高速铁路接触网弹性吊索张力非接触测量方法

摘要

为提升高速铁路接触网弹性吊索的服役可靠性与维修安全性,提出一种基于形状反演计算的接触网弹性吊索张力非接触测量方法。首先基于几何原理,定义了表征弹性吊索状态的接触网几何特征参数,并建立基于线路坡道信息的接触网高度修正模型;然后基于抛物线方程,通过对带张力非等高悬挂绳索的受力分析求解出弹性吊索上的吊弦力,再结合力矩平衡原理,推导了接触网几何参数、吊弦力与弹性吊索变形量的静力学关系,建立了弹性吊索的张力与接触网几何形状解析模型。试验表明,相较于有限元仿真计算结果,该解析模型的相对误差平均值为2.3%;相较于11组不同线路位置下弹性吊索张力的直接测量结果,该解析模型的相对偏差平均值为3.8%,验证了该模型的计算精度与工程适用性。利用行业既有技术非接触式测量接触网几何形状参数,再通过该解析模型反演计算弹性吊索张力,实现了弹性吊索张力的非接触测量,从而避免了接触式测量的繁琐准备工作与高空作业风险,大幅度降低了测量所需的配合人员数量,实现了弹性吊索的张力带电监测与性能评估。