Краткие теоретические сведения. Опоры контактной сети в зависимости от назначения и характера нагрузок, воспринимаемых от проводов контактной подвески

Опоры контактной сети в зависимости от назначения и характера нагрузок, воспринимаемых от проводов контактной подвески, разде­ляют на промежуточные, переходные, анкерные и фиксирующие.

Промежуточные опорывоспринимают нагрузки от массы проводов контактных подвесок и дополнительных нагрузок на них (гололед, изморозь) и горизонтальные нагрузки от давления ветра на провода и от изменения направления проводов на кривых участках пути.

Переходные опорыустанавливаются в местах устройства сопряже­ний анкерных участков контактных подвесок и воздушных стрелок и воспринимают нагрузки, аналогичные промежуточным опорам, но от двух контактных подвесок. На переходные опоры также воздействуют усилия от изменения направления проводов при отводе их на анкеровку и на стрелочной кривой.

Анкерные опорымогут воспринимать только нагрузки от натяже­ния закрепленных на них проводов или, кроме того, нести такие же на­грузки, как промежуточные, переходные или фиксирующие опоры.

Фиксирующие опорыне несут нагрузок от массы проводов и вос­принимают только горизонтальные нагрузки от изменения направле­ния проводов на кривых участках пути, на воздушных стрелках, при отходах на анкеровку и от давления ветра на провода.

По типу закрепляемых на опорах поддерживающих устройств кон­тактной сети различают:

консольные опорыс креплением на консоли контактной подвески одного, двух или нескольких путей;

опоры с жесткой поперечиной,или, как их называют, ригельные или портальные, с креплением контактных подвесок электрифициру­емых путей на жесткой поперечине (ригеле);

опоры с гибкой поперечиной с креплением на ней контактных под­весок перекрываемых этой поперечиной электрифицируемых путей.

Для трассировки контактной сети на однопутных и двухпутных участках (перегонах) применяют струнобетонные конические опоры высотой 13,6 м и толщиной стенки бетона 60 мм типа С для участков переменного тока и СО для участков постоянного тока. В последнее время на постоянном и переменном токе внедряются опоры СС, ССА.

Стойки этих опор представляют собой полые конические бесстыковые трубы из предварительно напряжённого железобетона с армированием высокопрочной проволокой. Поперечное армирование принято в виде спирали. Для предотвращения стягивания продольной арматуры при навивке спирали по длине стоек предусмотрена установка монтажных колец.

В нижней части опор предусмотрено смешанное армирование – т.е. с установкой дополнительных стержней ненапрягаемой арматуры: у опор с высотой стойки 10,8 м на 2 метра от низа опоры, у опор высотой 13,6 м – на 4 метра. Смешанное армирование повышает трещиностойкость опор.

Важнейшей характеристикой опор является их несущая способность – допустимый изгибающий момент М₀ на уровне условного обреза – УОФ, который находится на 500 мм ниже уровня головки рельса (УГР). По несущей способности подбирают типы опор для применения в конкретных условиях установки.

Выбор опор начинают, как правило, с расчёта и подбора опор для кривых участков пути, т.к. эти условия установки опор являются наиболее отягощёнными, особенно в кривых малых радиусов.

Для расчёта необходимо составить расчётную схему, показав на ней все силы, действующие на опору, и плечи этих сил относительно точки пересечения оси опоры с УОФ. Расчет суммарных изгибающих моментов в основании опор определяют для трех расчетных режимов по нормативным нагрузкам: в режимах гололеда с ветром, максимального ветра, минимальной температуры. По наибольшему из полученных моментов и выбирают опору для установки.

Таблица 21. Вертикальные нагрузки от веса консоли и фиксатора с учётом веса гололёда

консоли
тип	масса, кг (G 'кн)	вес гололеда (G гкн)
ИТР-ll, ИТС-11
ИР-11, ИС-11
НР-1-5, НС-1-5
НТС-11, НТРИ-1
фиксаторы
ФП-3,ФП-25, ФО-3, ФО-25,ФПИ, ФОИ	4 - для одного к.п. 6 - для 2-х к.п.	---

Расчет изгибающего момента, действующего на опору контактной сети, будем производить согласно расчетной схеме (рис.6) для опоры, установленной в кривом участке пути.

Рисунок 6. Расчётная схема для подбора консольной промежуточной опоры контактной сети.

В расчётах встречаются следующие обозначения:

G п – вертикальная нагрузка от веса проводов контактной подвески;

h оп=9,6м – высота опоры;

h к, h т – высота точек приложения горизонтальных сил относительно

основания опоры в местах крепления, соответственно, контактного

провода и несущего троса;

z кн=1,8м – плечо вертикальных усилий от веса консоли;

а – зигзаг контактного провода, м;

Г – габарит опоры, в зависимости от радиуса кривой и места установки опоры.

d оп=0,44м – диаметр опоры на уровне условного обреза фундамента.

Нормативные нагрузки, действующие на опору контактной сети определяют в следующем порядке:

-Вертикальные нагрузки от веса проводов контактной подвески:

в режиме максимального ветра и минимальной температуры:

, даН,

где l – длина пролета (кривой участок пути), м.

в режиме гололеда с ветром:

,даН

Таблица 22. Нормативные нагрузки от веса проводов контактной сети

Нагрузки	Значения нагрузок на провода контактной сети для расчетных режимов, даН/м
гололеда с ветром	максимального ветра	минимальной температуры
от веса: 1).проводов контактной подвески 2).гололеда на проводах контактной подвески		----	----
от давления ветра: на несущий трос на контактный провод

Вертикальные нагрузки от веса консоли с учетом части веса фиксатора.

в режиме максимального ветра и минимальной температуры:

, даН

в режиме гололеда с ветром:

, даН

Горизонтальные нагрузки от давления ветра на провода контактной подвески.

в режиме максимального ветра и минимальной температуры:

, даН

, даН

в режиме гололеда с ветром:

, даН

, даН

Горизонтальные нагрузки от давления ветра на опору контактной сети.

в режиме максимального ветра:

, даН,

где с х=0,7 – аэродинамический коэффициент лобового сопротивления для опоры контактной сети.

S_on-площадь диаметрального сечения опоры, S_on=3,46 м².

в режиме гололеда с ветром:

, даН

Горизонтальные нагрузки от изменения направления провода на кривой рассчитывают для несущего троса и контактного провода.

для несущего троса:

в режиме максимального ветра:

, даН

в режиме минимальной температуры:

, даН

в режиме гололеда с ветром:

, даН

для контактного провода:

, даН

Натяжение контактного провода для всех режимов остаётся постоянным, т.к. его анкеровка регулируемая.

Данные расчетов для необходимо занести в таблицу 23.

Таблица 23. Нормативные нагрузки, действующие на опору контактной сети

Расчетный режим	Нормативные нагрузки, даН
		Р нт	Р тиз	Р кп	Р киз	Р оп
максимального ветра
гололеда с ветром
минимальной температуры			----		----		----

После выполнения расчетов нормативных нагрузок приступаем к расчету изгибающего момента относительно условного обреза фундамента. изгибающие моменты необходимо рассчитывать для всех случаев расположения опор контактной сети (на внешней и внутренних сторонах кривой) и условий воздействия ветра- к полю и к пути.

Для опоры, расположенной на внешней стороне кривой при наиболее неблагоприятном направлении ветра (к полю):

в режиме максимального ветра:

в режиме гололеда с ветром:

в режиме минимальной температуры:

Изгибающий момент на внутренней стороне кривой

ветер к пути:

в режиме максимального ветра:

(4.16)

в режиме гололеда с ветром:

в режиме минимальной температуры:

ветер к полю:

в режиме максимального ветра:

в режиме гололеда с ветром:

в режиме минимальной температуры:

По наибольшему изгибающему моменту выбираем опору контактной сети, пользуясь таблицей 24.

Таблица 24. Основные характеристики опор контактной сети типа С, СО, СС

Обозначение несущей спо­собности стоек	Марка стоек	Нормативный изгибающий момент	Количество проволок при диа­метре, мм	Диаметр стержней, мм
	С108.6-1 СО 108.6-1	44 (4,5)
	С108.6-2 СО108.6-2 СС 108.6-2	59 (6,0)
	С 108.6-3 СО108.6-3 СС108.6-3	79 (8,0)
	С 108.7-4 СО 108.7-4 СС 108.7-4	98(10,0)	—
	С136.6-1 СО13.6-1 СС136.6-1	44 (4,5)
	С136.6-2 С0136.6-2 СС136.6-2	59 (6,0)
	С136.6-3 С0136.6-3 СС136.6-3	79 (8,0)
	С 136.7-4 СО136.7-4 СС136.7-4	98(10,0)	—
	С156.6-5 СС156.6-5	49 (5,0)
	С156.6-6 СС156.6-6	66 (6,7)
	С156.6-7 СС156.6-7	88 (9,0)
	С156.7-8 СС156.7-8	111 (11,3)	—

Порядок выполнения

1.Определить вертикальные нагрузки от веса проводов контактной сети.

2. Определить вертикальные нагрузки от веса консолей и фиксаторов.

3. Определить горизонтальные нагрузки от давления ветра на провода контактной подвески.

4. Определить горизонтальные нагрузки от давления ветра на опору контактной сети.

5. Определить горизонтальные нагрузки от изменения направления провода на кривой.

6. Рассчитать изгибающий момент относительно условного обреза фундамента для опоры, установленной на внешней стороне кривой.

7. Рассчитать изгибающий момент относительно условного обреза фундамента для опоры, установленной на внутренней стороне кривой.

8. Произвести выбор типа опоры контактной сети.

Содержание отчета

1. Значения вертикальных нагрузок от веса проводов контактной сети.

2. Значения вертикальных нагрузок от веса консолей и фиксаторов.

3. Значения горизонтальных нагрузок от давления ветра на провода контактной подвески.

4. Значения горизонтальных нагрузок от давления ветра на опору контактной сети.

5. Значения горизонтальных нагрузок от изменения направления провода на кривой.

6. Расчет изгибающего момента относительно условного обреза фундамента для опоры, установленной на внешней стороне кривой.

7. Расчет изгибающего момента относительно условного обреза фундамента для опоры, установленной на внутренней стороне кривой.

8. Выбранный тип опоры контактной сети.

9. Выводы.

Контрольные вопросы

1. Почему для выбора типа опоры контактной сети выбирают наиболее неблагоприятные условия её расположения?

2. Какие нагрузки воспринимают опоры контактной сети?

3. Какие опоры при выборе являются наиболее преимущественными?

4. В каких случаях применяются металлические опоры контактной сети?

5. Почему металлические опоры контактной сети применяют только для опор гибких поперечин и опор питающих линий в местах их подключения?

6. Исходя из каких условий выбирают высоту опоры контактной сети?

Практическое занятие № 14