Расчет анкерного участка полукомпенсированной цепной подвески

Расчет выполняется для анкерного участка на главном пути станции. В объем расчета входят: построение монтажных кривых для нагруженного и ненагруженного несущего троса и контактного провода, а также определение натяжений несущего троса при гололеде с ветром и ветре наибольшей интенсивности, определение стрел провеса контактного провода.

Расчет производится в следующей последовательности (§ 6.3 [2] ):

7.1. Определение эквивалентного пролета l_э:

(7.1)

где l_i – длина i-го пролета.

7.2. Установление исходного режима, при котором будет наибольшее натяжение несущего троса. Для этой цели необходимо определить критический пролет по формуле

(7.2)

где Z_max – наибольшее приведенное натяжение подвески, даН/м;

W_гл , W_tmin – соответственно приведенные нагрузки на подвеску при гололеде t_гл и низшей температуре t_min, даН/м;

α_н – коэффициент линейного расширения материала несущего троса, ◦С^-1;

t_гл – расчетная температура гололедных образований, ◦С, (t_гл = -5ºС);

t_min – наименьшая температура окружающей среды, ◦С, (t_min = -40ºС).

Приведенные величины Z_x u W_x определяются из следующих выражений (для режима Х):

(7.3)

(7.4)

где q_x, g₀ – соответственно результирующая нагрузка, действующая на несущий трос в режиме Х и нагрузка от силы тяжести подвески, даН/м;

К – натяжение контактного провода (проводов), даН/м;

Т₀ – натяжение несущего троса при беспровесном положении контактного провода, даН/м;

Φ_х – конструктивный коэффициент цепной подвески, определяемый по формуле:

(7.5)

где l – длина пролета, м;

С – (расстояние от опоры до ветровой нерессорной струны. Определяется следующим образом. Если, например, l_экв=64м и расстояние между струнами подвески равно 10м, то С=12м. При l_экв=64м, С=12м.

Если в результате расчета получилось l_экв>l_кр, то исходным будет режим гололеда с ветром, т.е. наибольшее натяжение несущего троса T_max возникает в этом режиме. Если l_экв<l_кр – исходный режим при наименьшей температуре. Проверку правильности выбора исходного режима необходимо провести при сравнении результирующей нагрузки на несущий трос цепной подвески в режиме гололеда с ветром q_гл с критической нагрузкой q_кр [2], с.146.

24α=319 ^-1/ºС;

ПБСМ95 ПБСМ70

еs= 21,29 16,48

,

следовательно, исходный режим гололед с ветром.

Проверка правильности выбранного режима:

;

следовательно, исходный режим гололед с ветром, исходный режим выбран верно.

7.3. Определение температуры беспровесного состояния контактного провода t₀. В расчетах принимают:

(7.6)

где t^’ – коррекция на отжатие контактного провода токоприемником в середине пролета, t^’ =10-15◦С.

ºС

7.4. Определение натяжения несущего троса при беспровесном положении контактного провода (Т₀ ). Натяжение Т₀ в этом случае может быть определенно по уравнению состояния свободно подвешенного провода, записанное относительно температуры беспровесного состояния контактного провода t₀:

(7.7)

где W – результирующая нагрузка (исходным режимом является режим

наименьших температур, то W=W_tнаим);

Т_max – наибольшее натяжение несущего троса, [2] табл. 3, даН;

– см. табл. 3, ◦С^-1;

Е_н -модуль упругости, МПа;

S_н – фактическая площадь сечения, мм²;

l_э – эквивалентный пролет (см.пункт 7, раздел 7.1, формула 7.1), м;

g₀ – см.пункт 1, раздел 1.1, формула 1.1, даН;

T₀ – см.пункт 2, раздел 2.2, формула 2.4, даН.

Z - см.пункт 7, раздел 7.2, формула 7.3

В практических расчетах проводов и тросов часто возникает необходимость вычислять произведения 24 и ЕS, а также обратные им величины. В целях облегчения расчетов значения указанных величин для некоторых проводов, тросов и проволок приведены [2] табл.3.

В этом выражении величины с индексом «1» относят к режиму наибольшего натяжения несущего троса, а с индексом «0» - к режиму беспровесного состояния контактного провода. Решение управления начинается с задания величины Т₀, приведенного в разделе 3. Далее пользуясь линейной интерполяцией, определяют это натяжение, соответствующее ранее выбранной температуре t_0.

T₀= 1496 даН

7.5. Натяжение разгруженного Т_рх (без контактного провода) несущего троса определяется по уравнению состояния цепной подвески и удобно рассчитывать так

, (7.8)

где g_нт – нагрузка от силы тяжести несущего троса, (см. пункт 1, раздел 1.1, формула 1.1), даН/м;

W₀ – нагрузка от силы тяжести подвески (если исходным режимом

является режим гололеда с ветром, то W₀=q_гл);

– см.табл.3, ◦С^-1;

- для t_x = t_min= -40ºC

даН

- для t_x = t₀= -12,5ºC

- для t_x = t_г= -5ºC

- для t_x = t_в= +5ºC

- для t_x = t_мах= +35ºC

7.6. Стрелы провеса разгруженного несущего троса F_рх в различных пролетах анкерного участка

(7.9)

где g_н – см.пункт 1, раздел 1.1, формула 1.1, даН/м.

По результатам расчетов для всех i-х пролетов строятся зависимости F_рх =f(t_x), рисунок 7.1, с.51.

Для l₁=l_max=70 м.

- для t_x = t_min= -40ºC, при Т_рх=1853 даН:

- для t_x = t₀= -12,5ºC, при Т_рх=1325 даН:

- для t_x = t_гл= -5ºC, при Т_рх=1193 даН:

- для t_x = t_в= +5ºC, при Т_рх=1028 даН:

- для t_x = t_max= +35ºC, при Т_рх=665 даН:

Для l₂=l_min=44 м.

- для t_x = t_min= -40ºC, при Т_рх=1853 даН:

- для t_x = t₀= -12,5ºC, при Т_рх=1325 даН:

- для t_x = t_гл= -5ºC, при Т_рх=1193 даН:

- для t_x = t_в= +5ºC, при Т_рх=1028 даН:

- для t_x = t_max= +35ºC, при Т_рх=665 даН:

Для l₃=l_э=64 м.

- для t_x = t_min= -40ºC, при Т_рх=1853 даН:

- для t_x = t₀= -12,5ºC, при Т_рх=1325 даН:

- для t_x = t_гл= -5ºC, при Т_рх=1193 даН:

- для t_x = t_в= +5ºC, при Т_рх=1028 даН:

- для t_x = t_max= +35ºC, при Т_рх=665 даН:

Результаты расчетов сводятся в таблицу 7.1 для построения монтажного графика, рисунок 7.1,с.51.

Таблица 7.1 - Стрелы провеса разгруженного несущего троса.

tpx,ºC	tmin= -40ºC	t0= -12,5ºC	tгл= -5ºC	tв= +5ºC	tmax= +35ºC
Tpx,даН
Fpx,м	l1=70	0,289	0,404	0,448	0,52	0,804
l2=44	0,114	0,159	0,177	0,206	0,318
l3=64	0,241	0,337	0,375	0,435	0,672

7.7. Натяжение нагруженного несущего троса в зависимости от тем­пературы

, (7.10)

где

Для составления монтажной таблицы задаются несколькими значениями Т_х, а затем строят зависимость Т_х=f(t_x). Вид этой кривой показан на рис.9.1

Кроме этого рассчитываются натяжения несущего троса при режимах гололеда с ветром Т_гл и при ветре наибольшей интенсивности Т_в. Для этой цели по формулам (8.9) величины с индексом x относят к соответствующему режиму. Полученные значения наносятся на рис.8.1. с.51

- для t_x = t_min= -40ºC

даН

- для t_x = t₀= -12,5ºC

даН

- для t_x = t_г= -5ºC

даН

- для t_x = t_в= +5ºC

даН

- для t_х = t_мах= +35ºC

даН

Натяжение несущего троса в режиме гололеда с ветром Т_гл :

, (7.11)

где

(7.12)

,даН/м

,даН/м

Натяжение несущего троса в режиме ветра наибольшей интенсивности Т₀ :

- для t_x = t_в= +5ºC

даН

Натяжение несущего троса в режиме гололеда с ветром Т_в :

- для t_x = t_г= 5ºC

даН

7.8. Стрелы провеса несущего троса F_x в пролетах

(7.13)

Значения W_x u Z_x определяется по формулам (7.3) и (7.4).

Для

Для

Для

Для

- для t_x = t_min= -40ºC:

- для t_x = t₀= -12,5ºC:

- для t_x = t_гл= -5ºC:

- для t_x = t_в= +5ºC:

- для t_x = t_max= +35ºC:

Для

- для t_x = t_min= -40ºC:

- для t_x = t₀= -12,5ºC:

- для t_x = t_гл= -5ºC:

- для t_x = t_в= +5ºC:

- для t_x = t_max= +35ºC:

Для

- для t_x = t_min= -40ºC:

- для t_x = t₀= -12,5ºC:

- для t_x = t_гл= -5ºC:

- для t_x = t_в= +5ºC:

- для t_x = t_max= +35ºC:

7.9. Стрелы провеса контактного провода в пролетах анкерного участка

(7.12)

где F₀ – стрела провеса несущего троса при беспровесном положении контактного провода, м.

Полученные зависимости имеют вид, показанный на рисунке 7.1, с.51.

Для l₁=l_max=70 м:

- для t_x = t_min= -40ºC:

- для t_x = t₀= -12,5ºC:

- для t_x = t_гл= -5ºC:

- для t_x = t_в= +5ºC:

- для t_x = t_max= +35ºC:

Для l₂=l_min=44 м:

- для t_x = t_min= -40ºC:

- для t_x = t₀= -12,5ºC:

- для t_x = t_гл= -5ºC:

- для t_x = t_в= +5ºC:

- для t_x = t_max= +35ºC:

Для l₃=l_э=64 м:

- для t_x = t_min= -40ºC:

- для t_x = t₀= -12,5ºC:

- для t_x = t_гл= -5ºC:

- для t_x = t_в= +5ºC:

- для t_x = t_max= +35ºC:

Таблица 7.2 ­– Зависимость стрел провеса НТ и КП от температуры.

tx,ºC	tmin= -40ºC	t0= -12,5ºC	tгл= -5ºC	tв= +5ºC	tmax= +35ºC
Tx,даН
F,м	l1=70	0,996	1,134	1,174	1,228	1,395
l2=44	0,407	0,47	0,489	0,515	0,597
l3=64	0,843	0,965		1,049	1,201
fkx,м	l1=70	0,146	0,217	0,237	0,265	0,35
l2=44	0,026	0,039	0,043	0,049	0,066
l3=64	0,098	0,145	0,159	0,178	0,238