基于有限元理論的豎曲線段吊弦計算方法

鄭 偉，吳鐵成

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基于有限元理論的豎曲線段吊弦計算方法

鄭 偉，吳鐵成

基于有限元理論對豎曲線段整體吊弦的計算方法進行闡述，并對該方法進行數據驗證，以實現整體吊弦的精確計算。

接觸網；有限元；吊弦計算；豎曲線

0 引言

接觸網整體吊弦的計算方法從最初的拋物線計算法發展到今天的有限元計算法，計算理論日趨復雜和精細。受線路條件水平區間和豎曲線變化的影響，整體吊弦的計算容易出現偏差，為實現整體吊弦的精確計算，需找到一種適應有限元計算理論且在豎曲線段也具有較高精度的計算方法。本文將利用閩贛客專的基礎數據，基于有限元計算法，對豎曲線段的吊弦計算方法進行闡述，并對結果進行對比分析，驗證豎曲線段參數修正方法的正確性，以實現整體吊弦的精確計算。

1 計算模型

1.1 豎曲線模型

在鐵路接觸網工程施工中，線路豎曲線參數一般為給定的設計參數，其數量較多，吊弦計算使用的主要參數為變坡點里程、切線段長度、斜率、半徑。閩贛客專豎曲線主要參數如表1所示。

表1 線路豎曲線主要參數

為便于理解和觀察，根據參數繪制出的豎曲線模型如圖1所示。

1.2 參數修正

在整體吊弦計算中，豎曲線主要影響接觸網的承力索高度和接觸線高度，因此在進行基于有限元法計算前，需將承力索高度和接觸線高度修正到豎曲線所在的高程系內。為便于計算，一般以所計算錨段內的第1根支柱為起點重新設置高程系，而不使用現場實際高程。……