Расчёты к подбору опор на перегоне. Расстановка опор на перегоне

Опоры контактной сети в зависимости от назначения и характера нагрузок, воспринимаемых от проводов контактной подвески, разделяют на промежуточные, переходные, анкерные и фиксирующие.

Промежуточные опорывоспринимают нагрузки от массы проводов контактных подвесок и дополнительных нагрузок на них (гололёд, изморозь) и горизонтальные нагрузки от давления ветра на провода и от изменения направления проводов на кривых участках пути.

Переходные опорыустанавливаются в местах устройства сопряжений анкерных участков контактных подвесок и воздушных стрелок и воспринимают нагрузки, аналогичные промежуточным опорам, но от двух контактных подвесок.

На переходные опоры также воздействуют усилия от изменения направления проводов при отводе их на анкеровку и на стрелочной кривой.

Анкерные опорымогут воспринимать только нагрузки от натяжения закреплённых на них проводов или нести такие же нагрузки, как промежуточные, переходные или фиксирующие опоры.

Фиксирующие опорыне несут нагрузок от массы проводов и воспринимают только горизонтальные нагрузки от изменения направления проводов на кривых участках пути, на воздушных стрелках, при отходах на анкеровку и от давления ветра на провода. Выбор опор начинают, как правило, с расчёта и подбора опор для кривых участков пути, так как эти условия установки опор являются наиболее отягощёнными, особенно в кривых малых радиусов.

Порядок выполнения

В расчётах встречаются следующие обозначения:

G_n – вертикальная нагрузка от веса проводов контактной подвески;

h_оп – высота опоры

h_оп = 9,6 м;

h_к - высота точек приложения горизонтальных сил относительно основания опоры в местах крепления контактного провода,

h_к = 6,75 м;

h_т – высота точек приложения горизонтальных сил относительно основания опоры в местах крепления несущего троса h_т = 8,55 м;

z_кн – плечо вертикальных усилий от веса консоли;

z_кн = 1,8 м;

α – зигзаг контактного провода, м;

Г – габарит опоры в зависимости от радиуса кривой и места установки опоры;

Г = 3,2 м;

d_оп – диаметр опоры на уровне условного обреза фундамента,

d_оп = 0,44 м;

1 Определение нормативных нагрузок, действующих на опору

контактной сети.

1.1 Вертикальные нагрузки от веса проводов контактной подвески в режиме максимального ветра и минимальной температуры:

G_п = g_п · L (33)

где L – длина пролёта (кривой участок пути);

L = 40 м;

G_п = 2 ·40 = 80 даН/м

В режиме гололёда с ветром:

G_п^г = (g_п + g_г) · L (34)

G_п^г = (2 + 0,79) ·40 = 111,7 даН/м

1.2 Вертикальные нагрузки от веса консоли с учётом части веса фиксатора: в режиме максимального ветра и минимальной температуры:

G_кн = G_кн^´ + G_ф (35)

G_кн = 58 + 15 = 73 даН/м

в режиме гололёда с ветром:

G_кнг = G_кн + G_кн^г (36)

G_кнг =73 +20 = 93 даН/м

1.1 Горизонтальные нагрузки от давления ветра на провода контактной подвески:

Р = p · l (37)

где р – распределенные нагрузки от давления ветра на провода контактной подвески, ДПР и ГЗ, т. е. р_т, р_к, р_пр, р_гз [7];

в режиме максимального ветра и минимальной температуры:

Р_т = 0,92 · 40 = 63,8 даН; Р_к = 0,78 · 40 = 31,2 даН;

Р_пр = 0,44 · 40 = 24,6 даН; Р_гз = 0,72 ·40 = 28,8 даН.

в режиме гололёда с ветром:

Р_т = 0,5 · 40 = 20 даН; Р_к = 0,33 ·40 = 13,2 даН;

Р_пр = 0,44 · 40 = 24,6даН; Р_гз = 0,46 · 40 = 18,4 даН.

1.4 Горизонтальные нагрузки от давления ветра на опору контактной сети: в режиме минимального ветра:

Р_оп = с_х · · S_оп (38)

Р_оп =0,7· 3,46 = 196,18 даН

где с_х = 1,25 – аэродинамический коэффициент лобового сопротивления для опоры контактной сети;

S_оп = 3,46 м² - площадь диаметрального сечения опоры;

в режиме гололёда с ветром:

Р_оп = с_х · · S_оп

Р_оп =0,7· 3,46 = 196,18 даН

1.5 Горизонтальные нагрузки от изменения направления провода на кривой

Р_из = Н · (39)

где Н – натяжение несущего троса, контактного провода в заданном режиме.

1.5.1 Для несущего троса: в режиме максимального ветра:

Р_из^т = 0,9 · Н_max · (40)

Р_из^т =0,9· 365· = 11,94 даН

в режиме минимальной температуры:

Р_из^т = Н_max · (41)

Р_из^т = 520 = 18,9 даН

в режиме гололёда с ветром:

Р_из^т = 0,85 · Н_max · (42)

Р_из^т =0,85· 390· = 12,05 даН

1.5.2 Для контактного провода:

Р_из^к = К · (43)

Р_из^к =1000 · = 36,36 даН

Натяжение контактного провода для всех режимов остаётся постоянным,так как его анкеровка регулируемая.

2 Расчёт изгибающего момента относительно условного обреза фундамента.

2.1 Для опоры, расположенной на внешней стороне кривой, при наиболее неблагоприятном направлению ветра (к полю):

в режиме максимального ветра:

М₀ = G_п · (Г + 0,5 · d_оп) + G_кн · z_кн + (Р_т + Р_из^т) · h_Т + (Р_кп + Р_из^к) · h_к + Р_оп · М₀=80·(3,2 +0,5·0,44) + 73·1,8 + (36,8 + 11,94) ·8,55 + (31,2 +36,36)·6,75 + +196,18· = 2277,01 Н · м (44)

в режиме гололёда с ветром:

М₀^г = G_п^г·(Г + 0,5 · d_оп) + G_кн^г · z_кн + (Р_нт^г + Р_из^т) · h_Т + (Р_кп + Р_из^к) · h_к + Р_оп ·

М₀^г = 111,7·(3,2 +0,5·0,44) + 20·1,8 +(20+12,05)·8,55 + (31,2 +36,36)·6,75 + +196,18· = 2089, Н·м (45)

в режиме минимальной температуры:

М₀ = G_п · (Г + 0,5 · d_оп) + G_кн · z_кн + Р_из^т · h_Т + Р_из^т · h_т + Р_из^к · h_к (46)

М₀=80·(3,2 +0,5·0,44) + 73·1,8 + 18,9 ·8,55 + 36,36·6,75 = 1407,5 Н · м

Привязку опор производят по входному сигналу «О», который обозначен и на плане станции и на плане перегона. При этом надо иметь в виду, что на плане станции пикет сигнала «О» показан условный (от оси пассажирского здания), а на перегоне – действительный. Далее пролётами, по возможности равными максимально допускаемой длине пролёта для соответствующего участка пути, производится расстановка всех опор как промежуточных. При этом разница в длине двух смежных пролётов не должна превышать 25% длины большего пролёта.

Все опоры располагаются с одной стороны пути, противоположной той, с которой предполагается укладка второго пути.

Опоры, располагаемые у искусственных сооружений и переездов, должны отстоять от края этого сооружения или от обочины переезда на расстоянии не менее 5 м. Те пролёты, в которых будут расположены средние анкеровки (что может быть установлено примерной намёткой расположения анкерных участков), должны быть на 10% меньше, чем величина максимально допускаемого пролёта.

В случае применения цепной подвески малой конструктивной высоты без анкеровки несущего троса на порталах моста опоры, ближайшие к мосту, устанавливают так, чтобы разница длин двух соседних пролётов не превышала 25% длины большего пролёта

(при необходимости должны быть применены переходные пролёты соответствующей длины). Желательно расположить анкерный участок так, чтобы мост находился на его середине.

После размещения опор у моста производится их привязка к ранее установленным опорам и разбивка опор за мостом до конца перегона. При этом надо учесть, что на следующей станции также должен быть воздушный промежуток, поэтому между входным сигналом и первой стрелкой следующей станции опоры должны быть расположены с учётом возможности размещения этого воздушного промежутка.

Все пролёты обозначаются в соответствующих местах цифрами, подчёркнутыми снизу одной чертой.

5.2 Обработка плана перегона

По окончании размещения всех опор как промежуточных производится разбивка перегона на анкерные участки. Длины анкерных участков следует определять с учётом конкретного расположения кривых в их пределах (желательно, чтобы кривые участки пути были расположены ближе к середине анкерных участков). Сопряжения анкерных участков должны выполняться по трёхпролётной схеме и устраиваться на прямых и на внешней стороне кривых участков пути. Устройство сопряжения анкерных участков на внутренней стороне кривых нежелательно, а на кривых радиусом менее 1200 м вообще недопустимо. Анкерные участки, примыкающие к станциям, выполняют со средними анкеровками компенсированной подвески, но со стороны станции несущий трос не компенсируется.

После окончательной намётки мест анкеровки и нанесения условных обозначений с номерами и длинами анкерных участков составляют их спецификацию по той же форме, что и для станции, и указывают места средних анкеровок.

Затем производят нумерацию всех опор (опоры изолирующих сопряжений в нумерацию перегона не включаются), обозначение мест установки поперечных электросоединений (пс), которые устанавливают по два на каждый анкерный участок на линиях переменного тока и примерно через каждые 200 м на линиях постоянного тока. Устанавливают и записывают в соответствующие графы таблицы пикеты всех опор двумя цифрами (т.е. указанием расстояний от двух соседних пикетов) и габариты опор. Установку опор на прямых участках пути следует проектировать на расстоянии 3,1 м от оси пути до переднего края опоры.

При установке опор на внутренней стороне кривых участков пути радиусом не менее 1000 м это расстояние увеличивают до 3,2 м. В выемках опоры устанавливают за кюветом с габаритом.