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)，其中各類綜合計算、腕臂及定位尺寸計算、吊弦長度計算、軟橫跨計算，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)的小型實用計算軟件，并闡述了與接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)相關(guān)的部分計算。

架空接觸網(wǎng) 軟件計算

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

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

由此可見，設計和施工中均存在計算量大、復雜、時間集中的特點。如通過編制公式和軟件來操作，并配套相關(guān)的使用說明，就可使計算更加快速方便，且不易出錯。

2 本軟件通過整合各類材料的參數(shù)，將計算公式編入EXCEL表格和圖形輸出軟件中，并針對所使用的施工項目。軟件中對用到的相關(guān)參數(shù)進行了詳細說明，具體的參數(shù)值均根據(jù)國標、鐵標和廠家生產(chǎn)的標準尺寸等確定。另對與計算相關(guān)的設計規(guī)范、驗標中的條款進行了解析。

軟件登錄、主界面；計算輸入、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 計算輸入界面

圖4 計算輸出界面

2.1 軟件開發(fā)及運行條件

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，適合各級技術(shù)人員使用。

2.3 軟件的構(gòu)成

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

2.4 軟件使用流程

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

圖5 軟件使用流程圖

2.5 軟件的特點

2.5.1 通用性強

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

綜合計算部分：根據(jù)相關(guān)標準，對接觸網(wǎng)各種受力和結(jié)構(gòu)特性給出了計算方式。

支柱裝配計算部分：整合了當前與計算相關(guān)的通用圖紙、各鐵路勘察設計院圖紙，對不同的裝配和安裝形式提出不同的數(shù)學模型并分別計算。

吊弦計算部分：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，可計算吊弦位置間距和其對應的吊弦長度。

軟橫跨計算部分：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；計算完畢后，直接顯示計算結(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 易學易懂

軟件設計了幫助選項，詳細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、進行了安裝驗證和補充，已證明數(shù)學模型準確、計算精度高，能滿足200km及以下鐵路接觸網(wǎng)工程基本綜合計算、支柱裝配、吊弦安裝、軟橫跨預制計算的需要。

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

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