Нормативное скоростное давление и скорость ветра на высоте 10 м от земли (повторяемость 1 раз в 10 лет)

Показатель	Ветровой район
	I	П	ID	IV	V	VI	VII
Скоростное давление ветра q0, Па	304	393	500	618	785	950	1120
Скорость ветра vнор, м/с	22	25	29	32	36	39	43

Для круглого провода

p_вт=с_хdv_нор²/16. (2.11)

Скоростной напор ветра q₀, Па, соответствует энергии 1 м³ воздуха, движущегося со скоростью v_нор, т.е.

q₀=0,5ρ v_нор², (2.12)

где ρ — плотность воздуха, кг/м³; v_нор –– нормативная скорость ветра, м/с.

При температуре 15°С и атмосферном давлении 760 мм ртут­ного столба плотность воздуха 1,23 кг/м³. Тогда скоростной на­пор ветра:

q₀=0,615v_нор². (2.13)

Таким образом, в общем виде

p_вт=0,615·10^-3 v²с_хS, (2.14)

где v — скорость ветра, м/с; с_х — аэродинамический коэффици­ент лобового сопротивления, зависящий от формы и положения объекта; S — площадь поверхности, на которую действует воз­душный поток [для круглого провода — диаметральное (миделево) сечение], м².

При определении ветровой нагрузки на опору коэффициент с_х принимают равным 0,7 для цилиндрических и 1,4 — для плоских опор. Ветровую нагрузку на решетчатые опоры определяют для площади элементов передней фермы и умножают на 1,5 для учета воздействия ветра на заднюю ферму.

Рис. 2.4. Карта районирования территории СНГ по скоростным давлениям (напорам) ветра

При определении погонной ветровой нагрузки на провод выра­жение (2.14) принимает вид

p_вт=0,615·10^-6 v²с_хd, (2.15)

где d — диаметр круглого или высота контактного провода, мм.

Аэродинамический коэффициент лобового сопротивления с_х определяют экспериментально и при расчетах принимают:

одинарный провод без гололеда диаметром

20 мм и более.............................................................................................1,10

то же менее 20 мм ……………................................................................1,20

одинарный провод любого диаметра,

покрытый гололедом............................................................................... 1,20

тоже с учетом зажимов и струн..............................................................1,25

Контактный провод с учетом зажимов и струн марки

МФ-85, МФ-100....................................................................................... 1,25

МФ-120, МФ-150...................................................................................... l,30

Двойной контактный провод марки 2МФ-100:

в выемках, на нулевых местах и насыпях высотой до 5 м при расстоянии между проводами:

40 мм.......................................................................................................... 1,55

100 мм......................................................................................................... 1,85

более 100 мм...............................................................................................2,50

на насыпях высотой более 5 м при расстоянии между проводами:

40 мм........................................................................................................... 1,85

100 мм................................................................................. ……………….2,15

более 100 мм................................................................................................ 2,50

Скорость ветра v в выражениях (2.14) и (2.15) зависит от характера местности, ее защищенности, поперечного профиля и т. п. и определяется по формуле

v=v_норk_Zk_M, (2.16)

Повышающий коэффициент k_Z вводят при высоких насыпях, где скорость ветра возрастает:

высота насыпи, м.......... 0—5 6—10 11—20 21—30 31––40

коэффициент k_Z, .......... 1,00 1,04 1,12 1,20 1,25

Характер местности оценивается коэффициентом k_M. Для участков с ясно выраженным усилением ветра по сравнению с окружающей местностью увеличивают скорость ветра на 12 % (скоростное давление — на 25%), а для защищенных мест уменьшают на 5% (скоростное давление — на 10%).

В документах, основанных на новых исследованиях, исходят из более сложной зависимости v от v_нор. В этом случае вместо двух коэффициентов k_Z и k_M вводят один коэффициент k_v и тогда выражение (2.16) получит вид

v=v_норk_v. (2.17)

Коэффициент k_v=0,238ln(z/z₀), (2.18)

где z — высота над поверхностью земли, м (рис. 2.5); z₀ — параметр шероховатости, учитывающий характер подстилающей поверхности, т.е. поверхности земли, определяемый по табл. 2.2.

Ветровая погонная нагрузка на провод, покрытый гололедом, кН/м, определяется

p_г = 0,615 •10^-6v_г²c_х(d+2b), (2.19)

где v_г — скорость ветра при гололеде, м/с; d — диаметр провода; b — толщина стенки гололеда, мм.

Для расчета конструкций контактной сети по предельным состояниямг v_г принимают равной 0,5 нормативной скорости данного района: v_г = 0,5v_нор. Для расчета длин пролетов, проводов и конструкции по допустимым напряжениям скорость ветра при гололеде для рас­сматриваемого района v_г = 0,6 v_нор, но не менее 20 м/с для III, IV и V районов по гололеду.

Нормативные скорости ветра при гололеде в зависимости от района по толщине стенки гололеда приведены ниже:

номер района по интенсивности гололеда................................… I II III IV V

скорость ветра, м/с....................................................................... 13 14 15 18 19

Рис. 2.5. Схемы расположения контактных проводов над подстилающей поверхностью: z — высота подвеса провода над поверхностью земли

Таблица 2.2