关于隧道内承力索旋转腕臂偏移量的分析与计算

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1、关于隧道内承力索旋转腕臂偏移量的分析与计算郭奉迎摘要：论文结合达万线分水寺隧道内承力索腕臂安装工程，讨论了从隧道口至隧道内780m处温度变化及承力索伸缩情况，分析并计算了该区段范围内各悬挂点的腕臂偏移量，得出了“在长大隧道靠近隧道口区段内气温变化与距隧道口的距离呈非线性变化关系。各段承力素伸缩量也呈非线性变化关系”的结论；根据分析计算结果，为隧道缺陷整治(加套衬)区段内安装“弓形腕臂”时所需的“弓形腕臂”活动空间提供了较准确的预留空间，预留范围为顺线路方向左右各800mm处。从而为接触网的电气安全和隧道工

2、程提供了可借鉴的理论数据。关键词：隧道；承力索；旋转腕臂；偏移量中图分类号：U452文献标识码：B文章编号：1672—4011(2011)03—0165—03O前言安装旋转腕臂时需根据安装时的环境气温和“承力索旋转腕臂安装曲线”确定其偏移量。根据《铁路电力牵引供电隧道内接触网设计规范(TBl0075—2000)》中规定：“隧道内接触网设计气温应依据隧道长度及该锚段在隧道内的长度确定。当2／3锚段长度及以上位于长度大于2000m的隧道内时，设计气温可按比隧道外接触网设计气温最低值高5℃，最高值低10℃取值；

3、其余情况可以与隧道外接触网设计气温取为一致。隧道内接触网的最高计算温度宜为所取最高设计气温的1．5倍。”按此规定计算得出的安装曲线，在隧道净空较富裕、隧道内锚段长度又较合理的情况下是可行的。但对于以下几种特殊情况，按规定方式计算出的结果与实际情况可能存在一些差别。(1)隧道净空较紧张或特定地理条件下的隧道：(2)当对隧道进行缺陷(衬砌厚度不足、衬砌背后脱空等)整治，需占用相当一部分净空时(如达万线采用加套衬方式进行缺陷整治)；(3)隧道内预留的下锚位置使锚段过长时。由于隧道内气温的变化并不是线性的，距离隧

4、道口近的悬挂点温度变化范围大些，距离隧道151远处的悬挂点温度变化范围小些。那么，在这一段非线性的温度变化区。按规定方式计算的偏移结果与实际情况到底相差有多大呢?隧道缺陷整治中应给“弓形腕臂”预留多大的净空是合理的呢?因此，准确计算与评估隧道空间内因承力索伸缩造成的旋转腕臂的偏移量，精准确定腕臂偏移范围，确定预留净空在顺线路方向的宽度，为准确设计承力索悬挂高度以及腕臂等接触网部件与拱璧之间的绝缘距离提供可靠的理论数据是很有必要的。1工程案例达万线分水寺隧道全长4745．47m，按预留下锚位置。进入隧道的第

5、一锚段长度为2058nl，中心锚结左侧长度为1000nl，其中隧道外有218Ill，隧道内有782m；右侧长度为1058m，全在隧道内，该锚段所处线路情况见图1所示。图1达7)-线分水寺隧道接触网平面布置示意图隧道内大部分区段需进行缺陷整治，整治措施是在隧道拱部加套衬层，套衬层厚度根据缺陷程度确定为200in／n或300ll'lm，因此造成接触网的安装空间大大受到压缩。经多方案(如水平悬挂、刚性悬挂等)技术经济比选，决定采用“弓形腕臂”悬挂承力索、定位绝缘子定位接触导线的方案，如图2—3所示。图2隧道内弓

6、形腕臂安装示意图(直线)一=然尸j参?N∥／广麓重箩一l封志图3隧道内弓形腕臂安装示意图(R=500—600)2承力索伸缩引起的腕臂偏移量计算2．1计算条件承力索采用JTMH一1995铜合金绞线，其机电参数如表1所示。表lJTMH一1995铜合金绞线机电参数表截面积计算直径有效电阻单位重量线胀系数弹性模量型号(mm2)(iTim)(,O．／km)(kN／km)×10。6／℃E(GPa)盯MH9512．50．208．3217120一95根据达万线电气化改造工程中接触网初步设计规定，气象条件如下：(1)隧道外

7、。最高温度：40℃；最低温度：一5℃；最高计算温度：40X1．5=60℃；腕臂和定位器无偏移时的温度：27．5℃。(2)长大隧道内(隧道长度在2000m及以上)。根据隧道外气温确定，最高温度：30oC；最低温度：0℃；最高计算温度：30×1．5=45℃；腕臂和定位器无偏移温度：22．5oC。(3)由于隧道内气温的变化并不是线性的，根据“通化(2009)t008”《隧道内全补偿简单链形悬挂安装图》，隧道内温度变化曲线如图4所示。该曲线是在兰(州)武(威)铁路乌鞘岭隧道内接触网设计中经对隧道内气温的实测资料，

8、并结合国内外长大隧道内运营经验和有关参考文献，由中外专家共同确定的。≮户最I；沥度Ib线一毋步—一∥、《)最低}j度曲i‘矿注：图中横轴比例15：1；纵轴比例l：l图4隧道口至隧道内7500m处温度变化曲线图tmaxtmax-lOtmax-20tmax一30tm／tx—40trnax一50(kin)2．2特殊控制点的偏移量计算2．2．1隧道内第一锚段的右侧半锚段偏移量讨论由于隧道口第一锚段的中心锚结远离隧道口780m以上，右侧