高速电气化铁路接触网风效应研究

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1、同济大学土木工程学院硕士学位论文高速电气化铁路接触网风效应研究姓名：李荣帅申请学位级别：硕士专业：土木工程指导教师：陈镕;谢强20090501摘要电气化铁路接触网的风致振动对机车受电弓的取流有直接的影响，因此需要研究接触网设备的风振特性和抗风性能。本文讨论了接触网的自振特性以及由风荷载诱发的接触网顺风向振动，通过现场实测对数值模拟的模型和结果进行了修正，最后根据分析结果设计了适用于接触网的减振装置，并对减振控制效果进行了分析比较。首先，对比分析了现行铁路设计规范中对接触网设计风荷载取值的规定。根据典型接触网设计建立了

2、接触网抗风分析精细化有限元模型，分析了其动力特性。利用风场模拟技术，模拟不同风场下的风荷载并将其施加在接触网结构上，通过动力时程分析，得出在风荷载作用下接触网的传力机理、风振加速度响应和位移响应等。对我国建设中的高速铁路一武广客运专线的试验段进行了接触网风振现场实测试验研究。对该试验段的风场、接触网及支柱系统的风振响应加速度、应变等进行了实测。根据实测结果，分析了接触网的动力特性。将实测结果与模拟分析结果进行了对比，验证了有限元模型的合理性和有效性。针对接触网的风振响应结果，提出了将弹性吊弦替换为粘滞弹性阻尼器吊弦、

3、吊弦非等跨布置以及在上下行线路间布置减振器等方法对接触网的风致振动进行控制。对比分析了各种不同方法的减振效果，计算结果表明：上下行线路间布置减振器减振效果明显。最后，关于进一步工作的方向以及接触网风荷载的研究前景进行了简要的讨论和展望。关键词：接触网，动力分析，风致振动，振动控制，现场实测AbstractABSTRACTWind．inducedvibrationofcontactsystemhasimmediateeffecttothestabilizationofpowertransmissionfromconta

4、ctlinetOtheelectricallocomotive．SOitisreasonabletoinvestigatethevibrationcharacteristicsandwindresistanceoftllecatenarydevice．Inthispaper,vibrationcharacteristicsandalongwindstructuralresponsesofcontactsystemwhichinducedbywindloadingwerediscussed．Fieldtestwerec

5、arriedouttoverifythefiniteelementmodeIandresults．VibrationcontrolsystemswhichCanbeappliedtocontactsystemweredesignedaccordingtotheanalysisresults．andeffectsofthecontrolmethodswerecompared．Firstly,regulationsofwindloadsinthecurrentdesigncodesforrailwaywerecompar

6、ed．Afiniteelementmodelofcontactsystemwasbuildupbasedonatypicaldesignanditsdynamiccharacteristicswereanalyzed．Usingwindfieldsimulationtechnique．differentwindfieldsweresimulatedandloadedtothefiniteelementmodelofcontactsystem．Dynamictime—historymethodWasusedtoanal

7、yzetheloadingtransfermechanismandwind—inducedvibrationaccelerationanddisplacementresponsesofthecontactsystem．FieldtestwascarriedoutattestsectionofWuchang—Guangzhouhi曲speedrailwayforpassengertrafficwhichisunderconstruction．Windfielddata,accelerationandstrainofth

8、econtactsystemweremeasuredinthetest．Dynamicresponseswereanalyzedaccordingtothetestresults．Measureddataandsimulationanalysisresultswerecomparedtoinspectandverifytherationalit