Определение нормативных нагрузок на провода и тросы контактной сети

 

 

Из всего многообразия сочетаний метеорологических условий, действующих на провода контактной сети, можно выделить три расчетных режима, при которых усилие (натяжение) в несущем тросе (НТ) может оказаться наибольшим, опасным для прочности троса:

· Режим минимальной температуры – сжатие троса

· Режим максимального ветра – растяжение троса

· Режим гололеда – растяжение троса.

Для этих режимов и определяют нагрузки на НТ.

 

Режим минимальной температуры

 

В режиме минимальной температуры НТ испытывает только вертикальную нагрузку – от собственного веса; ветра и гололеда нет; t_х= t_min.

Вертикальная нагрузка от собственного веса 1м проводов в даН/м определяется по формуле:

 

,

(1)

 

где g_т,g_к – нагрузки от собственного веса 1м НТ и КП, даН/м; значения следует взять из [Приложение 3]; g_с – нагрузка от собственного веса струн и зажимов, равномерно распределенная по длине пролета, это значение принимаем равным 0,1 даН/м при одном контактном проводе; n_к – число контактных проводов.

Режим максимального ветра

 

В режиме максимального ветрана НТ действует вертикальная нагрузка от веса проводов контактной подвески и горизонтальная нагрузка от давления ветра на НТ (гололед отсутствует): t_х = t_vmax=-5°С.

Вертикальная нагрузка от собственного веса 1м проводов подвески определена выше по формуле (1).

Горизонтальная ветровая нагрузка на НТ в даН/м определяется по формуле:

 

,

(2)

                                                                                         

где С_х— аэродинамический коэффициент лобового сопротивления несущего троса ветру, может быть найден из [1, 3]; V_н — нормативная скорость ветра наибольшей интенсивности, м/с с повторяемостью 1 раз в 10 лет определяется по [1, 3]; к_в—коэффициент, учитывающий влияние местных условий расположения подвески (высоты расположения проводов над поверхностью окружающей местности и шероховатости этой поверхности, выражаемой параметром шероховатости z_о, на скорость ветра); d — диаметр несущего троса, мм, определяется по [1, 3].

 

Результирующая (суммарная) нагрузка на несущий трос в даН/м в режиме максимального ветра определяется по формуле:

 

.

(3)

                                                                                                  

При определении результирующей нагрузки на несущий трос ветровая нагрузка на контактные провода не учитывается, т. к. она в основном воспринимается фиксаторами.

 

Режим гололеда с ветром

В режиме гололеда с ветром на несущий трос дейст­вуют вертикальные нагрузки от собственного веса проводов контактной подвески, от веса гололеда на проводах подвески и горизонтальная нагрузка от давления ветра на несущий трос, покрытый гололедом, при скорости ветра Vr; t_x= t_r= -5°С.

Вертикальная нагрузка от собственного веса 1 м проводов подвески определена выше по формуле (1).

Вертикальная нагрузка от веса гололеда на несущем тросе в даН/м определяется по формуле:

 

,

(4)

 

где b_т — толщина стенки гололеда на несущем тросе, мм, с повторяемостью 1 раз в 10 лет определяется в соответствии с заданным в исходных данных гололедным районом; d — диаметр несущего троса, мм.

 

Вертикальная нагрузка от веса гололеда на контактном проводе в даН/м определяется по формуле:

 

,

(5)

                                                                                     

где b_к  — толщина стенки гололеда на контактном проводе, мм; d_ср.к — средний диаметр контактного провода, мм.

 

На контактных проводах толщину стенки гололеда при­нимают равной 50% от толщины стенки гололеда на несущем тросе:

 

.

(6)

                                                                                                                      

Средний диаметр контактного провода в мм:

 

,

(7)

                                                                                                                    

где Н и А — соответственно высота и ширина сечения контактного провода, мм.

 

Остальные величины, входящие в формулу (5), те же, что и в формуле (4).

Полная вертикальная нагрузка от веса гололеда на проводах контактной подвески в даН/м равна:

 

,

(8)

                                                                                                    

 

где n_к— число контактных проводов; g_гс — равномерно распределенная по длине пролета вертикальная нагрузка от веса гололеда на струнах и зажимах при одном контактном проводе, даН/м.

 

Горизонтальная ветровая нагрузка на несущий трос, покрытый гололедом в даН/м, при скорости ветра V_н, определяется по формуле:

 

,

(9)

 

где С_х — аэродинамический коэффициент лобового сопротивления несущего троса ветру; к_в — ветровой коэффициент; d — диаметр несущего троса, мм; b_т — толщина стенки гололеда на несущем тросе; V_г — нормативная скорость ветра при гололеде, м/с, которая определяется по формуле:

 

,

(10)

 

где V_н — нормативная скорость ветра наибольшей интенсивности, м/с.

 

Результирующая (суммарная) нагрузка на несущий трос в режиме гололеда с ветром, даН/м, определяется по формуле:

 

.

(11)