14.3. Установление исходного расчетного режима

Критический пролет. Максимальное натяжение подвешенный провод в процессе эксплуатации может получить в режиме мини­мальной температуры (t_min) или в режиме наибольшей добавоч­ной нагрузки (q_mах) при гололеде и ветре или при максимальном ветре. Возникает вопрос, какой из этих режимов следует прини­мать в качестве исходного при расчете проводов и тросов.

Расчеты показывают, что соотношение натяжений проводов при различных температурах и дополнительных нагрузках в основном зависит от длины пролета. Рассмотрим зависимость натяжения провода от температуры и от нагрузки при малых и больших про­летах. Предположим, что длина пролета стремится к нулю; при­мем условно ее предельное значение l = 0, тогда уравнение состоя­ния провода примет вид Н_х = H₁ - άES (t_x - t_x), откуда видно, что при малых пролетах изменения натяжения провода определяются в основном изменениями температуры и наибольшее натяжение будет иметь место в режиме минимальной температуры.

Если обе части уравнения разделить на l², то

При больших пролетах величины этого уравнения, имеющие l² в знаменателе, будут иметь небольшое значение, а при l = ∞ обратятся в нули. В этом случае Решив это уравнение

Рис. 14.4. Изменения натяжений провода H_mаx, и H_min в зависимости от длины пролета

относительно Н_х и проведя упрощения, имеем что при больших пролетах из­менение натяжения провода за­висит в основном от изменения нагрузки и наибольшее натяже­ние будет в режиме наиболь­шей добавочной нагрузки.

Очевидно, что между ма­лыми пролетами, в которых наибольшее натяжение провода возникает при минимальной темпера­туре, и большими пролетами, в которых наибольшее натяжение возни­кает при наибольшей добавочной нагрузке (гололед, ветер), должен на­ходиться разграничивающий пролет (рис. 14.4), в котором натяжение провода достигает максимального допустимого значения как при ми­нимальной температуре, так и при наибольшей нагрузке. Такой пролет называют критическим I Критический пролет можно найти из урав­нения, если отнести в нем величины с индексом х к режиму наибольшей добавочной нагрузки, а величины с индексом 1 — к режиму минималь­ной температуры. Примем:

q_x - q_max — суммарная максимальная нагрузка на провод при гололеде и ветре или при максимальном ветре;

t_x = z_max — температура, при которой ведется расчет провода на дополнительные нагрузки;

q_l = q — нагрузка от веса провода;

?] = ?_min — минимальная расчетная температура;

Н_х— Н₁ = Н_тах — максимальное допустимое натяжение прово­да. Тогда при l = l получим

Решая это уравнение относительно l_кр, найдем

Как видно из полученной формулы, значение критического про­лета зависит от климатических условий (t _max, t_min, q_max), а также от физических свойств и максимального допустимого натяжения провода (a, g, H_max).

Определив критический пролет, сравнивают его с расчетным про­летом. Если расчетный пролет меньше критического, то исходным расчетным режимом будет режим минимальной температуры, если больше критического — режим наибольшей добавочной нагрузки.

Критическая температура. В некоторых случаях необходимо знать, в каком режиме стрела провеса будет иметь наибольшее зна­чение: при гололеде или при максимальной температуре. При оп­ределенной температуре стрела провеса провода, находящегося под воздействием веса, достигнет такого же значения, как при на­личии гололеда на проводе. Такую температуру называют крити­ческой и обозначают t . Зная эту температуру и сопоставляя ее с наивысшей (расчетной) для данного района, можно решить, при каком режиме стрела провеса получит максимальное значение:

где t_r — температура образования гололеда на проводе;

Н_г — натяжение провода при гололеде;

g — нагрузка от веса провода;

g_T — нагрузка на провод от гололеда.

В формулу не входит длина пролета. Следовательно, для рас­сматриваемого провода с заданными параметрами критическая температура будет одинаковой для пролетов различной длины, в которых Н_г имеет одно и то же значение.

Если наивысшая температура в данном районе выше крити­ческой, то максимальная стрела провеса будет при наивысшей (максимальной) температуре; если наивысшая температура в дан­ном районе ниже критической, то максимальная стрела провеса будет при гололеде (без ветра). В последнем случае для определения высоты провода над землей или над сооружениями можно ограничиться вычислением стрел провеса при гололеде.