• ISSN 0258-2724
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张力对接触网系统风振响应影响的风洞试验研究

谢强 支希

谢强, 支希. 张力对接触网系统风振响应影响的风洞试验研究[J]. 西南交通大学学报, 2018, 53(5): 1009-1016. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2018.05.018
引用本文: 谢强, 支希. 张力对接触网系统风振响应影响的风洞试验研究[J]. 西南交通大学学报, 2018, 53(5): 1009-1016. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2018.05.018
XIE Qiang, ZHI Xi. Wind Tunnel Test of Tension Effects on Vibration Responses of Catenary System[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2018, 53(5): 1009-1016. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2018.05.018
Citation: XIE Qiang, ZHI Xi. Wind Tunnel Test of Tension Effects on Vibration Responses of Catenary System[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2018, 53(5): 1009-1016. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2018.05.018

张力对接触网系统风振响应影响的风洞试验研究

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2018.05.018
详细信息
    作者简介:

    谢强(1971—),男,博士,教授,研究方向为基础设施防灾减灾,E-mail: qxie@tongji.edu.cn

  • 中图分类号: U225;V211.753

Wind Tunnel Test of Tension Effects on Vibration Responses of Catenary System

  • 摘要: 接触线和承力索的张力对接触网系统的风振响应有重要的影响,为此进行了气弹模型风洞试验. 以实际铁路工程为背景,根据接触网系统的设计要求,按照气动弹性相似理论制作了接触网系统的5柱4跨模型,并根据接触线、承力索张力的4种组合情况进行了气动弹性模型风洞试验,得到了支柱、腕臂结构及接触线上的加速度和位移响应,研究了在紊流场下结构的风振响应特征. 试验结果表明,接触线与承力索张力越大,接触线自振频率越大,且其风偏越小;腕臂及支柱结构受张力影响较小;接触网系统为风敏感结构,提高接触线、承力索张力可有效控制风偏.

     

  • 图 1  平均风速剖面和顺风向湍流度剖面

    Figure 1.  Average wind speed profile and turbulence intensity profile

    图 2  测点布置示意

    Figure 2.  Arrangement of sensors

    图 3  导线跨中位移功率谱

    Figure 3.  Displacement power spectrum of the mid span

    图 4  挂线点加速度功率谱

    Figure 4.  Acceleration power spectrum of the hanging point

    图 5  147 N接触线张力下导线跨中位移功率谱

    Figure 5.  Displacement power spectrum of the mid span under a contact wire tension of 147 N

    图 6  147 N接触线张力下挂线点加速度功率谱

    Figure 6.  Acceleration power spectrum of the hanging point under a contact wire tension of 147 N

    图 7  接触线跨中位移峰值

    Figure 7.  Maximum displacement of the mid span in the contact wire

    图 8  挂线点顺风向位移峰值

    Figure 8.  Maximum displacement of the hanging point along the wind direction

    图 9  挂线点顺风向加速度峰值

    Figure 9.  Maximum acceleration of the hanging point along the wind direction

    图 10  柱顶顺风向位移峰值

    Figure 10.  Maximum displacement on the top of the mast along the wind direction

    表  1  模型设计的参数相似比

    Table  1.   Main similarity parameters for model design

    模型 相似参数 相似比取值
    风场 风速相似比λU 1/2.12
    腕臂及支柱结构 位移相似比λL 1/4.50
    加速度相似比λa 1.00
    线质量相似比λm 1/20.25
    拉伸刚度相似比λEA 1/91.13
    频率相似比λf 2.12
    线索体系 跨度相似比 $\lambda_{\rm L}^* $ 1/10.00
    加速度相似比 $\lambda_{\rm a}^* $ 0.45
    线质量相似比 $\lambda_{\rm m}^* $ 1/9.11
    拉伸刚度相似比 $\lambda_{\rm EA}^* $ 1/202.50
    频率相似比 $\lambda_{\rm f}^* $ 2.21
    位移相似比 $\lambda_{\rm S}^* $ 1/4.50
    线索张力相似比 $\lambda_{\rm N}^* $ 1/202.50
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    表  2  风振响应的参数相似比

    Table  2.   Similarity parameters for wind response

    相似参数 相似比取值
    频率相似比 $\lambda_{\rm f}^* $ =λf 2.12
    结构位移相似比λL 1/4.50
    结构加速度相似比λa 1.00
    导线位移相似比 $\lambda_{\rm S}^* $ 1/4.50
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-01-01
  • 刊出日期:  2018-10-01

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