Глава 4 опорно-подцерживающие устройства контактных сетей и лэп

4.1. Общие положения

Опорно-поддерживающие устройства предназначены для зак­репления на них токопроводящих и контактных элементов с по­мощью изолирующих деталей. К ним относятся опоры с фунда­ментами, консоли, кронштейны, жесткие и гибкие поперечины и т.п., характеристики которых рассчитываются методами строи­тельной механики.

К вертикальным нагрузкам в расчетах относят и равномерно распределенные по длине устройств их собственный вес G₀, вес гололеда G_г , а также сосредоточенные нагрузки: вес цепной под­вески, поддерживающих изоляторов и фиксаторов (последние учи­тывают целиком или частично) Q_п и вес гололеда на проводах Q_г .

К горизонтальным нагрузкам относят: силу давления ветра на провода подвески Р_в; усилия, возникающие от изменения направ­ления проводов на кривой Р_г, а также при отводах на анкеровки, зигзагах, стрелках, пересечениях и т. п.

Найдем величину горизонтальной составляющей натяжения провода на кривой В в точке А (рис. 4.1). На опору, расположен­ную на кривой, действует составля­ющая натяжения контактного про­вода Р_кR. Ее можно определить из рассмотрения подобных треуголь­ников АСО (силовой) и А ВО:

АD/DС=АВ/OВ.

Заменим АD = Р_кR, кН; АС = К (натяжение контактного провода), кН; АВ=l (длина пролета), м; ОВ R (радиус кривой), м, тогда

Р_кR=Кl/R. (4.1)

Рис. 4.1. Расчетная схема для определения составляющей на­тяжения провода на кривой

Заменив в этом выражении натяжение контактного провода К на натяжение несущего троса Т, получим выражение для определения горизонтального усилия от изменения направления несуще­го троса на кривой радиусом R:

Р_ТR=Тl/R. (4.2)

По схеме на рис. 4.2 можно определить горизонтальное усилие P_KZ от натяжения контактного провода при его отводе:

P_KZ=K K_z/l (4.3)

где z — отклонение провода на длине пролета, м;

— угол отклонения провода.

Горизонтальное усилие от натяжения несущего троса

P_TZ=Tz/l, (4.4)

Аналогично вместо z можно подставить значение зигзага, а за­тем просуммировать все усилия.

Действие на опоры показанных выше усилий создает разные эпю­ры изгибающих моментов, исчисляемых, например, для консольных опор относительно условного обреза фундамента, представляющего собой линию, проходящую на 0,5 м ниже уровня головки рельса (УГР).

На рис. 4.3, а приведена эпюра опоры с консолью для простой подвески, где Q — вертикальная сила; Р — горизонтальная сила (давление ветра на подвеску и неуравновешенные составляющие натяжения проводов); Q₀ — равномерно распределенная верти­кальная нагрузка (заштрихованная часть на кронштейне); Р₀ — давление ветра на опору.

Эпюра на рис. 4.3, б относится к опорам с цепной подвеской на пря­мой и внешней стороне кривой. Здесь P_т — давление ветра на несущий трос при подвеске на кривой; Р_к — горизонтальная сила от контактного провода. Эпюра отличается изломом на уровне силы P_k.

Рис. 4.2. Расчетная схема для определения поперечной составляющей натяжения провода при его отводе от оси пути

Рис. 4.3. Схемы нагрузки и эпюры изгибающих моментов консольных опор

Эпюра на рис. 4.3, в относится к опорам, установленным с внут­ренней стороны кривой ,и на прямой при действии ветра по направ­лению от пути к опоре. Здесь направление сил P_т и Р_к обратное по сравнению с предыдущими. Силы Р_Т и Р_к представляют сумму уси­лий от кривой и ветра. Направление ветровых усилий выбирают та­ким, чтобы получить наибольшие значения изгибающих моментов.