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 (р_кv; р_кг). 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 2 Результаты 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