По результатам расчетов строятся стрелы провесов реальных пролетов при дополнительных нагрузках. Все расчёты сводим в таблицу 5.
Таблица 5 - Зависимость стрел провеса от температуры
tx(T’x) | 36,163 | 24,056 | 13,051 | 2,844 | -6,769 | -15,93 | -24,75 |
T’x | 11000 | 12000 | 13000 | 14000 | 15000 | 16000 | 17000 |
FB40(T’x) | 3,974*10-3 | 3,677*10-3 | 3,422*10-3 | 3,202*10-3 | 3,009*10-3 | 2,839*10-3 | 2,688*10-3 |
FB44(T’x) | 4,268*10-3 | 3,959*10-3 | 3,694*10-3 | 3,464*10-3 | 3,262*10-3 | 3,083*10-3 | 2,924*10-3 |
FB65(T’x) | 6,269*10-3 | 5,851*10-3 | 5,49*10-3 | 5,172*10-3 | 4,892*10-3 | 4,642*10-3 | 4,418*10-3 |
FBГ40(T’x) | 0,013 | 0,012 | 0,011 | 0,011 | 9,958*10-3 | 9,39*10-3 | 8,885*10-3 |
FBГ44(T’x) | 0,014 | 0,013 | 0,012 | 0,012 | 0,011 | 0,01 | 9,745*10-3 |
FBГ65(T’x) | 0,02 | 0,019 | 0,018 | 0,017 | 0,016 | 0,015 | 0,014 |
Рисунок 3 - Монтажная кривая
Таким же способом производим расчет для контактного провода.
По результатам расчетов строятся стрелы провесов реальных пролетов для контактного провода при дополнительных нагрузках. Все расчёты сводим в таблицу 10.
Таблица 6 - Зависимость стрел провеса от температуры
tx(T’x) | 36,163 | 24,056 | 13,051 | 2,844 | -6,769 | -15,933 | -24,75 |
T’x | 11000 | 12000 | 13000 | 14000 | 15000 | 16000 | 17000 |
fB40(T’x) | 9,888*10-3 | 7,033*10-3 | 4,428*10-3 | 2,043*10-3 | 1,504*10-4 | 2,174*10-3 | 4,046*10-3 |
fB44(T’x) | 0,014 | 0,01 | 6,377*10-3 | 2,942*10-3 | 2,166*10-4 | -3,13*10-3 | 5,826*10-3 |
fB65(T’x) | 0,05 | 0,036 | 0,022 | 0,01 | 7,615*10-4 | -0,011 | -0,02 |
fBГ40(T’x) | 0,039 | 0,035 | 0,031 | 0,027 | 0,024 | 0,021 | 0,018 |
fBГ44(T’x) | 0,056 | 0,05 | 0,044 | 0,039 | 0,035 | 0,03 | 0,026 |
fBГ65(T’x) | 0,196 | 0,175 | 0,156 | 0,138 | 0,122 | 0,107 | 0,093 |
Рисунок 4 - Монтажная кривая
Стрелы провеса контактного провода и его вертикального перемещения у опор реальных пролетов определяются соответственно по формулам:
fx (i)=Фx (i)*(Fx (i)-F0 (i)), (73)
0hx (i)=(1-ФX (i))*(Fx (i)-F0 (i)), (74)
F0 (i)=(g*Li/8*T0)+b0 (i)*(H0/T0). (75)
где b0 (i) - расстояние от несущего до рессорного троса против опоры при беспровесном положении контактного провода для реального пролета, м;
Н0 – натяжение рессорного троса, принимают Н0=0,1*Т0.
Воспользуемся другой более простой формулой:
fВГ(ТХ,LI)=
, (76)fВ(ТХ,LI)=
, (77) , (78) . (79)По результатам расчетов строятся монтажные кривые для анкерного участка главного пути перегона при разгруженном и нагруженном несущем тросе. Все расчёты сносим в таблицу 7.
Таблица 7 - Зависимость стрел провеса от температуры
tx(T’x) | 36,16 | 24,056 | 13,051 | 2,844 | -6,769 | -15,93 | -24,75 |
T’x | 11000 | 12000 | 13000 | 14000 | 15000 | 16000 | 17000 |
hВ(T’X,40) | 0,063 | 0,043 | 0,026 | 0,012 | 8,337*10-4 | -0,012 | -0,021 |
hВ(T’X,44) | 0,071 | 0,049 | 0,03 | 0,013 | 9,449*10-4 | -0,013 | -0,024 |
hВ(T’X,65) | 0,115 | 0,079 | 0,048 | 0,021 | 1,529*10-3 | -0,022 | -0,039 |
hВГ(T’X,4 | 0,245 | 0,21 | 0,181 | 0,155 | 0,133 | 0,114 | 0,097 |
hВГ(T’X,4 | 0,278 | 0,238 | 0,205 | 0,176 | 0,151 | 0,129 | 0,11 |
hВГ(T’X,6 | 0,45 | 0,386 | 0,331 | 0,285 | 0,244 | 0,209 | 0,178 |
Рисунок 5 – Монтажная кривая
6.Расчет и подбор типовых опор контактной сети
Определяем погонные нагрузки в даН/м на провода контактной подвески во всех расчетных режимах.
Погонные (распределенные) на нагрузки на провода контактной подвески создаются за счет веса проводов и веса гололеда на проводах ( вертикальные нагрузки ) и за счет действия ветра на провода подвески (горизонтальные нагрузки).
Часть погонных нагрузок была определена ранее:
g- нагрузка от собственного веса проводов цепной подвески;
gг - нагрузка от веса гололеда на проводах подвески;
РТUmax - горизонтальная нагрузка на трос от давления ветра, при максимальной его скорости;
Рт.г - нагрузка от давления ветра на несущий трос при гололеде с ветром.
Необходимо дополнительно определить нагрузку от давления ветра на контактные провода.
В режиме максимального ветра:
РКumax = 1,26 даН/м ( из расчета длин пролетов, пункт 3.2).
В режиме гололеда с ветром согласно выражению (23):
Нагрузку на несущий трос в режиме гололеда с ветром определим согласно выражению (22):
Нагрузку на трос в режиме максимального ветра возьмем из пункта 2,
РТUmax = 0,82 даН/м.
Все полученные погонные нагрузки удобно свести в таблицу 8.
Таблица 8 – Погонные нагрузки
Наименование нагрузок | Расчетный режим | ||
Гололед светром | Максимальный ветер | Минимальная температура | |
Нагрузка от веса проводов цепной подвескиgпров | 1,682 | 1,682 | 1,682 |
Нагрузка от веса гололеда на проводах подвески gг | 0,697 | - | - |
Нагрузка от давления ветра на н/т Рт | 0,87 | 0,82 | - |
Нагрузка от давления ветра на к/п РК | 0,78 | 1,26 | - |
Определяем нормативные нагрузки (усилия), действующие на опору.
Расчет нормативных изгибающих моментов в основании опор, по которым осуществляется подбор опор, выполняется по нормативным нагрузкам.
Определение нормативных нагрузок, действующих на опору, производится отдельно для трех расчетных режимов:
-гололеда с ветром;
-максимального ветра;
-минимальной температуры.
Вертикальная нагрузка от веса контактной подвески в даН/м.
Для режима гололеда с ветром:
Gn= ( g + gг )ℓ+ Gиз = ( 1,682 + 0,697 ) ´ 50 + 20 =138,95 даН/м, (80)
где ℓ - длина пролета на расчетной кривой ℓ = 50 м;
Gиз- вес гирлянды изоляторов, Gиз = 20 кг.
Для режимов максимального ветра и минимальной температуры согласно выражению (80):
Gn= 1,682 ´ 50 + 20 = 104,1 даН.
Горизонтальная нагрузка от давления ветра на несущий трос и контактный провод.
Для режима гололеда с ветром:
Рт = Ртг´ℓ , (81)
Рк = Ркг´ℓ.
где Ртг, Ркг --нагрузка от веса гололёда, даН/м;
ℓ - длина пролёта, м.
Cогласно выражению (81):
Рт = 0,87 ´ 50 = 43,5 даН/м;
Рк = 0,78 ´ 50 = 39 даН/м.
Для режима максимального ветра:
РT = РTUmax´ℓ; (82)
РК = РКUmax´ℓ,
где РTUmax ,РКUmax- -нагрузка в режиме максимального ветра,даН/м.
РT = 0,82 ´ 50 = 41 даН;
РК = 1,26 ´ 50 = 63 даН.
В режиме минимальной температуры горизонтальные нагрузки от давления ветра на несущей трос и контактный провод отсутствуют.
Горизонтальная нагрузка от давления ветра на опору.
Для режима гололеда с ветром:
(83)где Сх - аэродинамический коэффициент лобового сопротивления,
Сх = 0,7 для конических опор;
KU- ветровой коэффициент, KU= 1,15;
Son- площадь сечения опоры, Son= 3,46 м2.
Cогласно выражению (83):
Для режима максимального ветра:
(84)В режиме минимальной температуры горизонтальная нагрузка от давления ветра на опору отсутствует.
Горизонтальная нагрузка от изменения направления (излома) несущего троса на кривой.