的劃分43</p><p> 四、支柱負(fù)載計(jì)算44</p><p> 第四節(jié) 設(shè)計(jì)說明44</p><p> 一、線索實(shí)際長度的計(jì)算44</p><p> 二、懸掛中心至線路中心距離的計(jì)算47</p><p><b&g
17、t; 三、設(shè)計(jì)小結(jié)48</b></p><p><b> 總 結(jié)49</b></p><p><b> 致 謝50</b></p><p> 參 考 文 獻(xiàn)51</p><p> 附圖1:包頭至惠農(nóng)(DK16+641 --- DK415+974)區(qū)間CAD平面設(shè)計(jì)
18、圖</p><p> 附圖2:接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)安裝示意圖</p><p> 第一章 緒 論</p><p> 第一節(jié) 電氣化鐵路的發(fā)展概況</p><p> 鐵道電氣化是牽引動(dòng)力現(xiàn)代化的重要標(biāo)志,是國家鐵路建設(shè)和改造的主要發(fā)展方向。接觸網(wǎng)是電氣化鐵路供電系統(tǒng)中一個(gè)不可缺少的組成部分,它起著電能傳輸?shù)闹匾饔谩hF道供電系統(tǒng)的主要任務(wù)是
19、為電力機(jī)車提供電能,而接觸網(wǎng)是電能傳送的唯一途徑。因此接觸網(wǎng)的質(zhì)量和工作狀態(tài)將直接影響著電氣化鐵道的運(yùn)輸能力。要求接觸網(wǎng)無論在任何條件下,都能保證良好地供給電力機(jī)車電能,保證電力機(jī)車在線路上安全,高速運(yùn)行,并在符合上述要求的情況下,盡可能地節(jié)省投資、結(jié)構(gòu)合理、維修簡(jiǎn)便、便于新技術(shù)的應(yīng)用。</p><p> 高速鐵路是當(dāng)今世界鐵路發(fā)展的潮流,隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展和交通運(yùn)輸?shù)募ち腋?jìng)爭(zhēng),高速鐵路以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)被許多國家
20、作為大力研制和重點(diǎn)發(fā)展的目標(biāo)。 現(xiàn)代高速鐵路絕大多數(shù)都是采用電力牽引方式。作為牽引供電系統(tǒng)的主體接觸網(wǎng),其性能的優(yōu)劣直接決定著電力機(jī)車受電弓的受流質(zhì)量,最終影響列車的運(yùn)行速度與安全。 我國高速鐵路的研究、建設(shè)起步較晚,1998年7月建成了試驗(yàn)時(shí)速為220km/h的廣州~深圳線準(zhǔn)高速鐵路,總體上與發(fā)達(dá)國家相比有相當(dāng)大的差距,因此,學(xué)習(xí)借鑒國外先進(jìn)技術(shù),加大高速鐵路接觸網(wǎng)技術(shù)的研究和應(yīng)用力度,對(duì)滿足我國高速鐵路建設(shè)的需要,適應(yīng)未來高速鐵路建
21、設(shè)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)有十分積極的意義。 </p><p> 鐵路是我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ),特別是1997年以來幾次大規(guī)模提速后,鐵路在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的作用越來越重要。多年的運(yùn)營實(shí)踐證明,高速和重載是我國鐵路發(fā)展的方向。電氣化鐵路具有高效、重載和對(duì)環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn),是鐵路向高速化現(xiàn)代化發(fā)展的重要途徑,也是新線路建設(shè)的首選。而且,隨著舊線改造的深入和新線建設(shè)的開展,電氣化鐵道里程還將大幅度增加??梢灶A(yù)見,越來越長的電氣化鐵
22、道將擔(dān)負(fù)著越來越繁重的運(yùn)輸任務(wù)。</p><p> 接觸網(wǎng)是電氣化鐵道中主要的供電能源之一,其功用是通過它與受電弓的直接接觸,而將電能傳遞給電力機(jī)車。接觸網(wǎng)最早出現(xiàn)的形式是利用鋼軌供電。隨著電壓的升高,運(yùn)輸量的增大,技術(shù)的不斷改進(jìn)以及對(duì)人身安全的嚴(yán)格要求等,使接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)逐漸發(fā)展成為目前廣泛使用的架空式接觸網(wǎng),地下鐵道由于受空間的限制,一般采用接觸軌式接觸網(wǎng)。但是近年來,隨著電壓的升高,也在采用架空式的剛性懸掛
23、或軟索式懸掛。</p><p> 接觸網(wǎng)是一種無備用的戶外供電裝置,經(jīng)常受冰、風(fēng)等惡劣氣象條件的影響,一旦損壞將中斷行車,會(huì)給運(yùn)輸工作帶來損失。所以,一個(gè)好的接觸網(wǎng)應(yīng)滿足下列基本要求:</p><p> 1. 懸掛應(yīng)彈性均勻、高度一致,在高速列車和惡劣氣象條件下,能保證正常取流。</p><p> 2. 接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單,并保證在施工和運(yùn)營檢修方面具有充分
24、的可靠性和靈活性。</p><p> 3. 接觸網(wǎng)的壽命應(yīng)盡量長,具有足夠的耐磨性和抵抗腐蝕的能力。</p><p> 4. 接觸網(wǎng)的建設(shè)應(yīng)注意節(jié)約有色金屬及其他貴重材料,以降低成本。</p><p> 在鐵路電氣化工程建設(shè)中,接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的、涉及面廣的、多專業(yè)配合的綜合工程設(shè)計(jì)問題。接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)過程完全受制于諸多因素。如氣象、線路、橋梁、隧道、地質(zhì)、
25、信號(hào)和站場(chǎng)等條件。設(shè)計(jì)過程需要處理大量的、種類繁多的各種類型的數(shù)據(jù)。</p><p> 第二節(jié) 本文的工作</p><p> 本文主要對(duì)高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)參數(shù)計(jì)算進(jìn)行了研究,完成區(qū)間接觸網(wǎng)的CAD平面設(shè)計(jì),了解課題發(fā)展的最新動(dòng)態(tài),學(xué)習(xí)相關(guān)的課題及資料,分析接觸網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。</p><p> 1. 明確電氣化鐵道接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)</p>
26、<p> 2. 實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)的各種參數(shù)的準(zhǔn)確性計(jì)算,接觸網(wǎng)的設(shè)備的選擇</p><p> 3. 完成和平村至哈業(yè)胡同(DK43+390—DK50+227)的接觸網(wǎng)的平面圖設(shè)計(jì)</p><p> 4. 達(dá)到高速電氣化鐵道接觸網(wǎng)的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。</p><p> 第二章 接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范</p><p> 第一節(jié) 接觸網(wǎng)組成
27、</p><p> 接觸網(wǎng)是沿鐵路線上空架設(shè)的向電力機(jī)車供電的特殊形式的輸電線路。其由接觸懸掛、支持裝置、定位裝置、支柱與基礎(chǔ)幾部分組成。</p><p> 接觸懸掛包括接觸線、吊弦、承力索以及連接零件。接觸懸掛通過支持裝置架設(shè)在支柱上,其功用是將從牽引變電所獲得的電能輸送給電力機(jī)車。</p><p> 支持裝置用以支持接觸懸掛,并將其負(fù)荷傳給支柱或其它建筑物
28、。根據(jù)接觸網(wǎng)所在區(qū)間、站場(chǎng)和大型建筑物而有所不同。支持裝置包括腕臂、水平拉桿、懸式絕緣子串,棒式絕緣子及其它建筑物的特殊支持設(shè)備。</p><p> 定位裝置包括定位管和定位器,其功用是固定接觸線的位置,使接觸線在受電弓滑板運(yùn)行軌跡范圍內(nèi),保證接觸線與受電弓不脫離,并將接觸線的水平負(fù)荷傳給支柱。</p><p> 支柱與基礎(chǔ)用以承受接觸懸掛、支持和定位裝置的全部負(fù)荷,并將接觸懸掛固定在
29、規(guī)定的位置和高度上。我國接觸網(wǎng)中采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土支柱和鋼柱,基礎(chǔ)是對(duì)鋼支柱而言的,即鋼支柱固定在下面的鋼筋混凝土制成的基礎(chǔ)上,由基礎(chǔ)承受支柱傳給的全部負(fù)荷,并保證支柱的穩(wěn)定性。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土支柱與基礎(chǔ)制成一個(gè)整體,下端直接埋入地下。</p><p> 接觸網(wǎng)的電壓等級(jí):工頻單相交流25KV。</p><p> 接觸網(wǎng)是電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)的重要設(shè)備,它具有以下特點(diǎn):</p
30、><p> 1. 接觸網(wǎng)是通過接觸線與受電弓之間滑動(dòng)接觸來向電力機(jī)車輸送電能的,接觸線與受電弓之間的良好接觸是保證電力機(jī)車取流質(zhì)量良好的關(guān)鍵;</p><p> 2. 接觸懸掛是一個(gè)彈性結(jié)構(gòu),其彈性沿跨距有一定的差異性。受電弓在正常運(yùn)行時(shí)對(duì)接觸導(dǎo)線有一定的抬升力,當(dāng)列車運(yùn)行速度超過160km/h時(shí),因接觸懸掛沿跨距的彈性不均勻以及受電弓的慣性力的影響,會(huì)使受電弓在垂直方向產(chǎn)生振動(dòng),弓網(wǎng)間的
31、接觸壓力也隨之發(fā)生變化。當(dāng)接觸壓力趨于零值時(shí)弓網(wǎng)間良好的接觸受到破壞,這是受流的不良狀態(tài);</p><p> 3. 接觸網(wǎng)為露天裝置,在強(qiáng)風(fēng)作用下會(huì)產(chǎn)生偏移和舞動(dòng),當(dāng)偏移超過受電弓的工作范圍時(shí)容易引起弓網(wǎng)事故;</p><p> 4. 接觸網(wǎng)是一個(gè)無備用的設(shè)備,一旦接觸網(wǎng)發(fā)生事故,將會(huì)造成運(yùn)營中斷等生產(chǎn)事故,甚至是重大的安全事故。</p><p> 綜合以上因
32、素,要保證電氣化鐵道的安全運(yùn)營、保證受電弓與接觸線的良好接觸和可靠取流,除了需要接觸懸掛施工和運(yùn)營達(dá)到一定的規(guī)范要求外,接觸懸掛的設(shè)計(jì)、接觸網(wǎng)相關(guān)參數(shù)的設(shè)計(jì)及其參數(shù)檢測(cè)都是十分重要的。</p><p> 第二節(jié) 接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)程序</p><p> 接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)程序一般按三個(gè)階段設(shè)計(jì),即初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)汁和施工設(shè)計(jì)。具體步驟為:研究任務(wù)書;初步設(shè)計(jì);初步設(shè)計(jì)文件鑒定;技術(shù)設(shè)計(jì);技術(shù)設(shè)計(jì)文件
33、審批,施工設(shè)計(jì);施工配合及處理;參加交接驗(yàn)收。下面闡述各設(shè)計(jì)階段的內(nèi)容及要求。</p><p><b> 一、初步設(shè)計(jì)</b></p><p> 初步設(shè)計(jì)的目的在于解決電氣化鐵路的規(guī)模,確定主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和主要設(shè)計(jì)原則及配合關(guān)系,進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較和擬定主要工程概算。初步設(shè)計(jì)文件經(jīng)鑒定后,作為技術(shù)設(shè)計(jì)和國家控制建設(shè)項(xiàng)目投資的依據(jù)。初步設(shè)計(jì)階段完成的主要技術(shù)文件為技術(shù)說
34、明書和若干裝配示意圖。初步設(shè)計(jì)說明書中應(yīng)附有必要的安裝示意圖,一般包括中間支柱安裝示意圖、軟橫跨或硬橫跨安裝示意圖、隧道懸掛安裝示意圖以及特殊設(shè)計(jì)安裝示意圖等。</p><p> 此外,在初步設(shè)計(jì)說明書中還應(yīng)列人主要材料設(shè)備表,包括接觸線、承力索、支柱、基礎(chǔ)、硬橫梁、附加導(dǎo)線、隔離開關(guān)、避雷器、絕緣子、腕臂及主要型材等,</p><p><b> 二、技術(shù)設(shè)計(jì)</b&g
35、t;</p><p> 技術(shù)設(shè)計(jì)的目的,在于進(jìn)一步補(bǔ)充、完善和修改初步設(shè)計(jì),或者解決、說明初步設(shè)計(jì)鑒定中提出的各類問題,它是對(duì)初步設(shè)計(jì)的深化和完善,實(shí)際上它是接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)中的齊、優(yōu)、新問題,即設(shè)計(jì)的內(nèi)容齊全、選擇的設(shè)備優(yōu)良、采用的技術(shù)先進(jìn)。技術(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)包括三個(gè)方面:技術(shù)說明書,附表,附圖。</p><p><b> 三、施工設(shè)計(jì)</b></p><
36、p> 施工設(shè)計(jì)是根據(jù)已批準(zhǔn)的技術(shù)設(shè)計(jì)文件進(jìn)行的,應(yīng)完成全部施工圖紙,并作為接觸網(wǎng)工程施工的依據(jù)。</p><p> 第三節(jié) 接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)內(nèi)容</p><p> 接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)內(nèi)容有設(shè)計(jì)計(jì)算、平面設(shè)計(jì)、設(shè)備選擇和技術(shù)校驗(yàn)等。</p><p><b> 一、設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p> 包括氣象條件及負(fù)載計(jì)
37、算、懸掛導(dǎo)線的張力與弛度計(jì)算、跨距許可長度的計(jì)算、錨段長度的計(jì)算以及安裝曲線的計(jì)算等。</p><p><b> 二、平面設(shè)計(jì)</b></p><p> 平面圖的布置、設(shè)備選擇、系列的計(jì)算及必要的復(fù)測(cè)、核查及校驗(yàn),最后得到平面布置圖,接觸網(wǎng)平面圖是工程單位進(jìn)行施工的依據(jù)。</p><p><b> 三、設(shè)備選擇</b>
38、;</p><p> 電氣設(shè)備包括隔離開關(guān)、避雷器、吸流變壓器、電分相及分段絕緣器等。機(jī)械設(shè)備有支柱、腕臂以及定位裝置等。除此之外,還有許多線材的選型,如接觸線、承力索以及其他器材等。</p><p><b> 四、技術(shù)校驗(yàn)</b></p><p> 技術(shù)核驗(yàn)包括兩個(gè)方面:其一是強(qiáng)度和穩(wěn)定性方面的校核,如腕臂強(qiáng)度校驗(yàn)、反定位的主定位管以及
39、曲線內(nèi)側(cè)的壓管穩(wěn)定性校驗(yàn)等;另外,還有支柱的穩(wěn)定性、基礎(chǔ)的抗傾覆的穩(wěn)定性校驗(yàn)等。其二是技術(shù)性能方面的校驗(yàn),如緩和曲線區(qū)段接觸線最大偏移值、道岔附帶曲線以及特殊區(qū)段最大跨距接觸線偏移值的校驗(yàn),以及錨段長度張力增量和在溫度變化時(shí)吊弦最大橫向及縱向偏角的校驗(yàn)等。</p><p> 第四節(jié) 區(qū)間平面設(shè)計(jì)介紹</p><p> 接觸網(wǎng)的平面設(shè)計(jì)(平面布置)是接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)和重要組成部分,
40、是施工工程的重要依據(jù)。接觸網(wǎng)平面設(shè)計(jì)包括下述內(nèi)容:確定接觸懸掛類型;支柱的位置、類型及數(shù)量;錨段的劃分及走向;拉出值的大小及方向;支柱的側(cè)面限界;支持裝置類型及安裝圖號(hào);地質(zhì)條件、基礎(chǔ)及橫臥板的設(shè)置情況;道岔群區(qū)的放大圖;橋隧內(nèi)的設(shè)置及布置;回流線、吸回線、正饋線及其他附加導(dǎo)線的設(shè)置及架設(shè)狀態(tài);接觸線高度;供電與分段的情況;吸流變壓器(或自耦變壓器)、隔離開關(guān)及避雷器等設(shè)備安裝圖及所在位置;接地及防護(hù);特殊設(shè)計(jì)及工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)。</
41、p><p> 接觸網(wǎng)平面設(shè)計(jì)一般分為三個(gè)階段:室內(nèi)設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)及調(diào)整整理。</p><p> 室內(nèi)設(shè)計(jì)是根據(jù)站場(chǎng)平面圖及詳細(xì)線路縱斷面圖,初步確定支柱位置、劃分錨段長度、確定錨段關(guān)節(jié)位置與中心錨結(jié)位置以及其他相關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì),同時(shí)提出現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)需要解決的問題。</p><p> 現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)則根據(jù)第一階段完成的設(shè)計(jì)圖,進(jìn)一步核對(duì)與現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況是否相符合。因?yàn)榻佑|網(wǎng)沿鐵路
42、線架設(shè),現(xiàn)場(chǎng)會(huì)有許多建筑物的坐標(biāo)與圖紙數(shù)據(jù)不符,甚至還有相當(dāng)數(shù)量建筑物沒有坐標(biāo)位置,因此進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際勘測(cè)是非常必要的。</p><p> 調(diào)整整理是在原先設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,結(jié)合實(shí)測(cè)資料,對(duì)原設(shè)計(jì)進(jìn)行必要的補(bǔ)充、修改、調(diào)整,并最后完成全部接觸網(wǎng)平面圖的設(shè)計(jì)。</p><p> 接觸網(wǎng)平面設(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分復(fù)雜、細(xì)致而又技術(shù)性很強(qiáng)的工作。</p><p><b>
43、; 下述主要技術(shù)原則:</b></p><p> 1.接觸網(wǎng)平面設(shè)計(jì),應(yīng)結(jié)合近、遠(yuǎn)期發(fā)展目標(biāo),綜合考慮;</p><p> 2.接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)符合鐵路技術(shù)規(guī)范及電氣化鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范的技術(shù)要求;</p><p> 3.接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)中要考慮各個(gè)專業(yè)之間的配合;</p><p> 4.接觸網(wǎng)應(yīng)具有良好的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)性能,體現(xiàn)國家的技術(shù)
44、政策,并盡量采用先進(jìn)技術(shù);</p><p> 5. 接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)應(yīng)以保證安全運(yùn)營為基本原則,具有良好的質(zhì)量。</p><p> 接觸網(wǎng)平面設(shè)計(jì)又分站場(chǎng)、區(qū)間、橋梁、隧道建筑物的設(shè)計(jì)幾個(gè)方面。</p><p> 區(qū)間接觸網(wǎng)平面布置的主要依據(jù)是線路縱斷面圖,還有橋、涵及隧道的圖表資料。平面圖比例一般為1:2000。</p><p> 區(qū)間
45、的支柱布置,一般先從車站兩端的錨段關(guān)節(jié)處開始。如若區(qū)間支柱布置早于站場(chǎng)的支柱布置,此時(shí)車站兩端應(yīng)預(yù)留錨段關(guān)節(jié)位置,并且保證該處有調(diào)整變動(dòng)的可能性。支柱布置應(yīng)盡量用最大跨距,且相鄰跨距差不大于小跨距的25%。</p><p> 在單線區(qū)段上,接觸網(wǎng)支柱應(yīng)設(shè)置于曲線外側(cè)。緩和曲線屬于半徑變化著的曲線,支柱也應(yīng)設(shè)置于外側(cè)。在直線區(qū)段上,支柱應(yīng)設(shè)置于線路下行方向的右側(cè)。因?yàn)榫€路下行方向的左側(cè)往往設(shè)有公里標(biāo)、曲線起訖點(diǎn)樁
46、等設(shè)施,以防干擾。為了不妨礙信號(hào)的顯示,在進(jìn)站信號(hào)機(jī)及遠(yuǎn)方信號(hào)機(jī)前面的支柱,應(yīng)設(shè)在信號(hào)機(jī)的另一側(cè)。</p><p> 在復(fù)線區(qū)段上,上下行線路的支柱應(yīng)各沿線路一側(cè)布置,使各正線的接觸網(wǎng)在機(jī)械上和電氣上盡量獨(dú)立。</p><p> 在橋上盡量不設(shè)支柱,不得已時(shí)才在橋墩臺(tái)上設(shè)鋼往。對(duì)于下承式橋、路線橋、天橋等建筑物,接觸懸掛的通過方式視具體情況而定。可以在建筑物上設(shè)懸掛點(diǎn),讓接觸懸掛在其下
47、面通過。也可以不加懸掛點(diǎn),讓整個(gè)懸掛在其下帶電通過。還可以讓承力索在建筑物兩端下錨,僅使接觸線在其下帶電通過。任何通過方式都要保證在最高溫度、最低溫度及接觸線被受電弓抬高情況下有足夠的絕緣間隙,并預(yù)留一定的安裝誤差。接觸線在受電弓通過時(shí)的最大抬高量按100 mm考慮。</p><p> 承力索、供電線等其他線索在建筑物上的懸掛點(diǎn)與在支柱上的懸掛點(diǎn)間的高差較大時(shí),要檢查建筑物最外懸掛點(diǎn)處的線索有無上拔力。當(dāng)最低懸
48、掛點(diǎn)與相鄰支柱間的跨距 ;時(shí)存在上拔力,則要采取相應(yīng)措施,如調(diào)整跨距l(xiāng)或減小高差h,以消除上拔力。</p><p> 第五節(jié) 隧道內(nèi)接觸網(wǎng)的平面設(shè)計(jì)</p><p> 一、隧道內(nèi)接觸網(wǎng)的懸掛結(jié)構(gòu)</p><p> 在進(jìn)行隧道內(nèi)的平面設(shè)計(jì)之前,首先要確定懸掛類型及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。確定隧道內(nèi)接觸網(wǎng)懸掛的類型應(yīng)根據(jù)隧道斷面、凈空高度、行車速度及通過貨物的裝載高度決定。
49、</p><p> 符合國標(biāo)《標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路建筑限界》(GBl46.2)中的隧限―2A及2B的隧道,是按照鐵路電氣化接觸網(wǎng)所要求的凈空標(biāo)準(zhǔn)修建的,在這種隧道內(nèi),采用全補(bǔ)償鏈形懸掛,特別是對(duì)于高速或準(zhǔn)高速電氣化鐵路,其隧道內(nèi)懸掛類型應(yīng)和區(qū)間相一致,如圖2. 1所示,以保證列車運(yùn)行速度在隧道內(nèi)不受影響,其懸掛帶電部分和懸式絕緣子接地側(cè)裙邊分別應(yīng)保持400mm和150mm的絕緣間隙。接觸線高度不得低于5700mm,以保
50、證5300mm超限貨物能帶電通過。對(duì)于高速客運(yùn)專線線路的接觸線高度,應(yīng)和區(qū)間接觸線高度相一致。</p><p> 圖2.1 隧道內(nèi)鏈形接觸懸掛 </p><p> 二、隧道內(nèi)接觸網(wǎng)平面設(shè)計(jì)的內(nèi)容及技術(shù)原則</p><p> 隧道內(nèi)進(jìn)行接觸網(wǎng)和懸掛的設(shè)計(jì),要確定的主要內(nèi)容有跨距長度、懸掛點(diǎn)的位置及數(shù)量、安裝埋入孔的位置、定位點(diǎn)的配置、拉出值的大小及方向、錨段關(guān)節(jié)
51、及中心錨結(jié)位置等。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),一般要考慮下述技術(shù)原則:</p><p> 1. 隧道內(nèi)平面布置應(yīng)與隧道外的平面布置相配合。隧道口第一個(gè)懸掛點(diǎn)的位置及接觸線的拉出值應(yīng)與隧道口外相鄰支柱的位置及拉出值相協(xié)調(diào)。另外,在通常情況下,鏈形懸掛的承力索在出隧道口后要升高,隧道口第一個(gè)懸掛點(diǎn)的位置應(yīng)考慮承力索升高后,對(duì)拱頂?shù)木嚯x不得小于最小絕緣間隙。</p><p> 2. 跨距布置應(yīng)盡量均勻。&
52、lt;/p><p> 3. 定位點(diǎn)的配置及拉出值的選定,應(yīng)考慮外軌超高在一定的范圍內(nèi)變換時(shí)不需調(diào)整,仍能保證接觸線對(duì)受電弓中心的水平偏移不超過450 mm。定范圍內(nèi)變化時(shí)不需調(diào)整。</p><p> 4. 隧道內(nèi)錨段關(guān)節(jié)及中心錨結(jié)的位置應(yīng)根據(jù)隧道所在區(qū)間的平面布置確定。</p><p> 第六節(jié) 接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)</p><p><
53、b> 一、側(cè)面限界</b></p><p> 側(cè)面限界是接觸網(wǎng)支柱內(nèi)沿至線路中心線的距離,用符號(hào)CX表示。</p><p> 表2. 1 支柱側(cè)面限界選用表</p><p> 計(jì)算接觸網(wǎng)支柱側(cè)面限界時(shí),一般可將CX取為3000mm,對(duì)于軟橫跨支柱,側(cè)面限界一般取為3.0m,位于基本站臺(tái)上時(shí)取6.0m。</p><p&g
54、t; 橋墩上的支柱,其設(shè)置條件受橋墩臺(tái)的制約。橋墩臺(tái)上支柱的側(cè)面限界一般按下表選用。 </p><p> 表2.2 橋上側(cè)面限界選用表</p><p><b> 二、拉出值</b></p><p> 設(shè)置拉出值的目的是使受電弓滑板磨損均勻,拉出值的大小是由受電弓的有效工作長度決定的。拉出值在直線區(qū)段一般取300mm,曲線區(qū)段則根據(jù)曲線
55、半徑的大小決定。</p><p> 表2. 3 接觸線拉出值選用表</p><p><b> 三、錨段關(guān)節(jié)設(shè)置</b></p><p> 絕緣錨段關(guān)節(jié)叫做氣隙分段絕緣,它將各段接觸網(wǎng)進(jìn)行電分段。一跨、二跨、三跨、四跨和五跨錨段關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)各有差異。</p><p> 在二跨和四跨錨段關(guān)節(jié)中,在支持裝置處受電弓兩
56、根接觸線接觸。在這種情況下出現(xiàn)的干擾力峰值促使采用一跨、三跨和五跨錨段關(guān)節(jié)為好(使用它們時(shí)從一個(gè)接觸網(wǎng)段到下一段的過渡出現(xiàn)在跨距中心處)。時(shí)速為200km/h以下的接觸網(wǎng)采用三跨錨段關(guān)節(jié)。在中心跨距內(nèi),受電弓與兩根接觸線同時(shí)接觸大約1/3的跨距長度。在支持裝置處,終端接觸網(wǎng)的接觸比受電弓通過的接觸線要升高約0.5m。結(jié)果,受電弓在轉(zhuǎn)換柱處只與一根接觸線接觸。由于接觸線的偏離及由此引起的橫向力大,終端接觸網(wǎng)的支持裝置處彈性較差。</
57、p><p> 在速度大于200km/h的接觸網(wǎng)中,縮短的跨距和較高的接觸線張力允許接觸線提升0.15m。由于接觸線與張力補(bǔ)償裝置直接連接,張力大,支柱處偏轉(zhuǎn)力增大,從而進(jìn)一步降低了彈性,同時(shí)對(duì)接觸壓力有不利影響。因此,接觸懸掛被引導(dǎo)到后面的支柱,并且接觸線被升高0.5m。從這一設(shè)計(jì)中引出了五跨錨段關(guān)節(jié)(圖2.2)。</p><p> 所有小曲線半徑和短跨距的設(shè)計(jì)都會(huì)出現(xiàn)同樣的情況,因此在這
58、些情況下也采用五跨錨段關(guān)節(jié)。</p><p> 圖2. 2五跨絕緣錨段關(guān)節(jié)</p><p> 圖2.3七跨絕緣錨段關(guān)節(jié)</p><p><b> 四、中心錨結(jié)</b></p><p> 中心錨結(jié)設(shè)在錨段的中部,其作用有:其一,在一個(gè)錨段實(shí)行兩端補(bǔ)償時(shí)可防止補(bǔ)償器向一側(cè)滑動(dòng),特別是在具有坡度的線路上,設(shè)置中心錨結(jié)更
59、顯得必要,其作用和效果也愈加明顯;其二,縮小事故范圍,當(dāng)中心錨結(jié)的一側(cè)接觸線發(fā)生斷線時(shí),不致影響另一側(cè)的接觸網(wǎng),且容易排除事故及易于恢復(fù)正常運(yùn)行。</p><p> 接觸懸掛的每一個(gè)錨段,它的導(dǎo)線都是獨(dú)立的線段,在正常情況下,無論是硬錨還是補(bǔ)償下錨,一個(gè)錨段內(nèi)的導(dǎo)線都是作為整體而工作的。導(dǎo)線在溫度變化時(shí)要伸長(或縮短),對(duì)于兩端硬錨的導(dǎo)線,縱向不會(huì)產(chǎn)生位移,導(dǎo)線所產(chǎn)生的伸長都耗散在每一個(gè)跨距內(nèi)。兩端補(bǔ)償下錨的導(dǎo)
60、線,因?qū)Ь€上各種拉力和阻力不同,兩端會(huì)出現(xiàn)不平衡的拉力,從而使線向一端移動(dòng)。為了防止這種現(xiàn)象的產(chǎn)生以及當(dāng)錨段內(nèi)出現(xiàn)斷線所能縮小事故范圍,可以在錨段的約一半長度的一個(gè)跨距內(nèi)(錨段中間部位)設(shè)置中心錨結(jié),將該點(diǎn)的導(dǎo)線拉緊固定,在任何情況下,該點(diǎn)都不會(huì)出現(xiàn)偏移。中心錨結(jié)的形式和結(jié)構(gòu),根據(jù)接觸網(wǎng)的懸掛類型及安裝地點(diǎn)而有所不同。</p><p><b> 五、懸掛模式</b></p>
61、<p> 接觸懸掛包括接觸線、吊弦、承力索和補(bǔ)償器及連接部件,接觸懸掛通過支持裝置架設(shè)在支柱上,其作用是將從牽引變電所獲得的電能輸送給電力機(jī)車。電力機(jī)車運(yùn)行時(shí),受電弓頂部的滑板緊帖接觸線摩擦滑行取流。</p><p> 接觸懸掛可分為簡(jiǎn)單接觸懸掛和鏈形懸掛兩種類型。簡(jiǎn)單接觸懸掛由一根接觸線直接固定在支柱支持裝置上的懸掛形式。它在發(fā)展中經(jīng)歷了未補(bǔ)償簡(jiǎn)單懸掛、季節(jié)調(diào)整式懸掛和目前采用的帶補(bǔ)償裝置及彈性吊
62、弦式簡(jiǎn)單懸掛。</p><p> 鏈形懸掛是通過一種運(yùn)行性能良好的懸掛形式。它的特點(diǎn)是接觸線通過吊弦懸掛在承力索上,承力索通過鉤頭鞍子或懸吊滑輪懸掛在支持裝置的腕臂上。是接觸線在不增加支柱的情況下增加了懸掛點(diǎn),通過調(diào)整吊弦長度使接觸線在整跨距內(nèi)對(duì)軌面的高度基本保持一致。減小了接觸線在跨距中的弛度,改善了彈性,增加了懸掛重量,提高了穩(wěn)定性,可以滿足電力機(jī)車高速運(yùn)行取流的要求。鏈形懸掛分類方法較多,按懸掛鏈數(shù)的多少
63、可分為單鏈形、雙鏈形和多鏈形;根據(jù)線索兩端下錨的方式可分為未補(bǔ)償簡(jiǎn)單鏈形懸掛、半補(bǔ)償簡(jiǎn)單鏈形懸掛、半補(bǔ)償彈性鏈形懸掛和全補(bǔ)償鏈形懸掛;鏈形懸掛按其承力索和接觸線在平面上的布置位置可分為直鏈形懸掛、半斜鏈形懸掛和斜鏈形懸掛。</p><p> 隨著機(jī)車運(yùn)行速度的不同,所選用的接觸懸掛的特性也有差別。接觸懸掛的質(zhì)量對(duì)機(jī)車運(yùn)行速度有著直接的影響,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,電力機(jī)車的運(yùn)行速度不斷提高。為了適應(yīng)這種形式的需要,
64、世界各國對(duì)懸掛結(jié)構(gòu)的研究也日趨重視。在改善接觸懸掛的運(yùn)營質(zhì)量方面都作了很大努力,采用了相應(yīng)的技術(shù)措施,以滿足運(yùn)行速度日益提高的需要。從發(fā)展方向上看,可歸納為下述幾方面:①改善接觸的彈性性能;②改善張力的自動(dòng)補(bǔ)償裝置;③提高接觸懸掛的穩(wěn)定性;④減輕接觸懸掛的集中重量;⑤采用定型化、標(biāo)準(zhǔn)化零部件;⑥實(shí)行電分相裝置的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。</p><p> 為了減少導(dǎo)線抬升量,可提高其張力,減少了接觸網(wǎng)彈性不均勻性,同時(shí)也提高了
65、接觸線波動(dòng)傳播速度,不引起導(dǎo)線共振使受電弓取流狀態(tài)更好。接觸懸掛類型的選擇涉及到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和安裝維修等各個(gè)方面,通過綜合評(píng)價(jià),目前有三種懸掛類型已應(yīng)用在高速電氣化鐵路中。</p><p><b> 1. 簡(jiǎn)單鏈形懸掛</b></p><p> 以法國為代表的高速鐵路采用此種類型,在1990年開通的速度為300km/h的大西洋新干線上采用,而且認(rèn)為該懸掛類型完全可以
66、滿足330~350km/h,簡(jiǎn)單鏈形懸掛維修簡(jiǎn)單造價(jià)低,有多年成熟的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。</p><p><b> 2. 彈性鏈形懸掛</b></p><p> 德國開發(fā)的高速接觸網(wǎng)普遍采用,并作為德國聯(lián)邦鐵路標(biāo)準(zhǔn),其主要出發(fā)點(diǎn)是降低接觸網(wǎng)彈性不均勻度,在80年代末修建的曼海姆到斯圖加特高速鐵路(250km/h)上采用。彈性鏈形懸掛比簡(jiǎn)單鏈形懸掛彈性好,但造價(jià)高。</
67、p><p><b> 3. 復(fù)鏈形懸掛</b></p><p> 1964年10月建成的日本東海道新干線上采用,它是用帶彈簧的吊弦合成復(fù)鏈形懸掛。這種懸掛運(yùn)行性能好,但造價(jià)高,設(shè)計(jì)復(fù)雜,施工和維修難度大。復(fù)鏈形懸掛形式如圖2.4所示。</p><p><b> 圖2.4復(fù)鏈形懸掛</b></p><p
68、> 根據(jù)國外經(jīng)驗(yàn)和我國鐵路路軌現(xiàn)狀,通過科技人員論證,普遍認(rèn)為采用全補(bǔ)償簡(jiǎn)單鏈形懸掛較為合適,特別是在車速不高的情況下,有利于投資少見效快,完全能夠適應(yīng)200km/h車速的要求。</p><p> 表2.4 各懸掛類型的受流性能表</p><p><b> 六、無交叉線叉</b></p><p> 線叉是接觸網(wǎng)上重要設(shè)備。在常速
69、下,一般采用有交叉線叉,運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明它完全能滿足要求,但也存在著問題,交叉線叉硬點(diǎn)不易消除,機(jī)車無論從正線進(jìn)入側(cè)線,還是從側(cè)線進(jìn)入正線,在始觸點(diǎn)處受電弓都要接觸兩條接觸線,接觸瞬間由于受電弓抬升力的作用,將要接觸的導(dǎo)線總是比正在滑行的導(dǎo)線低。造成低側(cè)導(dǎo)線,會(huì)沿受電弓滑板圓弧導(dǎo)角向上移動(dòng)到接觸板上,這就難免發(fā)生鉆弓和刮弓事故,也會(huì)給現(xiàn)場(chǎng)施工帶來困難,尤其是高速鐵路,這種滑動(dòng)接觸對(duì)接觸線和受電弓危害極大,為此在高速電氣化鐵路正線道岔上,采用
70、了先進(jìn)的無道岔線叉結(jié)構(gòu)。</p><p><b> 七、電分相裝置</b></p><p> 在機(jī)車高速行駛的情況下,通過降弓升弓的方式來實(shí)現(xiàn)電分相己經(jīng)不再適用,必須采用先進(jìn)的自動(dòng)切換電分相裝置。自動(dòng)切換電分相裝置主要有地面自動(dòng)切換方式、車上自動(dòng)切換方式、柱上自動(dòng)切換方式三種,它們?cè)陔姺窒鄷r(shí)都不需要司機(jī)進(jìn)行操作,機(jī)車能滿負(fù)荷通過。</p><p
71、> 地面自動(dòng)切換方式由地面開關(guān)站自動(dòng)切換電分相。這種方式一次性投資較大,而且在切換過程中容易產(chǎn)生過電壓,引起開關(guān)重燃及異相短路,造成重大事故。柱上自動(dòng)切換方式由機(jī)車的牽引電流直接控制切換電分相。這種方式缺點(diǎn)是柱上開關(guān)無備用,且最高允許速度僅為200km/h。</p><p> 經(jīng)過綜合比較,地面電磁傳感車上自動(dòng)切換方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格低廉,并且由于采用錨段關(guān)節(jié)方式,對(duì)高速鐵路接觸網(wǎng)更為適用。</p&
72、gt;<p> 圖2.5九跨電分相絕緣錨段關(guān)節(jié)</p><p><b> 八、結(jié)構(gòu)高度</b></p><p> 結(jié)構(gòu)高度是指在懸掛點(diǎn)處接觸線和承力索的鉛垂距離。本設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)高度為1700mm。</p><p><b> 九、接觸線的高度</b></p><p> 接觸線距
73、軌距的最高高度不應(yīng)大于6500mm。最低高度應(yīng)符合下列規(guī)定:</p><p> 1、站場(chǎng)和區(qū)間(含隧道)接觸線距軌面的高度宜取一致,其最低高度不應(yīng)小于5700mm;編組站、區(qū)段站等配有調(diào)車組的線、站,正常情況可不小于6200mm,確有困難時(shí)不應(yīng)小于5700mm,</p><p> 2、既有隧道內(nèi)(包括按規(guī)定降低高度的隧道口外及跨線建筑范圍內(nèi))正常情況不應(yīng)小于5700mm;困難情況不應(yīng)小
74、于5650mm;特殊情況不應(yīng)小于5330mm。</p><p> 3、開行雙層集裝箱列車的線路,接觸線距軌面的最低高度應(yīng)根據(jù)雙層集裝箱的高度和絕緣距離計(jì)算確定。</p><p> 接觸線最低高度值在高程1000m以上的區(qū)段,應(yīng)按相應(yīng)規(guī)定隨空氣絕緣間隙值的加大而相應(yīng)加大。</p><p> 十、接觸網(wǎng)的接地與防雷</p><p> 接觸
75、網(wǎng)接地根據(jù)其工作不同分為工作接地和防護(hù)接地。為了設(shè)備的安全運(yùn)行而設(shè)置的接地稱為工作接地,如鋼筋混凝土的接地和避雷器接地側(cè)的接地線等,以防護(hù)為目的而設(shè)置的接地稱為防護(hù)接地,如橋鐵柵欄的接地。接觸網(wǎng)的接地是指通過接地線而接于牽引軌。</p><p> 接觸網(wǎng)是露天供電裝置,為了安全運(yùn)行,應(yīng)采取必要的大氣過電壓防護(hù)措施。《鐵路電力牽引設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定:“接觸網(wǎng)大氣過電壓的防護(hù),應(yīng)根據(jù)雷電活動(dòng)情況,結(jié)合運(yùn)營經(jīng)驗(yàn),采取相應(yīng)
76、的防護(hù)措施,在下列重點(diǎn)位置應(yīng)適當(dāng)設(shè)置避雷裝置:電分相和電分段錨段關(guān)節(jié)、長大隧道兩端、分區(qū)亭引入線和牽引變電所饋電線出口處”。</p><p> 第七節(jié) 接觸網(wǎng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的概述</p><p> 接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是必須對(duì)每一個(gè)區(qū)間、站場(chǎng)及隧道分別單獨(dú)設(shè)計(jì),因此,工作量大是不言而喻的。近年來,我國開發(fā)了接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)的應(yīng)用軟件,并得到了廣泛應(yīng)用,受到世界各國的關(guān)注。</p>
77、<p> 接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)軟件包括了接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)的大部分工作,這些專用軟件,其特點(diǎn)是功能齊全、效率高、速度快、質(zhì)量好,同時(shí)避免了人為的差錯(cuò),大大地提高了圖紙和工程質(zhì)量。</p><p> 當(dāng)今世界上最流行的Auto CAD制圖系統(tǒng)和內(nèi)嵌于此系統(tǒng)中的高級(jí)人工智能語言Auto LISP組成的接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)專用軟件,把大量繁瑣重復(fù)的設(shè)計(jì)、描圖工作交由計(jì)算機(jī)完成,已成功地用于我國電氣化鐵路接觸網(wǎng)專業(yè)的實(shí)際設(shè)計(jì)工作中,這
78、大大改進(jìn)了該專業(yè)的設(shè)計(jì)手段,提高了生產(chǎn)效益,保證了設(shè)計(jì)文件質(zhì)量并縮短了設(shè)計(jì)周期。</p><p> 由于接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)中所需的數(shù)據(jù)量大,涉及的專業(yè)眾多,技術(shù)情況復(fù)雜,不可能用一兩個(gè)程序就能實(shí)現(xiàn)本專業(yè)的CAD。在編制這些軟件時(shí),采用了“模塊化結(jié)構(gòu)”、“菜單方式”程序設(shè)計(jì)技術(shù)、AutoCAD中的“分層”處理技術(shù)和數(shù)據(jù)庫共享技術(shù)。</p><p> 用軟件工程方法進(jìn)行軟件開發(fā)的一個(gè)重要步驟是系統(tǒng)
79、分析。系統(tǒng)分析主要是把未來軟件的基本組成成分或子系統(tǒng)及其相互間的關(guān)系確定下來,把軟件的總體功能、性能分別賦予各基本組成成分和子系統(tǒng)。為使軟件逐步具體化、精確化,一般采用自頂向下分解的方法。包含有功能分析法、數(shù)據(jù)流分析法、功能分析和數(shù)據(jù)流分析相結(jié)合的方法。這里采用的是數(shù)據(jù)流分析法。</p><p> 第三章 接觸網(wǎng)設(shè)備選擇</p><p><b> 第一節(jié) 接觸線索<
80、/b></p><p> 一、接觸線的主要技術(shù)要求</p><p> 高速接觸網(wǎng)要求受流性能好、穩(wěn)定性能好、抗張性能好、導(dǎo)電性能好、電流強(qiáng)度大的接觸線,因而要求具備以下主要的技術(shù)性能:</p><p><b> 1. 抗拉強(qiáng)度高</b></p><p> 為了提高接觸線的波動(dòng)速度,因此需相應(yīng)提高接觸線的張力
81、,要求抗張強(qiáng)度在500 N/ 左右。在考慮選擇高強(qiáng)度材料以提高其應(yīng)力的同時(shí),還要注意其線密度要低。</p><p><b> 2. 電阻系數(shù)低</b></p><p> 高速接觸網(wǎng)中電流強(qiáng)度較大,為此,必須要求接觸線的電阻率要低,一般在工作溫度20℃時(shí),電阻率應(yīng)在0.01768--0.0200范圍內(nèi)以適應(yīng)流經(jīng)大電流的需要。</p><p>
82、<b> 3. 耐熱性能好</b></p><p> 高速接觸網(wǎng)一般都具有列車運(yùn)行速度高、密度大、持續(xù)時(shí)間長的特點(diǎn)。因而,接觸線內(nèi)長時(shí)間流經(jīng)大電流,在持續(xù)流過較大的載流量以后,自然引起導(dǎo)線發(fā)熱,在溫升達(dá)到一定程度時(shí),導(dǎo)線的材質(zhì)會(huì)軟化,強(qiáng)度會(huì)降低,嚴(yán)重時(shí),接觸線會(huì)產(chǎn)生因溫度影響形成的蠕動(dòng)性伸長,從而破壞正常的受流。因此,選擇的接觸線材質(zhì)應(yīng)具有較好的耐熱性能,一般要求軟化點(diǎn)在300℃以上,以
83、適應(yīng)較高載流量。</p><p><b> 4. 耐磨性能好</b></p><p> 接觸線和受電弓是滑動(dòng)接觸的,接觸壓力大,速度高,要求具有良好的耐磨性能,同時(shí)注意其抗腐蝕性能,盡量延長接觸線的使用壽命。</p><p><b> 5. 制造長度長</b></p><p> —般要求在一
84、個(gè)錨段不允許有接頭。</p><p> 這些性能和技術(shù)要求之間存在著相互制約和相互影響的因素,所以在各國高速電氣化鐵路建設(shè)中都十分注意研制、選擇和使用新型接觸線,并且需考慮下述諸因素:</p><p> (1). 增大接觸線的張力</p><p> 提高接觸線張力,是目前各國普遍采取的技術(shù)措施,它可以有效地提高接觸線的波動(dòng)速度,同時(shí)相應(yīng)地提高列車運(yùn)行速度。提高
85、接觸線的張力以后,可以得到兩個(gè)附加效果:第一可以相應(yīng)地限制高速運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)拾升量。根據(jù)法國的試驗(yàn),一般運(yùn)行在300 km/h時(shí),總拾升量在100 mm以內(nèi);第二個(gè)附加效果可以提高彈性系數(shù)的不均勻度,使跨中的彈性得以有效降低,約為0.5 mm/N,而懸掛點(diǎn)處約為0.4 mm/N,從而使磁性在整個(gè)跨距內(nèi)趨于一致,大大降低了彈性不均勻系數(shù)。</p><p> ?。?). 限制接觸線橫截面</p><
86、p> 增大接觸線橫截面積,可以有效提高拉斷力,增大載流量,相應(yīng)地降低溫升,所以適當(dāng)增加橫截面積是有利的。但是過大地增大接觸線的橫截面積會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)負(fù)面效果:其一是使接觸線線密度增加,從而降低了波動(dòng)速度,這是極為有害的;其二是架設(shè)時(shí)的不均勻性及平直性的危險(xiǎn)增加。所以,德國在研制Re330型接觸懸掛時(shí),仍然把接觸線的截面積限制在120以下。</p><p> ?。?). 提高接觸線的導(dǎo)電率</p>
87、<p> 在有限的橫截面積條件下,提高載流能力的途徑是盡量提高導(dǎo)電率?,F(xiàn)在德國在速度為300--350 km/h的接觸網(wǎng)中,除了廣泛采用銀銅接觸線以外,還研制和試用了錫銅120的合金接觸線,常溫抗拉強(qiáng)度和導(dǎo)電率分別為537.5 N/和77.6% IACS,這即提高了導(dǎo)線強(qiáng)度,又保持了相應(yīng)的導(dǎo)電率,日本研制的鉻鋯銅合金接觸線,也有類似的情況,這些都是很不容易達(dá)到的技術(shù)目標(biāo),但這是發(fā)展方向。</p><p&
88、gt; ?。?). 增強(qiáng)耐磨耗性能</p><p> 高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)運(yùn)行速度高,載流量大,弓線間的接觸壓力也隨之增大,接觸線磨耗相對(duì)加重,同時(shí),在高速受流中,產(chǎn)生火花和電弧是不可避免的,這些又會(huì)使磨耗加劇,因此,選擇耐磨性能好的材質(zhì),有效地延長接觸線的使用壽命是普遍關(guān)注的核心課題,特別是在采用雙弓或多弓運(yùn)行的條件時(shí),更顯得迫切與必要。與耐磨性相關(guān)聯(lián)的另一個(gè)問題是耐腐蝕性能,這對(duì)選擇接觸線的材質(zhì)也是很重要的
89、方面,特別是在沿海及工業(yè)污染源較集中以及酸雨與空氣濕度較大的地區(qū)更為重要。有些耐磨性能好的材質(zhì)(如銅合金),其耐腐蝕性能也好;但也有些耐磨性能好的材質(zhì)(如鋼),耐腐蝕性能卻很差,這是在選擇接觸線材質(zhì)時(shí)必須考慮的重要問題。在考慮接觸線耐磨性能的同時(shí),還應(yīng)考慮受電弓滑板材質(zhì)的匹配問題。</p><p> ?。?). 選擇銅合金材質(zhì)</p><p> 純銅接觸線具有導(dǎo)電性能和施工性能好的優(yōu)點(diǎn),
90、但是存在抗拉力差、耐磨性能差和高溫易軟化等諸多缺點(diǎn),無法適應(yīng)高速度、大載流量的要求。載流量與接觸線最高允許工作溫度有關(guān),為了避免載流量過大影響機(jī)械強(qiáng)度,所以各國對(duì)純銅接觸線最高允許工作溫度都作了規(guī)定,如德國規(guī)定80℃,日本規(guī)定為90℃,俄羅斯規(guī)定為95℃,我國也規(guī)定為95℃。采用銅合金會(huì)有效地提高其軟化溫度,如純銅接觸線在200℃開始明顯軟化,而銅合金接觸線的軟化點(diǎn)都在300℃以上,所以,采用銅合金接觸線是提高載流量的基本措施之一。目前
91、,各國都十分重視新型銅合金接觸線的開發(fā)與研制,諸如銀銅合金、銀錫銅合金、鋼銅合金、鎬鎳銅合金、鎂銅合金以及鉻鋁銅合金等。采用合金的目標(biāo)是提高接觸線的抗拉強(qiáng)度、耐磨耗性能和高溫軟化性能。當(dāng)然,試驗(yàn)證明,在銅內(nèi)不管滲進(jìn)什么金屬,都會(huì)相應(yīng)提升其電阻率,所以研制高強(qiáng)度耐磨性能好的銅合金接觸線,是以有限地犧牲導(dǎo)電性能為代價(jià)的。</p><p> 目前日本研制和采用既提高抗拉強(qiáng)度,又能有效地降低線密度P的鋁包鋼或銅包鋼接觸
92、線,這也不失為是一種趨勢(shì)。</p><p> 二、CTHA120的主要性能參數(shù)</p><p> 本設(shè)計(jì)中采用我國已經(jīng)非常成熟應(yīng)用于廣(州)---深(圳)線準(zhǔn)高速鐵路中的CTHA120接觸線。</p><p> CTHA120接觸線性能測(cè)試與結(jié)果:</p><p> 1. 室溫性能測(cè)試</p><p> 取
93、CTHA120合金接觸線樣品500 m,每隔100 m取樣(共取1#、2#、3#、4#、5#五個(gè)試樣)對(duì)拉斷力、抗拉強(qiáng)度、延伸率、電阻率等性能進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果如表3.1</p><p> 2. CTHA120合金接觸線抗軟化性能測(cè)試</p><p> 取CTHA120合金接觸線樣品500 m加熱到300℃,保溫2h后冷卻至室溫測(cè)試CTHA120合金接觸線抗軟化性 (軟化的標(biāo)準(zhǔn)方法是將
94、接觸線加熱到300℃保溫2h后冷卻至室溫再進(jìn)行拉伸試驗(yàn)) 測(cè)試結(jié)果如表3.2所示。</p><p> 從表3.1、表3.2的數(shù)據(jù)可以看出,經(jīng)高溫加熱后,C'THA120的抗拉強(qiáng)度為未加熱的95%左右,與相同截面的純銅接觸線相比,純銅接觸線經(jīng)高溫加熱到300℃后其抗拉強(qiáng)度僅為原來的60%左右。由表3.1、表3.2的數(shù)據(jù)可以直觀的看出室溫及高溫加熱后的CTHA抗拉強(qiáng)度差別不大,可以認(rèn)為19mm銅銀合金桿經(jīng)冷
95、拉加工(加工率為47 %)成型為CTHA120合金接觸線的抗軟化能力較強(qiáng)。</p><p> 在電氣化鐵路時(shí)代,為適應(yīng)提速的要求可采用銅銀合金接觸線可以代替純銅接觸線,性能佳。</p><p><b> 三、承力索的選取</b></p><p> 根據(jù)仿真研究,承力索對(duì)接觸網(wǎng)的受流質(zhì)量沒有明顯的影響。對(duì)承力索線材的選取需綜合考慮載流量、接
96、觸線影響和結(jié)構(gòu)高度等因素。</p><p><b> 1. 承力索材料</b></p><p> 為減少由于承力索與接觸線線脹系數(shù)不同而引起的吊弦順線路偏斜、張力增量加大等,承力索的材料應(yīng)該與接觸線相同。</p><p><b> 2. 承力索張力</b></p><p> 從受流角度來講,
97、對(duì)于300km/h以上的鐵路,為滿足對(duì)隧道、跨線建筑物凈空的要求,承力索的張力取20kN為佳。</p><p><b> 3. 承力索截面積</b></p><p> 牽引網(wǎng)的最大電流將達(dá)到1000A,考慮載流,承力索截面積不宜小于120mm。</p><p> 結(jié)合上述緣由,承力索選用TJ120。</p><p>
98、; 表3.5 TJ120主要性能參數(shù) </p><p> 其中CTHA120張力為15kN,TJ120的張力為20 kN。</p><p><b> 四、吊弦</b></p><p> 吊弦承擔(dān)著負(fù)載接觸線的任務(wù),因此必須具備一定的機(jī)械強(qiáng)度。另外,吊弦上會(huì)通過一定的負(fù)載電流,考慮到受流方式有分散式受流(電動(dòng)車組)和集中
99、式受流(電力機(jī)車),要求吊弦能夠滿足不同的受流要求。</p><p> 標(biāo)準(zhǔn)速度的接觸網(wǎng)中常采用鐵線環(huán)節(jié)式吊弦,當(dāng)列車高速運(yùn)行時(shí),這種吊弦主要存在下列問題:</p><p><b> (1)強(qiáng)度低;</b></p><p><b> (2)耐腐蝕性差;</b></p><p> (3)電火花
100、燒傷及磨損嚴(yán)重;</p><p> (4)精度低,需要經(jīng)常調(diào)整;</p><p> (5)容易使接觸線發(fā)生振動(dòng),造成受電弓離線率增加。</p><p> 在常速電氣化鐵道接觸懸掛上,一般采用環(huán)節(jié)吊弦,通過長期運(yùn)行實(shí)踐表明,用鍍鋅鐵線制作的環(huán)節(jié)吊弦,普遍存在安裝精度差,接觸線高度需經(jīng)常調(diào)整,在有電分段處(如四跨),因吊弦分流而發(fā)生燒斷吊弦的事故。在高速電氣化鐵路
101、接觸懸掛結(jié)構(gòu)上,對(duì)導(dǎo)線高度要求十分嚴(yán)格,即各懸掛點(diǎn)導(dǎo)線高度必須等高,其相對(duì)誤差越小越好,吊弦要有較高的可靠性,并能在大電流系統(tǒng)中,具有一定的導(dǎo)電性能,因此,我國目前普遍采用整體吊弦結(jié)構(gòu)。</p><p> 整體吊弦采用銅合金絞線(或不銹鋼),兩端通過壓接方式與吊弦線夾連接,其最大拉伸工作荷重不小于1kN,承力索、接觸線間的滑動(dòng)荷重不小于1kN,吊弦綜合拉斷力不小于4kN。</p><p>
102、; 因此,在高速鐵路接觸網(wǎng)中,宜采用具有防振功能的載流式整體吊弦。通過整體吊弦的長度,來控制接觸線對(duì)鋼軌的高度并預(yù)留一定的弛度。吊弦由合金材質(zhì)絞線制造(如青銅絞線),吊弦線夾采用銅鎳硅或鋁青銅合金材質(zhì)制造,二者壓接成一體以減少電磨耗。</p><p> 吊弦分布于接觸懸掛關(guān)系密切,目的是為了改善彈性和質(zhì)量的分布,也與動(dòng)態(tài)性能有關(guān)。由于吊弦分布涉及的不確定因數(shù)多,具體的分布方案,更多地取決于實(shí)驗(yàn)。</p&
103、gt;<p> 根據(jù)鐵四院對(duì)吊弦的分布研究,吊弦分布對(duì)改善吊弦分布點(diǎn)和吊弦間彈性很有幫助,吊弦越密,受流越平穩(wěn),一般來說,吊弦間距在不大于10m的范圍內(nèi)選取。</p><p> 第二節(jié) 支柱及支持裝置</p><p><b> 一、支柱</b></p><p> 接觸懸掛是被支柱支持在鐵路上方的,支柱由很多種,支柱可按其
104、材料,支持裝置形式、用途及負(fù)載條件進(jìn)行分類。目前采用的由預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土支柱和鋼柱。我國電氣化鐵路廣泛采用的是預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土支柱。</p><p> 根據(jù)支柱上的支持裝置的不同,支柱可以分為腕臂支柱、軟橫跨支柱、硬橫跨支柱和定位支柱。定位支柱僅僅是為了對(duì)懸掛導(dǎo)線進(jìn)行水平固定(定位),以保證與受電弓中心的距離。按用途劃分,支柱可分為中間支柱、轉(zhuǎn)換支柱和錨柱。支柱可以分為不帶拉線的(自承載支柱)和帶拉線的。如果支
105、柱地面的上下兩部分是一個(gè)整體的話,那么這就是整體式(不能拆卸的)支柱;如果這兩部分在生產(chǎn)和安裝過程中都是分別進(jìn)行的話,那么這就是分離式(可拆卸的)支柱。支柱可以設(shè)計(jì)成能承受某一固定方向負(fù)載的支柱,即方向支柱;也可以設(shè)計(jì)成能承受任何方向負(fù)載的支柱,即等強(qiáng)度支柱。</p><p><b> 二、基礎(chǔ)</b></p><p> 鋼柱是立于用泥凝土澆注而成的基礎(chǔ)上的。基礎(chǔ)
106、的作用是穩(wěn)定支柱,使其不傾斜、不歪斜及不下沉。</p><p> 為適應(yīng)我國電氣化的發(fā)展,并根據(jù)我國的實(shí)際情況,廣泛地應(yīng)用鋼筋混凝土支柱。在使用鋼筋混凝土支柱時(shí),為了增大支柱地面以下部分與土體的接觸面積,提高土體對(duì)支柱的抗傾覆能力,使支柱具有良好的穩(wěn)定性,因此,對(duì)于鋼筋混凝土軟橫跨柱和設(shè)置在土質(zhì)松散地段的鋼筋混凝土腕臂支柱,應(yīng)根據(jù)支柱容量和地質(zhì)與線路情況加設(shè)橫臥板。</p><p>
107、橫臥板的類型分為I型II型。I型為600×800×80,孔距為310mm,孔徑為35mm;II型為600×1000×100,孔距為4l0 mm,孔徑為35mm。</p><p> 對(duì)于鋼筋混凝土軟橫跨支柱及錨支柱,為了增大基底接觸面積,防止支柱下沉,一般還加設(shè)底板。</p><p> 對(duì)于下錨支柱,需承受很大的順線路方向的拉力,為了減小支柱容量,
108、通常用打拉線的辦法以平衡順線路方向的張力,這樣可以使錨支柱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、減輕重量和節(jié)省材料。顯然,打拉線的作用是平衡承力索及接觸線下錨張力對(duì)錨柱產(chǎn)生的影響。因此,打拉線及其作用點(diǎn)和承力索及接觸線作用點(diǎn)應(yīng)盡可能在同一鉛垂平面內(nèi)。</p><p> 根據(jù)支柱類型、容量及地質(zhì)條件(土壤種類及承壓力)以及線路狀態(tài)(挖、填方)等因素選擇鋼支柱的基礎(chǔ)類型及確定鋼筋混凝土支柱的橫臥板類型及數(shù)量。</p><p
109、><b> 三、支持裝置</b></p><p> 支柱、支持裝置和定位裝置是使接觸懸掛導(dǎo)線相對(duì)于線路中心保持在所要求的位置上的設(shè)備。支柱布置在線路的一側(cè),與線路中心保持一定的距離。因此,為了把導(dǎo)線懸掛到支柱并固定在一定的位置上,必須有一套中間裝置,這就是所謂的支持裝置。支持裝置包括腕臂(肩架)、軟橫跨(是一套彼此連接在一起的線索裝置)和硬橫梁(埂橫跨)。為了使導(dǎo)線在水平面上相對(duì)于
110、受電弓中心保持在所要求的位置上,需采用定位裝置。</p><p> 接觸懸掛借助于腕臂(或伸臂)懸掛到一根支柱上。在單線區(qū)段,主要是采用這種極為簡(jiǎn)單和方便的結(jié)構(gòu)。在復(fù)線區(qū)段如采用單線路腕臂,也能夠保證兩條線路上的懸掛彼此在機(jī)械上完全獨(dú)立。這就是腕臂支持裝置的優(yōu)點(diǎn),也是它得到廣泛應(yīng)用的原因。</p><p> 盡管單線路腕臂有那么一些優(yōu)點(diǎn),但是在站場(chǎng)或者在多線路區(qū)間里,往往由于股道間距狹
111、窄而不能采用這種腕臂。即使在股道間距比較寬余的地方,也不可以全部采用這種形式,因?yàn)橹е鄷?huì)使站場(chǎng)顯得阻塞,大大惡化線路和信號(hào)的瞧望條件。多線路腕臂不僅較笨重、安裝不方便,同時(shí)由于這種腕臂把不同股道上的懸掛聯(lián)系在一起,一旦發(fā)生事故就很難恢復(fù)。因此,在股道比較多的情況下,鏈形懸掛都懸掛到軟橫跨或硬橫跨上,后者固定在立于所跨越的股道兩側(cè)的支柱上。這種支持裝置的主要缺點(diǎn)在于,一旦支持裝置本身發(fā)生故障,幾條股道的接觸懸掛都將停止運(yùn)行。</
112、p><p> ?。ㄒ唬?腕臂支持裝置</p><p> 電氣化線路上所采用的腕臂有多種形式,概括起來有下述幾類:·按結(jié)構(gòu)分 有帶拉桿的水平腕臂、帶斜撐的水平腕臂、帶拉桿的斜腕臂;</p><p> ·按在支校上的固定方法分 有固定腕臂、半固定(或半旋轉(zhuǎn))碗臂、旋轉(zhuǎn)腕臂;</p><p> ·按所處的電壓高
113、低分 有絕緣腕臂、非絕緣腕臂;</p><p> ·按跨越的股道數(shù)分 有單線路腕臂、多線路腕臂;</p><p> ·按導(dǎo)線的定位方向分 有標(biāo)準(zhǔn)腕臂(用來在直線區(qū)段懸掛導(dǎo)線,而且此時(shí)沒有導(dǎo)線從線路中心引到支柱上)、反向腕臂(用來在曲線區(qū)段上和在有導(dǎo)線從線路中心被引到支柱上的直線區(qū)段上懸掛導(dǎo)線)。</p><p> 每一腕臂部是由伸梁(
114、伸臂)與拉桿(或斜撐)組成的。伸臂與斜撐—般多用鋼管加工而成,也有用工字鋼、角鋼加工的。腕臂拉桿一般多采用圓鋼和鋼管,很少用扁鋼來加工。</p><p> 帶拉桿的單線路水平腕臂的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,與其他腕臂相比質(zhì)量小,因此造價(jià)也就低;另外能為承力索和附加導(dǎo)線的懸掛選擇一個(gè)較好的位置。水平腕臂的缺點(diǎn)是,為了固定拉桿需要較高的支柱(要比一般的支柱高1-1.5m),如果采用斜撐來代替拉桿,則可彌補(bǔ)這個(gè)缺點(diǎn)。但是在這種
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