Контактные сети и ЛЭП

В случае полукомпенсированной цепной подвески К = соnst, вследствие чего Тx-T1 = Zx-Z1 и уравнение (3.91) принимает вид, полностью подобный уравнению для расчета простой подвески.

Для решения уравнения (3.91) приведем его к виду

Выделив в квадратные скобки члены, имеющие постоянное значение, получим

(3.92)

Величина коэффициента φ, входящего в выражения W и Z, определяется кон-

струкцией и размещением струн вблизи опорного узла цепной подвески рассматри-

ваемого типа цепной подвески.

В применявшейся до последнего времени методике расчета цепных подвесок значение конструктивного коэффициента цепной подвески φ принималось постоян-

ным и равным

(3.93)

где с — расстояние от опор до ближайших к ним простых (нерессорных) струн.

В действительности, как показал Ю. В. Флинк, значение конструктивного ко-

эффициента φ непостоянно и изменяется в определенных пределах в зависимости от изменения натяжений несущего троса и контактного провода.

При расположении простых струн на расстоянии с от опор положение контакт-

ного провода в пролете может быть представлено схемой (рис. 3.30). Рассматривая

Для решения этого уравнения и построения кривой Тх = f(tx) необходимо пред-

варительно определить зависимость Kх = f(tx).

Натяжения контактного провода можно определить по форму лам простой под-

вески, полагая l равным среднему расстоянию между струнами. Так как это расстоя-

ние невелико, можно для упрощения расчета принять, что провод подвешен на бес-

конечно большом числе струн, пренебрегая, таким образом, влиянием стрел провеса

контактного провода на величину его натяжения.

Если контактный провод имеет по концам постоянное закрепление (не компен-

сирован), то можно считать, что длина его остается неизменной, т.е. сумма темпера-

турных и упругих удлинений контактного провода равна нулю. Отсюда легко могут быть найдены величины натяжений контактного провода К при некомпенсирован-

ной подвеске. Для этого обозначим:

Ек — модуль упругости контактного провода, кг/мм2;

Тогда

откуда

(3.98)

Полагая что tк и tmin и K1=Kmax, получим

В случае применения сезонного регулирования натяжения контактных прово-

дов формула (3.98) дает значения натяжений лишь для зимнего периода. В летний период величина натяжения провода будет определяться по этой же формуле, но tmin

– температура, при которой для летнего периода регулировки контактному проводу дается наибольшее допускаемое натяжение.

При полукомпенсированной цепной подвеске К= соnst.

При двойной цепной подвеске величины Кх и К1 представляю собой значения суммы натяжений вспомогательного и контактных проводов при соответствующих режимах, для определения этих значений необходимо произвести также механиче-

ский расчет вспомогательного провода. При компенсированных вспомогательном и контактных проводах значение К остается постоянным

Во все написанные выше виды уравнений для определения натяжений несуще-

го троса входят приведенные нагрузки W и приведенные натяжения Z, значения ко-

торых определяются входящей в них величиной Т0 – натяжения несущего троса при режиме беспровесного положения контактных проводов,

Величину Т0 можно определить из уравнения (3.91). Для этого величины с ин-

дексом «1» в уравнении (3.91) следует отнести к исходному режиму, при котором Т1

=Tmax (наибольшему допускаемому натяжению), а величины с индексом «х» – к ре-

жиму беспровесного положения контактного провода, т. е. принять tx=t0 и Тx= Т0.

Величины Z и W получат при этом следующие значения:

Если значение К1 определено заранее (в случае некомпенсированной цепной подвески), то после указанных подстановок в уравнении окажется только одно неиз-

вестное — Т0.

После соответствующих преобразований уравнение приводится к виду

(3.99)

где

Проще определить значение Т0 непосредственно из уравнения (3.92). Для этого,

заменив в уравнении величины Z и W указанными выше значениями и приняв Т1 =

Тmax и Tx=T0, подставим в правой части уравнения вместо Т0 произвольную величи-

ну, близкую к ожидаемому при этом режиме значению натяжения троса, после чего определим соответствующее значение tx, которое получится в общем случае нерав-

ным принятому значению t0. Подставив затем другое значение Т0 и определив соот-

ветствующее значение tx можно вычислить действительное значение Т0 интерполя-

цией. Значения Т0 при подстановке нужно выбирать таким образом, чтобы tx получа лось в одном случае больше, а в другом случае меньше t0.

После того как определены все величины, входящие в выражения Z и W можно определить зависимость

пользуясь уравнением (3.92), после чего по формуле (3.89) могут быть найдены соответствующие значения стрел провеса несущего троса.

Так как в уравнения (3.91) и (3.92) входят значения температуры t1 и результи-

рующей нагрузки q1, при которых натяжение несущего троса Т1 = Тmах, то для реше-

ния этих уравнений и определения величины Т0 необходимо предварительно оце-

нить, какой из расчетных режимов – режим наинизшей температуры или гололед-

ный — надо принять за исходный.

Критическая нагрузка и эквивалентный пролет цепной подвески. Исход-

ным расчетным режимом для цепной подвески, т. е. тем режимом, при котором натяжение в несущем тросе получается наибольшим, может быть или режим наи-

низшей температуры, или режим наибольшей дополнительной нагрузки. Устано-

вить, какой из двух режимов следует принять за исходный, можно посредством определения критической нагрузки, которой называют такую результирующую нагрузку, когда натяжение несущего троса равно наибольшему допустимому его значению и при минимальной температуре, и при наибольшей дополнительной

При определении значения gк по формуле (3.102) можно принять

Для длин пролетов, применяемых в контактных сетях железных дорог, с доста-

точной степенью точности можно считать:

—при медном несущем тросе Т0=0,75 Тmах;

—при стальном и биметаллическом сталемедном несущем тросе Т0 = 0,8Тmax.

При этом ошибка в определении значения критической нагрузки не превосхо-

дит ±2%, что вполне достаточно для практичес ких расчетов.

Для определения величины эквивалентного пролета некомпенсированной или полукомпенсированной цепной подвески применимы те же рассуждения которые были приведены для простой подвески.

Удлинение несущего троса в пролете длиной li при переходе от режима с ин-

дексом «1» к режиму с индексом «х» согласно выражениям (3.89) и (3.90) получится равным

Принимая, что конструктивный коэффициент цепной подвески φ, а следова-

тельно, и значения приведенной нагрузки Wx и W1 остаются одними и теми же во всех пролетах анкерного участка, и суммируя удлинения L во всех пролетах, полу-

чим уравнение

Разделив это выражение на ∑li , найдем относительное удлинение несущего троса в данном анкерном участке:

Приравнивая это относительное удлинение к сумме упругого и температурного относительных удлинений несущего троса, будем иметь

(3.103)

Так как в эквивалентном пролете согласно его определению значения натяже-

ний несущего троса должны изменяться по тому же закону, что и на рассматривае-

мом анкерном участке, то для эквивалентного пролета lэ может быть написано сле-

дующее уравнение:

(3.104)

Приравнивая левые части выражений (3.103) и (3.104), получим

откуда

(3.105)

Таким образом, для цепной подвески, имеющей однотипную конструкцию во всех пролетах анкерного участка, величина эквивалентного пролета определяется той же формулой, что и для свободно подвешенного провода.

В тех случаях, когда величины пролетов анкерного участка не значительно от-

личаются друг от друга, эквивалентный пролет, определяемый по формуле (3.105),

получается близким к среднему арифметическому значению пролета для данного анкерного участка и без ущерба для точности расчета может быть заменен этим зна-

чением.

Расчет натяжения несущего ненагруженного троса. Кроме значений натяже-

ния несущего троса цепной подвески в нагруженном его состоянии иногда бывает необходимо знать также величины натяжений ненагруженного несущего троса, т. е.

значения тех натяжений, которые должен иметь несущий трос при его монтаже до подвески на нем контактных проводов.

Натяжение ненагруженного несущего троса можно определить по формуле простой подвески, приняв в качестве исходного режима режим загрузки несущего троса контактными проводами при температуре t0 и беспровесном их положении.

Для этого обозначим:

Т0 — натяжение нагруженного несущего троса при температуре t0 беспровесно-

го положения контактных проводов, м;

Hx — определяемое натяжение ненагруженного троса при температуре tx; g0 — нагрузка от собственного веса цепной подвески;

gт — нагрузка от собственного веса несущего троса.

После подстановки этих значений получим

(3.106)

Подставляя в полученное уравнение различные значения Нх, взятые через про-

извольные интервалы, определяем соответствующие значения tx и строим кривую Нx

=f(tx).

Соответствующие величины стрел провеса вычисляют по формуле

(3.107)

Если при монтаже цепной подвески подвешивают только один контактный провод, но в дальнейшем предусматривается возможность подвески второго, то сна-

чала определяют натяжение несущего троса с двумя контактными проводами по формуле (3.106), а затем рассчитывают его натяжение при одном контактном прово-

де в режиме беспровесного положения контактных проводов.

Обозначим:

Т01 – натяжение несущего троса при одном контактном проводе при температу-

ре беспровесного положения контактного провода;

Т02 — натяжение несущего троса, нагруженного двумя контактными провода-

ми, при температуре беспровесного положения контактных проводов;

g1 — нагрузка от собственного веса цепной подвески при одном контактном