Utvikling og programmering av beregningsprogram for kontaktledningsmaster langs jernbanen

Abstract

Mange scenarier tidligere beregnet med tabeller og håndregnemetoder er i dag erstattet av dataassistert konstruksjon. Denne masteroppgaven tar for seg en oppgradering av Bane NORs dimensjoneringsprogram for kontaktledningsmaster, KL_fund. Bane NOR tilbyr programvaren til innleide konsulenter og påtar seg dermed ansvaret for at kontaktledningsmastene dimensjoneres i henhold til gjeldende teknisk regelverk.

Men KL_fund dimensjonerer ikke kontaktledningsmastene etter gjeldende teknisk regelverk. Basert på klassisk Euler-Bernoulli bjelketeori har det objektorienterte programmeringsspråket Python blitt brukt til å omprogrammere KL_fund over i en ny plattform. Gjennom et parameterstudie har koden har blitt sammenlignet med den gamle programvaren. Resultatene var tilfredsstillende.

En Newton-Raphson algoritme har blitt programmert for å løse tredjegradsligningen som uttrykker strekkraften i mastenes fastavspente ledninger. Videre har stivheten til de koniske gittermastene blitt bestemt med bruk av enhetslastmetoden.

I den nye programvaren kan mastene belastes med en vilkårlig last. Kapasiteten til mastene kontrolleres om både sterk og svak akse, enten med eller uten bardun, og brukeren kan genere en beregningsutskrift fra et programmert grafisk brukergrensesnitt.

Brukere av programmet kan selv velge hvilken beregningsprosedyre masten skal dimensjoneres etter; Eurokoden eller bransjestandarden til Norsk Elektroteknisk Komite. Det foreslås en ny standard til bruk for bestemmelse av snølastens størrelsesorden.

Vedrørende evolusjon av programkoden foreslås det konkrete tiltak både på kort- og lang sikt.