智旭輝

中鐵電氣化局上海電氣化工程分公司

架空接觸網(wǎng)系統(tǒng)計(jì)算軟件編制使用

智旭輝

中鐵電氣化局上海電氣化工程分公司

架空接觸網(wǎng)系統(tǒng)的上部安裝和調(diào)整均為高空作業(yè)，其中各類綜合計(jì)算、腕臂及定位尺寸計(jì)算、吊弦長度計(jì)算、軟橫跨計(jì)算，可使接觸網(wǎng)施工調(diào)整一次到位，安裝效果更美觀。從而大大減少現(xiàn)場操作時(shí)間，節(jié)約人工成本，并增加施工作業(yè)安全性。本文介紹了自主研發(fā)的小型實(shí)用計(jì)算軟件，并闡述了與接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)相關(guān)的部分計(jì)算。

架空接觸網(wǎng) 軟件計(jì)算

1 電力牽引架空接觸網(wǎng)系統(tǒng)的計(jì)算在設(shè)計(jì)階段主要涉及：自重、風(fēng)、冰荷載校驗(yàn)計(jì)算，張力及馳度、拉出值、跨距及錨段長度的確定計(jì)算，材料選型計(jì)算。主要是受力和安全性計(jì)算，為工程的整體可行性提供保證，避免出現(xiàn)重大的設(shè)計(jì)缺陷。

施工及維護(hù)階段主要涉及：腕臂、吊弦、軟橫跨和硬橫梁計(jì)算。主要是安裝結(jié)構(gòu)和精度計(jì)算，為一次施工到位提供保障，避免不必要的人員和機(jī)具資源浪費(fèi)。

由此可見，設(shè)計(jì)和施工中均存在計(jì)算量大、復(fù)雜、時(shí)間集中的特點(diǎn)。如通過編制公式和軟件來操作，并配套相關(guān)的使用說明，就可使計(jì)算更加快速方便，且不易出錯(cuò)。

2 本軟件通過整合各類材料的參數(shù)，將計(jì)算公式編入EXCEL表格和圖形輸出軟件中，并針對(duì)所使用的施工項(xiàng)目。軟件中對(duì)用到的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)說明，具體的參數(shù)值均根據(jù)國標(biāo)、鐵標(biāo)和廠家生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)尺寸等確定。另對(duì)與計(jì)算相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范、驗(yàn)標(biāo)中的條款進(jìn)行了解析。

軟件登錄、主界面；計(jì)算輸入、輸出界面如圖1—4所示。

圖1 軟件登錄界面

圖2 軟件主界面

圖3 計(jì)算輸入界面

圖4 計(jì)算輸出界面

2.1 軟件開發(fā)及運(yùn)行條件

安裝有EXCEL2007、AUTO CAD2004及以上版本的輔助軟件。

2.2 安裝和卸載

軟件中調(diào)用的文件采用口令加密，無其它特殊加密處理，操作簡單方便，適合各級(jí)技術(shù)人員使用。

2.3 軟件的構(gòu)成

計(jì)算軟件由計(jì)算公式、零件庫、各類裝配和安裝形式、繪圖系統(tǒng)、人機(jī)界面系統(tǒng)等組成，可以補(bǔ)充和修正零件庫，以達(dá)到所需的計(jì)算效果。

2.4 軟件使用流程

軟件包含三部分：符號(hào)與材料（接觸網(wǎng)繪圖符號(hào)匯編、接觸網(wǎng)材料的尺寸及特性）；綜合計(jì)算（當(dāng)量跨距計(jì)算、馳度計(jì)算、張力增量計(jì)算、上拔力計(jì)算、接觸壓力計(jì)算、支柱負(fù)載計(jì)算、定位器受力計(jì)算等）；接觸網(wǎng)施工三大算（支柱裝配、吊弦預(yù)配、軟橫跨預(yù)制計(jì)算等）。流程見圖5：

圖5 軟件使用流程圖

2.5 軟件的特點(diǎn)

2.5.1 通用性強(qiáng)

材料整合部分：根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)目前主流的線材、支柱類型、各種零部件的物理特性和尺寸進(jìn)行了標(biāo)注和使用范圍說明。

綜合計(jì)算部分：根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)接觸網(wǎng)各種受力和結(jié)構(gòu)特性給出了計(jì)算方式。

支柱裝配計(jì)算部分：整合了當(dāng)前與計(jì)算相關(guān)的通用圖紙、各鐵路勘察設(shè)計(jì)院圖紙，對(duì)不同的裝配和安裝形式提出不同的數(shù)學(xué)模型并分別計(jì)算。

吊弦計(jì)算部分：按彈型和簡單鏈型懸掛、吊弦零件尺寸重量、吊弦的分部不同，可計(jì)算吊弦位置間距和其對(duì)應(yīng)的吊弦長度。

軟橫跨計(jì)算部分：各條線上的零件尺寸可在數(shù)據(jù)庫中選擇或新增，使軟件計(jì)算的靈活性大大提升。

2.5.2 操作簡便靈活

采用模塊化的程序結(jié)構(gòu)，每個(gè)模塊都有各自的數(shù)據(jù)庫。使用者可根據(jù)本線相關(guān)要求，修改數(shù)據(jù)庫；計(jì)算完畢后，直接顯示計(jì)算結(jié)果和簡化圖形，顯示清晰直觀。

支柱裝配類型、吊弦懸掛類型、軟橫跨節(jié)點(diǎn)類型等的采用輸入和選擇兩種方式，選中后可以顯示相關(guān)的圖紙文件，避免了操作失誤。

2.5.3 易學(xué)易懂

軟件設(shè)計(jì)了幫助選項(xiàng)，詳細(xì)介紹了軟件各部分的使用方法和名詞、數(shù)據(jù)的定義和原理。

軟件經(jīng)過白俄日奧鐵路、青阜線電氣化改造工程、寧啟鐵路等多條線路的使用、進(jìn)行了安裝驗(yàn)證和補(bǔ)充，已證明數(shù)學(xué)模型準(zhǔn)確、計(jì)算精度高，能滿足200km及以下鐵路接觸網(wǎng)工程基本綜合計(jì)算、支柱裝配、吊弦安裝、軟橫跨預(yù)制計(jì)算的需要。

[1]德.KieBling,Puschmann,Schmieder.電氣化鐵道接觸網(wǎng),2004

[2]徐金平.接觸網(wǎng)施工計(jì)算軟件編制及應(yīng)用.西南交通大學(xué),2007