2 Определение допустимых длин пролета

2.1 Определение наибольших допустимых длин пролетов

От длины пролетов между опорами зависит число опор и поддерживающих конструкций и, следовательно, строительная стоимость контактной сети. От длины пролета зависит наибольшее горизонтальное отклонение контактных проводов от оси токоприемника под действием ветра b_kmax, которое во избежание схода контактной подвески с токоприемника не должно превышать допустимых значений: на прямых участках b_kдоп=0,5 м

Из этого следует, что наибольшие допустимые длины пролетов должны быть получены расчетом на ветровые отклонения при соблюдении условия b_kmax=b_kдоп.

Ветровые отклонения проводов возникают в двух расчетных режимах: в режиме наибольшей ветровой нагрузки (максимальный ветер) и в режиме наибольшей гололедной нагрузки при наличии ветра (гололед с ветром) и зависят от расчетных климатических условия: ветровых воздействий, гололедных отложений, особенностей местности и от длины пролетов.

Особенности местности учитываются поправочными коэффициентами к нормативному значению ветрового давления и скорости ветра k_v и к нормативному значению толщины стенки гололеда k_b.

Существует несколько способов определения длин пролетов. Согласно действующим Нормам длина пролетов должна определяться методом динамического расчета и по номограммам.

Номограммы позволяют определить максимальные допустимые длины пролетов для подвесок разных типов в режиме максимального ветра и врежиме гололеда с ветром для прямых и кривых участков пути. Одновременно может быть выявлен расчетный режим, который в каждом случае, очевидно, соответствует меньшей длине пролета.

Исходными данными для определения длин пролетов являются характеристики контактных подвесок главных и стационарных путей, метеорологические данные и условия, в которых находятся контактные подвески на заданном участке.

2.2 Определение значений максимальных длин пролетов по приближенным формулам динамического расчета

Наибольшая допустимая длина пролета может быть найдена по формулам (2.3.1) для прямых участков и (2.3.2) для кривых участков.

, (29)

гдеК – номинальное натяжение контактных проводов, Н;

b_кдоп – наибольшее допустимое горизонтальное отклонение контактных проводов от оси токоприемника в пролете (b_кдоп= 0,5м на прямых );

а – зигзаг контактного провода; в расчетах длин пролетов принятоа=0,3 м на прямых;

к₁ – поправочный коэффициент;

р_к – нормативная линейная ветровая нагрузка на контактные провода, Н/м.

, (30)

где R – радиус кривой, м.

Нормативная линейная ветровая нагрузка на контактные провода определяется по следующим формулам.

(31)

(32)

где Н – высота сечения контактного провода, мм;

С_х – аэродинамический коэффициент лобового сопротивления контактного провода ветру;

α_Н – коэффициент учитывающий неравномерность давления ветра вдоль пролета: при расчете длин пролетов принимается α_Н=1.

Горизонтальная составляющая линейной ветровой нагрузки, передающейся с несущего троса на контактный провод (эквивалентная нагрузка, учитывающая взаимодействие несущего троса и контактного провода при их ветровом отклонении), Н/м, определяется по формуле (33).

(33)

гдеТ – натяжение несущего троса контактной подвески в расчетном режиме, Н;

р_Т – нормативная линейная горизонтальная ветровая нагрузка на несущий трос, Н/м;

q_Т – нормативная линейная результирующая нагрузка на несущий трос, Н/м;

l – длина пролета, м;

h_И – длина подвесной гирлянды изоляторов несущего троса, м, в зависимости от числа изоляторов n_И;

S_cp – средняя длина струны в средней части пролета, м.

Средняя длина струны в средней части пролета определяется по формуле (34).

(34)

где h – конструктивная высота контактной подвески, м;

g – нормативная вертикальная линейная нагрузка от веса контактной подвески, Н/м;

Т₀ – натяжение несущего троса контактной подвески при беспровесном положении контактных проводов.

Поправочные коэффициент k₁в формулах (30), (36) определяется по формуле (35).

(35)

где v_n,m_n –коэффициенты, учитывающие пульсацию ветра;

x_n – коэффициент динамичности;

k₂ – коэффициент, учитывающий упругие деформации провода при его отклонении; определяется по формуле (2.3.8).

(36)

Определяем значение максимальных длин пролетов для главных и боковых путей на станции, перед этим необходимо определить расчетный режим, а именно рассчитать нормативные значения скорости ветра и ветрового давления с учетом характера местности, а так же нормативное значение толщины гололеда с учетом характера местности на несущем тросе и контактном проводе, с помощью этих данных рассчитываем горизонтальную ветровую нагрузку на контактные провода в двух различных режимах расчетный режим выбираем по наибольшей горизонтальной нагрузке.

Главный путь и боковой путь станции.

Определяем нормативные значения скорости ветра и ветрового давления с учетом характера местности: прямая, нулевое место, равнинная местность, станционные постройки высотой 5-10м:

- в режиме ветра набольшей интенсивности

- тоже при гололеде с ветром

Определяем нормативное значение толщины гололеда с учетом характера местности: прямая, нулевое место, равнинная местность, станционные постройки высотой 5-10м, определяем по таблице 4:

- на несущем тросе

- на контактном проводе

Определяем горизонтальную ветровую нагрузку на контактные провода, по формулам (2.2.3), (2.3.4):

- в режиме ветра максимальной интенсивности

Главный путь

Боковой путь

- в режиме гололеда с ветром

Главный путь

Боковой путь

Расчетным следует считать для главного пути режим максимального ветра, так как р_kv=8,1Н/м >р_kГ=1,8Н/м; для бокового пути режим максимального ветра, так как р_kv=7,4Н/м >р_kГ=1,8Н/м.

Пользуясь методом последовательных приближений, принимаем при определении длины пролета первоначально р_э=0; k₁=1. Тогда длина пролета по формуле (2.3.1) равна

Дальнейшее уточнение длины пролета излишне, так как разница между м и м не превышает 5% .

Пользуясь методом последовательных приближений, принимаем при определении длины пролета первоначально р_э=0; k₁=1. Тогда длина пролета по формуле (5.2.1) равна

Дальнейшее уточнение длины пролета излишне, так как разница между м и м не превышает 5% .