Выбор поддерживающих конструкций

Выбор поддерживающих конструкций устройств (консолей и жестких поперечин) при проектировании контактной сети состоит в привязке типовых конструкций к конкретным условиям установки. При выборе консолей отдаем предпочтение изолированным консолям. По приложению для участка переменного тока выберем следующие марки изолированных консолей.

Таблица 9 – Марка изолированных консолей и места их установки

Тип опоры	Место установки опоры и ветвь подвески	Тип консоли (трубчатый)	Масса консоли, кг
Промежуточная	Прямая	(трубчатый) ИТР-ll	33
На воздушной стрелке (фиксирующая)	Прямая	(швеллерная) ИР-ll-5	50
Переходная (изолирующее сопряжение)	Рабочая ветвь	(трубчатый) ИТР-ll	33
	Анкерная ветвь	(трубчатый) ИТС-ll	34

Для подвешивания проводов линии ДПР и питающего фидера выберем два кронштейна КФ-5 массой 26 кг, на него будет крепиться фидерный провод, и КФДС-5 массой 49,95 кг, на него будут крепиться два провода линии ДПР.

Марка жестких поперечин зависит от числа перекрываемых путей. При выборе жестких поперечин, прежде всего, определяют требуемую длину по формуле:

                           (44)

Г₁ и Г₂ – габарит опор поперечины

d_оп – диаметр опоры на уровне головок рельсов

Произведем расчет для жесткой поперечины расположенной:

По итогам расчета каждой поперечины выбираем большую основную L или укороченную длину типовой поперечины. Затем выбираем несущую способность поперечины по критериям: толщина стенки гололеда 15 мм, максимальная скорость ветра 27 м/с.

Таблица 10 – Марка жестких поперечин

Марка поперечины	Основная длина	Возможная укороченная длина	Количество, шт.
П100-22,5	22,515	13,68	1
П100-22,5	22,515	17,71	1
П100-22,5	22,515	19,31	1
П220-30,3	30,26	21,93	1
П220-30,3	30,26	25,26	1
П320-34,0	34,01	28,36	13

Подбор и расчет опор

Важнейшей характеристикой опор является их несущая способность – допустимый изгибающий момент М в уровне УОФ – условный обрез фундамента. По несущей способности и подбирают типы опор для применения в конкретных условиях установки.

Рис.5. Расчетная схема промежуточной консольной опоры

Вес консоли ИТР-ll – 33 даН; кронштейна КФ-5 – 26 даН, КФДС-5 – 49,95 даН.

Примем вес снега и льда на G_г на консолях ИТР-ll – 10 даН, на кронштейнах КФ-5 – 8 даН, КФДС-5 – 9 даН.

На схеме приняты следующие обозначения:

G_П,G_ПР1, G_ПР2, G_ПР3 – вертикальная нагрузка от веса контактной подвески, фидерного провода, и двух проводов ДПР, даН;

G_КН, G_КР1, G_КР2 – вертикальная нагрузка от веса консоли и кронштейнов (соответственно первого и второго), даН;

Р_Т, Р_К, Р_ПР1, Р_ПР2, Р_ПР3, Р_ОП – горизонтальная нагрузка от давления ветра на несущий трос, контактный провод, фидерный провод, провода ДПР, и на опору, даН;

h_ОП – высота опоры (h_ОП = 9,6 м);

h_T, h_K, h_ПР1, h_ПР2, h_ПР3 – высота точек приложения горизонтальных сил относительно основания опоры, м (примем h_К = 6,75 м, h_T = 8,55 м, h_ПР1 = 8,8 м, h_ПР2 = h_ПР3 = 8 м);

z_КН, z_KP1, z_KP2, z_ПР1, z_ПР2, z_ПР3 – плечи вертикальных усилий от веса консоли, кронштейнов (первого и второго), проводов фидерного, и линии ДПР, м (примем z_KH = 1,8 м; z_KP1 = 1 м; z_KP2 = 1,5 м; z_ПР1 = 2 м; z_ПР2 = 2,5 м; z_ПР3 = 1,5 м);

а – зигзаг контактного провода (а=0,3 м);

Г – габарит опоры, м (Г=3,1 м);

d_ОП – диаметр опоры на уровне головок рельсов, м; на уровне головок рельсов диаметр конической железобетонной опоры С (СО) равен 0,44 м.

Определим распределенные нагрузки на провода подвешенные с полевой стороны опоры для всех расчетных режимов. Для проводов контактной подвески нагрузки были определены ранее.

Определим нагрузку на фидерный провод АС-50/8 и провода ДПР АС-35/6,2:

От собственного веса проводов:

g_ПР1 = 0,19 даН/м; g_ПР2 = g_ПР3 = 0,15 даН/м;

От веса гололеда на проводах:

От давления ветра на провода при максимальной скорости ветра.

От давления ветра на провода при гололеде с ветром:

Все полученные данные о распределенных нагрузках сведем в таблицу 11.

Таблица 11 – Значение распределенных нагрузок действующих на опору

Нагрузки	Значение нагрузок на провода, даН/м, для всех режимов
	гололеда с ветром	максимального ветра	минимальной температуры
От веса
проводов цепной подвески g	1,76	1,76	1,76
гололеда на проводах подвески gГ	0,783	-	-
провод фидерный АС-50 gПР1	0,19	0,19	0,19
гололед на фидерном проводе gПР1 Г	0,554	-	-
провод ДПР АС-35 gПР2	0,15	0,15	0,15
провод ДПР АС-35 gПР3	0,15	0,15	0,15
гололед на проводе ДПР АС-35 gПР2 Г	0,52	-	-
гололед на проводе ДПР АС-35 gПР3 Г	0,52	-	-
От давления ветра
на несущий трос рТ	0,734	0,766	-
на контактный провод рК	0,492	0,723	-
на фидерный провод рПР1	0,642	0,564	-
на провод ДПР рПР2	0,616	0,494	-
на провод ДПР рПР3	0,616	0,494	-

Определим нормативные нагрузки действующие на опору. Вертикальные нагрузки от веса проводов в режиме максимального ветра и минимальной температуры.

                                                (45)

g – распределенная нагрузка от веса проводов и гололеда на проводах

l–длина пролета

G_ИЗ – вес подвесной гирлянды изоляторов

В режиме гололеда с ветром:

Вертикальная нагрузка от веса консолей с учетом части фиксаторов G_Ф^’ и от веса кронштейнов проводов ДПР и фидерного провода, в режиме максимального ветра и минимальной температуры:

                                        (46)

т.е. для ИТР-ll нагрузка ровна:

для КФ-5 нагрузка G_КР1 = 26 даН, для КФДС-5 нагрузка G_КР2 = 49,95 даН.

В режиме гололеда с ветром с учетом веса гололеда G_Г на консоли и кронштейнах:

                                    (47)

т.е. для ИТР-ll нагрузка ровна:

для КФ-5 нагрузка G_КР1 = 26+8 = 34 даН, для КФДС-5 нагрузка G_КР2 = 49,95+8 = 57,95 даН.

Горизонтальные нагрузки от давления ветра на трос, контактный провод, провода ДПР и фидерный провод, которые передаются с проводов на опоры.

                                                      (48)

р – распределенные нагрузки от давления ветра

Таким образом в режиме максимального ветра:

В режиме гололеда с ветром:

Горизонтальные нагрузки от давления ветра на опору

даН/м                                     (49)

С_х – аэродинамический коэффициент лобового сопротивления ветру, для конических опор 0,7

S_ОП – площадь диаметрального сечения опоры (S_ОП = 3,46 м²).

В режиме максимального ветра:

В режиме гололеда с ветром:

Для расчета изгибающего момента М₀ сведем данные нормативных нагрузок действующих на опору в таблицу 12.

Таблица 12 – Нормативные нагрузки приходящиеся на опору

Расчетный режим		Нормативная нагрузка, даН
	GП	GКН	GПР1	GПР2	GПР3	GКР1	GКР2	РТ	РК	РПР1	РПР2	РПР3	РОП	Риз
Максимальный ветер	132	43	26	24	24	26	50	44	42	33	29	29	119	27
Гололед с ветром	178	53	58	54	54	34	58	43	29	37	36	36	44	22
Минимальная температура	132	43	26	24	24	26	50	-	-	-	-	-	-	-

Определим изгибающие моменты относительно УОФ опор во всех трех расчетных режимах.

Для опоры при направлении ветра к пути:

                                                                                                           (50)

 

В режиме максимального ветра:

Для остальных режимов аналогично выполним расчет результаты занесем в таблицу 13. Также произведем расчет при направлении ветра к полю.

Таблица 13 – Изгибающие моменты в зависимости от условий

Направление ветра	Значение нагрузки М0, для всех режимов
	Максимального ветра	Гололеда с ветром	Минимальных температур
к пути	2341,6	1901,2	263,7
к полю	-1837,4	-1478,7	257,3

Для заданных условий наиболее жестким оказался режим максимального ветра при чем его направление было к пути. В результате расчета максимальный изгибающий момент составил 22,4 кН·м, выбираем по приложению опоры МД-10-79, у которых нормативный изгибающий момент в УОФ составляет 44 кН·м, что больше значения полученного расчетом

Таблица 14 – Марка рассчитанных опор

Тип опоры	Марка опоры
Анкерная	МД-10-79-1
Переходная	МД-10-79-2
Промежуточная	МД-10-79-3
Стойка жесткой поперечины	МД-10-79-4

Для анкерных опор выберем оттяжку типа А-2, трехлучевой анкер ТА-4, и опорную плиту.