Основные положения

Нормальное взаимодействие токоприемников с контактными под­весками при ветре может быть нарушено вследствие больших горизонтальных отклонений контактного провода от оси полоз токопри­емника, длительных устойчивых вертикальных колебаний проводов цепных подвесок в пролетах, больших отжатий контактных проводов токоприемниками у фиксаторов. При сильном ветре может произойти обрыв или вследствие касания заземленных конструкций пережог пи­тающих и других проводов.

Чтобы обеспечить ветроустойчивость контактных подвесок необходимо правильно выбрать длины пролетов (расстояния между опора­ми). От длины пролетов в значительной степени зависит и стоимость контактной сети. Чем больше длина, пролета, тем дешевле контактная сеть, поскольку на ее сооружение требуется меньше опорных и под­держивающих устройств. Поэтому при проектировании Контактуй сети длины ее пролетов устанавливают всегда по возможности большими, но с учетом ограничений, вызываемых условиями обеспечения надежной работы.

Основными ограничениями являются: допустимое отклонение кон­тактного провода от оси токоприемника в пролете под действием мак­симального ветра или ветра при гололеде на проводах и обеспечение необходимых вертикальных габаритных расстояний контактных про­водов при гололеде на проводах контактной подвески или большом на­греве их тяговыми токами, а в некоторых случаях — свободно подве­шенных проводов на опорах контактной сети. На участках со скоростя­ми движения э. п. с. 200 км/ч и выше длина пролета ограничивается по условию надежного токосъема как в нормальных условиях, так и при сильном ветре.

Надежность токосъема при ветре во многом зависит от длины и очер­тании полозов токоприемников. В Советском Союзе у всех токоприем­ников полоз имеет длину 2260 мм и горизонтальную часть 1270 мм. Для таких полозов с учетом порывистости ветра, а также упругого прогиба опор на уровне контактного провода y_k наибольшее допусти­мое отклонение контактного провода от оси токоприемника ветром b_{к доп} при расчетах длин пролетов принимают 500 мм на прямых и 450 мм на кривых участках пути. Для действующих электрифициро­ванных линий b_{к доп} = 500 мм может быть принято и на кривых уча­стках пути. При двух контактных проводах в цепной подвеске указан­ные значения b_{к доп} относятся к наружному от оси токоприемника проводу.

-137-

Опыт эксплуатации и лабораторные испытания показывают, что - при качественном изготовлении и содержании (например, угол накло­на рогов полозов не должен превышать 45° и т.п.) полозы токоприем­ников могут обеспечивать нормальное взаимодействие с контактным Проводом при отклонении последнего ветром от оси полоза на 750— 800 мм. Следовательно, при определении длин пролетов имеется запас по допустимому значению отклонения ветром контактного про­вода от оси полоза токоприемника, равный 250—350 мм. Однако в экс­плуатация этот запас может быть исчерпан такими не учитываемыми при расчетах длин пролетов факторами, как смещение оси токоприемника от оси кузова электровоза, поперечное колебание токоприемника, боковое смещение кузова электровоза, изменение со временем положения пути на выходах и входах в кривые, возвышение одного рельса над другим на прямых участках пути и др. Поэтому значение b_{к доп} при раечете длин пролетов обычно и принимают равным 450—500 мм.

Экспериментальные исследования ветровой нагрузки, действую­щей на провод, показывают -что она меняется во времени и вдоль пролета. Под действием такой горизонтальной нагрузки провода совершают вынужденные колебания, характер которых определяется пуль­сациями скорости ветра и параметрами колебательной системы (одиноч­ный провод, цепная контактная подлеска). Постоянная составляющая ветровой нагрузки, обусловленная средней скоростью ветра, вызывает статическое отклонение провода. Реакцией провода на действие пульсирующей составляющей ветровой нагрузки являются его вынужденные; колебания (динамическое отклонение) около положения статического отклонения проводa. Значение динамической составляющей отклонения провода зависит от пульсации скорости ветра как во времени в какой-либо точке пролёта, таки вдоль пролета. Пульсации скорости ветра в свою очередь зависят от средней скорости ветра, дли­ны пролета и вeca проводов (амплитудно-частотной характеристики ко­лебательной системы). Шероховатости поверхности земли и высоты проводов над ней.

Существующий метод статического расчета длин пролетов контакт­ных подвесок имеет следующие недостатки: ветровая нагрузка счита­ется во времени и по длине пролета постоянной, соответствующей сред­ней расчетной скорости ветра; не учитывается изменение натяжения проводов, образующих контактную подвеску, при воздействии на них пульсирующей ветровой нагрузки.

Во Всесоюзном научно-исследовательском институте транспорт­ного строительства Минтрансстроя разработан метод динамического расчета ветровых отклонений проводив контактной сети и максималь­но допустимых длин пролетов контактных подвесок. Он основан на ре­шении уравнения колебаний проводов при действии случайной про­странственно-временной ветровой нагрузки. Расчетная схема этого метода с большой точностью отражает действнтельный динамический процесс колебаний проводов при воздействии на них ветровой на­грузки.

-138-

При динамическом расчете ветровых отклонений учитивают возможные пульсации скорости ветра как во времени, как во времени, так и по длине пролета; изменения натяжения компенсированных, контактных проводов и несущих тросов цепных контактных подвесок при воздействии вд них ветровой нагрузки. Динамический расчет позволяет определяй» ветровые отклонения проводов контактной сети с заданной надежностью (например, 98, 5%). Однако он требует применения сложных ма­тематических формул и поэтому в учебнике не рассматривается. Рас­четы длин пролетов по этому методу осуществляют на ЭВМ по специ­ально разработанной программе. На рис. 90 приведены результаты та­ких расчетов в виде графиков допустимых длин пролетов (кривые /— 12) цепных контактных подвесок с одним контактным проводом МФ-100 и с двумя контактны- ч проводами 2МФ-100. Номера кривых для расчетной скорости ветра показаны в табл. 22.

-139-

-140-

-141-

-142-

-143-

-144-

Дата добавления: 2015-09-03