Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі

Вітрові навантаження на конструктивні елементи повітряних ліній виникають від тиску вітру на них. Ці навантаження можуть бути значними і приводити до пошкодження елементів повітряних ліній - руйнування та падіння опор, обривів проводів і тросів, ізоляційних підвісів. Вітер також є причиною вібрацій та галопування проводів.

Під час проектування повітряних ліній враховують вітрові навантаження трьох видів:

- навантаження від максимального тиску вітру без ожеледі на всі елементи повітряних ліній;

- навантаження від тиску вітру під час ожеледі на крупногабаритні (з габаритом поперечного перерізу понад 70 мм) елементи повітряних ліній;

- навантаження від тиску вітру під час ожеледі на проводи, троси та елементи опор кругового поперечного перерізу діаметром до 70 мм з ожеледдю.

За умовами впливу вітру на елементи повітряних ліній розрізняють наступні типи місцевості:

І тип – відкриті поверхні морів, озер, які піддаються дії вітру на ділянці довжиною не менше 3 км, і плоскі рівнини без перешкод;

ІІ тип – сільська місцевість з огорожами (парканами), невеликими спорудами, будівлями та деревами;

ІІІ тип – приміські і промислові зони та протяжні лісові масиви;

IV тип – міські площі, на яких не менше 15% поверхні зайнято будівлями з середньою висотою, яка перевищує 15 м.

Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru

Рис. 4.1.Карта районування території України за характеристичними значеннями ожеледі

Повітряна лінія вважається розташованою на місцевості даного типу, якщо ця місцевість є з навітреної сторони лінії на відстані 30hза умови, що повна висота опори h менше 60 м, або на відстані 2 км за більшої висоти опори. Якщо повітряна лінія розташована на границях місцевостей різних типів або є сумніви щодо вибору типу місцевості, то приймають той тип місцевості у якому вітрові навантаження є більшими.

Вітрове навантаження на площинні елементи конструкцій.Розрахункове значення максимального тиску вітру Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru (Па) на площинні елементи конструкцій повітряних ліній визначають за формулою

Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru , (4.5)

де Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru - коефіцієнт надійності за максимальним тиском вітру (табл. 4.8);

Таблиця 4.8

Період повторюваності Т, років
Коефіцієнт Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru 0,6 0,7 0,8 0,87 0,9 1,0 1,25 1,45

Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru - характеристичне значення максимального тиску вітру, Па;

Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru - коефіцієнт, який залежить від форми і конструктивних особливостей будівельних конструкцій опор ПЛ;

Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru - коефіцієнт впливу на вітрове навантаження місця розташування елемента ПЛ.

Характеристичне значення максимального тиску вітру Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru (Па) на площинні елементи повітряних ліній визначають за картою територіального районування (рис. 4.2). Характеристичні значення вітрового тиску наведені для рівнинної місцевості на висоті 10 м над поверхнею землі.

Коефіцієнт Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru визначають за формулою

Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru , (4.6)

де Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru – аеродинамічний коефіцієнт, який під час розрахунків конструктивних елементів повітряних ліній (опор, ізоляторів тощо) визначають згідно чинних нормативних документів на будівельні конструкції;

Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru - коефіцієнт динамічності, який враховує вплив пульсаційної складової вітрового навантаження іпросторову кореляцію вітрового тиску на елементи повітряних ліній.

Для опор повітряних ліній висотою до 50 м необхідно приймати наступні значення Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru :

§ для вільностоячих одностоякових металевих опор Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru = 1,5;

§ для вільностоячих портальних металевих опор Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru = 1,6;

§ для вільностоячих залізобетонних опор (портальних і одностоякових) на центрифугованих стояках Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru = 1,5;

§ для вільностоячих одностоякових залізобетонних віброваних опор Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru = 1,8;

§ для сталевих і залізобетонних опор з відтяжками у разі шарнірного кріплення до фундаментів Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru = 1,6.

В розрахунках дерев’яних опор динамічний складник не враховують.

Для опор висотою більше 50 м коефіцієнт динамічності Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru визначають згідно вимог будівельних норм, виконуючи спеціальний розрахунок.

Коефіцієнт Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru визначають за формулою

Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru , (4.7)

де Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru - коефіцієнт збільшення вітрового тиску залежно від висоти; Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru - коефіцієнтрельєфу; Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru - коефіцієнт напрямку.

Коефіцієнт Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru враховує зміну вітрового тиску залежно від висоти розташування елемента повітряної лінії над поверхнею землі в місцевостях різного типу (табл. 4.9). Для окремих зон висотою не більше 10 м значення коефіцієнтів Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru можна приймати постійними, визначаючи їх за висотою середніх точок відповідних зон, які відраховують від рівня землі в місці встановлення опори.

Таблиця 4.9

Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru
h, м Тип місцевості за умовами впливу вітру на елементи повітряних ліній
I II III IV
до 5 0,9 0,7 0,4 0,2
1,2 1,0 0,6 0,4
1,35 1,15 0,85 0,65
1,6 1,45 1,15 1,0
1,75 1,65 1,35 1,1
Проміжні значення Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru необхідно обчислювати за допомогою лінійної інтерполяції.

Коефіцієнтрельєфу Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru враховує мікрорельєф місцевості поблизу розташування опори. Його значення приймають рівним одиниці, за винятком випадків: опора розташована на пагорбі чи схилі або в гірській місцевості. Якщо опора розташована на пагорбі з кутом схилу більше 5° або, якщо висота пагорба більше ніж 20 м, не залежно від кута схилу, то коефіцієнтрельєфу Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru необхідно розраховувати за спеціальними методиками.

Якщо повітряна лінія напругою 35 кВ і вище проходить в гірській або пагорбній місцевості, закритій від впливу вітру локальними рельєфними особливостями місцевості (як правило, пагорб з нахилом до горизонталі більше 25°), то необхідно виконувати перевірку повітряної лінії на турбулентний слід за перешкодою.

Коефіцієнт напрямку Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru враховує нерівномірність вітрового навантаження за напрямками вітру і його у більшості випадків приймають рівним одиниці. Тільки для відкритої рівнинної місцевості за наявності достатнього статистичного обґрунтування приймають значення коефіцієнта менше одиниці Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru <1.

Під час розрахунку опор напрямок вітру необхідно приймати під кутом 90°, 45°, 0° до осі повітряної лінії. Для кутових опор за вісь повітряної лінії необхідно приймати напрямок бісектриси зовнішнього кута повороту, утвореного суміжними відрізками лінії.

Вітрові навантаження на проводи і троси.Розрахункове вітрове навантаження на проводи і троси повітряних ліній класів безвідмовності 1КБ-4КБ для режиму максимального вітру без ожеледі Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru (Н) визначають за формулою

Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru , (4.8)

де Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru - коефіцієнт надійності за максимальним тиском вітру (табл. 4.8); Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru - характеристичне значення максимального тиску вітру, Па (рис. 4.2); Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru - коефіцієнт впливу на вітрове навантаження місця розташування проводів і тросів повітряної лінії; Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru - аеродинамічний коефіцієнт; Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru - коефіцієнт динамічності; Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru - діаметр проводу ; Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru - вітровий прогін; Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru - кут між напрямком вітру і віссю повітряної лінії.

Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru

Рис. 4.2. Карта районування території України за характеристичним значенням вітрового тиску

Коефіцієнт впливу на вітрове навантаження місця розташування проводів і тросів повітряної лінії Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru визначають за формулою (4.7). Місце розташування проводів та тросів розглядають для їх приведеної висоти.

Аеродинамічний коефіцієнт Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru приймають:

§ для проводів і тросів діаметром 20 мм і більше, вільних від ожеледі – 1,1;

§ для проводів і тросів діаметром менше 20 мм вільних від ожеледі - 1,2;

§ для всіх проводів і тросів, покритих ожеледдю - 1,2;

Коефіцієнт динамічності Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru , який враховує вплив пульсаційного складника вітрового навантаження іпросторову кореляцію вітрового тиску на проводи та троси повітряних ліній, визначають за формулою

Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru , (4.9)

де Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru - коефіцієнт, який враховує вплив пульсаційного складника вітрового навантаження та динаміку коливань проводу (4.10);

Таблиця 4.10

Тип місцевості за умовами впливу вітру на елементи повітряних ліній I II III IV
Коефіцієнт Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru 1,3 1,5 1,6 1,7

Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru - коефіцієнт, який враховує нерівномірність вітрового тиску по прогону повітряної лінії, його визначають за формулою

Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru ; (4.10)

коефіцієнт Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru не перевищує одиниці.

Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru - коефіцієнт, який враховує вплив довжини прогону на вітрове навантаження, значення якого дорівнює: 1,2 за довжини прогону L до 50 м; 0,85 - за довжини прогону L 800 м і більше; проміжні значення коефіцієнта Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru визначають за формулою

Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru ; (4.11)

Під час розрахунку проводів і тросів на вітрові навантаження напрямок вітру необхідно приймати під кутом 90° до осі повітряної лінії. Вітрове навантаження на проводи повітряних ліній визначають за висотою розташування приведеного центру ваги всіх проводів, а швидкісний напір вітру на троси – за висотою розташування центру ваги тросів без врахування відхилення проводу в прогоні під дією вітрового навантаження. Якщо центр ваги розташований на висоті до 10 м, то вітрове навантаження приймають рівним Вітрові навантаження на елементи ПЛ без ожеледі - student2.ru .

Отримані значення швидкісних напорів вітру під час розрахунку проводів і тросів повітряних ліній повинні округлятися до цілого числа.

Наши рекомендации