Расчет максимально допустимой длины пролета контактной подвески.
Нормальное взаимодействие токоприёмников с контактными подвесками при ветре может быть нарушено вследствие больших горизонтальных отклонений контактного провода от оси токоприёмника, длительных устойчивых вертикальных колебаний проводов цепных подвесок в пролётах. При сильном ветре может произойти обрыв или вследствие касания заземлённых конструкций пережог проводов.
Чтобы обеспечить ветроустойчивость контактной подвески, необходимо правильно выбрать длины пролётов. От длины пролётов зависит и стоимость сооружения и эксплуатации контактной сети. Поэтому при проектировании контактной сети длины её пролётов устанавливают всегда по возможности большими, но с учётом ограничений, вызываемых условиями обеспечения надёжной работы.
Основными ограничениями являются: допустимое отклонение контактного провода от оси токоприёмника в пролёте под действием максимального ветра или ветра при гололёде на проводах.
Расчёт длин пролётов выполняется для главных и боковых путей станции и перегона, для контактной подвески, расположенной на насыпи и в выемке, а также для подвески на кривом участке пути.
1 Выбор расчетного режима.
Чтобы выбрать расчётный режим сравним горизонтальные ветровые нагрузки в двух режимах: в режиме максимального ветра и в режиме гололёда с ветром. По наибольшей нагрузке выберем расчётный режим. Если расчётным режимом будет режим максимального ветра, это значит, что наибольшие нагрузки контактная подвеска воспринимает именно в этом режиме. Если расчётный режим – режим гололёда с ветром, то и длину пролёта мы будем рассчитывать с учётом нагрузок, возникающих в режиме гололёда с ветром.
Сравниваем величины ветровых нагрузок, действующих на цепную контактную подвеску в режиме максимального ветра и в режиме гололёда с ветром и выбираем по наибольшей нагрузке расчётный режим (ркv; ркг). Для этого выбираем из таблицы 1 «Расчёт нагрузок, действующих на провода контактной сети» вышеперечисленные данные.
Из таблицы 1 выписываем необходимые данные для расчётов, соответствующие выбранному расчетному режиму: вертикальную нагрузку от веса контактного провода, веса проводов контактной подвески, ветровые нагрузки, действующие соответственно, на несущий трос и контактный провод, суммарную нагрузку на несущий трос.
2. Расчёт максимально-допустимой длины пролёта без учёта эквивалентной нагрузки:
Эквивалентная нагрузка – это такая нагрузка, которая вызывает такое же горизонтальное отклонение контактного провода, как и нагрузки, возникающие в контактном проводе от реакции в струне при взаимном ветровом отклонении контактного провода и несущего троса.
Допустим, что эта нагрузка равна нулю, тогда производим расчёт максимально-допустимой длины пролёта по формуле:
м (12)
| г | где К - | номинальное натяжение контактного провода; Н ( приложение 5, т 5.2) |
| bк.доп - | допустимое горизонтальное отклонение контактного провода от оси токоприёмника, м. bк. доп. = 0,5 м. [ 7, с 23] | |
| а - | зигзаг контактного провода, м[ 7, с 23] | |
 - | прогиб опоры под действием ветра на уровне подвеса контактного провода. (приложение 5,т.5.8) |
3 Расчёт средней длины струны.
 | (13) |
| ггде | h - | конструктивная высота цепной подвески по заданию; м. |
| То – Тmax- | натяжение несущего троса, соответствующее беспровесному положению контактного провода, Н То = 0,8 · Тmах – для биметаллических несущих тросов;Н То = 0,75 · Тmах – для медных несущих тросов;Н максимальное допустимое значение натяжения несущего троса, (приложение 5, т 5.2 ) |
4 Расчёт эквивалентной нагрузки:
pэ =  , Н/м | (14) |
| ггде | hu - | длина подвесной гирлянды изоляторов несущего троса ; |
 - | допустимый прогиб опоры под действием ветра на уровне подвеса несущего троса ( приложение 5,т.5.8). | |
| Т- Т =Тном- Т =Тmax- | натяжение несущего троса, Н для компенсированных цепных контактных подвесок. для полукомпенсированных цепных контактных подвесок. |
Длину подвесной гирлянды изоляторов несущего троса принимают равной 0,16 м (длина серьги и седла) при изолированных консолях; 0,56 м - при двух подвесных изоляторах в гирлянде; 0,73 м – при трёх подвесных изоляторах в гирлянде; 0,9 м – при четырёх подвесных изоляторах в гирлянде.
5 Расчёт максимально-допустимой длины пролёта с учётом эквивалентной нагрузки:
 | (15) |
| l’max < lmax |
Сравниваем полученные величины длин пролётов между собой, они должны отличаться не более, чем на 5%. Для трассировки окончательно выбираем длину пролёта с учётом эквивалентной нагрузки.
6 Расчёты длин пролётов для боковых путей станций, насыпи и выемки производятся аналогично (по формулам 12-15). Результаты расчётов сведены в таблицу 2 «Результаты расчётов длин пролётов".
Для кривых участков пути расчет длины пролета производится в той же последовательности,, изменится сама формула для расчета длины пролета:
 | (16) |
где R- радиус кривой, м.
Таблица 2Результаты расчётов длин пролётов.
 | Scp | Pэ |  | Принятая длина пролёта | |
| м | м | Н/м | м | м | |
| Гл. пути | |||||
| Вт. пути | |||||
| Насыпь | |||||
| Кривая R=…м |
Согласно Правилам устройства и технической эксплуатации контактной сети и воздушных линий итоговые значения длин пролётов по условиям обеспечения качественного токосъёма не должны превышать значений, указанных в таблице 3.
Таблица 3 Максимальная длина пролёта
| Место расположения подвески | Максимальная длина пролёта |
| На прямых участках пути | |
| Места сплошной застройки, лесные массивы, выемки глубиной более 7м при скорости движения, км/ч : | |
| до 160 | |
| от 161 до 200 | |
| Места не защищённые от ветра: | |
| равнины, выемки до 7м, насыпи, высотой 5м в открытой местности и до 10м в лесных массивах; | |
| насыпи высотой от 5 до 10м в открытой местности и от 10 до 25м в лесных массивах, поймы рек, овраги; | |
| насыпи, эстакады и мосты высотой более 25м в лесных массивах | |
| На кривых участках пути | |
| Места, не защищённые от ветра, при радиусе кривой, м: | |
| более 1500 | |
| 1200-1500 | |
| 1000-1200 | |
| 800-1000 | |
| 500-800 | |
| от 300 до 800 | |
| менее 300 |