探究柔性悬挂接触网的静态找形

探究柔性悬挂接触网的静态找形

李阳

西安市轨道交通集团有限公司运营分公司陕西西安710016

摘要：柔性悬挂接触网作为高速铁路的一项重要内容，做好该方面可以有效保证其运行的稳定性和安全性。因此，本文针对柔性悬挂接触网的静态找形的相关内容，展开了分析和阐述，其目的就是保证柔性悬挂接触网选定的准确性，提升高速铁路工程的服务性能。

关键词：柔性悬挂接触网；静态找形；高速铁路；

为了保证使接触线距钢轨面的高度处于相等的状态，可以通过改变缩短吊弦的方式，做出相应的改变，保证柔性悬挂接触网的准确性。其实，为了确保柔性悬挂接触网准确性的时候，可以利用相关软件，对柔性悬挂接触网静态找形进行模拟，构建柔性悬挂接触网静态找形有限元模型。同时，在通过利用其它方式，不断缩短吊弦长度，进而计算出吊弦的长度，保证柔性悬挂接触网各项参数的准确性，并且对高速铁路系统各项性能的提升，给予了基础性的保证。

1、柔性悬挂接触网

柔性悬挂接触网一般是以接触悬挂进行划分，一般情况下在一条接触网线路上，需要将接触网分成若干长度，并且需要进行划分形成相互独立的状态，这样可以满足高速铁路系统供电和机械等方面稳定运行的需求【1】。同时，柔性悬挂接触网的划分的时候，通常根据其结构展开，划分成简单接触悬挂和链形接触悬挂等方面，下面就针对这两点内容，展开了分析和阐述。

1.1简单接触悬挂网

接单接触悬挂网是柔性悬挂接触网中的一项重要形式，主要是由一根或者两根平行的接触线直接固定在相应装置上，并且无需承力索是，可以将接触线直接悬挂在支持装置上面，实现自身的功能性。同时，简单接触悬挂网主要分为未补偿简单悬挂网、带补偿装置以及弹性索式简单悬挂。

1.2链形接触悬挂

链形接触悬挂是柔性悬挂接触网中的一种形式，并且该形式的运行性能是非常好的，主要是通过吊弦悬挂在承力索上面，并且承力索通过利用钩头，好做的好掉滑轮悬挂在支撑装置上面，这样可以有效大大提升高速铁路系统运行的稳定性。同时，链形接触悬挂网根据高速铁路系统运行的情况，适当增加悬挂点，并且在增加悬挂点的时候，需要通过对吊弦长度的调整，保证整个跨距统与轨面高度处于一致的状态，进而降低异常现象的产生【2】。另外，链形接触悬挂网可以对跨距的驰度进行控制和调整，这样可以在一定程度上改善其弹性，并且增加悬挂网的重量，达到提升其稳定性，满足高速铁路系统运行，以及发展的需求。

2、静态找形分析

静态找形主要是保证柔性悬挂接触网各项参数的准确性，避免产生不必要的问题。因此，本段内容从柔性悬挂接触网的静态找形进行建模分析，具体的内容如下。

2.1模型选择

一般情况下，柔性悬挂接触网主要是由承力索、接触线、吊弦、支柱、腕臂、定位器等方面组成，并且在柔性悬挂接触网使用的时候，是以锚段为主，呈现独立的单元状态。因此，可以将独立锚段作为模型构建对象，并且在模型选择的时候，需要考虑以下几点内容。

2.1.1在模型选择的时候，需要对柔性悬挂接触网的垂向振动进行综合考虑，根据各项参数进行模型构建，这样才能保证柔性悬挂接触网静态找形模型构建的准确性，避免产生不必要的问题。

2.1.2需要将承力索、接触线、弹性吊索作为考虑的重点，并且需要将端点进行简化，呈现为固定支座。

2.1.3需要对承力索和接触线进行考虑，若是吊弦的线质量相对较小，可以将吊弦的质量平分到吊弦两端的线夹上，并且进行相应的简化，这样可以为柔性悬挂接触网静态找形模型构建，提供了相对便利的条件。

2.2模型构建条件假设

在模型选择完成以后，需要根据各项条件进行模型构建。在模型构建的时候，一般可以利用索的节点位移法，将质量进行连续分布，并且可以将其看做一系列相互连接的缩索段组成【3】。同时，在模型构建的时候，可以通过节点相连是，将节点位移作为基本未知量，并且将节点间的索段作为基本单元，这样才能保证柔性悬挂接触网静态找形模型构建的准确性。但是，在柔性悬挂接触网静态找形模型构建的时候，需要进行条件假设，其假设条件为：1、索1为理想的柔性段，因此无法承受任何弯矩，也无法呈现受压的状态的；2、假设索的工作状态呈现虎克定律；3、架设索荷载均匀分布在节点上，并且若是索内预应力大于自重引起张力的时候，可以在一定程度上满足模型构建的需求，提升模型构建的准确性。

2.3模型构建

2.3.1柔性悬挂接触网静态找形构建的时候，将承力索和接触线考虑作为考虑的重点，可以将两者设定轴向拉力和自重的杆单元，并且将吊弦作为弹簧单元，并且在这些内容设定完成以后，需要将其质量分布到端点，需要将线夹设定的集中质量单元。

2.3.2柔性悬挂接触网的单元类型有杆单元和弹簧单元，可以将弹簧单元的刚度矩阵进行模型，并且根据相关的需求适当做出调整，这样可以构成系统性总刚度矩阵。

2.3.3在模型构建的时候，若是刚度矩阵呈现线性状态的话，需要通过相应的公式进行计算，其公式为：，根据该项工程得出，公式中的KL1为承力索、KL2为接触线的刚度矩阵。同时，模型构建的时候，再根据公式，设定吊弦的刚度矩阵，公式中[KDi]为单根吊弦的刚度矩阵，并且根据公式中第i根吊弦的刚度，确定静态找形的形态和阐参数。

2.3.3从总刚度矩阵角度进行静态找形构建的时候，一定要根据“对号入座、同号相加”的原则，需要将各个单元刚度矩阵的局部坐标系进行转换，呈现整体制坐标系的状态。在转换完成以后，需要根据单元号和节点号进行重新组成，这样可以得到静态找形结构的总刚度矩阵，保证柔性悬挂接触网静态找形模型构建的准确性【4】。另外，在模型构建的时候，需要将承力索和接触线自重以及线夹的重量进行综合性的考虑，并且将其设定为节点荷载，再将荷载向量组成整体坐标系，这样可以准确判断柔性悬挂接触网静态找形的整体荷载向量。同时，早柔性悬挂接触网静态找形构建的时候，不能按照变形的初始状态进行构建，需要对接触网曲线形状荷载进行重点考虑，根据其变形的形态，构建柔性悬挂接触网静态找形模型，这样才能保证柔性悬挂接触网静态找形的准确性。

结束语

综上所述，本文基于模型的方向，对柔性悬挂接触网静态找形的相关内容，进行了分析和阐述，其目的就是保证柔性悬挂接触网静态找形的准确性，为高速铁路系统安全、稳定的运行，提供了基础性的保证。

参考文献：

[1]王智勇，郭凤仪，刘帅，高洪鑫，薛一鸣.柔性接触压力下接触网导线的温度场仿真[J].辽宁工程技术大学学报（自然科学版），2017，36（12）：1315-1320.

[2]时菁.刚性和柔性接触网悬挂弓网动态检测参数特征分析[J].中国铁路，2017（10）：28-32.

[3]郭春霞.双重绝缘柔性悬挂接触网系统研究[J].电气化铁道，2017（01）：37-40.

[4]陈立明.高速受电弓作用下接触网整体吊弦动态力研究双重绝缘柔性悬挂接触网系统研究[J].中国铁道科学，2018，v.39；No.160（03）：88-94.