7.2.1 橫向支持裝置

7.2.1.1 支持裝置的種類

分出這個(gè)題目是由于腕臂有各種設(shè)計(jì)類型包括多線路腕臂、軟橫跨和硬橫跨。第4.2節(jié)中敘述了這些部件的現(xiàn)代設(shè)計(jì)并闡述了其在架空接觸網(wǎng)中的功能。通常，它們被用于支持接觸網(wǎng)設(shè)備，固定接觸線和承力索的橫向位置并將作用在架空接觸網(wǎng)設(shè)備上的荷載可靠地傳遞給支柱。

7.2.1.2 旋轉(zhuǎn)腕臂

在架空接觸網(wǎng)設(shè)備中最頻繁使用的獨(dú)立支持裝置是由管形部件組成的旋轉(zhuǎn)腕臂。它們被固定于支柱、建筑物或其他結(jié)構(gòu)上并以垂直軸為樞軸而轉(zhuǎn)動(dòng)。在新設(shè)備中已不再采用那些與支柱剛性連接的腕臂了。當(dāng)然，在既有設(shè)備中仍然可能找到它們。圖4.29所示的是一種采用承力索旋轉(zhuǎn)線夾的旋轉(zhuǎn)腕臂設(shè)計(jì)，該線夾被固定在腕臂管上，它除了支持承力索外，還提供了與平腕臂或頂部下錨繩的連接。采用這種設(shè)計(jì)，主要拉力集中在平腕臂上，因此通常允許使用繩索來(lái)代替平腕臂。在這種設(shè)計(jì)中，腕臂結(jié)構(gòu)部件上的荷載主要是由順線路方向的力組成的。該腕臂如圖4.32所示，使用一種可沿平腕臂移動(dòng)的承力索旋轉(zhuǎn)線夾。當(dāng)然，彎矩出現(xiàn)在頂部錨固件上，要求它具有相應(yīng)的額定值。機(jī)械方面有效的腕臂部件可由鋼管、鋼或銅合金線、鋁管、鋁桿或玻璃纖維加強(qiáng)塑料 (玻璃鋼) 管組成，其中玻璃鋼管還可作為絕緣子使用。這種設(shè)計(jì)和幾何結(jié)構(gòu)，作用力的大孝作用力的方向等成為確定和分析腕臂部件橫截面以及應(yīng)用材料的主要因素。

圖7.2 用于無(wú)軌電車線接觸網(wǎng)的雙線路腕臂

7.2.1.3 多線路腕臂

如果支持裝置只能安裝在多股道線路的一側(cè)，那么多線路腕臂是一種可行的備選方案。多線路腕臂的幾種設(shè)計(jì)都正在使用之中。圖4.34所示的設(shè)計(jì)采用的是由2個(gè)U型槽鋼對(duì)接或由矩形管組成的腕臂。如圖所示，該腕臂橫梁被用鉸鏈固定到支柱上，而且裝有和旋轉(zhuǎn)腕臂相連接的吊柱，腕臂橫梁和支柱之間呈45°角的繩索型拉線承受垂直荷載。

公共交通設(shè)施常常采用并排的管形合成材料 (GRP) 制成的多線路腕臂。這些腕臂被用來(lái)支撐有軌電車接觸網(wǎng) (承力索不連續(xù)) 或無(wú)軌電車型接觸網(wǎng)的吊索(見圖7.2)。

設(shè)置成45°角的繩索拉線也在這些情況下用于承受垂直荷載。與干線鐵路相比，采用合成材料部件還可起到絕緣的作用，因而不必再裝單獨(dú)的絕緣子了。這些設(shè)施通常采用的電壓為DC 600V或DC 750V。

多線路腕臂必須承受接觸網(wǎng)設(shè)備的垂直荷載和水平荷載。由于安裝和維修困難的緣故，其長(zhǎng)度應(yīng)限制在10m左右。

7.2.1.4 軟橫跨

接觸網(wǎng)的軟橫跨具有適應(yīng)場(chǎng)地能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，例如有兩股以上并列股道的車站，可節(jié)省股道之間安裝支柱的空間。各套支持裝置可按需要裝在軟橫跨上。對(duì)于多道岔的車站末端的架線來(lái)說(shuō)，其優(yōu)越性尤為明顯。這類軟橫跨的長(zhǎng)度可達(dá)80m。

實(shí)際上，由于運(yùn)行和維修上的問(wèn)題，軟橫跨的長(zhǎng)度應(yīng)被限制到40m。圖4.35所示的是設(shè)置的原則，各支接觸懸掛的重量所致的垂直荷載由橫承力索承受，而水平定位由定位索拉緊。上定位索承受承力索定位產(chǎn)生的水平荷載，而下定位索承受接觸線定位產(chǎn)生的水平荷載。

橫承力索和定位索與接觸懸掛機(jī)械連接。任何運(yùn)動(dòng)都將在這些線之間互相傳遞。這不符合高速鐵路的要求。因此，德國(guó)鐵路的GBr997.0101 (見 [7.6]) 準(zhǔn)則建議德國(guó)鐵路高速鐵路線的各個(gè)股道采用獨(dú)立支柱。這些準(zhǔn)則一般在系統(tǒng)中被廣泛采用。

橫承力索具有一定的弛度，其值為橫跨長(zhǎng)度的1/8到1/10。軟橫跨的設(shè)計(jì)包括橫承力索荷載的計(jì)算和尺寸的選擇。不過(guò)，定位索的確定可因忽略其弛度而變簡(jiǎn)單。

7.2.1.5 硬橫跨

在硬橫跨中，剛性硬橫梁支承各支接觸懸掛。橫梁是由線路兩側(cè)的支柱來(lái)支撐的。某些設(shè)計(jì)使用的旋轉(zhuǎn)腕臂是通過(guò)吊柱固定在橫梁上，采用其他形式時(shí)，橫梁承受垂直荷載而且僅被用于承力索的橫向控制。下定位索被用于定位接觸線。圖4.40所示的是采用桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的橫梁。硬橫跨被用于橫跨長(zhǎng)度達(dá)40m的場(chǎng)所，若硬橫跨長(zhǎng)的話，則采用桁架鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更具有優(yōu)越性。對(duì)于25m的跨距，可使用H形梁或空心型鋼。為了減少維修的工作量，鋁制硬橫跨已用于某些公共交通設(shè)施 (見圖7.3)。

圖7.3 桁架結(jié)構(gòu)的鋁制硬橫梁(照片Muller-Gerlach)

橫梁承受腕臂所在垂直面的垂直力和吊柱所致的力矩。如果橫梁上裝有中心錨結(jié)或張力補(bǔ)償裝置，則水平面上會(huì)出現(xiàn)附加彎矩。