Общие параметры и схемы контактной подвески на станции

 

В качестве основы для проектирования КС на станции приняты следующие типовые проекты:

- для постоянного тока «Контактная сеть КС-160 на станциях с жесткими поперечинами» КС-160.12 и дополнение к нему «Контактная сеть КС-160 на станциях с жесткими поперечинами» КС-160.12-09.Постоянный ток. Альбом 2 разработан в дополнение.

- для переменного тока «Контактная сеть КС-160 на станциях с жесткими поперечинами» КС-160.11. Переменный ток.

Расчетные условия следующие:

–климатические условия до IV гололедного и до III ветрового районов включительно;

– минимальный радиус кривых 500 м;

– максимальные длины пролетов 70 м;

– температурный интервал работы контактной подвески 100 °С.

В качестве типовых следует использовать ригели жестких поперечин по проектам ОАО «ЦНИИС» 5254 «Унифицированные конструкции жестких поперечин балочного типа» (2006 г.) и 8001 «Жесткие поперечины с оттяжками больших пролетов» (2007 г.).

Подбор ригелей следует производить с учетом дополнительных моментов от консольных и фиксаторных стоек. Установка промежуточных консольных стоек производится на ригели, несущей способностью не ниже 130 кН·м, переходных – не ниже 180 кН·м.

На ригелях с освещением, обслуживаемым с настила, должны применяться консольные и фиксаторные стойки с индексом «С» в номере чертежа с соответствующими узлами крепления.

Типоразмеры консолей, фиксаторов при фиксации контактной подвески с опор определяются при рабочем проектировании в зависимости от габарита опор по таблицами применения. рассмотрено два варианта размещения усиливающего провода на ригелях без освещения или с освещением, обслуживаемым с пути: под ригелем на подвесе на уголке и над ригелем на Г-образной стойке. На ригелях с освещением, обслуживаемым с настила, усиливающий провод необходимо пропускать под ригелем вне пространства, занятого консольными стойками с консолями.

Высоту подвешивания контактного провода на станциях рекомендуется принимать 6250 мм (единой с высотой подвешивания на перегонах), что облегчает проход контактной подвески под искусственными сооружениями на станции и позволяет уменьшить уклоны контактного провода.

Показано два вида крепления ригелей к стойкам: на оголовках или на опорных столиках в зависимости от условий применения и требуемого расстояния между высотой установки ригеля и высотой подвески контактного провода. В дипломном проекте более предпочтительный является вариант установки на опорных столиках.

Исторически сложилось, что при дипломном и курсовом проектировании необходимо выполнение механического расчёта АУ цепной подвески. Из-за этого контактная сети на станции принимается полукомпенсированной, поэтому в данном методическом пособии из проектов КС-160.12 показаны только условия и типовые варианты армировки ригелей и опор полукомпенсированной подвески на станции. Однако, в указанных проектах (особенно в КС-160.12-09) большое внимание уделено применению компенсированной подвески на станции. Студент может по согласованию с преподавателем выбрать этот вариант и самостоятельно взять необходимую информацию из данных проектов. При полукомпенсированной подвеске жесткие поперечины необходимо выполнять фиксаторными стойками. Использования варианта с фиксирующими тросами не рекомендуется. В проектах КС-160.12 предусмотрено применение фиксаторных стоек конструкции УКС и по чертежам ЛЭЗ 40.0257 и ЛЭЗ 40.0258.

При разработке планов контактной сети станций следует руководствоваться следующими основными положениями.

Разбивка положения жестких поперечин в горловинах станций должна производиться с учетом возможности фиксации положения подвесок в соответствии с требованиями по фиксации воздушных стрелок. Возможно применение фиксирующих опор. В дипломном и курсовом проекте рекомендуется все воздушные стрелки по возможности делать фиксированными.

Местоположение средних анкеровок на анкерных участках, образующих воздушную стрелку, должно определяться с учетом допустимых расстояний до места пересечения проводов на воздушной стрелке. При этом длина другой половины анкерного участка не должна превышать максимально допустимой длины по условиям компенсации температурных перемещений проводов.

Расположение сопряжений в пределах станции выбирается с учетом обеспечения примерно одинаковых приращений натяжений проводов подвесок с обеих сторон от средней анкеровки при изменении температуры. При невозможности обеспечить примерно одинаковые приращения натяжения контактного провода с разных сторон от средней анкеровки (в частности, из-за разных расстояний от средней анкеровки до компенсаторов) допускается разность значений приращений не более 900 Н для одного контактного провода. При этом длина пролета со средней анкеровкой должна быть не более 60 м. В этом случае обеспечивается непровисание ветви средней анкеровки с ослабленным натяжением ниже контактного провода.

На анкерных участках, образующих воздушные стрелки на съездах между главными путями, количество контактных проводов должно соответствовать количеству проводов на главных путях.

Температурные перемещения проводов на анкерных участках, образующих воздушные стрелки, должны предусматриваться в одном направлении.

Фиксация ветвей подвесок на сопряжениях анкерных участков и воздушных стрелках должна предусматриваться без взаимного влияния нагрузок от излома контактных проводов. При одностороннем направлении нагрузок фиксация должна производиться на двух консолях или двух фиксирующих тросах. В проекте КС-160.12-09 предполагается возможность фиксации до четырёх подвесок на воздушной стрелки (одна рабочая, другая - отходящая, две анкеруемые). В дипломном и курсовом проектировании рекомендуется использовать данные типовые решения (см. рисунки 8.2-8.9)

Углы отклонения анкеруемых ветвей не должны превышать 6° или 10° и следует стремиться к их уменьшению, для чего длины пролетов с анкеруемыми подвесками должны приниматься максимально допустимыми по ветроустойчивости, а габариты анкерных опор минимально допустимыми.

На рисунке 8.10 показана типовая схема расстановки струн в пролётах для контактной подвески постоянного и переменного тока в случае с разнесёнными струнами и рессорным тросом.

Условия размещения секционных изоляторов в заданном пролете контактной подвески разработаны Трансэлектропроектом и показаны на рисунке 8.11, это позволяет применять при проектировании разрешенные в установленном порядке другие типы секционных изоляторов, чем предусмотренные здесь (по проектам КС-160.12).

 

Рисунок 8.1 – Условная схема армировки жёсткой поперечины с нижним фиксирующим тросом, полукомпенсированная контактная подвеска переменного тока, стойки СС104.6 с оголовками

 

Армировка жёстких поперечин нижним фиксирующим тросом для контактного провода не рекомендуется при выполнении дипломного и курсового проекта, и здесь приведено лишь для общего ознакомления, поскольку ещё широко встречается в эксплуатации.

Рисунок 8.2 – Условная схема армировки жёсткой поперечины с фиксаторными стойками, полукомпенсированная контактная подвеска постоянного тока, стойки МК(Г)А с опорными столиками

 

Армировка жёсткой поперечины с фиксаторными стойками на контактной сети переменного тока будет в целом аналогична приведённой здесь. Кроме того, что вместо кронштейна и проводов ПЭ будет установлен кронштейн и провода ДПР (см. рисунок выше), на главных путях – фиксатор для одиночного КП, отсутствует УП. Кроме треугольных подвесов для УП можно использовать Г-образные надставки на жёсткую поперечину. Для постоянного и переменного тока рекомендуется применять стойки МК(Г)А высотой 12 м с опорными столиками (показаны на этом рисунке).

Рисунок 8.3 – Фиксация контактной подвески на станции на жёстких поперечинах или с опор (переменный ток)

1 – стойка фиксаторная без подкоса (СФ) с подкосом (СФп), 2 – фиксатор сочленённый прямой (ФП(Ж)), 2 – фиксатор сочленённый прямой (ФП(Ж)) и/или фиксатор сочленённый обратный (ФО(Ж)), 3 – поддерживающие струны, 4 – изолятор фиксаторный, 5 – подвес НТ на ригеле, 6 – кронштейн фиксаторный для одного фиксатора (КФ-1), 7-9 – узлы крепления

 

 

 

Рисунок 8.4 – Фиксация контактной подвески на станции на жёстких поперечинах или с опор при сопряжении без секционирования (переменный ток)

1 – стойка фиксаторная переходная с подкосом (СФПп), 2 – фиксатор сочленённый прямой (ФП(Ж)), 3 – фиксатор анкеруемой ветви (ФА(Ж)), 4 – фиксатор сочленённый обратный (ФО(Ж)), 5,6 – узлы крепления, 7,8 – поддерживающие струны, 9 – изолятор фиксаторный, 10 – подвес НТ на ригеле, 11 – кронштейн фиксаторный для двух фиксаторов (КФ-2), 12 – кронштейн фиксаторный для одного фиксатора (КФ-1), 13 – стойка фиксаторная с подкосом (СФп).

 

В приведённых выше рисунках показаны ж/б опоры с оголовками. Вместо них рекомендуется использовать металлические опор МК с опорными столиками. Для контактной сети постоянного тока фиксация на жёстких поперечинах с фиксаторных стоек выполняется, в целом, аналогично. При необходимости используется фиксатор для двойного КП.

 

Рисунок 8.5 – Фиксация воздушных стрелок с консольных опор (постоянный ток, опоры МК, консоли ИТГ)

 

Рисунок 8.6 – Фиксация воздушных стрелок с переходной фиксаторной стойки (переменный ток, ж/б опоры)

Рисунок 8.7 – Фиксация воздушных стрелок с опор жёстких поперечин (постоянный ток, ж/б опоры)

 

а)

б)

Рисунок 8.8 – Схема армировки ригеля с тремя а) и четырьмя б) подвесками на воздушных стрелках при фиксации с фиксаторных стоек (постоянный ток)

б)

а)

Рисунок 8.9 – Схема армировки ригеля с тремя а) и четырьмя б) подвесками на воздушных стрелках при фиксации с фиксаторных стоек и опор жёстких поперечин (постоянный ток)

Рисунок 8.10 – Типовая схема струн для контактной подвески на станции (переменный и постоянный ток)

Рисунок 8.11 – Врезка и условия размещения секционного изолятора в пролёте контактной подвески

Жёсткие поперечины

 

При дипломном и курсовом проектировании в качестве рекомендуется использовать жёсткие поперечины по проекту проекте № 5254 ОАО "ЦНИИС". Они надежны при монтаже и в эксплуатации, имеют более продолжительным сроком службы и унифицированные параметры ригелей. Это достигается повышением антикоррозионной стойкости конструкций ригелей и конструктивными мероприятиями: увеличением сечения элементов решетки с применением более доступных сечений уголков 40x40x4 мм в двухблочных ригелях и 40x40x5 - в трех- и четырехблочных, увеличением количества поперечных диагоналей с установкой их в сечениях ригеля каждой второй панели.

Жесткие поперечины балочного типа по проекту 5254 предназначены для применения на станциях и на перегонах для подвески контактной сети переменного и постоянного тока электрифицированных железных дорог в I-V районах по гололедным, ветровым, снеговым нагрузкам при сейсмичности не более 9 баллов и расчетной температуре воздуха до минус 65°С включительно.

Ригели длиной 30 м и более можно использовать для установки осветительных приборов с обслуживанием как с пути, так и с настила, а также для прокладки коммуникаций при пересечении железных дорог (кабелей, трубопроводов небольшого диаметра и др.). Ригели различаются типами, которые назначают по материалу, несущей способности, длине перекрываемого пролета. Конструкции ригелей жестких поперечин разработаны для расчетных длин перекрываемых пролетов: 16,915 м с поперечным сечением 400x500 мм; 22,515 м- 450x700 мм; 30,260; 34,010; 39,165; 44,165 м - 740x1200 мм. Установка приборов освещения, обслуживаемых с настила, предусмотрена на ригелях длиной 30 м и более с обустройством их перильным ограждением и лестницей для подъема обслуживающего персонала.

Ригели состоят из 2, 3 и 4-х блоков в зависимости от длины L _p перекрываемого пролета: при L _p - 16,915; 22,515 м - ригели 2-х-блочные; L _p – 30,26; 34,01; -3-х-блочные; L _p – 39,165; 44,165 м - 4-х-блочные (рисунки 9.1-9.3). Если требуются ригели меньшей длины, их образуют уменьшением длины крайних блоков исключением крайних (относительно оси ригеля) панелей длиной 0,6; 0,8; 1,25 м - в зависимости от расчетной длины основного ригеля.

Накладки в узлах соединения блоков ригеля заданной несущей способности унифицированы по наибольшему сечению поясов. В ригелях с длиной перекрываемых пролетов 16,915; 22,515 минимальное сечение накладок принято не менее 56x56x5 мм. Конструкции ригелей разработаны из разных марок сталей: из стали С245 тип ригеля РЦ; северного исполнения из сталей С345 - тип ригеля РЦС; из атмосферостойких сталей С345К - тип ригеля РК. В случае применения ригелей с освещением в обозначении его типа впереди добавляется буква О. Несущая способность ригелей назначается по минимальной несущей способности верхнего или нижнего поясов в середине пролета ригеля. В конструкциях ригелей и оголовков используется горячекатаный фасонный прокат: равнополочные уголки, швеллеры, круг, полоса, прокат листовой. Стойки перильного ограждения изготавливают из стали марки, принятой; для ригеля. Заполнение перильного ограждения и настил изготавливают из круглой стали. Стационарные лестницы для подъема на ригели с освещением изготавливают из той же стали, что и ригели.

В маркировке ригелей, блоков и других элементов отражен тип конструкции, основной геометрический параметр и несущая способность.

Приняты следующие типы ригелей:

РЦ - ригели из углеродистой стали С245 с болтовым соединением накладок;

РЦС - ригели из низколегированной стали С345 с болтовым соединением накладок;

РК - ригели из низколегированной атмосферостойкой стали С345К с болтовым соединением накладок;

РКсв- ригели из низколегированной атмосферостойкой стали С345К со сварным соединением накладок.

Ригели с освещением маркируются соответственно: ОРЦ, ОРЦС; ОРК, ОРКсв.

Цифровой код в обозначении марки ригеля означает: первая группа цифр – несущая способность ригеля, выраженная величиной расчетного момента, кН-м; вторая группа цифр - расчетная длина ригеля в метрах. Например, марка ригеля ОРЦС 740-44,2 означает: ригель с освещением, оцинкованный, для «северных условий» несущей способностью 740 кН∙м с расчетной длиной 44,165 м. Марка ригеля РК 600-39,2 означает: ригель из атмосферостойкой стали, несущей способностью 600 кН∙м, с расчетной длиной 39,165 м.

Аналогично выполняется маркировка блоков:

БК и БС - блоки крайний и средний из стали С245;

БКС и БСС - блоки крайний и средний северного исполнения из стали С345;

БКК и БСК - блоки крайний и средний из атмосферостойкой стали С345К с болтовым соединением накладок.

БККсв и БСКсв- блоки крайний и средний из атмосферостойкой стали

С345К со сварным соединением накладок.

В маркировке стыковых накладок отражен способ присоединения их к поясам и материал накладок, например, НЦ - накладка на болтах из стали С245; НЦС - накладка на болтах из стали С345; НК - накладка на болтах из стали С345К; НКсв - накладка на сварке из стали С345К.

Цифровой код в обозначении марки блока ригеля и марки стыковой накладки означает их порядковый номер.

Маркировка наносится на верхних поясах: крайних блоков - вблизи опор; средних блоков - вблизи стыков смежных блоков, так чтобы стыковая накладка не закрывала маркировку. Маркировочные знаки, высотой не менее 10 мм, наносят штампом. Для контроля правильности сборки ригеля и его монтажа на нижнем поясном уголке крайних блоков после оцинковки или окраски наносят знаки несмываемой краской, таким образом, чтобы они различались с земли.

 

а)

б)

Рисунок 9.1 – Двухблочные ригели длиной L _p = 16,915 а); L _p = 22,515 м б) по проекту № 5254

а)

 

б)

Рисунок 9.2 – Трёхблочные ригели длиной L _p = 30,260 а); L _p = 34,010 м б) по проекту № 5254

а)

б)

 

Рисунок 9.3 – Четырёхблочные ригели длиной L _p = 39,165 а); L _p = 44,165 м б) по проекту № 5254

В 2008 году ОАО ЦНИИС был создан проект «Унифицированные конструкции жестких поперечин балочного типа. Рабочая документация. № 5254. Дополнение. Жесткие поперечины повышенной длины». Конструкции ригелей разработаны для расчетных длин перекрываемых пролетов – 55, 57 м и 64,475 м (рисунок 9.4).

Жесткие поперечины, разработанные в настоящем проекте, предназначены для применения при строительстве и реконструкции контактной сети на станциях электрифицированных участков железных дорог переменного и постоянного тока в IIV гололедных, I-V ветровых районах и расчетной температуре воздуха до минус 65 С включительно.

Ригели основной расчетной длиной 55,57 м состоят из 5 блоков: двух крайних длиной 10,9 м, трех средних длиной 11,4 м; ригели длиной 64,475 м состоят из шести блоков: двух крайних длиной 10,9 м; двух промежуточных длиной 10,15 м и двух средних длиной 11,4 м (рисунок 9.5).

Поперечное сечение ригелей принято высотой 1200 и шириной 740 мм. Длина основной панели по длине ригелей (расстояние между узлами) равна 1250 мм, укороченной панели в крайних блоках - 625 мм. Если требуются ригели меньшей длины, их образуют путем исключения панелей длиной 625 или 1250 мм со стороны стыка между крайним и промежуточным блоками.

Соединение блоков ригелей осуществляют с применением уголковых накладок, соединяемых на болтах. Сечение накладок определяется по наибольшему сечению поясов. Типы сталей, горячекатаного профиля, технологические особенностиизготовления в целом схожи с основным проетом 5254.

Несущая способность ригелей определена по минимальной несущей способности верхнего или нижнего поясов в середине пролета ригеля. Конструкция жестких поперечин разработана с применением сдвоенных металлических стоек из горячекатаных швеллеров высотой 13 м (черт. 5254-СМ29) по проекту №6226И «Дополнение. Металлические опоры контактной сети длинной более 12м». Могут быть использованы металлические стойки высотой 13,6м. Для установки стоек и закрепления их в грунте применены типовые трехлучевые фундаменты с заострением в нижней части с анкерным креплением типа ТСП по проекту № 4182И.

Соединение ригелей со стойками осуществляют на консольных столиках (рис. 9.6). Для уменьшения изгибающих моментов в ригелях применены металлические оттяжки из круглой стали, закрепляемые за верх стоек. Для увеличения несущей способности и уменьшения прогибов, шести-блочный ригель пролетом 65 м усилен затяжкой из круглой стали, прикреп-ляемой к нижнему поясу промежуточного и среднего блоков. Конструкции ригелей жестких поперечин по проекту 5254. «Дополнение. Жесткие поперечины повышенной длины» разработаны без освещения, поэтому на ригелях отсутствует настил, перильное ограждение и лестницы для обслуживающего персонала. Всвязи с этим, в 2010 г. ОАО «ЦНИИС» взяв за основу данную конструкцию разработало типовой проект 0204 «Ригель для освещения станции длиной от 45 до 65 м».

Подбор ригелей жестких поперечин повышенной длины осуществляют на легкое и тяжелое сочетание нагрузок при их действии вдоль и поперек пути.

Легкое сочетание нагрузок, контактная подвеска на переменном токе, толщина гололеда 10 мм; длина пролета 70м; скорость ветра при гололеде -13м/с; максимальная скорость ветра - 24 м/с. Для главных путей тип подвески ПБСМ-95+МФ-100. Для станционных путей - ПБСМ-70+МФ-85. Сдвоенных подвесок нет. Жесткие поперечины расположены на прямой. С полевой стороны опор отсутствуют фидерные линии.

Тяжелое сочетание нагрузок: контактная подвеска на постоянном токе, толщина гололеда 20 мм; длина пролета 55м; скорость ветра при гололеде -17м/с; максимальная скорость ветра - 33 м/с. Для главных путей тип подвески М-120+2МФ-100. Для станционных путей - ПБСМ-95+МФ-100. Сдвоенных подвесок нет. Радиус кривой не менее 2000м. С полевой стороны опор подвешены 3 А-185.

Ригель пролетом 55м можно применять для условий легкого и тяжелого загружений, ригель длиной 65 м - только для условий легкого загружения. При «привязке» ригелей для других условий загружения необходимо определить изгибающие моменты в ригеле от действия нагрузок и сравнить с эпюрами моментов, приведенных в проекте.

 

а)

 

б)

Рисунок 9.4 – Ригели повышенной длины L _p = 55,570 а); L _p = 64,475 м б) с армировкой

1 – ригель; 2 – столик опорный; 3 – оттяжка; 4– затяжка; 5 – стойка металическая; 6 – фундамент

а)

 

 

б)

 

Рисунок 9.5 – Блочная конструкция ригелей повышенной длины L _p = 55,570 а); L _p = 64,475 м б)

 

а)

 

 

б)

Рисунок 9.6 – Крепление ригелей повышенной длины к стойкам а) и конструкция опорных столиков б)