Расчет сечения питающих и отсасывающих линий
Воздушные питающие и отсасывающие линии выполняют, как правило, алюминиевым проводом А-185 или А-150.
Сечение питающих
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подп. |
Дата |
Лист |
ДП 140212. 041. 000. ПЗ |
где Iдоп – допустимый по нагреву длительный ток для выбранного сечения, А.
Для провода А-150 - Iдоп (А-150) = 500 А, для провода А-185 - Iдоп (А-185) = 600 А;
Iэф.макс.ф - наибольший эффективный ток фидера, который при наличии станционного резервного фидера принимается равным Iэф макс, т.е. наибольшему эффективному току контактной подвески вблизи тяговой подстанции, А, рассчитанному в п.1.2.1.
Округляя до целого числа, и, с учетом надежности, принимаем в каждой питающей линии по два провода марки А-150.
Для отсасывающих линий Iэф макс пс, А, рассчитывается по формуле
В отсасывающей линии принимаем 6 проводов марки А-150.
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подп. |
Дата |
Лист |
ДП 140212. 041. 000. ПЗ |
1.4.1 Для расчета максимальных длин пролетов вычисляем погонные нагрузки, действующие на провода цепной контактной подвески. Все расчеты выполняем по формулам, предлагаемым [1].
Основные технические данные несущих тросов и контактных проводов, принятых в данном проекте, представлены в таблице 1.
Таблица 1- Основные технические данные проводов и тросов
Марка провода, троса | S, мм² | d, мм, Н, мм | А, мм | gT, gK Н/м | Тmax, Кmax даН | Т0, даН |
М-95 | 94.0 | 12.6 | - | 8.34 | ||
ПБСМ-70 | 69.9 | 11.0 | - | 6.0 | ||
МФ-100 | 11.8 | 12.8 | 8.739 | - | ||
МФ-85 | 10.8 | 11.7 | 7.4 | - |
Примечания:
S, мм² - площадь сечения несущего троса (контактного провода);
d, мм, - диаметр несущего троса;
Н, мм -, высота контактного провода;
А, мм - ширина контактного провода;
gT , Н/м - нагрузка от веса 1 м несущего троса;
gK , Н/м - нагрузка от веса 1 м контактного провода;
Тmax, Н максимальное натяжение несущего троса;
Кmax, Н – максимальное натяжение контактного провода;
Т0, Н - натяжение несущего троса при беспровесном положении контактного провода.
1.4.2 Погонные нагрузки определяем для всех расчетных режимов
1.4.2.1 Режим минимальной температуры
В этом режиме результирующая нагрузка на несущий трос, qТ, Н/м, равна вертикальной нагрузке, g0 от веса контактной подвески
qт = g0 = gт + n (gк + gс),
где gT - нагрузка от веса несущего троса;
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подп. |
Дата |
Лист |
ДП 140212. 041. 000. ПЗ |
n - количество контактных проводов в подвеске;
gK - нагрузка от веса контактного провода;
gс - нагрузка от собственного веса струн и зажимов, равномерно распределенная по длине пролета, принимаемая равной 0.5 Н/м.
Полученные результаты сводим в таблицу 2.
Таблица 2 - Нагрузка от веса контактной подвески
Искомая величина | Станция | Перегон | |||||
главный путь | боковой путь | выемка (глубиной до 7 м) | насыпь (высотой 5 -10 м) | нулевой участок (и кривая) | |||
gт | |||||||
n | |||||||
gк | |||||||
gс | |||||||
g0 | |||||||
1.4.2.2 Режим максимального ветра
В этом режиме результирующая нагрузка на несущий трос, qТ(V макс), Н/м, представляет собой равнодействующую вертикальной нагрузки от веса подвески, g0, и горизонтальной ветровой нагрузки, рТ(V макс), которая, в свою очередь, определяется по формуле
pТ(Vмакс) = н Сх Kv2 q0 d 10-3,
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подп. |
Дата |
Лист |
ДП 140212. 041. 000. ПЗ |
Сх - аэродинамический коэффициент лобового сопротивления ветру. Для несущих тросов контактной подвески с учетом зажимов и струн Сх = 1.25;
Кv - ветровой коэффициент, учитывающий шероховатость поверхно-сти (z0) и высоту расположения подвески. Проектируемый участок расположен на участках, защищенных лесозащитными насаждениями, кроме насыпи, которая предшествует мосту через реку, поэтому:
- для защищенных участков в пределах станции (при z0=0.5) Кv =0.73;
- для защищенных участков в нулевых местах (при z0=0.5) Кv =0.73;
- для насыпей высотой более 5 м на открытой поверхности (при z0=0.05) Кv =1,43;
- для выемок до 7 м Кv =0.55;
q0 - нормативное значение ветрового давления, кГ/м² при заданном ветровом районе.
Согласно СНиП-2.01.07 нормативная скорость ветра в заданном ____-м ветровом районе равна _____ м/сек, при этом q0 = ___ Па, или ___кгс/м2;
d - диаметр несущего троса.
Результаты вычислений сводим в таблицу 3.
Таблица 3 - Горизонтальная ветровая нагрузка на несущий трос
Искомая величина | Станция | Перегон | |||||
главный путь | боковой путь | выемка (глубиной до 7 м) | насыпь (высотой 5-10 м) | нулевой участок (и кривая) | |||
Кv | |||||||
q0 | |||||||
d | |||||||
pТ(Vмакс) | |||||||
Результирующая нагрузка на несущий трос, qТ (Vмакс), Н/м,
определяется по формуле
Таблица 4 - Результирующая нагрузка на несущий трос
Искомая величина | Станция | Перегон | ||||||||||
главный путь | боковой путь | выемка (глубиной до 7 м) | насыпь (высотой 5-10 м) | нулевой участок
| ||||||||
g0 | ||||||||||||
pТ (Vмакс) | ||||||||||||
qТ(Vмакс) | ||||||||||||
Горизонтальная ветровая нагрузка на контактный провод, pК(Vмакс), Н/м, определяется по формуле
,
где Н – высота контактного провода, остальные данные – те же.
Результаты расчетов сводим в таблицу 5.
Таблица 5 – Горизонтальные ветровые нагрузки на контактный провод
Искомая величина | Станция | Перегон | |||||
главный путь | боковой путь | выемка (глубиной до 7 м) | насыпь (высотой 5-10 м) | нулевой участок (и кривая) | |||
Сx | |||||||
Кv | |||||||
q0 | |||||||
H | |||||||
pК(Vмакс) | |||||||
1.4.2.3 Режим гололедных нагрузок
В этом режиме результирующая нагрузка будет складываться из веса самой подвески и нагрузки от веса гололеда на несущий трос и контактные провода.
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подп. |
Дата |
Лист |
ДП 140212. 041. 000. ПЗ |
Вертикальная нагрузка от веса гололеда на несущий трос, gГТ, Н/м, определяется по формуле
gГТ = 0.0009 · π · bрТ · (d + bрТ) ·0,8 ,
где 0.0009 – плотность (удельный вес) гололеда (900 кг/м³);
π =3.14, коэффициент, учитывающий цилиндрическую форму гололеда;
bрТ – расчетная толщина стенки гололеда на тросе, мм, которая определяется по формуле
bрТ = bн ·kb,
где d - диаметр заданного несущего троса;
bн - нормативная толщина стенки гололеда по заданному району голо-
ледности. Для заданного _____-го района bн = _____ мм;
kb - поправочный коэффициент, учитывающий высоту расположения
контактной подвески над уровнем земли:
- для условий в пределах станции kb =0,8;
- для нулевых условий на перегоне kb =1.0;
- для незащищенных мест (насыпей более 5 м) kb =1,1;
- для защищенных от ветра выемок до 7 м kb =0,75;
0.8 – поправочный коэффициент для несущих тросов.
Результаты расчетов bрТ сводим в таблицу 6.
Таблица 6 - Расчетная толщина стенки гололеда на тросе
Искомая величина | Станция | Перегон | |||||
главный путь | боковой путь | выемка (глубиной до 7 м) | насыпь (высотой 5-10 м) | нулевой участок (и кривая) | |||
bн | |||||||
kb | |||||||
bрТ | |||||||
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подп. |
Дата |
Лист |
ДП 140212. 041. 000. ПЗ |
Таблица 7 - Вертикальные нагрузки от веса гололеда на несущий трос
Искомая величина | Станция | Перегон | |||
главный путь | боковой путь | выемка (глубиной до 7 м) | насыпь (высотой 5-10 м) | нулевой участок (и кривая) | |
bрТ | |||||
d | |||||
gГТ |
Вертикальная нагрузка от гололеда на контактный провод, gГК , Н/м
gГК = 0.0009 · π · bрК · (dср К + bрК),
где bрК = 0.5 · bрТ , мм;
dсрК - средний диаметр контактного провода, мм, определяемый как
где А и Н, соответственно – ширина и высота контактного провода.
Результаты расчетов сводим в таблицу 8.
Таблица 8 - Вертикальные нагрузки от веса гололеда на контактный провод
Искомая величина | Станция | Перегон | ||||
главный путь | боковой путь | выемка (глубиной до 7 м) | насыпь (высотой 5-10 м) | нулевой участок (и кривая) | ||
bрК | ||||||
dср к | ||||||
gГК | ||||||
Полная вертикальная нагрузка, gГ , даН/м, от веса гололеда на проводах контактной подвески
gГ = gТГТ + n · (gГК + gГс),
где n – число контактных проводов в подвеске;
gГс - равномерно распределенный вес гололеда на струнах и зажимах, в зависимости от bн (в нашем случае gГс = 2 Н/м).
Результаты расчетов сводим в таблицу 9.
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подп. |
Дата |
Лист |
ДП 140212. 041. 000. ПЗ |
Искомая величина | Станция | Перегон | |||
главный путь | боковой путь | выемка (глубиной до 7 м) | насыпь (высотой 5-10 м) | нулевой участок (и кривая) | |
gГТ | |||||
n | |||||
gГК | |||||
gГс | |||||
gГ |
Результирующая вертикальная нагрузка, gТГ, Н/м, от веса контактной подвески вместе с гололедом
gТГ = g0 + gГ.
Результаты расчетов сводим в таблицу 10.
Таблица 10 – Результирующие вертикальные нагрузки на контактную подвеску
Искомая величина | Станция | Перегон | |||
главный путь | боковой путь | выемка (глубиной до 7 м) | насыпь (высотой 5-10 м) | нулевой участок (и кривая) | |
gГ | |||||
g0 | |||||
gТГ |
1.4.2.4 Режим гололеда в сочетании с максимальным ветром
Горизонтальная ветровая нагрузка, рТГ, даН/м на несущий трос, покрытый гололедом в сочетании с максимальным ветром, определяется по формуле
рТГ = αн · Сх · К²v · qГ0 ·(dТ +2·bрТ
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подп. |
Дата |
Лист |
ДП 140212. 041. 000. ПЗ |
где αн - коэффициент, учитывающий неравномерность давления ветра вдоль пролета, принимаемый для давления ветра от 400 до 650 Па равным 0,8;
Сх - аэродинамический коэффициент лобового сопротивления ветру. Для несущих тросов контактной подвески с учетом зажимов и струн Сх = 1.25;
Кv - ветровой коэффициент, учитывающий шероховатость поверхно-сти (z0) и высоту расположения подвески;
qГ0 - нормативное значение ветрового давления, кг/см², для заданного _____-го гололедного района равна _____, остальные значения - те же.
Результаты расчетов сводим в таблицу 11.
Таблица 11 - Горизонтальные ветровые нагрузки на несущий трос, покрытый
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подп. |
Дата |
Лист |
ДП 140212. 041. 000. ПЗ |
Искомая величина | Станция | Перегон | |||||
главный путь | боковой путь | выемка (глубиной до 7 м) | насыпь (высотой 5-10 м) | нулевой участок (и кривая) | |||
Кv | |||||||
qГ0 | |||||||
dТ | |||||||
bрТ | |||||||
рТГ (Vмакс) (Vмакс) | |||||||
Суммарная нагрузка на несущий трос, покрытый гололедом, в сочетании с максимальным ветром, qТГ, даН/м, определяются по формуле
Результаты расчетов сводим в таблицу 12.
Таблица 12 – Суммарные нагрузки на несущий трос, покрытый гололедом в
сочетании с максимальным ветром
Искомая величина | Станция | Перегон | ||||
главный путь | боковой путь | выемка (глубиной до 7 м) | насыпь (высотой 5-10 м) | нулевой участок (и кривая) | ||
gТГ | ||||||
рТГ (Vмакс) (Vмакс) | ||||||
qТГ | ||||||
Горизонтальная нагрузка на контактный провод, покрытый гололедом в сочетании с максимальным ветром
рКГ = αн · Сх · К²v · qГ0 ·(Н+2·bрК) ·10 ³,
где
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подп. |
Дата |
Лист |
ДП 140212. 041. 000. ПЗ |
Сх - аэродинамический коэффициент лобового сопротивления ветру. Для несущих тросов контактной подвески с учетом зажимов и струн Сх = 1.25;
Кv - ветровой коэффициент, учитывающий шероховатость поверхно-сти (z0) и высоту расположения подвески;
qГ0 - нормативное значение ветрового давления, кг/см², для заданного __-го гололедного района равна _____, остальные значения - те же.
Н - высота контактного провода;
bрК - расчетная толщина стенки гололеда на контактном проводе.
Результаты расчетов сводим в таблицу 13.
Таблица 13 – Горизонтальные нагрузки на контактный провод, покрытый
гололедом, в сочетании с максимальным ветром
Искомая величина | Станция | Перегон | |||
главный путь | боковой путь | выемка (глубиной до 7 м) | насыпь (высотой 5-10 м) | нулевой участок (и кривая) | |
Сх | |||||
Кv | |||||
qГ0 | |||||
Н | |||||
bрК | |||||
рКГ |
Полученные результаты расчетов всех нагрузок сводим в таблицу 14.
Таблица 14 - Нагрузки, действующие на контактную подвеску
Искомая величина | Станция | Перегон | |||
главный путь | боковой путь | выемка (глубиной до 7 м) | насыпь (высотой 5-10 м) | нулевой участок (и кривая) | |
g0 | |||||
рТ(Vмакс) | |||||
qТ(Vмакс) | |||||
pК(Vмакс) | |||||
gГ | |||||
gТГ | |||||
рТГ | |||||
qТГ | |||||
рКГ |
1.4.3 Расчет длин пролетов проводим отдельно для главных и боковых путей станции, а также для всех участков перегона:
- участки с минимальным ветровым воздействием – выемка;
- участки с нормальным ветровым воздействием – прямая и кривые;
- участки с максимальным ветровым воздействием – насыпь.
1.4.3.1 Длина пролета, Lмакс, м, без учета удельной эквивалентной нагрузки определяется по формуле
- на прямых участках пути
- на кривых участках
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подп. |
Дата |
Лист |
ДП 140212. 041. 000. ПЗ |
где К – номинальное натяжение контактного провода;
рК - ветровая нагрузка на контактный провод в расчетном режиме (в нашем слу
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подп. |
Дата |
Лист |
ДП 140212. 041. 000. ПЗ |
γк - упругий прогиб опоры на уровне подвеса контактного провода в зависимости от скорости ветра (в нашем варианте γк = 0.01 м);
а- зигзаг контактного провода - на прямой а =0.3 м, на кривых а =0.4 м;
R - радиус кривой.
Результаты расчетов сводим в таблицу 15.
Таблица 15 - Длина пролета без учета удельной эквивалентной нагрузки
Искомая величина | Станция | Перегон | ||||||
главный путь | боковой путь | выемка (глубиной до 7 м) | насыпь (высотой 5-10 м) | нулевой участок и кривые | ||||
прямая | R1=___ м | R2=___ м | R3=___ м | |||||
К | ||||||||
рК(Vмах) | ||||||||
bк доп | ||||||||
γк | ||||||||
a | ||||||||
Lмакс |
Средняя длина струны, Sср, м, определяется по формуле
где h-конструктивная высота контактной подвески (принимаем =2 м);
g0 – вес контактной подвески;
То – натяжение несущего троса при беспровесном положении контактного провода, даН;
Lмакс - расчетная длина пролета без учета удельной эквивалентной нагрузки, м.
Результаты расчетов сводим в таблицу 16.
Таблица 16 – Средняя длина струны
Искомая величина | Станция | Перегон | ||||||
главный путь | боковой путь | выемка (глубиной до 7 м) | насыпь (высотой 5-10 м) | нулевой участок и кривые | ||||
прямая | R1=700 м | R2=1400 м | R3=2000 м | |||||
h | ||||||||
g0 | ||||||||
Lмакс | ||||||||
To | ||||||||
Sср |
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подп. |
Дата |
Лист |
ДП 140212. 041. 000. ПЗ |
1.4.3.2 Удельная эквивалентная нагрузка, рэ, даН/м, учитывающая взаимодействие несущего троса и контактного провода при ветровых отклонениях, определяется по формуле
где рк – ветровая нагрузка на контактный провод в расчетном режиме;
рт - ветровая нагрузка на несущий трос в расчетном режиме;
Тмак - максимальное натяжение несущего троса в расчетном режиме;
Кмак - натяжение контактного провода в расчетном режиме;
hи - длина подвесной гирлянды изоляторов (при неизолированных
консолях на переменном токе с четырьмя изоляторами hи = 0.96 м);
qТ – результирующая нагрузка на несущий трос в расчетном режиме;
γт – упругий прогиб опоры на уровне несущего троса, (при скорости
ветра до 29 м/сек γт = 0.015);
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подп. |
Дата |
Лист |
ДП 140212. 041. 000. ПЗ |
gК - нагрузка от веса контактного провода.
Результаты расчетов сводим в таблицу 17.
Таблица 17 – Удельная эквивалентная нагрузка
Искомая величина | Станция | Перегон | ||||||
главный путь | боковой путь | выемка (глубиной до 7 м) | насыпь(высотой 5-10 м) | нулевой участок и кривые | ||||
прямая | R1=__ м | R2=___ м | R3=___ м | |||||
рК(Vмакс) | ||||||||
рТ(Vмакс) | ||||||||
Тмакс | ||||||||
Кмакс | ||||||||
Lмакс | ||||||||
qТ(Vмакс) | ||||||||
γт | ||||||||
γк | ||||||||
Sср | ||||||||
gк | ||||||||
рэ | 0.02 | -0.016 | -0.083 | -0.18 | -0.16 | -0.15 | -0.15 | -0.15 |
1.4.3.3 Длина пролета Lмакс*, м, с учетом удельной эквивалентной нагрузки
- на прямых участках пути
;
- на кривых
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подп. |
Дата |
Лист |
ДП 140212. 041. 000. ПЗ |
Таблица 18 – Длина пролета с учетом удельной эквивалентной нагрузки
Искомая величина | Станция | Перегон | ||||||
главный путь | боковой путь | выемка (глубиной до 7 м) | насыпь(высотой 5-10 м) | нулевой участок и кривые | ||||
прямая | R1=700 м | R2=1400 м | R3=2000 м | |||||
рК(Vмах) | ||||||||
bк доп | ||||||||
a | ||||||||
рэ | ||||||||
Lмакс* | 78.3 | 79.6 | 74.3 | 58.2 | 71.9 | 44.7 | 57.4 | 68.4 |
1.4.3.4 Полученные данные длин пролетов сводим в таблицу 19.
Таблица 19 - Длины пролетов
Искомая величина | Станция | Перегон | ||||||
главный путь | боковой путь | выемка (глубиной до 7 м) | насыпь(высотой 5-10 м) | нулевой участок и кривые | ||||
прямая | R1=700 м | R2=1400 м | R3=2000 м | |||||
Lмакс | 45.3 | 62.7 | 77.5 | |||||
Lмакс * | 44.7 | 57.4 | 68.4 | |||||
Lдоп по ПУТЭКС | ||||||||
Lпринят |