температурные усилия стали и токоведущей части равны между со бой. При этом
ОСс fpiSc |
! 06-j. |
(7.29) |
<хо |
E TSг т |
E CS C |
|
Натіряжение в двух составных частях комбинированного про вода различно и распределяется пропорционально модулям упру гости соответствующих материалов, поэтому для упрощения рас чета пользуются условным, фиктивным, напряжением, отнесенным ко всему проводу.
Допускаемое фиктивное напряжение комбинированного прово
да по допускаемому напряжению токоведущей части |
|
Ы = {[°т] — («т — ао) А tET} |
, |
(7.30) |
|
|
L j |
|
где £'o=l/ßo— модуль упругости, |
кг/мм2; |
|
провода, |
ßo— коэффициент упругого удлинения всего |
определяемый по формуле: |
|
|
|
Sc Ч~ 5Т |
|
(7.31) |
ßo |
4S TE T- |
|
S c E c |
|
|
Расчет комбинированного провода по фиктивному напряжению производят по формулам для расчета однородных проводов. Стре ла провеса определяется из ур-ния (7.16) после подстановки в не го фиктивного напряжения провода и удельной нагрузки, отнесен ной ко всему сечению провода. Фиктивное напряжение при измене нии атмосферных условий определится из ур-ния (7.28).
Температурный коэффициент линейного расширения и модуль упругости берутся для всего провода и определяются с помощью ур-ний (7.29) и (7.31).
7.12. РАСЧЕТ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ОПОР
Промежуточные опоры рассчитываются на изгибающий момент от бокового действия силы ветра на провода и опору. Кроме того, на опору действует изгибающий момент от вертикальной нагруз
|
ки. В гололедных районах при расчете |
|
1 |
|
сил, действующих на опору, учитывается |
|
|
наличие гололеда на проводах. |
р : |
t |
|
Опасное сечение, т. е. сечение, в кото |
|
II и |
|
ром действует наибольшее напряжение, |
|
|
|
в промежуточной опоре принимается на |
|
|
|
уровне |
земли. |
|
|
|
При |
расчете опоры в первую очередь |
|
|
определяют высоту опоры над поверхно- ,////)////)>/'и///пц)/іі)/)/)п/і'>па стью земли (рис. 7.20):
Н0 = Ь -\- а (N — 1) -ф / - j - h, м, |
(7.32) |
Рис. 7.20. К расчету высоты |
опоры |
где |
b — расстояние от вершины опоры до первого крюка |
(15 см) |
или траверсы (25 см); |
|
|
ба, |
а — расстояние между крюками или траверсами по оси |
стол |
см; |
|
|
|
N —• число крюков или траверс; |
для |
дан |
|
f — стрела провеса при максимальной температуре |
ной линии; |
|
|
см. |
h — расстояние наинизшей точки провода от земли (габарит), |
Габариты опор и проводов показаны на рис. 7.21. |
|
|
|
конуса. |
|
Деревянные столбы обычно имеют форму усеченного |
Для определения диаметра столба в любом его сечении при рас четах столбов пользуются величиной сбега, которая принимается равной 1 см на 1 м длины бревна.
Промежуточная опора воспринимает нагрузку от давления вет ра на провода со стороны двух половин пролетов, поэтому дав ление ветра на провода
|
|
N |
|
|
|
|
|
Рг = 9 0с/сдопл /V 4 КГ3 , кг |
(9,81 |
кг = 1Н), |
(7.33) |
|
|
і=і |
|
|
|
|
где |
Яо — скоростной напор ветра, |
кг/м2; |
|
|
|
|
N — число проводов; |
|
|
|
|
|
di — диаметр |
t-го провода, мм; при гололеде учитывается |
диаметр обледенелого провода; |
|
|
|
|
|
I — длина пролета, м; |
|
аэродинамический, не |
с, Кдоп и п —- коэффициенты соответственно |
равномерности и перегрузки. |
|
|
|
|
|
Давление ветра на опору равно |
|
|
|
|
|
Р2 = Я0с к яоп |
J пН0, кг (9,81 кг = |
1Н), |
(7.34) |
где DB— диаметр опоры в вершине, м; |
|
|
|
|
|
D3— диаметр опоры у поверхности земли, м; |
|
|
|
Но — высота столба над поверхностью земли, м. |
опоры |
|
Кроме высоты Н0, |
учитывается также глубина |
заколки |
(при крюковом профиле равна примерно |
1/4 и |
при траверсном |
1/3 надземной высоты опоры). Полученную таким образом |
общую |
длину округляют до стандартного размера и выбирают нужную длину столба. Исходя из общей стандартной длины столба, уточ няют величину Н0, по которой и ведут расчет.
Диаметр столба в вершине, исходя из полученной длины стол ба, предварительно выбирают стандартным, а затем делают пове рочный расчет.
Изгибающий момент от давления ветра на провода равен |
|
М1 = Р1НС, кг-м(9,81 кг- м=1- Н- м), |
(7.35) |
где Нс — расстояние от поверхности земли до точки приложения равнодействующей силы от давления ветра на провода, м.
0,7 — коэффициент, учитывающий цилиндрическую форму опоры;
(Хгр — допустимое напряжение грунта |
на сжатие, зависящее от ти |
па грунта; например, |
для влажного |
песка, супеска, суглинка |
0 гр = 2,5 кг/см2. |
|
|
7.13. |
РАСЧЕТ УГЛОВЫХ ОПОР |
Угловые опоры, так же как и промежуточные, рассчитываются на нормальный режим работы линии. Помимо ветровых нагрузок, угловая опора испытывает дополнительную нагрузку от тяжения
проводов, расположенных на двух смежных пролетах под некото р ы м углом (рис. 7.23).
Обозначим тяжения проводов через Тх и Т2 (рис. 7.23а), тогда величина равнодействующей силы R равна:
R = }/ Г2 + Т\ + 2Т{Г2cos а, кг или Н.
Обычно смежные с угловой опорой пролеты берутся одинако выми, поэтому Ті — Тъ— Т, и тогда
R = Т /2 ( T + cos^) = Т у Ш І р К
или
R=r. 2 7 c o s - ^ . |
(7.41) |
На практике удобнее пользоваться не углом а, а нормальным вылетом пг. Нормальным вылетом называется длина перпендику ляра, опущеннаго из вершины угла на прямую, соединяющую две
точки линии, расположенные на одинаковом расстоянии |
(по 50 м) |
от вершины угла (рис. 7.23б). |
|
Выразив значение силы R через величину вылета,, получим |
R 2Т -у -, кг или Н. |
(7.42), |
Рис. 7.24. К расчету угловых опор
Для укрепления угловой опоры исполь зуют оттяжки или подпоры (рис. 7.24). За счет силы тяжения проводов R опора будет изгибаться в точке Б. Часть столба от вер шины до точки крепления оттяжки или подпоры проверяется на изгиб a=Rh'/W, при этом полученное напряжение не долж но превышать допускаемого, т. е. а ^ [ а из].
Сила, растягивающая оттяжку, определяется по формуле
Я0 = Я ( 1 + 1 + Ло (7.43)
Сила, действующая вдоль столба, R c = RoCOS$.
Обычно оттяжка изготавливается из стальной линейной прово локи. Для укрепления оттяжки в земле используют лежень, кото рый зарывается на такую глубину, чтобы сила, действующая в от тяжке, не могла вырвать его из земли.
Расчет угловой опоры, укрепленной подпорой, аналогичен вы шеприведенному. Разница в работе подпоры по сравнению с от тяжкой заключается в том, что подпора сжимается под действием силы ДоСила, действующая вдоль столба Дс, направлена не вниз,, а вверх. j
7,14. РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ОПОР
Железобетон представляет собой сочетание двух материалов — стали и бетона, — работающих после затвердения как одно целое. Так как сопротивление бетона растяжению значительно меньше, чем сжатию, то стальная арматура, заделанная в бетоне, оказы вает сопротивление растягивающим напряжениям. В железобетон ных конструкциях имеются зоны, в которых действует растяги вающее или сжимающее усилие. Зоны действия этих усилий в опорах воздушных линий могут меняться местами, поэтому арма тура в них устанавливается симметрично, так, чтобы при любом предполагаемом направлении действия сил она воспринимала растягивающие напряжения.
Для увеличения сцепления стальной арматуры с бетоном при меняют стержни периодического профиля, т. е. стержни с выступа ми и впадинами. На концах круглых стержней гладкого профиля делают крюки.
Устанавливаемая в столбах арматура делится на продольную и поперечную. Продольная арматура состоит из ряда стержней, уложенных вдоль столба, и воспринимает растягивающие усилия. Поперечная арматура воспринимает усилие, возникающее в сече нии от поперечной силы, и предохраняет продольные стержни от
выпирания при сжатии. Вязаные каркасы в качестве поперечной арматуры имеют хомуты, а сварочные — поперечные стержни.
Расчетные силы и изгибающие моменты для железобетонных отгор определяются, как указано выше, по ф-лам (7.33) — (7.37).
По полученному изгибающему моменту, но таблицам, приведен ным в гл. 2, выбираются тип и размеры опоры.
В обычном железобетоне растягивающие напряжения, развива ющиеся в бетоне, вызывают трещины. Для устранения этого не достатка применяют железобетонные конструкции с предваритель но напряженной арматурой путем растяжения последней. Благо даря этому бетон в готовой конструкции находится под постоянным сжатием, так как предварительно растянутая арматура стремится сократиться, и тем самым передает сжимающие усилия на бетон. Если искусственно созданные сжимающие усилия достаточные повеличине и действуют именно в тех сечениях, где при работе кон струкции возникает растяжение, то трещины в бетоне не появля ются, и тем самым устраняются причины более раннего разруше ния железобетонного сооружения.
При изготовлении предварительно напряженного железобетона меньше расходуется бетона и арматурной стали. Поэтому опоры с предварительно напряженной арматурой получили широкое приме нение на практике.
П рим ер 7.1. Выбрать тип промежуточной железобетонной опоры для под вески 24 проводов диаметром 4 мм на восьмиштырных траверсах для линиитипа Н. Габарит — 3 м. Длина пролета — 50 м. Максимальная стрела провеса провода в пролете составляет 60 см.
Определяем высоту надземной части опоры по ф-ле (7.32)
Нй = Ь + а(Ы - 1 ) + / + Л = 0,25 + 0,6 (3 — 1) + 0,6 + 3,0 = 5,05 м.
С учетом глубины закопки принимаем общую длину опоры 6,5 м. Нагрузка от давления ветра на провода при гололеде по ф-ле (7.33) с учетом толщины,
корки льда и о=15 |
м/с |
|
|
п |
|
|
Рх = |
сждоп пі 2 |
(d + 2b), IO“ 3 = |
і , 1 -0,9-1,2-50.24 (4 + 20) ІО“ 3 = |
1-1 = 479 кг = 479-9,81 = 4699 Н.
Средняя высота подвеса проводов
Hi = 5,05 - 0,25 - 0,6 = 4,2 м.
Изгибающий момент от давления ветра на провода
Mi = Pj # і = 479-4,2 = 2012 кг-м = 2,012 т-м = 4699-4,2 = 19735,8 Н-м.
Такому |
моменту |
удовлетворяет, например, опора |
ПО-2,75 с размерам» |
24X14 см. При этих |
размерах |
ветровая нагрузка от |
давления ветра на опору |
в направлении, |
перпендикулярном направлению линии, |
составит |
|
|
|
° в ^ |
3 ) / г Я о - ^ 1,4 -0 .9 0,14-1,2-5,05 = |
|
|
|
= |
15,05 кг = 148,03Н. |
|
Изгибающий момент от давления ветра на опору |
|
М2 = |
Р* |
= |
15,05- 1— = 37,5 кг-м = 0,0375 |
т-м = 373,8 Н-м. |
2 . 2
— 439 —
Суммарный изгибающий момент
М — M1 -j- М2 = 2,05 т-м — 20109,6 Н-м.
С учетом дополнительного момента от давления ветра на траверсы и верти кальной нагрузки
М0 = A M ,05 = 2,05-1,05 = 2,15 т-м = 21115,1 Н-м.
Выбранная опора имеет расчетный изгибающий момент 2,75 т-ім, следова тельно, заданным условиям удовлетворяет.
Для упрощения -расчета можно пользоваться формулой, обыч но рекомендуемой в справочных пособиях, согласно которой из гибающий момент от давления ветра на провода и опору при го лоледе определится
М = KyncKRonq0SANl (Нс + 0,1), кг-м (9,81 кг-м = Н-м), |
(7.44) |
где Кі— коэффициент, учитывающий давление ветра на |
опору, |
траверсы и другие детали; |
|
5 Д— площадь диаметрального сечения одного погонного мет ра провода, покрытого гололедом, м2.
Остальные обозначения — прежние. Обозначим /СіПКд0пС<7о5 д= А,
тогда у-р-ние (7.44) перепишется в виде |
|
|
|
М = ANl{Hc + 0,\), |
кг-м (9,8 |
кг-м = |
Н-м). |
(7.45) |
Значения коэффициента А приведены в табл. 7.1. |
|
|
Т а б л и ц а 7.1 |
|
|
|
ЗНАЧЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА л |
|
|
Тип линии |
\1 о |
н |
У |
ОУ |
|
Коэффициент А |
0,3 |
0,5 |
0,7 |
0,9 |
|
КАБЕЛЬНЫЕ ЛИНИИ СВЯЗИ
7.15. МЕХАНИЗМЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ
При строительстве кабельных линий связи выполняются следу ющие основные работы: разбивка линии, доставка кабеля и ма териалов на трассу, испытание кабеля, прокладка, монтаж и сим метрирование кабеля, устройство вводов.
При прокладке кабеля в пределах города сооружается кабель ная канализация, а в полевых условиях кабель кладется непо средственно в землю. Работы по рытью траншей для кабеля и их засыпке являются наиболее трудоемкими и при строительстве руч ным способом они занимают до 80% общих затрат труда. Для ме ханизации этих работ применяются кабелеукладчики.
К а б е л е у к л а д ч ик представляет собой |
раму или платформу |
•с ходовой частью и приспособлениями для |
установки барабана с |
кабелем, ножа для резания грунта и кассеты для укладки кабеля. При движении кабелеукладчика, осуществляемом обычно при по мощи гусеничных тракторов, нож разрезает грунт и образует уз кую щель. Кабель, разматываясь с барабана, проходит через кас сету, укрепленную в задней части ножа, и укладывается на дно прорезаемой -ножом щели. Размотка кабеля -во избежание недопу стимого натяжения осуществляется принудительно при помощи специального привода от ходовой части или вручную.
Конструкция кассеты обеспечивает нормальный изгиб кабеля (радиус не менее 15-кратного наружного диаметра кабеля). Для облегчения прохождения кабеля внутри кассеты устанавливаются ролики, а для обеспечения возможности выемки кабеля она де лается съемной. Позади ножа остается канал (щель), который во избежание проникновения к кабелю грызунов и размыва почвы заделывается при помощи катка или других устройств, следующих за кабелеукладчиком.
На строительстве кабельных линий применяются различные ка-
лебеукладчики, |
отличающиеся формой рабочего органа (ножевые |
и фрезерные), |
типом ходовой части (колесные, гусеничные, на ме |
таллических полозьях), оборудованием для размотки кабеля с ба рабана и погрузки барабанов с кабелем. У большинства их, кро ме рабочего ножа, есть еще передний нож, который служит для разрезания верхнего слоя почвы.
При прокладке тяжелых кабелей обычно применяются кабеле укладчики на колесном или гусеничном ходу (рис. 7.25). Кабеле-
Рис. 7.25. КабелеукладчіИ'К «а гусенично-м ходу
укладчики этого типа могут иметь дополнительное устройство для укладки 'проводов (тросов), для защиты кабеля от токов молнии. Общий вид легкого колесного кабелеукладчика со снятой кассетой показан на рис. 7.26.
Рис. 7.26. Кабелеукладчіик на колесном ходу:
/ |
— рама; |
2 — нож; 3 |
— колесо; 4 — опора; 5 — инструментальный |
ящик; |
6 —сиденье; |
7 |
— ролики |
демпфера; |
8 — тормоз; 9 —фиксирующее устройство; |
10 — катушка; 11 — |
опора катушки; 12 — стойка; 13 — лебелка крана; 14 — опорная стойка; |
15 — тамбур; |
|
|
|
16 — серьга |
|
|
Передвижение кабелеукладчика производится с помощью т р а к т о р о в . В зависимости от характера грунта и веса прокладывае мого кабеля для передвижения кабелеукладчика во время работы требуется несколько тракторов (2—7).
На участках трассы, где проход тракторного поезда невозмо жен, или при работе на разобщенных участках, передвижение ка белеукладчика может быть обеспечено тягой от неподвижно уста новленной лебедки, которая перемещается вдоль трассы от одной позиции до другой на длину троса.
Для укладки кабеля в очень твердом грунте (мерзлом, извест няковом и т. и.) используют фрезерные кабелеукладчики. Подзем ный кабель, прокладываемый через населенные пункты, покрыва ют кирпичом в целях защиты от повреждений сверху.
Для механизации прокладки кабеля в этих условиях может ис пользоваться кабелеукладчик и специальные железобетонные плит ки или стальная сетка, покрытая антикоррозийным составом, ко торые и служат верхним защитным покровом. При пересечении шоссейных и железных дорог кабель прокладывается в трубах, применяемых для кабельной канализации. Трубы и кабель, как правило, прокладываются в горизонтальные скважины без вскры тия покрова земли.
