2. Определение максимально допустимых длин

пролетов с учетом ограничений

Максимально допустимая длина пролета на прямой в режимах ветра максимальной интенсивности и гололеда с ветром

, (2.1)

где р_к  нормативная ветровая нагрузка на контактный провод, даН/м;

К₁  коэффициент, учитывающий динамические процессы при

воздействии ветровой нагрузки на провода;

р_э  эквивалентная нагрузка, характеризующая влияние несущего

троса на отклонение контактного провода, даН/м;

b_к.доп  максимально допустимое отклонение контактного провода от оси

токоприемника на прямой, м;

_к  изменение прогиба опоры на уровне контактного провода под

действием ветровой нагрузки, м;

а  абсолютное значение зигзага контактного провода на прямой,

одинаковое на соседних опорах, м.

К₁=К₂+2, (2.2)

где К₂  коэффициент, учитывающий упругие деформации провода при

его отклонении;

 и   коэффициенты, учитывающие пульсации ветра;

  коэффициент динамичности.

Коэффициенты , и  определены по материалам /1/.

К₂=К₃К₄К₅, (2.3)

где К₃, К₄, К₅  коэффициенты, определенные по материалам /1/.

Эквивалентная нагрузка р_э определена

р_э= , (2.4)

где Т  натяжение несущего троса, даН;

р_н  нормативная ветровая нагрузка на несущий трос, даН/м;

h_и  длина гирлянды подвесных изоляторов, принятая

по материалам /1/ 0.42 м;

q_н  результирующая нагрузка на несущий трос, даН/м;

_н  изменение прогиба опоры на уровне несущего троса под

действием ветровой нагрузки, м;

е_ср  средняя длина струн в средней части пролета l_max, м;

g_к  нагрузка от веса одного контактного провода, даН/м;

n_к  число контактных проводов.

е_ср=h₀ – 0.115 , (2.5)

где h₀  конструктивная высота подвески, м;

g_п  нагрузка от веса всех проводов подвески на несущий трос при

отсутствии гололеда, даН/м.

Расчет произведен сначала для подвески М-120+НЛФ-150. В режиме ветра максимальной интенсивности по табл. 2.2 и 2.3: К=1500 даН, р_кв=0,571 даН/м, b_к.доп=0.5 м, _кв=0.01 м, а=0.3 м. При К₁=1 и р_эв=0.

м.

По материалам /1/ найдены значения коэффициентов для определения К'₁ при l_max.в=96.02 м: =0.51 =0.17, =0.97, К₃=0.59, К₄=1.47, К₅=1.04.

К'₂=0.59*1.47*1.04=0.902. К'₁=0.902+20.510.170.97=1.07.

h₀=2.0 м, g_п=2.078 даН/м, Т₀=1500 даН.

е'_ср=2 - 0.115 =1.219 м.

По /1/ и табл. 2.2 и 2.3: Т_в=1700 даН, р_нв=0.53 даН/м, h_и=0.42 м, q_нв=2.145 даН/м, _нв=0.015 м, g_к=1.309 даН/м, n_к=2.

р'_эв= даН/м.

Новое значение длины пролета с учетом К'₁ и р'_эв

м.

Разница между значениями длины пролета получилась менее 5%

, поэтому расчет прекращен и окончательно принято l_max.в=91.98 м.

В режиме гололеда с ветром по /1/ и табл. 2.2 и 2.4: К=1500 даН, р_кг=0.115 даН/м, b_к.доп=0.5 м, _кг=0.005 м, а=0.3 м. При К₁=1 и р_эг=0.

м.

По материалам /1/ найдены значения коэффициентов для определения К'₁ при l_max.г=215.334 м: =0.51, =0.1, =0.99, К₃=0.47, К₄=1.5, К₅=1.04.

К'₂=0.471.51.04=0.733. К'₁=0.733+20.510.10.99=0.834

h₀=2.0 м, g_п=2.078 даН/м, Т₀=1500 даН.

е'_ср=2 - 0.115 =1.219 м.

Т_г=1700 даН, р_нг=0.148 даН/м, h_и=0.42 м, q_нг=2.779 даН/м, _нг=0.007 м, g_кг=1.52 даН/м, n_к=1.

р'_эг= даН/м.

Новое значение длины пролета с учетом К'₁ и р'_эг

м.

Разница между значениями длины пролета получилась менее 5%

, поэтому расчет прекращен и окончательно принято l_max.г=224,205 м..

Для подвески ПБСМ-1-70+МФО-100. В режиме ветра максимальной интенсивности по табл. 2.2 и 2.3: К=1000 даН, р_кв=0.366 даН/м, b_к.доп=0.5 м, _кв=0.01 м, а=0.3 м. При К₁=1 и р_эв=0.

м.

По материалам /1/ найдены значения коэффициентов для определения К'₁ при l_max.в=97,92 м: =0.51, =0.17, =0.92, К₃=0.58, К₄=1.47, К₅=1.00.

К'₂=0.581.471.00=0.853. К'₁=0.853+20.510.170.92=1.012.

h₀=2.0 м, g_п=1.642 даН/м, Т₀=1568 даН.

е'_ср=2,0 - 0.115 =1.303 м.

Т_в=1420 даН, р_нв=0.4176 даН/м, h_и=0.42 м, q_нв=1.614 даН/м, _нв=0.015 м, g_к=0.873 даН/м, n_к=1.

р'_эв= даН/м.

Новое значение длины пролета с учетом К'₁ и р'_эв

м.

Разница между значениями длины пролета получилась менее 5%

, поэтому расчет прекращен и окончательно принято l_max.в=96,451 м..

В режиме гололеда с ветром по /1/ и табл. 2.2 и 2.4: К=1000 даН, р_кг=0.095 даН/м, b_к.доп=0.5 м, _кг=0.005 м, а=0.3 м. При К₁=1 и р_эг=0.

м.

По материалам /1/ найдены значения коэффициентов для определения К'₁ при l_max.г=193,443 м: =0.51, =0.1, =1.0, К₃=0.505, К₄=1.5, К₅=1.00.

К'₂=0.5051.51.00=0.758. К'₁=0.758+20.510.11.0=1.86.

h₀=2.0 м, g_п=1.642 даН/м, Т₀=1568 даН.

е'_ср=2,0 - 0.115 =1.303 м.

Т_г=1340 даН, р_нг=0.133 даН/м, h_и=0.42 м, q_нг=2.169 даН/м, _нг=0.007 м, g_к=1,058 даН/м, n_к=1.

р'_эг= даН/м.

Новое значение длины пролета с учетом К'₁ и р'_эв

м.

Разница между значениями длины пролета получилась менее 5% ,

поэтому расчет прекращен и окончательно принято l_max.г=202,708 м..

Для контактного провода существуют ограничения его положения по высоте от уровня головки рельса в любых точках пролета и эксплуатационных условиях на станциях и перегонах:

• максимально допустимая высота  6.8 м;

• минимально допустимая высота  5.75 м.

Из этого следует, что максимально допустимый интервал перемещения КП по вертикали (h_доп) равен 1.05 м.

Длина пролета, при которой интервал перемещений контактного провода в заданных условиях равен максимально допустимому, будет максимально допустимый по условию соблюдения вертикальных габаритов контактного провода.

Сначала необходимо установить, в каких режимах контактный провод будет занимать наивысшее и наинизшее положения. Наивысшее положение контактный провод будет занимать в режиме минимальной температуры, так как провес несущего троса в этом режиме будет наименьшим. Наинизшее положение контактного провода может занимать либо в режиме максимальной температуры, либо в режиме гололеда с ветром.

Режим с наинизшим положением контактного провода можно установить путем сравнения значений максимальной и критической температуры. Если максимальная температура равна или больше критической, то наибольший провес несущего троса будет иметь место в режиме максимальной температуры, а если меньше, то в режиме гололеда с ветром.

Значение критической температуры t_кр для несущего троса полукомпенсированной подвески приближенно определено по формуле

t_кр=t_г+ . (2.6)

Значения произведения ЕS для несущего троса приняты по данным /1/.

Если наинизшее положение контактного провода будет в режиме максимальной температуры, то максимальная длина пролета, при которой обеспечивается соблюдение вертикальных габаритов контактного провода в середине пролета, определено

l_max= , (2.7)

где А= , (2.8)

Б= , (2.9)

Д= , (2.10)

Г= . (2.11)

В приведенных формулах:

 значения натяжения несущего троса при соответственно

максимальной и минимальной температурах, даН;

К  номинальное натяжение контактного провода, даН;

с  расстояние от оси опоры до первой струны на несущем

тросе, м.

Для несущего троса подвески М-120+НЛФ-150

t_кр= -5+ = +15⁰С;

Для несущего троса подвески ПБСМ-1-70+МФО-100

t_кр= -5+ = +22⁰С.

Из сравнения полученных значений критической температуры с принятым в проекте значением максимальной температуры (+50⁰С) видно, что наибольший провес несущего троса каждой подвески будет иметь в режиме максимальной температуры.

Максимально допускаемая длина пролета для подвески

М-120+НЛФ-150 определена по формулам (2.72.11).

По данным /2/ =0.4752000=950даН, с=10 м.

Г= = -0.0003077/даН;

А= =0.00006361 1/м;

Б= = -0.003197;

Д= =-1.082 м;

l_max= =89.5 м.

Максимально допускаемая длина пролета для подвески

ПБСМ-1-70+МФО-100 определена по формулам (2.72.11).

По данным /2/ =0.4751570=745,8даН, с=2 м.

Г= = -0.0004718 1/даН;

А= =0.00006422 1/м;

Б= = -0.0005838;

Д= =-1.058 м;

l_max= =123,4788 м.

Все данные о максимально допустимых и окончательно принятых длинах пролетов для обеих подвесок представлены в табл. 2.5.

Т а б л и ц а 2.5

Максимально допустимые длины пролетов для разных подвесок, режимов, условий и окончательно принятые

Характеристика контактных проводов	Максимально допустимые длины пролетов, м
	для режима ветра максималь-ной интенсив-ности	для режима гололеда с ветром	по условию соблюдения вертикальных габаритов контактных проводов	по условию обеспечения надежного токосъема	окончательно принятое в работе
Рессорная полукомпенси-рованная М-120+НЛФ-150 на главном пути	92	224,2	107,69	70.0	70
Нерессорная полукомпенси-рованная ПБСМ-1-70 +МФО-100 на второстепенных путях	96,451	202,71	123,49		70