Вибір і розрахунок опор контактної мережі

Найважливішою характеристикою опор є їхня несуча здатність - припустимий згинальний момент М^н_о на рівні УОФ - умовного обріза фундаменту. По несучій здатності підбирають типи опор для застосування в конкретних умовах установки.

Порядок вибору проміжних і перехідних консольних опор. Для підбора проміжної консольної опори необхідно скласти її розрахункову схему, показавши на ній всі сили, що діють на опору, і плечі цих сил щодо крапки «0» — крапки перетинання осі опори з УОФ (Рисунок П8.1); визначити сумарні згинаючі

Рисунок П8.1. Розрахункова схема проміжної консольної опори

моменти від дії всіх сил щодо крапки «ПРО» у трьох розрахункових режимах (ожеледі з вітром, максимального вітру, мінімальної температури) і по найбільшому з отриманих моментів М_{0 max} вибрати опору, виходячи з умови М_{о mах} < М _с^н.

При проектуванні звичайно вибирають консольні опори в такій послідовності:

• визначають навантаження й згинальні моменти в підставі проміжних опор, установлених на зовнішній і внутрішній стороні кривій найменшого заданого радіуса у всіх розрахункових режимах і при найбільш несприятливих напрямках вітру;

• за результатами розрахунків вибирають типи (несучі здатності) опор для установки на зовнішній і внутрішній стороні кривій цього радіуса;

• роблять висновок про найбільш важкий розрахунковий режим і всі подальші розрахунки для вибору проміжних і перехідних консольних опор заради скорочення обсягу обчислень виконують тільки в цьому режимі;

• якщо виявиться, що на внутрішній стороні кривої найменшого радіуса придатна опора щонайнижчої несучої здатності С (СО) 136.6-1, розрахунки моментів у підставі проміжних опор, установлених на внутрішній стороні кривих більших радіусів, мабуть, зайві; тому що там теж підійдуть опори щонайнижчої несучої здатності (іноді при легких метеорологічних умовах, легкій контактній підвісці й порівняно великому радіусі кривій так може вийти й для опор, установлених на зовнішній стороні кривих).

Питання про необхідність розрахунку М_{о mах} у підставі проміжних опор на прямих ділянках варто вирішувати після того, як підібрані опори для установки на кривих. У ряді випадків, проаналізувавши результати розрахунків М_{о mах} для кривих, переконавшись, що на кривій найбільшого радіуса підходить

опора С (СО) 136.6-1, можна зробити висновки, що й на прямих при габариті від 3,1 до 5,7 м у якості проміжних консольних можуть бути застосовані такі ж опори.

Для підбора перехідної опори розраховують не тільки момент у підставі опори, тобто відносно УОФ, але й щодо рівня кріплення п'яти консолі й вибирають опору по двох умовах:

Необхідність окремого розрахунку М_o і М _птперехідної опори порозумівається тим, що на ній на двох консолях підвішені дві галузі контактної підвіски, одна йз яких приділяється на анкеровку.

Розрахунок навантажень і моментів М_{о mах} і М _птmах для перехідних опор виконують тільки в одному найбільш важкому розрахунковому режимі, певному раніше для проміжних опор (див. вище). За результатами розрахунку вибирають ці опори. Найбільш несприятливі умови для перехідної опори складаються на неізолюючому сполученні анкерних ділянок, де не скорочується довжина перехідного прольоту (Рисунок П8.2). З малюнка видно, що найбільший кут зміни напрямку контактних проводів доводиться на опору № 2. При цих самих несприятливих умовах і варто розраховувати значення М_{о mах} і М _пттах для перехідної опори. Розрахунок варто виконати при двох напрямках вітру. Загальний порядок розрахунків такий же, як і при виборі проміжних опор.

Приклад розрахунку. Вихідні дані. Необхідно вибрати проміжні консольні опори для установки на перегоні на зовнішній і внутрішній стороні кривій R = 650 м у злегка горбкуватій місцевості з невисоким лісом на насипі висотою до 5 м. Довжина прольоту l = 51 м. Контактна підвіска змінного струму ПБСА-50/70+ Н_лО_л0,04Ф-100, компенсована на неізольованих консолях: на зовнішній стороні кривої на консолі НР-II, на внутрішній стороні - HC-II Габарити опор на зовнішній стороні кривій 3,2 м, на внутрішньої — 3,5 м.

Номінальні натяги проводів контактної підвіски: T_ном= 1800 даний; К =1000 даний. С польової сторони опор на

Рисунок П8.2. Розрахункова схема неізолюючого сполучення анкерних ділянок компенсованої контактної підвіски

кронштейнах КФ-5 підвішене проведення ДПР марки АС-50 з максимальним натягом Н_max = 520 даний, а під ним проведення групового заземлення АС-70 з максимальним натягом Н_max = 400 даН. Натягу некомпенсованих проводів АС-50 й АС-70 зі зміною температури повітря й навантаження від вітру й ожеледі змінюються й можуть бути прийняті приблизно рівними:

при ожеледі з вітром

Н_{пр г} ≈0,75 Н_max = 0,75-520 = 390 даН, Н_{гз г} 0,75 Н_max = 0,75-400 = 300 даН;

при максимальному вітрі

Н_{пр v} ≈ 0,7 Н_max = 0,7-520 = 365 даН; Н_{пз v} * 0,7 Н_max = 0,7-400 = 280 даН;

при мінімальній температурі

Н_{прt min} ≈ Н_max= 520 даН; Н _{гзt min} = Н_max = 400 даН.

Метеорологічні умови: швидкість вітру v = 29 м/с; швидкість вітру при ожеледі v^r = 14 м/с; товщина стінки ожеледі b _{г =} 10 мм.

Приймаємо вагу консолей: ИР-І1 -39 даний (див. табл. П7.2); НС-ІІ -58 даний (див. табл. П7.1); кронштейна КФ-5 - 26 даН.

Розрахунок. Приймемо вагу снігу й льоду G _г на консолях НР-П — 10 даний, НС-ІІ —20 даний, на кронштейні КФ-5 — 8 даН.

Вичерчуємо розрахункову схему проміжної консольної опори (див. Рисунок П8.1), на якій прийняті наступні позначення:

G _п, G _ін, G _гз — вертикальне навантаження від ваги контактної підвіски, проведення ДПР і проведення групового заземлення (ГЗ), даН;

G _кн, G _кр — вертикальне навантаження від ваги консолі й кронштейна, даний;

Р _т Р _к, Р _пр, Р _гз Р_оп — горизонтальне навантаження — від тиску вітру на несучий трос, контактне проведення, проведення ДПР і ГЗ і на опору, даН;

- горизонтальне навантаження від зламів несучого троса, контактного проведення, проводів ДПР і ГЗ на кривих, даН;

h_on — висота опори від УОФ (h_on = 9,6 м);

h _т, h, h_пр, h_гз — висота крапок додатка горизонтальних сил щодо підстави опори, м (приймемо h = 6,75, h =8,55; h_np = 8,8 м; h _гз = 4,5 м);

z_кн, z_кр, z_пр, z_гз, — плечі вертикальних зусиль від ваги консолі, кронштейна, проведення ДПР і ГЗ, м (приймемо z_кн = 1,8; z = 1; z_кр = 2,0; z_гз = 0,5);

а — зиґзаґ контактного проведення (а = 0,3 м);

Г - габарит опори, м;

d_оп — діаметр опори на УГР, м; для конічної залізобетонної опори С (СО) 0,44 м.

Визначимо розподілені навантаження на проведення контактної підвіски у всіх розрахункових режимах на проведення ДПР АС-50 і проведення ГЗ АС-70:

від власної ваги проводів

g_np = 0,19 даний/м, g_гз= 0,27 даН/м; від ваги ожеледі на проводах

g_{г np} = 0>0009b_r (d+b) = 0,0009-3,14-10(9,6+10) = 0,56 даН/м;

g_{г гз} = 0,0009 b_r (d+b_r) = 0,0009-3,14-10(11,4+10) = 0,61 даН/м;

від тиску вітру на проведення при максимальній швидкості вітру

від тиску вітру на проведення при ожеледі з вітром

Всі отримані дані про розподілені навантаження зведемо табл. П8.1.

Таблиця П8.1

Навантаження на проведення

Навантаження	Значення навантажень на проведення, даН/м, для розрахункових режимів
ожеледь із вітром	максимальна швидкість вітру	мінімальна температура
Від ваги: проводів ланцюгової підвіски g ожеледі на проводах підвіски g г проведення ДПР AC-50gпр ожеледі на проведенні ДПР g гпр проведення ГЗ марки АС-10 g ГЗ ожеледі на проведенні ГЗ g Г ГЗ Від тиску вітру: на несучий трос рт на контактне проведення рк на проведення ДПР рпр на проведення Г3 ргз	1,64 0,79 0,19 0,56 0,27 0,61   0,5 0,33 0,44 0,46	1,64 — 0,19 — 0,27 —   0,92 0,78 0,61 0,72	1,64 — 0,19 — 0,27 —   — — — —

Визначимо нормативні навантаження (зусилля), що діють на опору. Необхідно відзначити, що оскільки маркування типових опор контактної мережі виконана по нормативних згинальних моментах, то розрахунок згинальних моментів у підставі опор, по яких виробляється підбор опор, виконують по нормативних навантаженнях, тобто без обліку відповідних коефіцієнтів перевантаження.

Нормативні навантаження, що діють на опору, визначають для трьох розрахункових режимів: ожеледі з вітром, максимального вітру, мінімальної температури.

Вертикальні навантаження від ваги проводів контактної підвіски, ДПР і ГЗ:

у режимі максимального вітру й мінімальної температури.

у режимі ожеледі з вітром

В вищеприведених формулах:

^— розподілені навантаження від ваги проводів і ваги ожеледі на проводах (див. табл. П8.1).

l — довжина прольоту;

G _із— вага підвісної гірлянди ізоляторів (для контактної підвіски з урахуванням частини ваги фіксатора, що доводиться на несучий трос).

Вертикальні навантаження від ваги консолей з урахуванням частини ваги фіксаторів G’_ф і від ваги кронштейна проведення ДПР:

у режимі максимального вітру й мінімальної температури

т. е. для ІР-ІІ навантаження G _кн= 39 + 10 = 49 даН;

для НС-ІІ — G_KH = 58 + 15 = 73 даний; для КФ-5 — G_кp = 26 даН;

у режимі ожеледі з вітром з урахуванням ваги ожеледі G _г на консолях і кронштейні

т. е. для ІР-ІІ навантаження G_KH = 39 + 10 + 10 = 59 даН; для НС-ІІ — G _кн= 58 + 15 + 20 = 93 даний, для КФ-5 — G _кр = 26 + 8 = 34 даН.

Горизонтальні навантаження від тиску вітру на трос, контактне проведення, проведення ДПР і ГЗ, які передаються із проводів на опори:

де р — розподілені навантаження від тиску вітру на проведення контактної підвіски, ДПР і ГЗ, тобто р_Т, р_к, р_пр, Р _пр(див. табл. П8.1).

Таким чином, у режимі максимального вітру

у режимі ожеледі з вітром

Горизонтальні навантаження від тиску вітру на опору

де с_х — аеродинамічний коефіцієнт лобового опору вітру, прийнятий для конічних опор 0,7;

S_on — площа діаметрального перетину опори (S_on = 3,46 м²).

Таким чином, у режимі максимального вітру Р_оп = 0,7 • 29²: 16 • 3.46= 127,3 даН, у режимі ожеледі з вітром Р_оп = 0,7 • 14²: 16-3,46 = 29,7 даН.

Горизонтальні навантаження від зміни напрямку проводів на кривій

де H_i — натяг несучого троса, контактного проведення, проводів ДПР і ГЗ у даному режимі.

Горизонтальні навантаження від зміни напрямку компенсованих несучого троса й контактного проведення відповідно у всіх режимах P^т_из= 1800 • 51: 650 =141 даН; Р ^к_із= 1000 • 51:: 650 = 78,5 даН.

Горизонтальні навантаження від зміни напрямку проводів ДПР і ГЗ:

для режиму максимального вітру

для ожеледі з вітром

для режиму мінімальної температури

Перш ніж приступитися до розрахунку згинальних моментів М₀, зручно дані розрахунків нормативних навантажень, що діють на опору, звести в табл. П8.2 (при цьому значення навантажень варто округлити до цілих чисел).

Таблиця П8.2

Дата добавления: 2015-07-11