 |
Определение расчетных нагрузок, действующих на провода
|
|
|
|
Нагрузки, действующие на провода контактной сети, принимаются равномерно распределенными по длине пролета и называются распределенными линейными /2,3,9/. Такие нагрузки подразделяются на:
- вертикальные (от собственного веса провода и от гололеда на проводах);
- горизонтальные (от воздействия ветра на свободные от гололеда провода и покрытые гололедом);
- результирующие (определяются совместным действием вертикальных и горизонтальных нагрузок).
Перечисленные нагрузки рассчитываются для данных подвесок станции (главных и боковых путей) и перегона (на нулевом уровне и на насыпи).
Вертикальные нагрузки от собственного веса проводов находятся по данным таблицы В.1. Нагрузка от зажимов струн 
принимается равномерно распределенной по длине пролета, и равна для одного контактного провода 1 Н/м. Далее для расчета линейных распределенных нагрузок, согласно /2/, принята размерность Н/м.
Суммарная вертикальная нагрузка от собственного веса проводов определяется выражением, Н/м:
(1)
где 
– нагрузка от силы тяжести троса (таблица В.1), Н/м;
– то же контактного провода (таблица В.1), Н/м;
n – число контактных проводов.
По интенсивности гололедных отложений, т.е. нормативной толщине стенки гололеда 
с плотностью 
г/см3, повторяемостью, согласно ПУЭ, один раз в 25 лет, приведенную к высоте 10 м над поверхностью земли и диаметру провода 10 мм, территория РФ делится на восемь географических районов (один из них особый).
Местные условия образования гололедно-изморозевого отложения учитывают поправочным коэффициентом 
к толщине стенки отложения, а интенсивность гололеда – коэффициентом 
. С целью учета особенностей образования гололеда на проводах контактной подвески необходимо:
|
|
|
- при определении веса гололеда на контактных проводах толщину стенки гололеда принимать равной 50 % толщины стенки, принятой (согласно таблице В.6) для данного района;
- при определении веса гололеда на несущем тросе вводить поправочный коэффициент к весу отложения, равный 0,8.
Значения коэффициентов и 
приведены в приложении В.
Дополнительные нагрузки от гололеда на несущий трос и контактный провод определяются как:
(2)
(3)
где 
– расчетная толщина стенки гололеда, равна 
, мм;
– диаметр троса (таблица В.1), мм;
– условный средний диаметр контактного провода, равный полусумме ширины A и высоты B его сечения (таблица В.1), мм.
Суммарная дополнительная нагрузка от гололеда на провода цепной подвески контактной сети определяется выражением:
(4)
Величину 
, отнесенную к длине пролета, следует определять по выражению:
- при одном контактном проводе:
, (5)
- при двух контактных проводах и шахматном расположении струн:
, (6)
где 
– диаметр струны, мм. При расчетах можно принять = 4 
6 мм /8/;
– плотность гололеда, принимаемая г/см3.
Тогда полная вертикальная нагрузка на один метр длины несущего троса покрытого гололедом, можно определить как:
(7)
Для определения результирующих нагрузок рассматриваются два режима:
- режим ветра максимальной интенсивности;
- режим гололеда с ветром.
В этом случае горизонтальная нагрузка от ветра максимальной интенсивности на несущий трос и контактный провод рассчитывается по формулам:
- для несущего троса
(8)
- для контактного провода
(9)
где 
– аэродинамический коэффициент (таблица В.2);
– высота сечения контактного провода (таблица В.1);
– расчетная скорость ветра, м/с.
Горизонтальная нагрузка от ветра на несущий трос и контактный провод, покрытые гололедом, вычисляется по формулам:
- для несущего троса
(10)
- для контактного провода
|
|
|
(11)
где 
– скорость ветра при гололеде м/с.
В выражениях (8)–(11) значения величин и определяются по следующим формулам:
, 
, (12)
где 
– нормативное значение скорости ветра для соответствующего ветрового района (таблица В.5), м/с;
– нормативное значение скорости ветра при гололеде, для соответствующего гололедного района (таблица В.6), м/с;
– коэффициент изменения ветрового давления в зависимости от характера подстилающей поверхности и высоты насыпи определяется как:
(13)
где 
– высота подвеса провода над поверхностью земли, м;
– параметр шероховатости подстилающей поверхности, м. Определяется по таблице В.4.
В качестве расчетного режима принимается режим, который характеризуется наибольшим значением горизонтальной 
нагрузки на контактный провод 
.
Поскольку направления нагрузок от веса провода 
и действия ветра 
на него при отсутствии гололеда составляют прямой угол (рис. 1, а), то можно найти результирующую нагрузку 
на провод при ветре максимальной интенсивности:
. (14)
Угол между результирующей и вертикальной нагрузками определяется
(15)
При давлении ветра на провод, покрытый гололедом (рис. 1, б), результирующая нагрузка равна:
. (16)
Угол между результирующей и вертикальной нагрузками при гололеде с ветром равен:
(17)
Если добавочные нагрузки (гололед с ветром и ветер максимальной интенсивности) отсутствуют, то на провод действует только нагрузка от силы тяжести провода, т.е. 
.
Полученные результаты расчетов нагрузок на провода цепных подвесок сводятся в таблицу 1.
Таблица 1
|
|
|
