10.Выбор способа прохода подвески в исскуственных сооружениях

На станции под пешеходным мостиком проход контактной подвески может быть осуществлен тремя способами:

- использование искусственного сооружения в качестве опоры [2] с.299;

- пропуск подвески без крепления к искусственному сооружению;

- в несущий трос включается изолированная вставка, которая крепится к искусственному сооружению.

Без крепления подвески к искусственному сооружению необходимо выполнить следующее условие:

(10.1)

где h=5,75 – расстояние от уровня головок рельсов до нижнего края искусственного сооружения; h_kmin – наименьшая допустимая высота контактных проводов над уровнем головок рельсов; f_{k max} – наибольшая стрела провеса контактных проводов при F_{k max}; l_min=0,3 м – наименьшее расстояние между несущим тросом и контактным проводом в середине пролета; F_max – наибольшая стрела провеса несущего троса; h_и – длина изоляторного звена или гирлянды.

На перегоне контактная подвеска на мостах с ездой понизу может быть осуществлена по рисунку 8.1 для компенсированной подвески:

(10.2)

Рисунок. 10.1. Схема установки на мостах с ездой понизу П-образной конструкции (а) и поворотной консоли (б)

На мосту с ездой понизу при пропуске контактного провода под ветровыми связями длина пролета должна быть не более 25 метров.

11.Расчет и выбор опор контактной сети

11.1.Составляется схема нагружения опоры (рис.11.1)

Рисунок 11.1 Расчётная схема для расчёта и выбора опор.

11.2.Рассчитываются нагрузки от внешних воздействий в режимах: ветер наибольшей интенсивности; гололед с ветром; наименьшая температура.

Величины нагрузок при различных режимах сводятся в таблицу 11.1

Таблица 11.1 – Значение линейных нагрузок.

№ п/п	Виды нагрузок	Размер- ность	Значения нагрузок при режимах
			Участок	гололеда с ветром	ветер наибольшей интенсивности
1	Нагрузка от силы тяжести подвески	даН/м	станция	3	2,249
			перегон	3
			насыпь	3,17
2	Ветровая нагрузка  на НТ	даН/м	станция	0,367	0,605
			перегон	0,485	0,801
			насыпь	0,643	0,946
3	Ветровая нагрузка на КП	даН/м	станция	0,336	0,504
			перегон	0,445	0,667
			насыпь	0,598	0,788
4	Нагрузка от силы тяжести  провода (ПЭ)	даН/м	станция	0,632	0,145
			перегон	0,632
			насыпь	0,798
5	Ветровая нагрузка  на ПЭ	даН/м	станция	0,321	0,387
			перегон	0,424	0,512
			насыпь	0,574	0,605
6	Нагрузка от силы тяжести консоли	даН		100	60
7	Нагрузка от силы тяжести кронштейна с изоляторами	даН		70	40

l_э=56 м – станция;

l_max=67 м – перегон на прямом участке;

l_max=35м – кривая на перегоне R₁=400 м;

l_max=40 м – кривая на перегоне R₂=800 м;

l_max=45 м – кривая на перегоне R₃=900 м;

l_max=50 м – насыпь на прямом участке;

l_max=40 м – кривая на насыпи R₂=800м;

l_max=45 м – кривая на насыпи R₃=900 м.

Анкерные опоры:

l_max=70 м – станция;

Переходные опоры:

- станция;

- перегон на прямом участке;

- насыпь на прямом участке;

Промежуточные опоры: на прямом участке

l= l_э=56 м – станция;

l= l_max =67 м – перегон

l=l_max=50 м – насыпь;

на кривом участке пути:

Перегон

R1 l= l_max=35 м;

R2 l= l_max=40 м;

R3 l= l_max=45 м;

Насыпь

R2 l= l_max=40 м;

R3 l= l_max=45 м;

Вертикальная нагрузка от силы тяжести подвески в режиме Х:

(11.1)

где g_x – нагрузка от силы тяжести подвески, даН/м; l – длина пролета, равная полусумме длин смежных пролетов, м; G_u – нагрузка от силы тяжести изоляторов, даН; G_ф – нагрузка от силы тяжести половины фиксаторного узла, даН.

Промежуточные опоры:

Гололед с ветром:

станция

перегон:

(на прямой)

(на кривой R=400м)

(на кривой R=800м)

(на кривой R=900м)

насыпь:

(на прямой)

(на кривой R=800м)

(на кривой R=900м)

Ветер наибольшей интенсивности:

станция:

перегон:

(на прямой)

(на кривой R=400м)

(на кривой R=800м)

(на кривой R=900м)

насыпь:

(на прямой)

(на кривой R=800м)

(на кривой R=900м)

Анкерные опоры:

Гололед с ветром:

станция:

Ветер наибольшей интенсивности:

станция:

Переходные опоры:

Гололед с ветром:

станция:

перегон:

насыпь:

Ветер наибольшей интенсивности:

станция:

перегон:

насыпь:

Вертикальная нагрузка от силы тяжести линии продольного электроснабжения (ПЭ):

(11.2)

где g_прх – нагрузка от силы тяжести проводов линии электроснабжения;

G_и – нагрузка от силы тяжести изоляторов, даН.

Промежуточные опоры:

Гололед с ветром:

станция:

перегон:

(на прямой)

(на кривой R=400м)

(на кривой R=800м)

(на кривой R=900м)

насыпь:

(на прямой)

(на кривой R=800м)

(на кривой R=900м)

Ветер наибольшей интенсивности:

станция:

перегон:

(на прямой)

(на кривой R=400м)

(на кривой R=800м)

(на кривой R=900м)

насыпь

(на прямой)

(на кривой R=800м)

(на кривой R=900м)

Анкерные опоры:

Гололед с ветром:

станция:

Ветер наибольшей интенсивности:

станция:

Переходные опоры:

Гололед с ветром:

станция:

перегон:

насыпь:

Ветер наибольшей интенсивности:

станция:

перегон:

насыпь:

Нагрузка на провода контактной сети от ветра, передающаяся на опорные устройства

(11.3)

где Р_вх – ветровая нагрузка на i-ый провод (см. пункт 3, разделы 3.3; 3.4, формулы 3.5; 3.6), даН/м.

Промежуточные опоры:

Ветер наибольшей интенсивности:

НТ - станция;

- перегон на прямой;

- кривая на перегоне R=400м;

- кривая на перегоне R=800м;

- кривая на перегоне R=900м;

- насыпь на прямой;

- кривая на насыпи R=800м;

- кривая на насыпи R=900м.

КП - станция;

- перегон на прямой;

- кривая на перегоне R=400м;

- кривая на перегоне R=800м

- кривая на перегоне R=900;

- насыпь на прямой;

- кривая на насыпи R=800м

- кривая на насыпи R=900м.

ПЭ - станция;

- перегон на прямой;

- кривая на перегоне R=400м;

- кривая на перегоне R=800м;

- кривая на перегоне R=900м;

- насыпь на прямой;

- кривая на насыпи R=800м;

- кривая на насыпи R=900м.

Гололед с ветром:

НТ - станция;

- перегон на прямой;

- кривая на перегоне R=400м;

- кривая на перегоне R=800м;

- кривая на перегоне R=900м;

- насыпь на прямой;

- кривая на насыпи R=800м;

- кривая на насыпи R=900м.

КП - станция;

- перегон на прямой;

- кривая на перегоне R=400м;

- кривая на перегоне R=800м;

- кривая на перегоне R=900м;

- насыпь на прямой;

- кривая на насыпи R=800м;

- кривая на насыпи R=900м.

ПЭ - станция;

- перегон на прямой;

- кривая на перегоне R=400м;

- кривая на перегоне R=800м;

- кривая на перегоне R=900м;

- насыпь на прямой;

- кривая на насыпи R=800м;

- кривая на насыпи R=900м.

Анкерные опоры:

Гололед с ветром:

НТ - станция;

КП - станция;

ПЭ - станция;

Ветер наибольшей интенсивности:

НТ - станция;

КП - станция;

ПЭ - станция;

Переходные опоры:

Гололед с ветром:

НТ - станция;

- перегон на прямой;

- насыпь на прямой;

КП - станция;

- перегон на прямой;

- насыпь на прямой;

ПЭ - станция;

- перегон на прямой;

- насыпь на прямой;

Ветер наибольшей интенсивности:

НТ - станция;

- перегон на прямой;

- насыпь на прямой;

КП - станция;

- перегон на прямой;

- насыпь на прямой;

ПЭ - станция;

- перегон на прямой;

- насыпь на прямой;

Усилие на опору от изменения направления провода на кривой

(11.4)

где Нⁱ_x – натяжение i-го провода в режиме Х, даН; R – радиус кривой, м.

Промежуточные опоры на кривом участке:

Для несущего троса:

Гололед с ветром и Ветер наибольшей интенсивности:

R=400

R=800

R=1100

Для контактного провода:

Гололед с ветром и Ветер наибольшей интенсивности:

R=400

R=800

R=900

Гололед с ветром:

Для ПЭ:

R=400

R=800

R=900

Ветер наибольшей интенсивности:

R=590

R=870

R=1100

Усилие на опору, обусловленное изменением направления проводов при их отводах на анкеровку:

(11.5)

где Z = Г+0,5Б; Г- габарит опоры (расстояние от оси пути до передней грани опоры), Г=3,3 м; Б – ширина опоры, Б=0,432 м.

Переходные опоры:

Гололед с ветром:

НТ - станция.

НТ - перегон.

НТ - насыпь.

КП - станция.

КП - перегон.

КП - насыпь

Ветер наибольшей интенсивности:

НТ - станция.

НТ - перегон.

НТ - насыпь.

КП - станция.

КП - перегон.

КП - насыпь.

Усилие от зигзага контактных проводов:

(11.6)

где К – натяжение контактного провода, даН;

а – величина зигзага контактного провода, м.

Промежуточные опоры на прямом участке:

- станция;

- перегон;

- насыпь.

Анкерные опоры:

- станция;

Нагрузка от ветра на опору:

(11.7)

где С_х=0,7 – аэродинамический коэффициент (для железобетонных опор, [3] с.30); V_p – расчетная скорость ветра, м/с; S_оп – площадь поверхности, на которую действует ветер:

(11.8)

где d=0,29, D =0,432 – верхний и нижний диаметры опоры, м; h=9,6 –высота опоры, м.

Гололед с ветром:

Станция

Перегон

Насыпь

Ветер наибольшей интенсивности:

Станция

Перегон

Насыпь

Результаты расчетов сводятся в таблицу 11.2.

Таблица 11.2 – Расчетные нагрузки на опоры контактной сети

Назначение опоры	Расчетный режим	Участок	Значение нагрузок на опоры, даН
					Gкр	Gпр	Pнв	Pкв	Pпрв	Pниз	Pкиз	Pприз	Pоп
Промежу- точная опора на прямой	Гололед с Ветром	станция	201,12	100	70	54,37	16,98	11,71	15,37	-	19,35	-	18,054
		перегон	223,2	100	70	59,45	25,34	17,5	22,96	-	17,14	-	23,87
		насыпь	154,6	100	70	54,9	21,55	10,4	19,8	-	24	-	28,21
	Ветер наибольшей интенсивн.	станция	126,65	60	40	23,99	25,35	27,28	18,6	-	19,35	-	72,21
		перегон	139,13	60	40	25,15	38,5	41,3	28	-	17,14	-	95,5
		насыпь	107,95	60	40	22,25	32	34	23,5	-	24	-	112,84
Промежу- точная опора на кривой	Гололед с ветром	перегон R=590	168	100	70	46,75	18,1	12,5	16,4	122,88	84,7	25,42	23,87
		перегон R=870	181,8	100	70	49,92	19,91	13,75	18,04	91,66	63,21	18,96	23,87
		перегон R=1100	195,6	100	70	53,1	21,72	15	19,68	79,09	54,54	16,36	23,87
		насыпь R=870	167,06	100	70	58,89	23,7	11,44	21,78	91,66	63,21	18,96	28,21
		насыпь R=1100	179,52	100	70	62,88	25,86	12,48	23,76	79,09	54,54	16,36	28,21
	Ветер наибольшей интенсивн.	перегон R=590	107,95	60	40	22,25	27,5	29,5	20	122,88	84,5	19,06	95,5
		перегон R=870	115,74	60	40	22,97	30,25	32,45	22	91,66	63,21	14,22	95,5
		перегон R=1100	123,54	60	40	23,7	33	35,4	24	79,09	54,54	12,27	95,5
		насыпь R=870	115,74	60	40	22,97	35,2	37,4	25,85	91,66	63,21	14,22	112,84
		насыпь R=1100	123,54	60	40	23,7	38,4	40,8	28,2	79,09	54,54	12,27	112,84
Переходная опора на прямой	Гололед с ветром	станция	199,05	100	70	53,89	16,78	11,57	15,19	74,28	57,4	-	18,054
		перегон	199,05	100	70	53,89	22,17	15,31	20,09	83,23	57,4	-	23,87
		насыпь	139,02	100	70	49,91	18,85	9,1	17,32	116,53	80,36	-	28,21
	Ветер наибольшей интенсивн.	станция	125,48	60	40	23,88	25,05	26,95	18,37	53,84	57,4	-	72,21
		перегон	125,48	60	40	23,88	33,68	36,13	24,5	83,23	57,4	-	95,5
		насыпь	98,2	60	40	21,34	28	29,75	20,56	116,53	80,36	-	112,84
Анкерная опора на станции	Гололед с ветром	станция	223,2	100	70	59,45	16,98	11,71	15,37	-	17,14	-	18,054
	Ветер наибольшей интенсивн	станция	139,13	60	40	25,15	25,35	27,28	18,6	-	17,14	-	72,21

11.3. Суммарный изгибающий момент от внешних сил относительного обреза фундамента в режиме X

(11.9)

где z_п – габарит подвески, м; z_кон – длина плеча нагрузки консоли, 1,8 м; z_кр – длина плеча нагрузки кронштейна, 1,3 м; z_пр – длина плеча нагрузки провода (ПЭ), 1,7 м; h_н, h_к, h_пр – расстояние от условного обреза фундамента (УОФ) до несущего троса, контактного провода и провода линии ПЭ соответственно, h_н=9м, h_к=7м, h_пр=9,7; h_оп – расстояние от УОФ до середины опоры, 9,6 м;

h’_пр=9,7; h’’_пр=8,85; n_N – количество подвесок; n_кон – количество консолей; n_пр – количество проводов ПЭ; n_кр – количество кронштейнов; Рⁱ_вх – нагрузка на провода контактной сети от ветра, предающаяся на опорные устройства, даН; Рⁱ_из – ветровая нагрузка действующая на опору от изменения направления ветра i(Р_из=Р_анк при отводе провода на анкеровку; Р_из=Р_кр при изменения направления провода на кривой; Р_из=Р_з – при изменении направления провода на зигзагах), даН; Р_оп – нагрузка от ветра на опору, даН.

Промежуточные опоры на прямой:

Гололед с ветром:

Станция:

Перегон:

Насыпь:

Ветер наибольшей интенсивности:

Станция:

Перегон:

Насыпь:

Промежуточные опоры на кривой (внешняя сторона):

Гололед с ветром:

Перегон:

R=590

R=870

R=1100

Насыпь:

R=870

R=1100

Ветер наибольшей интенсивности:

Перегон:

R=590

R=870

R=1100

Насыпь:

R=870

R=1100

Промежуточные опоры на кривой (внутренняя сторона):

Гололед с ветром:

Перегон:

R=590

R=870

R=1100

Насыпь:

R=870

R=1100

Ветер наибольшей интенсивности:

Перегон:

R=590

R=870

R=1100

Насыпь:

R=870

R=1100

Анкерные опоры:

Гололед с ветром:

Станция:

Ветер наибольшей интенсивности:

Станция:

Переходные опоры на прямой:

Гололед с ветром:

Станция:

Перегон:

Насыпь:

Ветер наибольшей интенсивности:

Станция:

Перегон:

Насыпь:

Изгибающий момент относительно пяты консоли для переходной опоры в этом режиме:

(11.10)

где h – высота опоры, м; h_пт – высота пяты консоли, м; z_п – габарит подвески, м; z_кон – длина плеча нагрузки консоли, м; z_кр – длина плеча нагрузки кронштейна, м; z_пр – длина плеча нагрузки провода (ПЭ), м; h_н, h_к, h_пр – расстояние от условного обреза фундамента (УОФ) до несущего троса, контактного провода и провода линии ПЭ соответственно, м; h_оп – расстояние от УОФ до середины опоры, м; n_N – количество подвесок; n_кон – количество консолей; n_пр – количество проводов ПЭ; n_кр – количество кронштейнов; Рⁱ_вх – нагрузка на провода контактной сети от ветра, предающаяся на опорные устройства, даН; Рⁱ_из – ветровая нагрузка действующая на опору от изменения направления ветра i(Р_из=Р_анк при отводе провода на анкеровку; Р_из=Р_кр при изменения направления провода на кривой; Р_из=Р_з – при изменении направления провода на зигзагах), даН; Р_оп – нагрузка от ветра на опору, даН.

Переходные опоры на прямой:

Гололед с ветром:

Станция:

Перегон:

Насыпь:

Ветер наибольшей интенсивности:

Станция:

Перегон:

Насыпь:

Полученные значения сведем в таблицу 9.3

В соответствии с ГОСТ 19330-90 типовые железобетонные опоры именуют стойками. Нормативные изгибающие моменты относительно условного обреза фундамента приведены в табл.1.3.9.1. [4]. Для участков переменного тока применяются стойки типа СС 136.6(7) соответствующей несущей способности (1-4, 4400 – 9800 даН∙м). На насыпи применяются стойки СС 108.6(7) соответствующей несущей способности (1-4, 4400 – 9800 даН∙м).

Таблица 11.3 –– Расчетные данные

№ п/п	Назначение опоры	Участок	Изгибающий момент, даНм				Тип опоры
			Могл	Мов	Мптгл	Мптв
1.	Промежуточные опоры на прямой	станция	1366	1682	-----	-----	С136.6-2
		перегон	1702	2217			С136.6-2
		насыпь	1400	2051			С108.6-2
2.	Промежуточные опоры на кривой с внешней стороны	R1=590	3396	3727	-----	-----	С136.6-2
		R2=870	2934	3313			С136.6-2
		R3=1100	2804	3210			С136.6-2
		R4=870	2963	3550			С108.6-2
		R5=1100	2834	3461			С108.6-2
3.	Промежуточные опоры на кривой с внутренней стороны	R1=590	-2354	-3008	-----	-----	С136.6-2
		R2=870	-1817	-2543			С136.6-2
		R3=1100	-1612	-2391			С136.6-2
		R4=870	-2010	-2780			С108.6-2
		R5=1100	-1821	-2642			С108.6-2
4.	Анкерные опоры	станция	1411	1706	-----	-----	С136.6-3
		перегон
		насыпь
5.	Переходные опоры на прямой	станция	1261	1610	1483	1095	С136.6-2
		перегон	1452	1860	1520	1118	С136.6-2
		насыпь	-1202	-1607	998	809	С108.7-2