Основні положення розрахунку і підбору опор

Розрахунок опор контактної мережі включає два етапи:

• розробка типової конструкції опор, визначення їх геометричних параметрів, що несе здатності і умов застосування;

• підбір потрібних для ділянок, що електрифікуються, типових опор, виходячи з передбачуваних умов експлуатації (навантаження, умови забезпечення стійкості в грунті, кліматичні і інші умови).

Перший етап вирішується на рівні науково-дослідних і передпроектних робіт, другий — при проектуванні лінії, що електрифікується.

Розрахунок конструкцій опор контактної мережі відповідно до нормативних документів, що діють, повинен здійснюватися по методу граничного стану, тобто стану, при якому конструкція перестає задовольняти експлуатаційним вимогам і руйнується або виходить з ладу.

Залізобетонні опори повинні розраховуватися по двох групах граничного стану:

• по здатності, що несе (міцності або стійкості);

• по деформаціях (жорсткості), утворенню поперечних тріщин і граничному їх розкриттю.

Завдання розрахунку зводиться до забезпечення гарантій для даної конструкції по виключенню того або іншого її граничного стану в період експлуатації. При цьому розрахунок (по граничних станах першої групи по здатності, що несе) є основним і проводиться для всіх залізобетонних опор, а по граничних станах другої групи (по деформаціях) — виконуються лише із-за необхідності забезпечення необхідного прогину конструкцій на рівні підвіски контактного дроту.

Розрахунок по цьому ж граничному перебуванню на тріщиностійкість опор виконується з метою запобігання утворенню поперечних тріщин в опорах, виключення можливості виникнення корозії арматури (особливо високоміцною) в тріщинах, забезпечення високої жорсткості (деформативности) опор.

При розрахунку конструкцій по граничних станах вводяться поняття нормативного і розрахункового навантаження, нормативного і розрахункового опору бетону і арматури, коефіцієнтів умов роботи.

Під нормативним навантаженням розуміється таке навантаження, яке відповідає умовам нормативної експлуатації і називається також експлуатаційною. Вона визначається на підставі досвіду експлуатації, розрахунків, метеорологічних спостережень і так далі Проте нормативне навантаження з огляду на ряд обставин може бути перевищена. Можливе перевищення нормативного навантаження, її мінливість при розрахунках враховується коефіцієнтами перевантаження " п". Ці коефіцієнти встановлюються диференційовано для кожного роду навантажень. Наприклад, для власної ваги бетону коефіцієнт перевантаження встановлений у розмірі 1,1; для снігового навантаження — 1,4; для ожеледних навантажень — 2,0.

При множенні нормативного навантаження на коефіцієнт перевантаження виходить розрахункове навантаження. Перевищення розрахункових навантажень при експлуатації неприпустимо.

Розрахунок опорних конструкцій по граничному стану першої групи проводиться на розрахункові навантаження, по граничних станах другої групи (деформації і тріщиностійкості) — на нормативних.

Механічні властивості матеріалів залізобетонних опор характеризуються двома величинами: нормативними і розрахунковими опорами бетону і арматури.

За нормативний опір бетону і сталі береться та величина опору, яка перевіряється контрольними випробуваннями. Розрахункові опори бетону і арматури для граничних станів першої і другої групи визначаються шляхом ділення нормативних опорів на коефіцієнт надійності, який враховує мінливість властивостей матеріалів. В окремих випадках для обліку особливостей властивостей бетону, тривалості дії навантажень, умов і стадій роботи конструкцій, розміру перетину і тому подібне розрахунковий опір матеріалів умножається на коефіцієнти умов роботи.

У загальному вигляді формула для розрахунку здатності опор, що згинаються, що несе:

М = Ф (т, R_б, R_a, S)

де М — момент, що вигинає;

Ф — функція;

т — коефіцієнти, що вводяться в розрахунок;

R_б, і R_a - розрахункові опори бетону і арматури;

S — геометричні характеристики перетину.

Металеві опори контактної мережі розраховуються так само, як і залізобетонні, по двох граничних станах: по здатності, що несе, і по деформативносга.

При розрахунку по здатності, що несе, враховуються розрахункові навантаження і розрахункові опори стали. Останні визначаються шляхом ділення нормативних опорів стали на коефіцієнти надійності.

Розрахунок деформативносга опор здійснюється на нормативні навантаження. При цьому розрахунок повинен вестися з умов пружної роботи конструкції. Формула для розрахунку міцності:

де М — розрахунковий момент, що вигинає;

W_{n min} — момент опору перетину;

R_y — розрахунковий опір стали вигину по межі текучості;

Y_e - коефіцієнт умов роботи.

думка пружного прогину консольних опор на рівні контактного дроту (без урахування повороту фундаменту) не повинно перевищувати 65 мм, а пружного прогину вершини опор гнучкої поперечини повинне бути не більше 1/150 їх висоти.

Вибір опор з наявних типових проводять по міцності і по геометричних розмірах (висоті і розмірам в плані), стосовно конкретних умов. Оскільки в маркіровці типових опор контактної мережі вказані нормативні моменти М_н, що вигинають, то опори підбирають по тих, що діють на опори і моментам, що вигинають від нормативних навантажень, підрахованих для заданих умові установки опор, для чого складають розрахункові схеми, на яких показують навантаження, що діють на опори при відповідних режимах, і всі необхідні для проведення розрахунків розміри.

Тип стійки консольної залізобетонної опори підбирають порівнянням тих, що діють на неї перпендикулярно осі шляху нормативних моментів, що вигинають, по графіках (див. Рисунок 8.З.). Моменти, що діють у розрахункових перетинах опори на рівні УОФ і на рівні кріплення п'яти консолі не повинні перевищувати нормативні моменти М^н, тобто повинна виконуватися умова М_ф ≤ М^н

Розрахунковим режимом при підборі консольних і фіксуючих опор може бути:

• вітер найбільшої інтенсивності, що діє на дроти, вільні від ожеледі або паморозі;

• найбільше вертикальне навантаження з урахуванням ваги ожеледі або паморозі при одночасній дії вітру на дроти, покриті ожеледдю або памороззю;

• мінімальна температура за відсутності ожеледі і вітру. Нормативні навантаження для заданих умов від ваги проводів

ожеледі на них і дії вітру на дроти і навантаження на опору від зміни напряму проводів знаходять по формулах, приведених в розділі 7 і додатку 8. Оскільки напрям вітру може бути будь-яким, то при підборі опор його приймають таким, при якому моменти від вітрових навантажень на дроти і опору, що вигинають, в розрахункових перетинах виходять найбільшими. Рівномірно розподілені навантаження від ваги консолі і кронштейна зазвичай замінюють зосередженими навантаженнями, прикладеними відповідно і середині горизонтальної проекції консолі або кронштейна.

Навантаження від тиску вітру на опори СКЦ і СКЦ₀ вважають прикладеним в крапці, що знаходиться на відстані S висоти опори від УОФ: h_оп= 0,5 • 9,6 = 4,8 м, і знаходять по формулі

де с_х — аеродинамічний коефіцієнт лобового опору;

v - розрахункова швидкість вітру, м/с;

S_оп - площа діаметрального перетину опори, м², для опор СКЦ, СКЦ₀ S_оп = (0,29 + 0,43) • 9,6: 2 = 3,46 м².

Момент, що вигинає, в підставі залізобетонної опори (на рівні УОФ) від тиску вітру на опору

Підставляючи відповідні значення вхідних в неї величин, отримують

Розрахунковим режимом для підбору опор гнучкої поперечини, як правило, є режим ожеледі з вітром, при якому поперечний трос, що несе, має найбільше натягнення. Розрахунковим перетином завжди є підстава опори. Опори гнучкої поперечини підбирають по моментах, що вигинають, щодо підстави опори від горизонтальних натягнень поперечного троса Н_п, що несе, що становлять, верхнього Н_{ф в} і нижнього Н_{ф н} фіксуючих тросів і навантаження від тиску вітру на опору Р_оп по формулі

При підборі опор гнучкої поперечини вважають, що навантаження від поперечного троса, що несе, прикладене на вершині опори h_п = 15 м або h_п= 20 м (для опор відповідно заввишки 15 і 20 м); від верхнього фіксуючого троса — в крапці на висоті h_{ф н} = 9,9 м; від нижнього фіксуючого троса — на висоті h_{ф н} = 7,4 м або h_{ф н} = 7,5 м (для опор заввишки 20 м); від тиску вітру на опору — на висоті S h_п, тобто h_оп = 0,5-15 = 7,5 м або h_оп = 0,5-20 = 10 м (для опор заввишки 20 м).

Навантаження від тиску вітру на гратчасту опору гнучкої поперечини визначають з урахуванням коефіцієнта с_х= 1,4 і S_0П = σ_оп S, де S — площа поверхні сторони опори, визначена по її зовнішньому габариту, м² (розміри опор див. Рисунок 8.11);

σ_оп = 0,5+0,6 — коефіцієнт, що враховує заповнення стійками і розкосами площі поверхні сторони опори, на яку впливає вітрове навантаження.

Металеві опори контактної мережі також підбирають по нормативних моментах, що вигинають. Щоб врахувати в узагальненому вигляді мінливість навантажень в різних кліматичних районах і їх поєднання нормативні моменти, що вигинають, отримані в результаті розрахунків, умножають на коефіцієнт до, тобто повинна виконуватися умова ≤ М^н. Значення коефіцієнта к, що приймаються при підборі опор гнучкої поперечини, приведені в табл. 8.6.

Таблиця 8.6

Дата добавления: 2015-07-11