2. Расчет анкерного участка контактной подвески на главный путях станции. (Необходимо везде указать ссылки на таблицы)

2.1 Расчёт результирующей нагрузки, действующей на несущий трос полукомпенсированной цепной подвески (без учета динамической составляющей ветровой нагрузки).

2.1.1 Вычисление нагрузки от силы тяжести проводов контактной подвески.

g_п = g_т + (g_к + 0,1) n_к

где:

g_к = 0,873 даH/м – нагрузка от силы тяжести одного контактного провода;

g_т = 1,037 даH/м – нагрузка от силы тяжести несущего троса;

n_к =2 – количество контактных проводов в подвеске.

на главных путях станции:

g_п =1,037+(0,873+0,1)*2 = 2,983 даH/м

2.1.2 Расчёт результирующей нагрузки, действующей на несущий трос для расчётного режима "максимальный ветер"

Вычисление статической составляющей ветровой нагрузки на несущий трос

р_ст = q_р С_х d 10^-4

где:

q_р = – расчетное значение скоростного напора ветра, Па;

С_х = 1,25 – аэродинамический коэффициент лобового сопротивления, зависящий от формы и положения объекта.

d = 14 мм – диаметр провода.

р_ст = 344,8044*1,25*14*10^-4 = 0,603 даH/м

Расчётное значение скоростного напора ветра

q_р = k²_V q_н = 0,71²*684 = 344,8044 Па

Нормативный скоростной напор и нормативная скорость ветра

q_н = 684 Па

v_н = 33,3 м/с

Значение параметра шероховатости.

z_о = 0,5 м

Коэффициент изменения ветрового давления для нулевого места при z_о = 0,5

k_V = 0,71

Вычисление результирующей нагрузки на несущий трос без учёта динамической составляющей ветровой нагрузки (Рт = Рcт )

q_вт = = = 3,043 даH/м

2.1.3 Расчёт результирующей нагрузки, действующей на несущий трос для расчётного режима "гололёд с ветром"

Вычисление статической составляющей ветровой нагрузки на несущий трос.

р_сгт = q_рг С_х (d_т+2 b^*_р) 10^-4

р_сгт = 96,79*1,25(14+2*16,64) 10^-4 = 0,572 даH/м

Расчетные значения q_рг и v_рг вычисляются через нормативные значения q_нг и v_нг

q_рг = k²_V q_нг = 0,71²*192 = 96,79 Па

v_рг = k_V v_нг = 0,71*18 = 12,78 м/с

Нормативный скоростной напор и нормативная скорость ветра

q_нг = 192 Па

v_нг = 18 м/с

Значение расчётной величины толщины стенки гололёда

b_p = k_b k_d b_н = 0,8*0,96*25 = 19,2 мм

k_b = 0,8 - коэффициент , учитывающий местные условия образования гололёда.

Значение коэффициента k_d, учитывающего изменение толщины стенки гололёда в зависимости от диаметра несущего троса находим линейной интерполяцией.

k_d = 0,9+ +(1-0,9) = 0,96

Условная толщина стенки льда определится выражением

b^*_р = - 0,5 d_т +

b^*_р = - 0,5*14 + = 16,64 мм

Вычисление нагрузки от силы тяжести гололеда на проводах цепной контактной подвески

g_гп = g_гт + (g_гк + g_гс) n_к

g_гп = 1,415 + (0,583 + 0,184)*2 = 2,949 даH/м

Нагрузка от силы тяжести гололеда на контактном проводе

g_гк = 2,77*0,5 b_p [0,5(А+Н) + 0,5 b_p] 10^-3

g_гк = 2,77*0,5*19,2[0,5(12,81+11,80) + 0,5*19,2] 10^-3 = 0,583 даH/м

Нагрузка от силы тяжести гололеда на несущем тросе

g_гт = 2,22 b_р (d_т + b_р) 10^-3

g_гт = 2,22 19,2 (14 + 19,2) 10^-3 = 1,415 даH/м

Нагрузка от силы тяжести гололеда на струнах и зажимах для полукомпенсированной подвески, где d_с = 4 мм для 4БСМ1

g_гс = 0,367 b_р (d_с + 1,15 *b_р) 10^-3

g_гс = 0,367*19,2 (4 + 1,15*19,2) 10^-3 = 0,184 даH/м

Суммарная вертикальная нагрузка, действующая на несущий трос цепной контактной подвески при гололёде

g_пг = g_п + g_гп

g_пг = 2,983 + 2,949 = 5,932 даH/м

Вычисление результирующей нагрузки на несущий трос без учёта динамической составляющей ветровой нагрузки (p_гт = p_cгт )

q_гт = = = 5,96 даH/м

Полученные результаты сведём в таблицу

Расчётные режимы Нагрузки	Рт = Рcт	qт при рт = рст
Максимальный ветер	0,603	3,043
Гололёд с ветром	0,572	5,96

2.2. Выбор расчетного и исходного режима.

2.2.1. Вычисление длины критического полета

l_кр = (Т_max+βК)

где:

q_г - результирующая нагрузка на НТ в режиме гололеда;

g_п – сила тяжести всех проводов подвески;

β = 0,10 для подвесок с двумя КП;

Т_max – 2100 даН максимальное натяжение провода для М-120;

К_ном – 1000 даН максимальное натяжение провода для МФ-100;

24α – 408*10^-6 (1/град) расчетный коэффициент для М-120;

– -5⁰С температура образования гололеда;

– -35⁰С минимальная температура;

l_кр = (2100+0,1*2*1000) = 49,3 м

2.2.2. Определение длины эквивалентного пролета.

l_экв = l_р = = = 57,9 м

2.2.3. l_р > l_кр - в качестве режима для расчетов по выражению необходимо взять режим гололеда с ветром.

2.2.4. Выбор температуры беспровесного положения КП.

= = 2,5^оС

= 2,5-10 = -7,5 ^оС

= 10 ^оС для двух КП

2.2.5. Построение монтажной кривой и составление монтажных таблиц.

Для нагруженного несущего троса определяем натяжение нагруженного несущего троса в i-от режиме. Решая уравнения состояния, приняв за режим с индексом 1 режим гололеда с ветром, а за режим с индексом i режим расчетный.

;

;

;

где:

= = -5⁰С;

Т₁ = Т_мах = 2100 даН натяжение несущего троса М-120;

q_i = q_г = 5,96 даН/м;

24α_Т – 408*10^-6 (1/град) расчетный коэффициент для М-120;

α_ТE_ТS_Т = 25,36 даН/⁰С модуль упругости несущего троса М-120.

= 73114493

= 11,61

Задаваясь натяжением и решая уравнение состояния, определим величину температуры:

1.) Т_i = 1800 даН = -36,80 ^оС

2.) Т_i = 1773 даН = -35 ^оС

3.) Т_i = 1700 даН = -30,13 ^оС

4.) Т_i = 1600 даН = -22,92 ^оС

5.) Т_i = 1562 даН = -20 ^оС

6.) Т_i = 1500 даН = -15,04 ^оС

7.) Т_i = 1441 даН = -10 ^оС

8.) Т_i = 1400 даН = -6,29 ^оС

9.) Т_i = 1334 даН = 0 ^оС

10.) Т_i = 1300 даН = 3,61 ^оС

11.) Т_i = 1240 даН = 10 ^оС

12.) Т_i = 1200 даН = 15,07 ^оС

13.) Т_i = 1160 даН = 20 ^оС

14.) Т_i = 1100 даН = 28,66 ^оС

15.) Т_i = 1090 даН = 30 ^оС

16.) Т_i = 1029 даН = 40 ^оС

Строим кривую Т_i =f( ) и по ней определяем Т_i для температур с шагом 10 ^оС

и заполняем соответствующую строку в монтажной таблице.

(здесь дать график)

2.2.6. Определение стрел провеса К.П. и Н.Т.

Отличие цепной подвески с рессорным тросом заключается, во-первых, в том, что сила тяжести КП на участке ОС передается на НТ через околоопорную и подрессорную струны. Второй и главной особенностью является то, что в контактную подвеску входит еще один элемент - рессорный трос (РТ) с горизонтальной составляющей натяжения Н.

Расчетная схема полукомпенсированной цепной подвески с рессорным тросом

l/2

c

Т₀-H₀ a

Т_i-H_i

y₀ y_i F₀ F_i

Т₀

₀

H₀ Т_i

_i

H_i d

К К

Δh_i f_i

К

К

Введем следующие обозначения:

H₀ = 150 дан, H_i – натяжения в рессорном тросе в режиме БПКП и в i–м режиме;

Т₀ = 1413 даН, Т_i - натяжения НТ при БПКП и в i–м режиме;

К = 1000 даН – натяжение КП (при наличии компенсаторов неизменно);

Δh_i=F_i-F₀-f_i – перемещение КП в зоне опорного узла в i–м режиме;

а = 6 м - расстояние от оси опоры до точки крепления РТ к НТ;

с = 10 м – расстояние от оси опоры до околоопорной струны;

d = 2 м- расстояние от оси опоры до подрессорной струны;

_i, ₀ – вертикальная проекция РТ в i–м режиме и при БПКП;

у_i – вертикальная проекция отрезка НТ на участке от точки подвеса до точки крепления к нему РТ в i–м режиме;

у₀ - то же в режиме БПКП;

g_р = 0,229 даН/м - нагрузка от силы тяжести РТ;

G_ф = 0 - часть силы тяжести фиксатора, приходящаяся на КП;

b_i = _i + у_i – параметр подвески в i–м режиме;

b₀ = ₀ + у₀ – то же в режиме БПКП.

g_т = 1,037 даН/м

g_п = 2,983 даН/м

F_i= (g_пil²/8 - Кf_i + b_iH_i + g_ра²/2 + G_фа/2)

F_i= (2,983*57,9²/8 - 1000f_i + b_iH_i + 0,229*6²/2 + 0/2) = (1254,15 - 1000f_i + b_iH_i)

F₀ = (g_пl²/8 + b₀H₀ + g_ра²/2 + G_фа/2)

F₀ = (2,983*57,9²/8 + 0,572*150 + 0,229*6²/2 + 0/2) = 0,948 м

f_i = (1 - g_пТ_i/g_пiТ₀)

f_i = (1 – 2,983Т_i/2,983*1413) = (1- );

у₀ = (g_пl/2 + g_ра - g_та/2 + G_ф/2)

у₀ = (2,983*57,9/2 + 0,229*6 – 1,037*6/2 + 0/2) = 0,406 м

у_i = (g_пil/2 + g_рiа - g_та/2 + G_ф/2)

у_i = (2,983*57,9/2 + 0,229*6 – 1,037*6/2 + 0/2) = ;

₀ = [g_к(c+d)/2 + g_р(а+d)/2 + G_ф/2]

₀ = [0,873(10+2)/2 + 0,229(6+2)/2 + 0/2] = 0,166 м

b₀ = ₀ + у₀ = 0,166 + 0,406 = 0,572 м

_i = [g_кi(c+d)/2 + g_рi(а+d)/2 + G_ф/2]

_i = [0,873(10+2)/2 + 0,229(6+2)/2 + 0/2] =

b_i = _i + у_i



=

Δh_i=F_i-F₀-f_i

Тв

Тг

Таблица 1.Монтажная таблица нагруженного несущего троса.

Параметры	Длина пролетов	Значение параметров при ϑ, °С
		-35	-30	-20	-10	-7,5	-5	0	5	10	20	30	40
Ti, даН		1773	1700	1562	1441	1413	1386	1334	1286	1240	1160	1090	1029
50 м	fi, м	-0,023	-0,018	-0,01	-0,002	0	0,0019	0,0056	0,0092	0,013	0,019	0,025	0,03
	Fi, м	0,78	0,7985	0,863	0,931	0,95	0,965	0,1	1,034	1,07	1,138	1,206	1,272
70 м	fi, м	-0,063	-0,051	-0,028	-0,005	0	0,0053	0,0156	0,025	0,035	0,053	0,069	0,083
	Fi, м	0,79	0,817	0,875	0,932	0,95	0,962	0,992	1,02	1,05	1,109	1,165	1,22

Режимы дополнительных нагрузок

2.2.7. Расчетный режим гололед с ветром для нагруженного несущего троса.

= = -5⁰С;

q_i = q_г = 5,96 да/Н;

= 291870017

Т_Г = 2100 даН = -5^оС

2.2.8. Расчетный режим максимальный ветер для нагруженного несущего троса.

= = -5⁰С;

q_i = q_в = 3,043 да/Н;

= 76085319,6

Т_В = 1403 даН = -5^оС

2.2.9. Для ненагруженного несущего троса.

Для расчета применяем уравнение состояния для свободно подвешенного провода

q_i = g_т = 1,037 да/Н;

;

= 883574,97

=

(дать расчеты по аналогии с нагружен. несущ. трос.)

ГРАФИК ДАТЬ ДЛЯ ненагруженного несущего троса.

Таблица 2.Монтажная таблица ненагруженного несущего троса.

Параметры	Длина пролетов	Значение параметров при ϑ, °С
		-35	-30	-20	-10	-7,5	-5	0	5	10	20	30	40
Ti, даН		1312	1209	1018	855	1413	785	723	668	620	544	485	439
50 м	Fi, м	0,247	0,268	0,318	0,379	0,229	0,413	0,448	0,485	0,523	0,596	0,668	0,738
70 м	Fi, м	0,484	0,525	0,624	0,743	0,45	0,809	0,879	0,951	1,024	1,168	1,31	1,447