一种防风型整体钢腕臂安装方法
【专利摘要】一种防风型整体钢腕臂安装方法，首先测量防风型整体钢腕臂安装在具体位置时所需的基础参数测量，然后建立防风型整体钢腕臂模型，在模型坐标系中分别计算钢腕臂的承导线位置、平斜腕臂尺寸、支撑位置、定位管及相关尺寸的参数，并以计算结果作为钢腕臂的设计尺寸，再按照设计尺寸进行加工和安装。本发明采用的坐标系点对点定位，把各个连接件参数都考虑了进去，准确的计算出各部件的尺寸和位置，使得腕臂尺寸更加精确，保证安装的成功率，同时使得现场安装调整的时间大大缩短，有效的利用了天窗点时间，极大程度的提高了现场施工效率。
【专利说明】一种防风型整体钢腕臂安装方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于铁路交通机电领域用到的钢腕臂，具体的说是一种防风型整体钢腕臂 安装方法。
【背景技术】
[0002] 高速铁路电气化接触网腕臂计算及安装方法于中国第一条高速铁路京津城际高 速铁路已成型。本发明是基于新疆环境条件恶劣，为提高腕臂结构强度、刚度、可靠性及接 触网系统抗风稳定性和适应性采用整体防风型刚腕臂结构、其相应的定位装置采用具有断 线防脱落功能的圆管型弹性限位定位器。现有腕臂计算方式不能适用于此腕臂结构形式的 计算，一般形式腕臂的安装要求也不能满足整体防风型钢腕臂结构安装要求。
【发明内容】
[0003] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种防风型整体钢腕臂安装方法，本方法通 过采用坐标定位的计算方法来确定相关尺寸和安装位置，从而在测量的同时标记好安装位 置，使现场计算精度、安装准确率、安装效率大幅提高。
[0004] 本发明为解决上述技术问题采用的技术方案为：一种防风型整体钢腕臂安装方 法，包括以下步骤： 1) 首先测量防风型整体钢腕臂安装在具体位置时所需的基础参数测量，包括腕臂底座 高度测量、支柱斜率测量和限界测量； 2) 建立防风型整体钢腕臂模型 建立坐标系，坐标原点为钢腕臂支柱处轨面连线中点所在水平面到支柱内沿面纵向中 线的交点，X轴选用原点在轨面连线中点所在水平面上到轨面中心线的垂线，Y轴选用过原 点的轨面连线中点所在水平面的垂线； 3) 在坐标系中分别计算钢腕臂的承导线位置、平斜腕臂尺寸、支撑位置、定位管及相关 尺寸的参数，并以计算结果作为钢腕臂的设计尺寸； 4) 按照步骤3)的设计尺寸进行加工和安装。
[0005] 所述步骤3)中钢腕臂的承导线位置的确定包括下锚支承导线位置的确定及非下 锚支承导位置的确定； 其中，非下锚支承导线位置的确定包括以下步骤： ① 悬挂点坐标,即接触线中心坐标： 悬挂点横坐标 xgd(l) =Cx-Hsina_acosa ; 悬挂点纵坐标 xgd(2)=Hcosa_asina ; 式中，h为超高，直线时，h=0,曲外时，h〈0,曲内时，h>0, sina=h/gjj，cosa=
【权利要求】
1. 一种防风型整体钢腕臂安装方法，其特征在于，包括W下步骤： 1) 首先测量防风型整体钢腕臂安装在具体位置时所需的基础参数测量，包括腕臂底座 高度测量、支柱斜率测量和限界测量； 2) 建立防风型整体钢腕臂模型 建立坐标系，坐标原点为钢腕臂支柱处轨面连线中点所在水平面到支柱内沿面纵向中 线的交点，X轴选用原点在轨面连线中点所在水平面上到轨面中也线的垂线，Y轴选用过原 点的轨面连线中点所在水平面的垂线； 3) 在坐标系中分别计算钢腕臂的承导线位置、平斜腕臂尺寸、支撑位置、定位管及相关 尺寸的参数，并W计算结果作为钢腕臂的设计尺寸； 4) 按照步骤3)的设计尺寸进行加工和安装。
2. 根据权利要求1所述的一种防风型整体钢腕臂安装方法，其特征在于：所述步骤 3)中钢腕臂的承导线位置的确定包括下销支承导线位置的确定及非下销支承导位置的确 定； 其中，非下销支承导线位置的确定包括W下步骤： ① 息挂点坐标，即接触线中也坐标： 息挂点横坐标 Xgd(I) =Cx-Hsina-acosa ; 息挂点纵坐标 xgd(2)=Hcosa-asina ; 式中，11为超高，直线时，11=0，曲外时，11<0，曲内时，11〉0,3111〇=11/肖化(3〇3〇=^吕戶护'/ g化gjj为轨间距，Cx为限界，H为息挂点设计导高，息挂点在受电弓中也左侧，a〉0,反之， a<0 ； ② 定位器支座坐标，分正定位及反定位两种，先计算定位器高： 定位器高 dwqg=dz 1 (2)-Xgd (2)-Wtg ; 式中，dzl (2)表示上底座的纵坐标，Wtg表示平腕臂的弯头高度0/500/1000/960,根据 使用型号而定； 定位器支座X轴坐标，分正定位及反定位两种计算： 正定位计算；dwqzz (I)=Xgd(I)-(扣-(dwqg^d。)，)； 反定位计算；dwqzz(l)=xgd(l)+ y左; 式中，di定位器支架水平长度，d,定位器支架竖直长度； 定位器支座Y轴坐标，分平腕臂弯头和平腕臂不弯头两种： 平腕臂不弯头；dwqzz (2) =Xgd (2)+dwqg ; 平腕臂弯头；dwqzz (2) =dzI (2) -Wtg ; ③ 底座I即上底座的坐标： 上底座的横坐标dzl (l)=dzlcc古+k]卫ik ； 一 It 上底座的纵坐标dzl (2)=Hi+dzlcc ； 式中，k为支柱斜率，Hi为上底座与支柱连接处竖直高； ④承力索座坐标： 承力索座的横坐标Clsz(I)=Xgd(I); 承力索座的纵坐标clsz (2)=dzl (2)+clszcs2 ; 式中，clszcs2为承力索中也到平腕臂中也竖直高； 下销支承导线位置的确定包括W下步骤： ⑥销支卡子坐标，根据工作支息挂点坐标确定，该里按照水平间距500mm计算： 销支卡子的横坐标Hizkz(I)=Xgd(I) - 500; 销支卡子的纵坐标mzkz(2)=dzl(2) -Wtg; ⑧承力索座坐标： 承力索座的横坐标clsz (I)=Hizkz (1); 承力索座的纵坐标clsz (2)=dzl (2)+clszcs2 ; 式中，clszcs2 为 clsz 商D
3.根据权利要求I所述的一种防风型整体钢腕臂安装方法，其特征在于：所述步骤3) 中平斜腕臂尺寸的确定包括W下步骤： ① 平腕臂长；分平腕臂端头有双耳和无双耳两种，有双耳的平腕臂为方便预配测量，计 算尺寸到平腕臂承力索座安装孔最后一孔长度： 无双耳的平腕臂长： pwbc=clsz (1) - bclc-dzlcc - …-了 -HHik +dszzydjl ； Vl+fcJ 式中，clszzydjl为承力索至右端距离； 有双耳平腕臂长： pwbc=clsz(l) - bclc-dzlcc ' +H^k +dszzydzhykjl ； 式中，clszzydzhykjl为承力索座至右端最后一孔距离； ② 腕臂交点I坐标，即平斜腕臂连接板最低孔垂直方向与平腕臂的交点： 腕臂交点 I 的横坐标 Wbjdl(I)=Clsz (1) -clszcsl ; 腕臂交点I的纵坐标wbjdl(2)= dzl(2); 式中，clszcsl为承力索中也至平斜腕臂连接板最低孔水平距离； ③ 腕臂交点II坐标，即平斜腕臂连接板最低孔中也位置： 腕臂交点II的横坐标Wb jd2(l)= Wbjdl(I); 腕臂交点II的纵坐标wb jd2 (2) =dzl (2) - 100 ; 式中，100为平腕臂中也至平斜腕臂连接板第二孔垂直距离； ④ 底座II即下底座坐标： 下底座的横坐标dz2(l)=dz2cc -H去； 一 k 下底座的纵坐标 dz2(2)=H2+dz2cc ； ⑥斜腕臂长，先计算斜腕臂总长： 斜腕臂总长XWbzc=、/体2(1>^?12(切=+体2〇!)^脚嘶； 斜腕臂长 Xwbc=Xwbzc - bc2c ; 式中，bc2c为斜腕臂棒瓷的长度。
4.根据权利要求1所述的一种防风型整体钢腕臂安装方法，其特征在于：所述步骤3) 中支撑位置的确定包括W下步骤： ① 定位环I坐标，即腕臂支撑与平腕臂间的定位环： 定位环1的横坐标(1*111(1)=(121(1)+13。1。+*62。。31; 定位环I的纵坐标dwhl (2) =dzl (2); 式中，Wbzccsl为腕臂支撑参数1，表示定位环I至平腕臂棒瓷右端距离； ② 腕臂支撑上坐标，即腕臂支撑与平腕臂上定位环连接孔位置： 腕臂支撑上的横坐标wbzcs(l)=dwhl(l); 腕臂支撑上的纵坐标wbzcs (2) =dwhl (2) - dwhlcc ; 式中，dwhlcc定位环I尺寸； ③ 腕臂支撑与斜腕臂垂直时受力最好，因而先确定定位环II，进而确定腕臂支撑长，定 位环II位置的确定方法为；先求B点坐标，B点为由定位环I做铅垂线与斜腕臂交点： B 点横坐标 B (1) =dwhl (1); B 点纵坐标 B 似=dwhl 似-100 - ki [wb jdl (1) - dwhl (1)]; 式中，100为平腕臂中也至平斜腕臂连接板第二孔垂直距离； ④ 腕臂支撑长： 腕臂支撑的长度 Wbzcc= (wbzcs (2)-B (2))/ -dwh2cc ； ⑥ 腕臂支撑在斜腕臂位置；即定位环II与斜腕臂棒瓷上端距离： 腕臂支撑位置： Wbzcwz= (wbzcs (2)-B (2)) Xki/、/吨 + 如口冲阳)，+(B(2)A四f _bc2c ; ⑧定位环II坐标；dwh2,即腕臂支撑与斜腕臂间的定位环： 定位环II的横坐标 dwh2 (I)=B(I)+ (wbzcs (2)-6(2)) Xki/ / ； 定位环II的纵坐标 dwh2 (2) =B (2) + (wbzcs (2)-B (2)) Xkj/ X YJ ; ⑦ 多支撑腕臂第2、第3支撑的确定 腕臂支撑由近支柱侧开始依次定义为腕臂支撑I、腕臂支撑II和腕臂支撑III，腕臂支 撑II与平腕臂连接定位环为定位环V、与斜腕臂连接定位环为定位环VI，腕臂支撑III与平 腕臂连接定位环为定位环W、与斜腕臂连接定位环为定位环W : a)定位环V坐标： 定位环 V 的横坐标 dwh5 (1) =dwhl (1) +ddl5 ; 定位环V的纵坐标dwh5似=dzl似； 式中，ddl5为定位环I与定位环5之间的距离； b)腕臂支撑II上端坐标： 腕臂支撑II上端横坐标wbzc2s (1) =dwh5 (1); 腕臂支撑II上端纵坐标wbzc2s (2) =dwh5 (2) - dwhScc ; 式中，dwhScc为定位环V与腕臂支撑II连接孔的连线到平腕臂中也垂直距离； C )定位环VI坐标： ddd=dwh2wz+bc2c+dd26 ； 式中，dd26为定位环II与定位环VI的距离； 定位环VI的横坐标 dwh6(l)=dz2(l)+dddXki, ； 定位环/1的纵坐标(1*116(2)=(122(2)+(1(1(1/<^^[品^; d) 腕臂支撑II下端坐标： 腕臂支撑II下端横坐标wbzc2x (1) =dwh6 (1) - 置； 腕臂支撑II下端纵坐标wbzc2x (2) =dwh6 (2) + ; e) 腕臂支撑II的长度： 腕臂支撑II长 wbzc2c=讀wbzc2fi(l)-wbzc2K口皆 + (wl*zc2sC2|>^te化脚。； f) 定位环W的坐标： 定位环VH 的横坐标 dwh7 (1) =dwh5 (1) +dd57 ; 定位环W的纵坐标dwh7 (2) =dzl (2); 式中，dd57为定位环V与定位环W之间的距离； g) 腕臂支撑III上端坐标： 腕臂支撑III上端横坐标wbzc3s (1) =dwh7 (1); 腕臂支撑III上端纵坐标wbzc3s (2) =dzl (2) - dwh7cc ; h) 定位环W坐标： 先求BB点坐标，BB为由定位环W做铅垂线与斜腕臂交点： BB 点的横坐标 BB (1) =dwh7 (1); BB 点的纵坐标 BB(2)=dwh7(2) -clszcs2-ki[wbjdl(l) -dwh7(l)]; 定位环W的横坐标 dwh8 (1) =BB (1) + (wbzc3s (2) -BB (2)) X 、/啡 ； 定位环W的纵坐标 dwh8 (2) =BB (2) + (wbzc3s (2) -BB (2)) X 胸XV胸； i) 腕臂支撑III的长度： 腕臂支撑III的长度
j)定位环W的位置，即其距斜腕臂棒瓷上端的距离： 定位环W的位置
5.根据权利要求1所述的一种防风型整体钢腕臂安装方法，其特征在于：所述步骤3) 中定位管及相关尺寸的确定包括W下步骤： 先将定位管根据平腕臂类型分为端头无耳朵平腕臂、带耳朵平腕臂和下销支腕臂H 种，然后再进行尺寸的确定： I、端头无耳朵平腕臂定位管 ① 定位环IV坐标： xwbzc-dwgos I J …、 定位环IV的横坐标dwh4(l)= -^ , 定位环IV的纵坐标dwh4 (2) = fci 二础2(2). 式中，dwgcs为腕臂交点II到定位管上端定位环的距离； ② 定位管上端坐标： 定位管上端横坐标dwgsd(l)= ; 定位管上端纵坐标dwgsd(2)= ; 为计算定位环III的坐标，先设定一个点A,点A为定位管下端延长线与斜腕臂的交点： A 点横坐标 A (1) =Wb jd2 (1) - [wb jd2 (2) -dwqzz (2) ] Al ; A 点纵坐标 A(2)=dwqzz(2); ③ 定位环III坐标： dwhScjc 定位环III 的纵坐标 dwh3 (2) =dwqzz (2) + ^ ； 化 I 定位环III的横坐标 dwh3 (1) =A (1) + ; ④ 定位管下端坐标： 定位管下端横坐标
定位管下端纵坐标dwgxd (2) =dwqzz (2); ⑥定位管水平长度；Li=dwgsd(l)-dwgxd(l); ⑧定位管竖直长度；Lg=Clwgsd (2)-dwgxd (2);
⑦定位管位置，即定位环III至腕臂交点II距离： 定位管位置 dwgwz =成脚地 + (dwIi3(2)^wbid2C!))。； ⑨定位器支座位置，即定位器支座与定位管下端的水平距离： 定位器支座位置 dwqzzwz=dwqzz(l) -dwgxd(l); II、带耳朵平腕臂定位管 ① 定位环III坐标，弯头平腕臂用L形定位管，不弯头平腕臂用水平定位管： a、 L形定位管，定位管与斜腕臂间定位环与斜腕臂第二孔间距离为152mm : Xwbzc-dwI^cs J 一"、 定位环m横坐标dwh3(i)=-,叫一邱); XWbzc dwgcs 定位环III纵坐标 dwh3 0) = ^ Hbam . 式中，dwgcs为腕臂交点II到定位环III的距离； b、 水平定位管 设定定位管下端延长线与斜腕臂交点为C，C点的坐标为 〇点横坐标〔（1)=讯叫(12(1)[讯叫(12(2)-(1讯922(2)]/1^1; C 点纵坐标 C (2) =dwqzz (2); dwhSoc 定位环III横坐标 dwh3 (I) =C (1)+； dwIiScc 定位环III纵坐标 dwh3 (2) =dwqzz (2) + 店：; ② 定位管上端坐标，即定位管左端耳朵孔中也的坐标： 定位管上端横坐标 dwgsd(l)=ki +dwh3(l)； 定位管上端纵坐标 dwgsd (2) =dwh3 (2) - -; 式中，dwh3为定位管与斜腕臂间定位环； ③ 定位管下端，即弯头下端、水平定位管右端的坐标： 定位管下端横坐标dwgxd (I)=Clsz (1)+Wtc ; 定位管下端纵坐标dwgxd (2) =dwqzz (2); 式中，Wtc为承力索座中也至弯头右端双耳化圆也水平距离； ④ 定位管水平长度： Li二dwgxd(l)-dwgsd(l); ⑤ 定位管竖直长度： L2=dwgsd(2)-dwgxd(2)； ?定位管位置，即定位环III至腕臂交点II距离为： dwgwz =、/(dwh3(l>^fbid2(l))，+ (dwh3口>iPbjd2a东; ⑦ 定位器支座位置，即定位器支座与定位管下端水平距离： dwqzzwz=dwgxd (1)-dwqzz (I)； III、下销支腕臂定位管 ① 定位环III坐标： dwhScc 定位环III级坐标 dwh3 (2) =mzkz (2) + -'+dwgczc ； dwh3(2>dz2(2) 定位环ni横坐标 dwh3(l)=-------------......- +dz2(l)； 式中，dwgczc为定位管的垂直高度； ② 定位管上端坐标： 定位管上端横坐标 dwgsd(l)=ki--+dwh3(l); 定位管上端纵坐标dwgsd (2) =mzkz (2) +dwgczc ; ③ 定位管下端坐标： 定位管下端横坐标dwgxd(l) =clsz(l)+wtc ; 定位管下端纵坐标dwgxd (2) =mzkz (2); 式中，Wtc为承力索座与息挂点垂直方向的交点至弯头右端水平距离； ④ 定位管水平长度： Li=dwgxd(1)-dwgsd (1)； ⑥定位管竖直长度： Lg=Clwgsd (2) -dwgxd (2)； ⑧ 销支卡子位置，即销支卡子与定位管下端的水平距离： mzqzwz =dwgxd(l) - mzkz(l)。
6.根据权利要求I所述的一种防风型整体钢腕臂安装方法，其特征在于：所述步骤3) 中，在坐标系中计算钢腕臂的承导线位置、平斜腕臂尺寸、支撑位置、定位管及相关尺寸的 参数时，还要根据腕臂受力情况，增加抬头量，W保证受力后腕臂不低头： 由于腕臂抬头度数一般都在0. 4度左右，对于斜腕臂影响较明显，其他部位影响微小， 为此只计算斜腕臂尺寸增加抬头后尺寸： dl=taitoudushuXO. 5Xpwbc/29 式中，dl=taitouzhi为平腕臂每米的抬头高度单位mm ; d2= (pwbc-clszcsl-clszzydjl+bclc)/(pwbc+bclc) Xdl 式中，d2为腕臂交点II处腕臂抬头高度，单位mm ; AE=Sqrt ((pwbc-cIszcs1-CIszzydjl+bclc+d2)X (pwbc-cIszcs1-CIszzydj1+bclc- d2)) 式中，AE为腕臂交点II新处到底座I的水平距离，单位mm ; KF=IOO/(pwbc+bclc) Xdl 服=sqrt((100+KF) X (IOO-KF)) 式中，W平腕臂中也与腕臂交点II距离为斜边，KF为水平方向的直角边，服为竖直方 向的直角边，组成H角形，根据此H角形水平及竖直边尺寸计算腕臂交点II新的坐标，单位 mm ： 腕臂交点II新的横坐标wbjd2x (1) =AE+KF+dzl (1) 腕臂交点II新的纵坐标wbjd2x (2) =dzl (2)-炬K-d2) 式中，Wbjd2x腕臂交点II新是指抬头后的腕臂交点II坐标； 抬头后的斜腕臂长的计算 先计算斜腕臂总长为
抬头后的斜腕臂长为 xwbcx=xwbzcx-bc2c。
【文档编号】G06F19/00GK104260643SQ201410517214
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月30日 优先权日:2014年9月30日
【发明者】李长波, 李继亮, 郑晗, 连进, 秦俊非 申请人:中国铁建电气化局集团第一工程有限公司