4.3. Опоры контактных сетей и лэп

Опоры контактных сетей и ЛЭП предназначены для поддержания на заданной высоте консолей, поперечин, проводов и т.п. Они класси­фицируются по материалу, конструкции поддерживающих устройств, назначению и условиям нагрузки (рис. 4.8). Опоры изготавливают из железобетона, стали, дюралюминия, круглой и клееной древесины.

В зависимости от конструкции размещенных на них поддерживаю­щих устройств опоры контактной сети подразделяют на консольные анкерные, фиксирующие, опоры гибких и жестких поперечин. По на­значению опоры могут быть промежуточными, угловыми, анкерными и переходными. В зависимости от направленности нагрузок применя­ются опоры без подкосов и оттяжек (самонесущие) и с оттяжками.

Рис 4 7. Кронштейны, устанавливаемые на опорах контактной сети: фидерные (а д;ж); ДПР (б); ВЛ-10 кВ (в,е); ВЛ до 1 кВ (г). Кронштейны (д;е,ж) предназначены для КС- 200; (в) для комплекта ВЛ-10 кВ с фидерной надставкой и волноводом

По конструкции опоры ВЛ могут быть одностоечными, А-, П, АП-образными, а также трехногими. Если надземная и подземная части опоры представляют собой единое целое, то их называют не­раздельными, а если эти части изготавливают и устанавливают от­дельно — раздельными (разъемными). Опоры могут быть рассчи­таны на направленные нагрузки или равнопрочные (всесторонние).

Рис.4.8. Классификация опор контактных сетей и фидерных ВЛ

Железобетонные опоры начали широко применять в СССР после 1956 г. Как известно, бетон допускает небольшие растягивающие усилия и большие усилия на сжатие, поэтому практически нельзя выполнить опоры, работающие на изгиб из одного бетона. Приходится усиливать его арматурой и применять ненапряженные и предварительно напряжен­ные железобетонные конструкции, арматура которых на специальных станках предварительно (до закладки бетона) растягивается. После за­ливки, уплотнения и схватывания бетона в форме растягивающее усилие с арматуры снимают, и она, стремясь сократить свою длину, сжимает бетон. Армированные опоры контактной сети (рис. 4.9. а, б) с предвари­тельным натяжением высокопрочной проволоки называют струнобетонными типа С (рис. 4.9, в), со стержневой арматурой — СО и со смешан­ным армированием, т. е. со струнами и стержнями — СС (рис. 4.9, г). Последние созданы под руководством профессора В.И. Подольского.

По способу уплотнения бетона при изготовлении опоры могут быть вибрированными и центрифугированными. Наибольшее при­менение получил второй способ, по которому изготавливают прак­тически все конические опоры контактной сети. Для улучшения качества бетона используется пропарка.

Большую часть железобетонных опор контактной сети изготав­ливают нераздельными, устанавливают их главным образом на пе­регонах, а также на станциях, где прочность и электропроводность грунтов позволяет это сделать. При этом сравнительный анализ нераздельных и раздельных опор показал, что во втором случае значительно увеличивается расход бетона и стали, производство работ в две стадии затрудняет и удорожает строительство, услож­няются работы по обеспечению монолитности стыка и т.д.

Металлические опоры могут быть сквозными и сплошными (рис. 4.10, а). Первые представляют собой одну или несколько ферм, создающих сложную пространственную конструкцию, и имеют малую массу; вторые являются сплошным телом, более тяжелые, но проще в изготовлении.

Сквозные опоры классифицируют по форме поперечного сечения, типу соединительной решетки и форме на пирамидальные (сужающие­ся кверху) и призматические (одинаковый размер сечения по всей вы­соте). Пирамидальные опоры более сложны в изготовлении, чем при­зматические. К сплошным относят опоры, изготовленные из широкополочного двутавра и труб. Они могут быть выполнены из труб одина­кового или разного (телескопические) диаметра.

Металлические опоры небольшой высоты и малой массы вы­полняют, как правило, цельными (неразъемными). Высокие опо­ры, как, например, для гибких поперечин (рис. 4.10, б), обычно выполняют раздельными (разъемными). В этом случае в бетонный фундамент закладывают анкерные болты и на них устанавливают опору.

Нераздельные опоры проще по конструкции и обычно име­ют меньшую массу; раздельные опоры проще в установке.

Оцинкование металлических опор обеспечивает антикоррозий­ную защиту поверхности, более долговечную, чем покраска. Для контактной подвески системы КС-200 применяют стальные опоры из гнутого швеллера с планками (рис. 4.10, в), обработанного го­рячим цинкованием с последующей окраской. Такой способ защиты широко применяется за рубежом.

Рис. 4.9. Железобетонные опоры контактных сетей: центрифугированные стойки типов С, СС, СО длиной 15,6 м (я): то же 13,6 и 10,8 м (б); армированные стойки типа С (в); то же СС и СО (г); 1 — заглушка верхняя; 2 — отверстия для уста­новки деталей крепления контактной сета; 3 — то же для вентиляции; 4 — заглушка нижняя; 5 — спираль; 6—струны из высокопрочной проволоки; 7— стержневая арматура; 8 — монтажное кольцо

Дюралюминиевые опоры обладают высокой антикоррозийной стойкостью. Кроме того, низкий вес опор облегчает их установку при электрификации участка, а также восстановление при возмож­ных повреждениях. К недостаткам этих опор можно отнести опре­деленный дефицит алюминия и его сравнительно высокую стоимость.

Деревянные опоры (рис. 4.11) применяют в сетях ВЛ 1-10 кВ в двух исполнениях: с деревянными и железобетонными пасынками (приставками). Деревянные элементы опор выполняют из лесома­териалов и пропитывают антисептиком. Пасынки изготавливают из вибрированного железобетона. Для деревянных опор применя­ют лесоматериалы не ниже третьего сорта.

Опоры из клееной древесины распространены в электросетевом строительстве США, Канады, ФРГ и других стран. Деревянные кле­еные конструкции, изготовленные из отходов натуральной древеси­ны, обработанные современными химическими защитными препа­ратами, скрепленные эффективными клеевыми составами, одновре­менно защищающие ее от биоразрушений и возгораний могут слу­жить в открытых сооружениях до 90 лет. Деревянные опоры из кле­еной древесины имеют меньшую стоимость, чем железобетонные стойки, и, кроме того, более чем в 4 раза меньшую массу. По дан­ным В.Н. Яковлева, к достоинствам клееной древесины относятся: большая сопротивляемость химически агрессивным средам; пониженная электропроводность; повышенная стойкость к воздействию высокого напряжения; отсутствие проблем утилизации; простота транспортировки; возможность создания деревянной конструкции различной длины и сечения; сравнительно небольшая масса.

Расчет элементов опор производят, основываясь на законах тео­ретической и прикладной механики, используя методы расчетов для балок (стоек или ферм), заделанных одним концом, имеющих круг­лые, кольцевые и двутавровые сечения. Наиболее сложен расчет же­лезобетонных опор, опор с оттяжками и подкосами, поясов и раско­сов решетчатых опор. При расчете конкретной опоры составляют гео­метрическую схему с размерами, определяют действующие нагрузки, принимают вариант конструктивного исполнения опоры (на основа­нии технических условий). Подробные методики с примерами расче­тов изложены в пособиях по проектированию контактных сетей.

Выбор опор (без прочностных расчетов) производят по таблицам их применения с учетом характеристик грунта, очертаний пути и т.п.

Рис. 4.10. Металлические опоры контактных сетей: конструктивные формы (а); решетчатая опора для гибких поперечин (6); опора КС-200 из гнутых швеллеров с планками, на клиновидном фундаменте (в); 1 — решетчатая; 2 — швеллерная с планками; 3 — швеллерная с раскосами; 4 — двутавровая с отверстиями; 5 — двутавровая; 6—трубчатая; 7—телескопическая сварная; 8—телескопическая литая; 9 – треугольная. 1—4- сквозные, 5— 9- сплошные

Рис. 4.11. Схемы деревянных опор для линий ВСЛ СЦБ: одностоечная—проме­жуточная для установки в болотистых грунтах (а); А-образная—силовая с транс­форматором типа ОМ (6); АП-образная—концевая кабельная (в); П-образная— мачтовая подстанция (г); трехногая—угловая для перехода через железнодорож­ные пути (д)