西安地铁高架段下锚方案模拟分析

马亿程++刘禹

摘要：本文针对西安地铁三号线高架段柔性接触网下锚拉线受预留基础的影响，拉线不在下锚支的延长线上，与设计规范有冲突的问题。设计规范中的要求是：下锚拉线在平面上的方向原则上应与接触悬挂下锚方向在同一直线上。结合现场实际情况，对下锚拉线的受力情况进行计算，通过分析拉线不在下锚支的延长线上时下锚拉线、支柱受力情况，计算下锚拉线及下锚支柱是否满足设计要求。

关键词：地铁、下锚支、下锚拉线、运营。

中图分类号：U225 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）01（A）-0000-00

接触网下锚是接触网设计的关键技术之一，其设计的合力性直接影响电客车的运行。对于下锚支柱，需要承受很大的顺线路方向的拉力，为了减少支柱容量，通常用打拉线的办法以平衡顺线路方向的张力，这样可以使锚支柱结构简化、减轻重量和节省材料。显然打拉线的作用是平衡承力索及接触线下锚张力对锚柱产生的影响。因此，打拉线及其作用点和承力索及接触线作用点应尽可能在同一铅垂平面内。

由于铁路高架段柔性接触网下锚拉线受预留基础的影响，拉线不在下锚支的延长线上，与设计规范有冲突的问题。不能保证设计规范中所要求的最佳状态：下锚拉线在平面上的方向原则上应与接触悬挂下锚方向在同一直线上。因此我们针对现场实际情况，对铁路高架段柔性接触网下锚进行模拟计算，通过数据来分析西安地铁高架段柔性接触网下锚设计的合理性，确保接触网设备运行安全。

1.高架段柔性接触网下锚简介

在接触网下锚拉线的设计中，常假设柱底铰接，采用简单的力矩平衡方法计算拉线的拉力，进而选择拉线规格及配套的零部件型号。实际上，锚柱底部并非铰接，而是刚接，锚柱本身要承担一部分拉力。因此在实际情况中，拉线和支柱共同承担了支柱所受到的外力以及力矩。为了分析下锚拉线不在下锚支的延长线布置时对支柱造成的危害，我们假设极限情况下，拉线承担了全部支柱所受的力与力矩，此时拉线所受到的拉力是最大的，同时由于偏角产生的分力也是最大，拉线给予支柱的力矩也是最大即为对支柱的危害最大。

2.高架段柔性接触网下锚设计

设计主要气象条件：隧道外最高气温40℃、隧道外最低气温-15℃、风偏设计风速25m/s、结构设计风速35m/s、覆冰厚度5mm、污秽等级为重污区、雷电日14天/年、地震烈度为8度。

安装用线材型号及张力：正线区段接触线采用双接触线（2×CTAH150）张力为24KN、承力索采用双承力索（2×JT150）张力为24KN。下锚拉线均采用以镀铝锌钢绞线（L×GT120）。

高架段柔性接触网下锚支柱采用锥形钢管支柱（ZG150/7）。

3.模型建立

结合现场勘查情况，=通过模型建立，分析可以发现，当下锚拉线在平衡下锚支对支柱产生的力矩的同时，由于偏角的存在，使得拉线对支柱产生了额外的分力，现本文将计算极限情况下拉线所产生的额外力矩对支柱所造成的危害。

4.工程数据计算

（1）西安地铁三号线下锚支张力为24KN，下锚拉线基础不在下锚支延长线的情况与下锚拉线基础在下锚支延长线的情况，计算结果如下表所示：

（2）西安地铁三号线下锚支张力为24KN，下锚拉线安装高度在5m、6m、7m三种不同高度的情况下，计算结果如下表所示：

经过以上工程数据的计算分析，在同一跨距及下锚安装高度相同的情况下，下锚拉线不在下锚支延长线上对于下锚拉线受力及下锚支柱合力的影响不大；在同一跨距的情况下，当下锚拉线安装高度不同时，下锚拉线受力及下锚支柱合力变化较大，拉线安装越高，下锚拉线受力及下锚支柱所受合力越大。

5.数据分析

西安地铁三号线下锚支为双线（接触线或者承力索）均为24KN，此时下锚拉线额外对支柱产生的拉力为1.1KN，额外作用于柱子的力矩为6.6KN。

再根据西安地铁三号线的设计参数：

悬挂类型2JTM150+2CTAH150+JT150+JT120，风速V=30m/s，计算出下锚支柱在考虑最大覆冰及风力影响的情况下支柱受到的力矩为98.3KN/m，再加上以上模型计算出的拉线额外给予的支柱的力矩，支柱在极限情况下所受到的合力矩为104.9KN/m。高架段下锚柱所选用的支柱容量均为150KN/m，有足够的余量来承担支柱所受到的力矩，所以高架段下锚情况符合要求。

[参考文献]

[1] 于万聚.高速电气化铁路接触网[M].成都：西南交通大学出版社，2003。

[2] 张道俊，张韬.接触网运营维修与管理[M].北京：中国铁道出版社，2006。

[3] 于万聚. 接触网设计及检测原理[M]. 成都： 西南交通大學，1991。

[4] GB50157-2003 地铁设计规范[S]。

[5] T B2921.3-2008 电气化铁路接触网钢管支柱[S]。