接触网单位荷载

零部件技术参数
接触网单位荷载
Unit Load of Overhead Contact System (Load Intensity)
所属分类	基础理论 > 设计与计算
常见型号	自重/覆冰/风/合成四类荷载集度与线材单位重量换算
执行标准	TB 10009-2016、TB/T 2809-2026、TB/T 3111.1-2026
适用场景	弛度与吊弦计算输入、支柱负载汇总、紧线观测反算张力

概述

接触网单位荷载指接触网线索单位长度上承受的荷载，工程上又称「荷载集度」「线荷载」，单位为 N/m 或 kN/m（线材出厂资料常用单位质量 kg/m 表示，按 1 kg/m = 9.81 N/m 换算）。它是接触网全部力学计算的原始输入量：弛度、吊弦长度、支柱容量、锚段长度、风偏移等设计量都以单位荷载为起点（依据 TB 10009-2016）。「单位荷载」与「负载」在工程文献中为同义词——本站设计类条目历史行文多用「负载」（如接触网负载计算），计算器条目多用「荷载」，词面差异不影响口径。结构力学中「单位荷载法」求位移与本词条同词不同义，辨析见力学计算。

结构与组成

接触网单位荷载按作用方向与性质分为四类基本集度与两类附加荷载（分解计算方法详见接触网负载计算）：

自重集度：接触线、承力索、吊弦、附加导线及金具的单位长度重量，由线材截面积与材料密度决定，是常年持续作用的恒载。
覆冰集度：冰冻气象条件下冰壳包覆线索产生的附加重量，与覆冰厚度、线索直径正相关，季节性出现。
风荷载集度：风压作用于线索迎风面的水平均布荷载，与风速平方、受风直径、风载体型系数正相关。
合成集度：垂直集度（自重+覆冰）与水平集度（风）的矢量合成，是进入张力—弛度方程的真正荷载项。
附加荷载：安装检修集中力（TB 10009-2016 第 5.2.5 条按 0.8 kN 计）与断线事故不平衡张力，属偶然荷载，按集中力验算、不折算为集度。

工作原理

把接触线、承力索视为沿跨距承受均布荷载的柔性索后，单位荷载与各设计量的关系如下。

1. 弛度：跨中弛度与合成集度成正比、与张力成反比， $f={\frac {qL^{2}}{8\,T}}$ 式中 q 为合成集度（N/m），L 为跨距（m），T 为水平张力（N）。

2. 吊弦静张力：均匀布置时每根吊弦分担相邻间距内的接触线重量， $T_{i}=q_{c}\cdot d_{i}$ 式中 q_c 为接触线集度，d_i 为第 i 根吊弦的分担长度（相邻吊弦间距之半），解析见链形悬挂静力学。

3. 风偏移：风荷载集度作为水平线荷载代入简支索平衡方程，得跨中水平偏移，完整口径见力学计算与风偏限界校验计算器。

4. 支柱负载：支柱垂直荷载由两侧半跨距内的线索集度汇总而来，水平荷载由线索张力分量、风荷载与同杆附加导线负载合成，经支柱容量选型计算器完成选型校核。

技术参数

1. 单位换算与计算器口径：

项目	数值/口径	说明
1 kg/m	9.81 N/m ≈ 0.0098 kN/m	重力加速度取 9.81 m/s²
弛度计算器输入 g	1 ~ 80 N/m	弛度计算器口径
吊弦计算器输入 q_c/q_m	0.001 ~ 0.1 kN/m	吊弦长度计算器口径
覆冰密度	0.9 g/cm³	TB 10009-2016 第 5.2.3 条
覆冰工况风速	宜按 10 m/s 计	TB 10009-2016 第 5.2.3 条
安装检修附加荷载	0.8 kN（含工具）	TB 10009-2016 第 5.2.5 条

2. 常用线材单位荷载表（单位质量取自线材产品标准，站内型号卡已逐项核对）：

线材	单位质量	≈N/m	≈kN/m	依据
CTAH-120 / CTMH-120 接触线	1 076 kg/km	10.6	0.0106	TB/T 2809-2026（见接触线型号对照表）
CTAH-150 / CTMH-150 接触线	1 342 kg/km	13.2	0.0132	TB/T 2809-2026
CTS-120 接触线	1 079 kg/km	10.6	0.0106	TB/T 2809-2026
CTS-150 接触线	1 347 kg/km	13.2	0.0132	TB/T 2809-2026
JTMH-95 承力索	844 kg/km	8.3	0.0083	TB/T 3111.1-2026（见 JTMH 承力索）
JTMH-120 承力索	1 059 kg/km	10.4	0.0104	TB/T 3111.1-2026

3. 链形悬挂综合口径：吊弦长度计算按承力索承担全部悬挂重量处理，总单位荷载 w = q_c + q_m。以 CTMH-120 接触线 + JTMH-120 承力索为例，w ≈ 0.0106 + 0.0104 ≈ 0.021 kN/m（约 21 N/m）。该口径为站内计算器所用，不含吊弦及线夹自重的附加项；部分教材的「综合负载」在此之上另计吊弦线夹项，引用数值时注意口径。

常见问答

接触线单位荷载是多少？ 常用铜合金接触线自重集度约 0.0106 kN/m（120 mm² 档）至 0.0132 kN/m（150 mm² 档），即约 10.6~13.2 N/m，具体以型号对照表与产品合格证为准。

单位荷载 g 应该怎么取？ 无冰无风工况取线索自重；计覆冰时取自重加冰重；校核最不利弛度时按垂直合成荷载取，与负载计算的工况组合原则一致。

kg/m 与 N/m 怎么换算？ 乘以重力加速度 9.81：1.076 kg/m ≈ 10.6 N/m ≈ 0.0106 kN/m。弛度计算器输入单位是 N/m、吊弦计算器是 kN/m，填错单位会差 1000 倍。

常见型号

不适用。本页为概念与取值条目，无产品型号谱系；单位荷载随线材型号而变，按悬挂类型选取输入组合：

简单悬挂：仅接触线集度（承力索项为零）。
链形悬挂：接触线集度 + 承力索集度，风荷载按各自受风直径分别计算。
附加导线区段：供电线、加强线、回流线的集度计入支柱负载，不进弛度方程（见供电线）。
刚性悬挂：汇流排+接触线整体受弯，隧道内一般不计覆冰（见汇流排）。

执行标准

TB 10009-2016《铁路电力牵引供电设计规范》——气象条件、覆冰取值与最不利工况组合原则，负载计算的规范依据。
TB/T 2809-2026《电气化铁路接触网铜合金接触线》——接触线单位质量等自重计算输入。
TB/T 3111.1-2026《电气化铁路接触网绞线第1部分：铜及铜合金绞线》——承力索单位质量输入。
EN 50119:2020 电力牵引架空接触网——荷载分类与组合的国际对照体系。

安装与施工

紧线观测：以跨距、单位荷载与现场观测弛度反算所需张力，是弛度计算器反算模式的现场用法。
线材核对：到货线材核对合格证单位质量与设计输入一致，牌号混用将使弛度—张力关系偏离设计曲线。
吊弦下料：吊弦长度计算输入承力索张力与总单位荷载，集度取错直接表现为吊弦过短或过长（见吊弦长度计算器）。
竣工复核：以实测线索单位重量与张力反算实际集度，与设计输入比对。

验收要求

负载计算书与线材单位重量输入须有出处（产品标准或合格证），设计输入可追溯。
实测弛度与设计弛度—温度曲线比对，偏差满足验收标准；偏差超限时先核对单位荷载输入与补偿装置状态。
覆冰区段按设计冰厚校核弛度与绝缘间隙，冰、风组合工况按 TB 10009-2016 不同时取极值的原则复核。

运维与检测

负载反演：通过张力、弛度实测数据反演实际单位荷载，识别覆冰、鸟巢、异物搭挂造成的异常增载。
覆冰监测：冰期对重点区段观测覆冰厚度与形态，关联覆冰病害。
大风预警：风速接近设计值时按风区管理流程限速或停运，见大风区段运行与防风。
季节性复查：风季、冰季前完成负载相关专项复查，见季节性检查。

常见故障与案例

覆冰增载跳闸：覆冰使单位荷载剧增、弛度加大引发闪络，详见接触网覆冰跳闸抢修。
覆冰断线：合成张力超过许用值拉断线索，详见接触线断线（机械）。
异物附加荷载：异物搭挂形成局部集中荷载与绝缘间隙不足，详见异物搭挂接触网致受电弓刮碰跳闸。