定位点水平力计算（之字力与曲线横向力）

零部件技术参数
定位点水平力计算
Lateral Force at Registration Point
所属分类	基础理论 > 设计与计算
常见型号	直线之字力、曲线横向力、风偏附加横向力
执行标准	TB 10009-2016、TB 10621-2014
适用场景	定位装置与支柱受力校核、定位器坡度选择、支柱负载计算

概述

定位点水平力是接触线张力在定位点处产生的、垂直于线路方向的水平分量，是定位装置（定位器、定位管、定位线夹）及支柱受力校核的关键输入。它由两部分构成：直线区段的之字力（拉出值往复布置形成）与曲线区段的横向力（接触线弦线与曲线方向不一致形成），风偏还会附加横向力。此力把接触线按设计拉出值固定在水平位置，方向指向拉出值设定一侧（直线段交替、曲线段指向圆心）。

结构与组成

定位点水平力不是独立部件，而是作用在定位链条上的荷载：接触线张力 → 定位线夹 → 定位器 → 定位管/定位环 → 腕臂与支柱。定位器长度与安装方向决定定位点水平位置，定位器坡度需满足接触线抬升时的滑动顺应性（详见直管定位器、定位管）。

工作原理

1. 直线段之字力。 相邻定位点接触线呈折线（之字形），接触线张力 $T$ 在定位点两侧对定位器产生横向分力。设相邻定位点拉出值分别为 $+a$ 与 $-a$ 、跨距 $L$ ，接触线相对线路方向的偏角（之字过渡角）近似 $\alpha \approx \arctan(2a/L)$ ，定位点横向力近似：

$F_{\mathrm {zig} }\approx T\cdot \tan \alpha \approx {\frac {2Ta}{L}}$

之字值 $a$ 取大或跨距 $L$ 缩短，都会使过渡角与横向力增大（取值见拉出值设计）。

2. 曲线段横向力。 曲线上相邻两定位点之间的接触线为直弦，方向与曲线切线存在夹角。设曲线半径 $R$ 、两侧跨距 $l_{1}$ 、 $l_{2}$ 、接触线张力 $T$ ，小角度下两弦相对定位点法线的偏角分别为 $l_{1}/(2R)$ 与 $l_{2}/(2R)$ ，定位点横向力（指向圆心）近似：

$F_{\mathrm {cur} }\approx {\frac {T(l_{1}+l_{2})}{2R}}$

曲线半径越小、跨距越大、张力越高，定位点横向力越大——这也是小半径曲线上接触线张力须严格控制、定位装置要更强的根本原因。

3. 横向力与拉出值方向。 曲线段定位点横向力方向指向曲线圆心侧，与拉出值实施方向一致；定位器须能承受该力并经受动态冲击。风偏产生的附加横向力按接触网负载计算的风荷载叠加校核，保证最不利风工况下定位装置仍处于弹性工作范围。

技术参数

项目	计算式	备注
直线之字力 $F_{\mathrm {zig} }$	$2Ta/L$	$T$ 张力、 $a$ 之字值、 $L$ 跨距
曲线横向力 $F_{\mathrm {cur} }$	$T(l_{1}+l_{2})/(2R)$	指向圆心，小角度近似
总横向力	$F_{\mathrm {zig} }+F_{\mathrm {cur} }+F_{w}$	$F_{w}$ 为风偏附加横向力

算例：曲线半径 $R=300\,\mathrm {m}$ 、两侧跨距 $l_{1}=l_{2}=45\,\mathrm {m}$ 、接触线张力 $T=10\,\mathrm {kN}$ ，则定位点曲线横向力 $F_{\mathrm {cur} }=10\times (45+45)/(2\times 300)=1.5\,\mathrm {kN}$ ，方向指向曲线圆心。

常见型号

本条目为计算类条目，不涉及产品型号；与受力直接相关的定位装置选型见直管定位器、定位器。

执行标准

TB 10009-2016《铁路电力牵引供电设计规范》——拉出值布置与定位装置受力要求
TB 10621-2014《高速铁路设计规范》——高速线路定位装置与电网参数

安装与施工

定位点水平力的计算结论在施工阶段转化为控制点：按设计张力放线、定位器安装后复核拉出值方向与坡度，保证定位点处接触线处于设计水平位置，不产生附加横向力。

验收要求

竣工复核以实测线索张力反算定位点实际水平力，与设计值比对；全定位点拉出值复测台账归档，附当日温度与张力状态，供运维比对（依据 TB 10758-2018）。

运维与检测

定位点水平力异常的表现多为定位器受力异常、定位线夹松动或接触线硬弯；通过 C4 悬挂状态检测与定位装置巡检识别，结合张力、温度台账趋势判断（见接触线硬弯）。

常见故障与案例

定位点水平力过大或方向异常，可导致定位器卡滞、定位线夹疲劳、接触线局部硬弯甚至定位装置脱出；关联零部件松动类缺陷处置。