Общие параметры и схемы контактной подвески на перегоне

В качестве основы для контактной подвески на перегоне приняты типовые проекты КС-160-6.0-10 для постоянного тока и КС-160-5.0-08 для переменного тока. Эти проекты были разработаны ЗАО "УКС" в 2010 и 2008 годах соответственно. В обоих этих проектах контактная сеть выполняется на изолированных горизонтальных консолях ИТГ.

Контактная сеть с изолированными консолями, в отличие от подвески с неизолированными консолями исключает поджатие узла подвешивания несущего троса к консоли и имеет дополнительные преимущества:

– повышенную ветроустойчивость и большую допустимую длину пролетов, определяемые конструкцией узла подвешивания несущего троса;

– лучшие условия безопасности обслуживания, возможность выполнения работ по регулировке без снятия напряжения.

Конструкция консолей ИТГ и фиксаторов, рекомендованных к применению в дипломном и курсовом проекте, обоснована специальными расчетами на прочность проведёнными ЗАО «УКС». Допустимые нагрузки приведены для расчетных условий, принятых в проекте. Соответствие конструкции допустимым нагрузкам подтверждено испытаниями ЦНИИСа. Изолированные консоли из труб являются основным типом поддерживающих конструкций контактной сети зарубежных железных дорог.

Конструкция контактной сети с горизонтальными изолированными консолями позволяет обеспечить поддержание в процессе эксплуатации постоянство конструктивной высоты подвески на прямых и в кривых участках пути, сохранение расчетных показателей эластичности подвески на весь период эксплуатации с учетом допустимого износа проводов и возможность применения токоведущих струн расчетной длины (мерных струн) при перспективном повышении скоростей движения поездов.

В качестве типовой конструкции подопорного узла на постоянном и переменном токе выбрана конструкция с рессорным тросом марки М-35 или Бр-35, натяжением 3000 Н. Расчетное натяжение рессорный трос должен иметь в нагруженном состоянии (контактный провод находится в проектном положении, подрессорные струны нагружены и расположены вертикально).

Рессорный трос не устанавливается в следующих случаях:

− при средней длине смежных пролетов менее 40 м;

− в опорных узлах нерабочих подвесок на сопряжениях;

− в опорном узле рабочей подвески на опоре ”Б” изолирующих сопряжений;

– в кривых радиусом мене 600 м а также на всех участках где скорость движения не более 70 км/ч (тех. указание ОАО «РЖД» ЦЭт-2/5 от 30.01.2012).

Высота контактных проводов над уровнем головок рельсов рекомендуется принимать в обоих случаях 6250 мм. В качестве струн применяются звеньевые струны из сталемедной проволоки 4БСМ1, полимерные струны, или токоведущие струны расчетной длины из троса BzII-16. На постоянном токе не рекомендуется использовать шахматную расстановку струн. Схема расстановки струн в пролётах разной длины для контактной сети постоянного и переменного тока показана на рисунках 2.3 и 2.4.

Зигзаг контактных проводов на прямых принят ± 300 мм при средней температуре. Допустимые отклонения зигзага ± 30 мм. Наиболее корректно на кривых участках пути зигзаг контактного провода выбирать по таблице оптимальных зигзагов (пункт 2.6 [2]). Однако, допустимо с разрешения преподавателя зигзаг на кривых выбирать не зависимо от радиуса равным 400 мм.

Конструкция фиксаторного узла при расчетных значениях ветра, температуры и приведенном значении нажатия двух токоприемников 350 Н на постоянном токе и 250 Н на переменном токе допускает отжатие контактных проводов в зоне фиксатора до 250 мм.

В качестве основных опорных конструкций рекомендуется применять металлические коробчатые двухшвеллерные опоры по проекту КС.МК-08, с установкой на фундаменты ТСАЭ по проекту 4182И ОАО «ЦНИИС». Допускается применение железобетонных опор ССА с фундаментом. В указанных типовых проектах поддерживающие конструкции рассчитаны на прочность, жесткость и устойчивость в соответствии с «Нормами проектирования контактной сети» СТН ЦЭ 141-99 и «Нормами проектирования модернизации (обновления) контактной сети» для следующих условий:

− расчетных климатических условий III ветрового района и III гололедного района;

− расчетного интервала температур 130ºС для постоянного и 110 ºС для переменного тока (минимальная температура -50ºС) ;

− максимальной длины пролета 65 м;

− кривых минимального радиуса 300 м.

При расчёте интервала температур учитывался дополнительный нагрев от солнечной радиации до 10 ºС и нагрев тяговыми токами.

Габариты анкерных опор, как правило, должны приниматься 3,5 м. Габариты промежуточных и переходных опор должны быть не менее 3,1 м, рекомендуется использовать габарит 3,3 м.

На переходных опорах сопряжений анкерных участков контактная подвеска каждой ветви подвешивается и фиксируется на отдельной опоре (см. рисунки 2.5-2.7). Взаимное расположение проводов на переходных опорах сопряжений обеспечивается за счет монтажа ветвей подвески со взаимным смещением. Расстояние между консолями на переходных опорах сопряжений принято 2 м, что обеспечивает минимальное расстояние между консолями (при минимальной температуре): не менее 100 мм на переходных опорах А, Б, неизолирующих сопряжений и 550 мм на этих же опорах при изолирующих сопряжениях.

Допустимые длины пролетов между опорами должны определяться в соответствии с требованиями ПУТЭКС. Разница длин смежных промежуточных пролетов компенсированной подвески не должна превышать 15%, полукомпенсированной –15%.

Длины переходных пролетов при креплении консолей на разнесенных опорах определяются по расстоянию между точками крепления несущих тросов соответствующих подвесок. Длину переходных пролетов неизолирующих сопряжений и пролетов сотходящими на анкеровку подвесками следует максимально приближать к допускаемой длине промежуточных пролетов для расчетных климатических условий и плана пути. Длину переходных пролетов изолирующих сопряжений по сравнению с промежуточными пролетами, рассчитанными для данного места, следует сокращать в соответствии с требованиями ПУТЭКС. Длину пролетов со средними анкеровками необходимо сокращать при компенсированной подвеске на 5%, при полукомпенсированной на 10%.

На неизолирующих сопряжениях возвышение отходящих на анкеровку контактных проводов над рабочими проводами в месте, где анкеруемая ветвь входит в зону полоза токоприемника должно быть не менее 300 мм на прямых и 350 мм на кривых участках пути. Горизонтальное расстояние между внутренними сторонами рабочих контактных проводов в переходных пролетах на изолирующих сопряжениях с нормально включенными продольными разъединителями должно составлять 400 мм для постоянного тока и 500 мм для переменного тока, с нормально отключенными 550 мм для обоих родов тока.

Изолирующие сопряжения в проекте предусмотрены с врезными в контактные провода натяжными полимерными гладкостержневыми или ребристыми изоляторами. Расстояние по вертикали от оси врезных изоляторов до рабочих контактных проводов на переходных опорах должно быть не менее 350 мм. Не рекомендуется располагать сопряжения и особенно изолирующие на кривых участках пути радиусом менее 1200 м.

При курсовом и дипломном проектировании для упрощения работы можно использовать только трёхпролётные сопряжения. В связи с этим в данном методическом пособии четырёхпролётные сопряжения не рассматриваются. Тем не менее, стоит отметить, что ЗАО "УКС" рекомендует использовать четырёхпролётные сопряжения при длинах переходных пролётов мене 59 м.

Сопряжения анкерных участков на двухпутных участках следует располагать таким образом, чтобы переходная опора без пересечения ветвей подвесок (опора Б) была первой по преимущественному направлению движения. Продольные разъединители на изолирующих сопряжениях должны устанавливаться на этой опоре. Угол между анкеруемой ветвью и направлением контактных проводов в переходном пролете не должен превышать 6° (отклонение провода не более 1 м на длине 10 м). При габарите анкерных опор более 3,5 м при проектировании величину угла отклонения следует рассчитывать в зависимости от принятого габарита анкерной опоры, длины пролета с анкеруемой подвеской, радиуса кривой и указывать на планах контактной сети.

Крепление контактных проводов анкеруемой ветви к изолятору у компенсатора должно быть на 500-700 мм выше уровня рабочих контактных проводов. Расстояние по вертикали в месте пересечения несущих тросов в пролете между переходной и анкерной опорами должно быть не менее 50 мм (рис. 2.5-2.7).

На неизолирующих сопряжениях анкерных участков на отходящей на анкеровку ветви нерабочей контактной подвески в зоне прохода полоза токоприемника, устанавливаются двойные струны обычной конструкции или приемные струны специальной конструкции на расстоянии 0,5 м в сторону анкеровки от места, где нерабочая ветвь контактного провода пересекается (в плане) с внутренней стороной головки рельса.

На изолирующих сопряжениях с обеих сторон врезных изоляторов устанавливаются двойные поддерживающие струны или поддерживающие струны специальной конструкции. Отходящие на анкеровку ветви сопряжений подвески должны иметь постепенное возвышение без излома от приемных струн в зоне прохода полоза токоприемника.

Основные параметры компенсированной контактной подвески на перегоне для скорости движения не более 160 км/ч приведены в таблице 2.1 ниже при системе тягового электроснабжения на постоянном и переменном токе. По согласованию с преподавателем студент может изменить некоторые параметры контактной подвески в данной таблице.

Таблица 2.1 – Основные параметры компенсированной контактной подвески на перегоне для скорости движения не более 160 км/ч

Параметр	Постоянный ток	Переменный ток
Марка и натяжение КП	Принято по исходным данным
Марка и натяжение НТ	Принято по исходным данным
Рессорный трос	Марка М-35 или Бр-35, длина 16 м, натяжение 3000 Н
Струны	Звеньевые (4БСМ1) или токопроводящие типа BzII-16
Максимальная длина пролёта	70 м (желательно сократить до 65 м при консолях ИТГ)	70 м

Окончание таблицы 2.1

Зигзаг КП на прямом участке пути	0,3 м
Конструктивная высота подвески	1,8 м
Высота КП от УГР	6,25 м
Максимально допускаемое отжатие КП токоприемником в опорном узле, мм	250 мм
Максимальная неравномерность эластичности подвески в пролёте	Не более 16% (точное значение определяется натяжением КП и НТ, весом подвески, конструкцией подопорного узла и схемой струн)
Максимальная скорость движения ЭПС	160 км/ч
Максимальное допускаемое изменение натяжения КП и НТ в пределах от средней (жесткой) анкеровки подвески до компенсатора	± 10%
Максимальная длина анкерного участка контактной подвески, м	2*800 м (рекомендуемая 2*700)

На рисунке 2.1 обозначен типовой анкерный участок компенсированной контактной подвески для постоянного тока с металлическими опорами. Отличие типового АУ на переменном токе состоит в том, что отсутствует усиливающий провод, вместо линии ПЭ будет линия ДПР (обозначение аналогичное), электросоединители ПС расставляются через пролёт. В остальном планы типовых анкерных участков компенсированной контактной подвески при системе тягового электроснабжения на постоянном и переменном токе будут внешне схожи. Длина промежуточного пролёта l должна быть определена рассчитана студентом в соответствующей главе дипломного или курсового проекта. При этом необходимо учитывать рекомендации данные в альбомах КС-160-6.0-10 и КС-160-5.0-08 (при консолях ИТГ на постоянном токе - l_max = 65 м, на ременном токе - l_max = 70 м).

При применении на станции полукомпенсированной подвески, а на перегоне – компенсированной, стыкование полукомпенсированной и компенсированной подвесок выполняется в первом от станции анкерном участке, в котором одна часть от средней анкеровки в одну сторону станции работает как полукомпенсированная подвеска, а другая часть (от средней анкеровки) в сторону перегона - как компенсированная. Средняя анкеровка выполняется как для компенсированной подвески (рис. 2.2).

Рисунок 2.1 – Типовой анкерный участок компенсированной контактной подвески (постоянный ток,

металлические опоры)

Рисунок 2.2 – Схема стыкования полукомпенсированной (станция слева) и компенсированной (перегон справа) контактных подвесок

в)

б)

а)

Рисунок 2.3 – Схема расстановки струн в промежуточных пролётах компенсированной контактной подвески постоянного тока при длине пролёта L от 57 до 65 м а), от 40 до 56 м б), от 30 до 39 м в)

а)

в)

б)

Рисунок 2.4 – Схема расстановки струн в промежуточных пролётах компенсированной контактной подвески переменного тока при длине пролёта L от 61 до 70 м а), от 60 до 40 м б), менее 40 м в)

б)

а)

Рисунок 2.5 – Схема трёхпролётного сопряжения без секционирования на переменном токе

пролёт с анкеровкой отходящей ветви а), пролёт переходной б)

а)

б)

Рисунок 2.6 – Схема трёхпролётного сопряжения без секционирования на постоянном токе

пролёт с анкеровкой отходящей ветви а), пролёт переходной б)

а)

б)

Рисунок 2.7 – Схема переходного пролёта сопряжения с секционированием на постоянном токе а) и переменном б)