Башни, мачты, опоры линии электропередачи (ЛЭП). Нагрузки, действующие на башни, мачты, опоры ЛЭП. Основы конструирования и расчета башен, мачт, опор ЛЭП

Башни, мачты, опоры линии электропередачи (ЛЭП). Нагрузки, действующие на башни, мачты, опоры ЛЭП. Основы конструирования и расчета башен, мачт, опор ЛЭП - student2.ru Башни

Башнями называют свободно стоящие сооружения, жестко закрепленные в основании и работающие как консоль (вертикальная консольная балка).

Нагрузки, действующие на башню: собственный вес конструкции, оборудования, ветер, гололед.

Нагрузка от собственного веса и оборудования вызывает относительно небольшие напряжения (20–25 % расчетных), за исключением группы башен, например водонапорных, поддерживающих резервуар с водой, вышек с подъемниками и т.п.

Доминирующей нагрузкой является ветровая. Величина ветровой нагрузки зависит не только от скоростного напора, но и от формы и габаритов самой башни и ее отдельных элементов. Ветровая нагрузка определяется как сумма ее статической и динамической составляющей.

Кроме того, башни, проверяемые на резонанс от действия ветра, следует проверять расчетом на выносливость.

Для башен с периодом собственных колебаний меньше 0,25 сек. динамическая составляющая, вызываемая пульсацией скоростного напора ветра, не учитывается.

Расчетные усилия в элементах башни определяют как в консольном внецентренно-сжатом стержне под действием перечисленных нагрузок.

Башни в большинстве случаев проектируют решетчатыми, в виде пространственных ферм трех или четырехгранного, реже многогранного очертания. С увеличением числа граней расход металла возрастает.

В целях обеспечения устойчивости и более равномерного распределения усилий в поясах башни проектируют уширенными книзу в соответствии с возрастанием изгибающих моментов от вершины к основанию.

Ширина башни у основания составляет Башни, мачты, опоры линии электропередачи (ЛЭП). Нагрузки, действующие на башни, мачты, опоры ЛЭП. Основы конструирования и расчета башен, мачт, опор ЛЭП - student2.ru высоты. С увеличением ширины башни уменьшаются усилия в поясах от моментов, что снижает расход металла на пояса, но приводит к дополнительному расходу материала на решетку и диафрагмы.

Ширину верхней части башни стремятся свести к минимуму, поскольку это способствует уменьшению нагрузки от ветра.

В верхней части башни целесообразно применять треугольную и раскосную системы решетки; при большой ширине грани ромбическую или полураскосную.

Существенную экономию стали можно получить при применении крестовой решетки с гибкими предварительно напряженными раскосами.

При небольшой ширине ствола башни его проектируют сплошностенным.

Башни, мачты, опоры линии электропередачи (ЛЭП). Нагрузки, действующие на башни, мачты, опоры ЛЭП. Основы конструирования и расчета башен, мачт, опор ЛЭП - student2.ru Мачты

Мачты представляют собой высокие тонкоствольные конструкции, расчлененные оттяжками и работающие как балки на упругих опорах. Мачты экономичнее башен по расходу металла, но требуют большей площади для установки.

Нагрузки, действующие на ствол мачты: собственный вес конструкции, оборудования, ветер, гололед, вертикальная составляющая тяжения оттяжек.

Расчетные усилия в элементах ствола мачты определяют как во внецентренно сжатом стержне на упругих опорах, роль которых выполняют оттяжки.

Доминирующими нагрузками для мачт являются ветровые и гололедные. Ветровая нагрузка определяется как сумма ее статической и динамической составляющей.

Для мачт, так же, как и для башен, с периодом собственных колебаний меньше 0,25 с динамическая составляющая, вызываемая пульсацией скоростного напора ветра, не учитывается.

Ствол мачты проектируют постоянного по высоте сквозного или сплошного сечения в плане сквозных мачт с тремя или четырьмя углами соответственно с тремя или четырьмя оттяжками. Стволы сплошных мачт проектируют из труб.

Оттяжки проектируются из стальных канатов, закрепляя их к бетонным якорям. Оттяжки разных ярусов размещаются или параллельно друг другу или сводятся в одну точку. В первом случае усилия в оттяжках меньше, и меньше вертикальная составляющая на ствол, но зато каждой оттяжке необходим анкерный якорь и большая площадь для установки мачты. Для обеспечения поперечной жесткости мачты наименьший угол наклона оттяжки принимается 30о. Крепление ствола мачты к фундаменту – шарнирное.

Опоры ЛЭП

Башни, мачты, опоры линии электропередачи (ЛЭП). Нагрузки, действующие на башни, мачты, опоры ЛЭП. Основы конструирования и расчета башен, мачт, опор ЛЭП - student2.ru Опоры ЛЭП предназначены для поддержания токонесущих проводов линий электропередачи. Расстояние между опорами принимается от 200м до 2,5км.

Опоры ЛЭП разделяются на линейные (промежуточные), устанавливаемые на прямолинейном участке трассы без преград, и специальные (анкерные), расположенные в углах трассы (угловые), у переходов через водные препятствия и другие преграды (переходные).

По форме опоры разделяются на одноствольные, несущие провода на консолях, и портальные (двуствольные или четырехствольные), несущие провода на поперечном портале.

Линейные опоры воспринимают относительно небольшие продольные усилия и для них применяют одноствольные и плоские двуствольные портальные опоры.

На специальные опоры действуют большие дополнительные усилия от угловой составляющей тяжения проводов, разности тяжения у переходов и т.д., поэтому их делают четырехствольными с подкосами или оттяжками.

Для опор ЛЭП характерна работа на кручение при одностороннем обрыве проводов. Проектирование опор ЛЭП ведется с учетом специальных технических требований.

Опоры ЛЭП имеют высоту до 40м, специальные переходные опоры у широких рек достигают высоты более 200м.

Сечения поясов и раскосов промежуточных опор обычно принимают из одиночных уголков. Опора разбивается на транспортабельные секции с монтажными соединениями на сварке или болтах. Алюминиевые опоры ЛЭП в 2-2,5 раза легче стальных. Их рационально применять в труднодоступных местах.

Причины аварий металлических конструкций. Классификация усиления металлических конструкций. Искусственное регулирование напряжений без применения специальных устройств и приспособлений. Искусственное регулирование напряжений с использованием специальных устройств и приспособлений.

Анализом причин аварий м/к установлено, что наиболее распространенными причинами аварий являются следующие:

1. перегрузка снегом, наледями и производственной пылью; непродуманная очистка снега, в результате которой отдельные части конструкций перегружаются;

2. потеря общей или местной устойчивости сжатыми элементами конструкций из-за отсутствия развязки сжатых поясов;

3. хрупкое разрушение конструкций. выполненных из хладостойких сталей (конвертерных с повышенным содержанием фосфора или мартеновских кипящих, имеющих «порог хладостойкости» в интервале минус 10о–30оС). работающих в неотапливаемом помещении или на открытом воздухе;

4. неправильное выполнение сварочных работ, особенно в зимнее время, заключающееся в отсутствии подогрева изделия при температуре – 30оС, отсутствии защиты от ветра, отсутствии контроля;

5. наличие концентраторов напряжения (отверстия, прорези, трещины);

6. отсутствие надлежащей защиты стальных конструкций, работающих в агрессивной среде. В отдельных заводских цехах приходится усиливать или менять м/к после 5-10 лет их эксплуатации;

7. разрушение швов в конструкциях, работающих на подвижную нагрузку (подкрановые балки).

Наши рекомендации