1.6 Горизонтальные нагрузки на контактный провод

Режим максимального ветра

Р = Сх*(Uр*dк)/16000, кг/пог.м, (Л-1)

Р = 1,25*(222*11,28)/16000 = 0,426кг/пог.м,

Режим гололеда с ветром

Р = Сх*Uг*(dк+2* вк)/16000, кг/пог.м. (Л-1)

Р = 1,25*13,22*(11,28+2*4,95)/16000 = 0,288 кг/пог.м.

Определяем суммарные нагрузки на трос

Режим максимального ветра

gTUmax = √gпров2+ РTUmax2 , кг/пог.м. (Л-1)

где g- вес проводов цепной подвески, кг/пог.м.

PTUmax - нагрузка при максимальном ветре, кг/пог.м.

gт= √1,416+0,415 = 1,831 кг/пог.м. (Л-1)

Режим гололеда с ветром

g г = √(g+gг+к)+PГU , кг/пог.м, (Л-1)

где gг- нагрузка на трос от веса гололеда,

PTU – нагрузка при гололеде с ветром

gг = √(0,606+0,240+0,584)2 +(0,419)2 = 1,849 кг/пог.м,

2 Расчет длин пролетов

1. Расчет длин пролетов на главных путях станции

Для определение расчетного режима, при котором определяем длины пролетов сравнивая ветровые нагрузки на контактный провод в режиме максимального ветра и в режиме гололеда.

2.2 Длины пролетов определяем для режима максимального ветра.

Определяем длину пролета при условии, что Р_э = 0, по формуле

L _max = 2*√К/P_к*(В _к доп.- Y_к + √ (В _к доп.- Y_к )² – а²), м, (Л-1),

где Y_к - прогиб опоры на уровне крепления контактного провода, м;

а- зигзаг контактного провода, м;

К- натяжение контактного провода, кг.

Для данного контактного провода – МФО-100 принимаем К = 1000кг, (Л-1)

Зигзаг контактного провода принимаем а = 0,3,м (Л-1)

Прогиб опоры на уровне крепления Y_к = 0,01,м (Л-1)

L _max = 2*√1000 /0,442*(0,5- 0,01+ √ (0,5.- 0,01 )² – 0,3²) = 89м,

2.3 Определяем нагрузки Р_э по формуле

где Рк, Рт- ветровые нагрузки на контактный провод и несущий трос для расчётного режима, кг/пог.м;

Т-натяжение несущего троса, определяется по формуле

Т = 0,75*Т _max кг, (Л-1);

где 80% берем при температуре равной -30 ⁰С

Т = 0,75*2000= 1500кг

L-длина пролёта при Рэ = 0, м;

h_и – высота гирлянды изоляторов в точке подвеса несущего троса принимается в зависимости от типа консоли, так как консоль изолированная

h_и = 0,16 м

q_т - результирующая нагрузка на трос для расчетного режима

Y_т- прогиб опоры на уровне крепления троса

Sср- длина электрической струны определяется по формуле

Sср = h – 0,115*g_пр*L²/Т₀

где h- конструктивная высота подвески по исходным данным

Т₀ натяжение троса при бес провесном положении контактного провода, определяется по формуле

Т₀ =0,75*Т_max = 0,75*2000 = 1500кг

Sср = 1,8-0,115*1,723*89.²/1500 = 1,79м

2.4 Определяем окончательную длину пролета с Рэ по формуле

L _max = 2*√К/(P_к –Рэ)*(В _к доп.- Y_к + √ (В _к доп.- Y_к )² – а²), м, (Л-1),

L _max = 2*√1000/(0,442+0,018)*(0,5.- 0,01 + √ (0,5.- 0,01 )² – 0,3²) = 90,9м,

Расчет длин пролетов на боковых путях станции

2.5 Для определение расчетного режима, при котором определяем длины пролетов сравнивая ветровые нагрузки на контактный провод в режиме максимального ветра и в режиме гололеда.

2.6 Длины пролетов определяем для режима максимального ветра.

Определяем длину пролета при условии, что Рэ = 0, по формуле

L max = 2*√К/Pк*(В к доп.- Yк + √ (В к доп.- Yк )2 – а2), м (Л-1)

где Yк - прогиб опоры на уровне крепления контактного провода, м;

а- зигзаг контактного провода, м;

К- натяжение контактного провода, кг.

Для данного контактного провода МФ-85 принимаем К = 850кг (Л-1)

Зигзаг контактного провода принимаем а = 0,3 м (Л-1)

Прогиб опоры на уровне крепления Yк = 0,01м (Л-1)

L max = 2*√850 /0,426*(0,5- 0,01+ √ (0,5.- 0,01)2 – 0,3) = 83,6 м,

2.7 Определяем нагрузки Рэ по формуле

где Рк, Рт- ветровые нагрузки на контактный провод и несущий трос для расчётного режима, кг/пог.м;

Т-натяжение несущего троса, определяется по формуле;

Т = 0,75*Т max кг, (Л-1);

где 80% берем при температуре равной -30 0С

Т = 0,8*1600= 1280, кг

L-длина пролёта при Рэ = 0, м;

hи – высота гирлянды изоляторов в точке подвеса несущего троса при-нимается в зависимости от типа консоли, так как консоль изолированная

hи = 0,16 м;

qт - результирующая нагрузка на трос для расчетного режима;

Yт- прогиб опоры на уровне крепления троса;

Sср- длина электрической струны определяется по формуле

Sср = h – 0,115*gпр*L2/Т0,

где h- конструктивная высота подвески по исходным данным;

Т0 натяжение троса при бес провесном положении контактного провода, определяется по формуле

Т0 =0,8*Тmax = 0,8*1600= 1280, кг

Sср = 1,8-0,115*1,416*83,6/1280 = 1.79м

Определяем окончательную длину пролета с Рэ по формуле

L max = 2*√К/(Pк –Рэ)*(В к доп.- Yк + √ (В к доп.- Yк )2 – а2), м, (Л-1),

L max = 2*√850/(0,426+0.020)*(0,5.- 0,01 + √ (0,5.- 0,01 )2 – 0,3) = 81,74м,

Подбор поддерживающих устройств

Подбор консолей

1 Условия подбора консолей

1.1 Тип консоли по уровню изоляции- изолированная

1.2 Габарит опоры – принимаем согласно монтажного плана перегона,

1.3 Тип опоры,

1.4 Профиль пути.

Таблица 2- Подбор консолей

Тип опоры	Место установки			Ветвь подвески		Тип консоли при габарите
						3,1-3,5 м,			4,9 м,
Проме-жуточ- ная	Прямая			- -		ИТР-I-			ИТР-III
	Внешняя сторона кривой	R=600м
	Внутренняя сторона Кривой	Р600м	-		ИТС-I			ИТР - III
Перехо-дная	Прямая		Рабочая		ИТР –I			ИТР –V
			Анкеруемая		ИТР –I			ИТР –V
	Внешняя сторона кривой	R=600 м	Рабочая		ИТР - II		ИТР-II	НР-III-6,5
			Анкеруемая		ИТР- II		ИТР-II	ИТР-III
	Внутренняя сторона Кривой	R=600 м	Рабочая		ИТР-I			ИТР-III
			Анкеруемая		ИТС-I			ИТР-III

2 Подбор фиксаторов. Условия подбора фиксаторов

2.1 Учитываем направление зигзагов

2.2 Учитываем габарит опоры.

2.3 Тип консоли.

2.4 Профиль пути.

2.5 Тип опоры.

Таблица2-Подбор фиксаторов

Тип опоры	Место установки	Прочие условия	Тип фиксатора при габарите
			3,1-3,2	3,3	3,4-3,5	4,9
Проме-жуточ- ная	Прямая	Зигзаг к опоре	ФПИ-1			ФПИ- IV
		Зигзаг от опоры	ФОИII		ФОИ-III	ФОИ-V
	Внешняя сторона кривой	R до вел	ФГИ- II				ФГИ- V
		R свыше вел	ФПИ- II				ФПИ- V
	Внутренняя сторона кривой		ФОИ-I		ФОИ-II	ФОИ-IV

ФПИ-I-фиксатор(Ф),прямой(П) для изолированной консоли, для линии переменного тока, длина основного стержня вида фиксатора I-1200 мм.

ФОИ-II-фиксатор обратный (О) для изолированной консоли, для линии переменного тока, длина основного стержня вида фиксатора II-3400 мм.

ФАИ фиксатор анкеруемой ветви, изолированной консоли.

Подбор жестких поперечин

Подбор производится по формуле

L=∑раст.м.д путями +2Г+ dу.г.р. +а,м

Г- габарит опоры;

d- Диаметр опоры на уровне головки рельса равен 290мм;

а - строительный запас, а=0,15м.

3.1 Число перекрываемых путей.

3.2 Габарит опор.

Расчет производим в таблице 4.

Таблица4 - Габарит опор

Номер опор	Расчетная длина.	Стандартная длина.	Тип поперечины.
21-26	7,49+5,3+5,3+2*3,1+2*0,29+0,15=25,02м	29,1м	П22-29,1 ПО22-29,1- с освещением.
15-16	5,3+7,49+2*3,7+2*0,20+0,15=20,2	22,5м	П15-22,5
19-20 21-22	5,3+7,49+5,3+2*3,7+2*0,29+0,15=25,72	29,1м	П22-29,1
29-30 33-33а 34-34а 35-35а 36-36а	5,3+7,49+5,3+2*6,1+2*0,29+0,15=31,12	34,1м	ПО33-34,1-освещение
37-38 39-40 41-42 43-44 45-46 47- 48 49-50 51-52 53-54	5.3+7,49+5,3+2*3,1+2*0,29+0,15=25,02	29,1	П22-29,1
55-56 57-58 59-60 61-62	5,3+7,49+5,3+2*3,3+2*0,29+0,15=25,42	29,1м	П22-29,1
63-64 65-66 67-68 69-70 71-72 73-74	5,3+7,49+5,3+2*3,3+2*0,29+0,15=25,42	29,1	П22-29,1
75-76 77-78 79-80 81-82 83-84 85-86 87-88 89-90 91-92 93-94 95-96	5,3+5,3+7,49+2*3,1+2*0,29+0,15=25,02м	29,1	П22-29.1
97-98	5,3+5,3+7,49+2*3,2+2*0,29+0,15=25,22	29.1м	П22-29,1
99-100	5,3+5,3+2*3,3+2*0,29+0,15=18,23 5,3+5,3+2*3,1+2*0,29+0,15=17,83 5,3+5,3+2*3,3+2*0,29+0,15=18,23 4,1+2*3,3+2*0,29+0,15=11,43	22,5м 17,7м	П15-22,5 П17-17,7

П-43-44.2- поперечина с несущей способностью(43)тс*м и основным расчетным пролетом – 44.2м.

П-27-29.1 - поперечина с несущей способностью(27) тс*м и основным расчетным пролетом – 29.1м.

П-13-22.5-поперечина с несущей способностью (13)тс м и основным расчетным пролетом-22.5 м

Расчет промежуточных опор

Исходные данные

Вес проводов цепной подвески берем из расчетов.

g_пров.=1,723кг/пог.м.

Вес гололеда на проводах цепной подвески из расчетов.

g_г=g_гт+g_гк =0,5441+4,875=5,4191 кг/пог.м.

Ветровые нагрузки на трос из расчетов.

Р_{т U max}=0,472 кг/пог.м. Р_{т г+U}=0,302кг/пог.м.

Ветровые нагрузки на к/п из расчетов.

Р_{к U max}=0,442кг/пог.м. Р_{к г+U} =0,281 кг/пог.м.

Тип консоли: изолированная

Количество изоляторов: 3

Высота подвеса к/п над УГР: Н₀=5750мм

Высота подвеса н/т: h_т=Н₀+h=5750мм+2200мм=7950мм

Вес консоли принимаем для швеллерной изолированной при длине кронштейна и тяги- 60/90 кг

Г_внутр=3100мм

Г_внешн=3100+35=3135мм

Г_внутр=3100+330=3430мм

Порядок выполнения работы

Составляем расчетную схему действия нагрузок на опору.

Рис. 2. Промежуточная опора с изолированной консолью

Z_{к н} = 1700мм- плечо консоли

Нагрузку, действующую, на опору сводим в таблицу.

Таблица 5 – Нагрузки, действующие на опору

Нагрузки	Расчетный режим, кг/пог.м.
	Umax	Г+U	tmin
Вес проводов цепной подвески	1,723	-	1,723
Вес гололеда	0,5441+0,242	-	-
Ветровые нагрузки на трос	0,472	0,302	-
Ветровая нагрузка на к/п	0,442	0,281	-

Длина пролета на кривой составляет

R=1000-1200 м

L=50 м

Определяем нагрузки , действующие на опору по всей длине пролета:

Вертикальные нагрузки:

1..В режиме минимальной температуры и максимального ветра

Q_П= g_пров* l

Q_П=1,723*50=86,15 кг.

2. режим гололёд с ветром

Q = (g_пров+ g_г)L+ g_изол = (0,7861+1,723)*50=125,455 (кг).

Горизонтальные нагрузки:

1. режим максимального ветра

P_т = P_{т Umax}*L = 0,472*50=23,6кг,

P_к = P_{к Umax}*L = 0,442*50=22,1кг

2. режим гололёд с ветром

P_т = P_{т г+U}*L = 0,302*50=15,1кг,

P_к = P_{к г+U}*L = 0,281*50=14,05кг,

Нагрузка от давления ветра на опору:

1. режим максимального ветра

кг/пог.м,

2. режим гололёда с ветром

кг/пог.м,

где С_х – коэффициент аэродинамического сопротивления опоры = 0,7

S_оп – сечение опоры = 3,46м²

U_р² – расчетная скорость ветра

U_г² – скорость ветра при гололеде

К_в – ветровой коэффициент =1,25

Определяем горизонтальную нагрузку от изменения направления несущего троса на кривой:

а) Режим гололеда с ветром

Р^т_из = Т_г*(L/R) = 0,89*2000*(50/1000) = 356кг,

б) Режим максимального ветра

Р^т_из = Т_{U max}*(L/R) = 0,9*2000(50/1000) = 360кг,

в) Режим минимальной температуры

Р^т_из = Т_{t min}*(L/R) = 2000*(50/1000) = 400кг

Горизонтальная нагрузка на контактный провод вычислим по формуле:

Р^к_из = К*(L/R),

где К – натяжение контактного провода,

Р^к_из = 1000*(50/1000) = 50 кг

Расчетные данные сводим в таблицу.

Таблица 6 – Нагрузки на опору

Расчетный режим	Нагрузка, кг/пог.м
	QП	PT	PК	Pоп	РизмТ	РизмК	QКОНСОЛИ
Tmin	86,15	-	-	73,2	400	50	26
Г+υ	125,455	15,1	23,36	26,3	356	50	36
Υmax	86,15	14,05	22,1	73,2	360	50	26

М= Q_П*(Г+0,5dоп)+(± P_T± Р_изм^Т)*h_Т+(± P_К± Р_изм^К)* h_к± P_оп* +Q_КН*z_КН

где Г – габарит опоры зависит от радиуса кривой и внутренней или внешней стороне кривой таблица 7

dоп - диаметр опоры равный dоп =0,29м

h_к- габарит контактного провода h_к =5,75м

h_{Т –} высота цепной подвески

h_Т = h_к+ h

где h- конструктивная высота подвески h =1,8м

h_Т =5,75+1,8=7,55м

hоп- высота опоры hоп =9,6м

z_КН- длина консоли принимаем 3,6м z_КН=3,6/2=1,8м

а) в режиме минимальной температуры

М=86,15(3,15+0,5*0,44)+26*1,8=337,1кгм

б) в режиме гололеда с ветром

М=125,45*(3,15+0,5*0,44)+36*1,8+(15,1+356)*9,00+(19,67+50)*6,25+3,46*9,6/2=1273,4\кг.м

в) в режиме максимального ветра

М=86,15*(3,15+0,5*0,44)+26*1,8+(23,6+360)*9,00+(22,1+50)*7,00+73,2*9,6/2=4324,3кг.м

7.1 Определяем изгибающий момент на внутреннюю сторону кривой

а) в режиме минимальной температуры

М=125,45(3,45+0,5*0,44)+26*1,8-400*9,00-50*6,25=4419,7кгм

б)в режиме гололеда с ветром

М= 86,15(3,45+0,5*0,44)+36*1,8+(23,6-356)*9,00+(14,05+50)*6,25+3,46*9,6/2=

692,2кгм

М= 125,45(3,45+0,5*0,44)+36*1,8-(15,1-356)*9,00-(14,05-50)*9,00-3,46*9,6/2=-2526,692кгм.

в) в режиме максимального ветра

М=86,45(3,45+0,5*0,44)+26*1,8+360*9,00+50*6,25=3916,5 кгм

М= 86,45(3,45+0.5*0,44)+26*1,8-(23,6-360)*9,00-(14.05-50)*6,25-73,2*9,6/2=-

2818,24кгм

Подбор и маркировка опор: В результате расчетов получили

Заданная температура = -50⁰C,

о этим данным выбираем:

- для внешней стороны кривой опору (стойку) типа СС 136.6-2.

Армировка опоры:

Если d_пр = 5мм то таких проволок необходимо 32шт.

Если d_пр = 4мм то 48шт.

Таблица 7 – Подбор опор

Тип стойки	Размер стойки ,мм				Масса, кг
	Длина стоики	Диаметр стоек		δ
		у вершины	у основания
СС-136,6	13600	290	492	60	2,1

Марка стоики	Обозначение несущих способностей	Нормативный изгибающий момент	Длина стойки	Количество проволок при диаметре, мм		Диаметр стержней, мм
				4	5
СС-136,6-2	2	60кН (6)Т	13600	48	32	12

СК – диаметр спиральной арматуры увеличен. Для дорог переменного тока внутрь опоры укладывался заземляющей проводник, что приводило к нежелательному снижению сопротивления опоры. В 1996 году проект переработали, для изоляции закладных деталей стали использоваться резиновые трубки.

СС – центрифугированные опоры с ненапряжённой арматурой по всей длине.

В настоящее время для дорог используются опоры марки СС.

Находящиеся в эксплуатации опоры в маркировке содержат три группы обозначений: первая группа – буквенная, обозначает марку опоры, вторая – числовая – несущую способность в тс/м, третья – числовая – длину опоры.

Например: СС 136.6 – 3 обозначает «опора со смешанным армированием длиной 13,6 м, толщиной стенки 60 мм, третьей несущей способности».

Список использованной литературы

1. Горошков Ю.И, Бондарев Н.А. Контактная сеть – М.: Транспорт, 1990.

2. Фрайфельд А.В., Брод Г.М. Проектирование контактной сети – М.:Транс-

порт, 1994.

3. Фрайфельд А.В. Проектирование контактной сети – М.: Транспорт, 1978.

4. Дворовчикова Т.В, Зимакова А.Н. Электроснабжение и контактная сеть электрифицированных железных дорог. Пособие по преддипломному проектиронию – М.: Транспорт, 1989.

5. ЦЭ-868. Правила устройства и технической эксплуатации контактной сети

электрифицированных железных дорог – М.:Трансиздат, 2002.

6. ЦЭЭ-2 .Конструктивные указания по регулировке контактной сети – М.:

Трансиздат, 1998.

7. Технологические карты на работы по содержанию ремонта устройств контактной сети электрифицированных железных дорог – М.: Трансиздат, 2002.

8. Мамошин Р.Р., Зиманова А.Н. Электроснабжение электрифицированных железных дорог – М.: Трансиздат, 1980.