Расчет сечения питающих и отсасывающих линий

 

Воздушные питающие и отсасывающие линии выполняют, как правило, алюминиевым проводом А-185 или А-150.

Сечение питающих

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

ДП 140212. 041. 000. ПЗ

и отсасывающих линий выбирается по условиям нагревания.При этом количество проводов для питающих линий, nпит линий, определяется по формуле

 

 

 

где Iдоп – допустимый по нагреву длительный ток для выбранного сечения, А.

Для провода А-150 -Iдоп (А-150) =500 А, для провода А-185 - Iдоп (А-185) = 600 А;

Iэф.макс.ф - наибольший эффективный ток фидера, который при наличии станционного резервного фидера принимается равным Iэф макс, т.е. наибольшему эффективному току контактной подвески вблизи тяговой подстанции, А, рассчитанному в п.1.2.1.

Округляя до целого числа, и, с учетом надежности, принимаем в каждой питающей линии по два провода марки А-150.

Для отсасывающих линийIэф макс пс, А, рассчитывается по формуле

 

 

 

 

 

В отсасывающей линии принимаем 5проводовмарки А-150.

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

ДП 140212. 041. 000. ПЗ

1.4Определение максимальных длин пролетов контактной подвески

1.4.1 Для расчета максимальных длин пролетов вычисляем погонные нагрузки, действующие на провода цепной контактной подвески. Все расчеты выполняем по формулам, предлагаемым [1].

Основные технические данные несущих тросов и контактных проводов, принятых в данном проекте, представлены в таблице 1.

Таблица 1-Основные технические данные проводов и тросов

Марка провода, троса	S, мм²	d, мм, Н, мм	А, мм	gT, gK Н/м	Тmax, Кmax даН	Т0, даН
М-95	94.0	12.6	-	8.34
ПБСМ-70	69.9	11.0	-	6.0
МФ-100		11.8	12.8	8.739		-
МФ-85		10.8	11.7	7.4		-

Примечания:

S, мм² - площадь сечения несущего троса (контактного провода);

d, мм, - диаметр несущего троса;

Н, мм -, высота контактного провода;

А, мм - ширина контактного провода;

gT, Н/м - нагрузка от веса 1 м несущего троса;

gK, Н/м - нагрузка от веса 1 мконтактного провода;

Т_max, Н максимальное натяжение несущего троса;

К_max, Н – максимальное натяжение контактного провода;

Т0, Н - натяжение несущего троса при беспровесном положении контактного провода.

 

1.4.2 Погонные нагрузки определяем для всех расчетных режимов

1.4.2.1 Режим минимальной температуры

В этом режиме результирующая нагрузка на несущий трос, qТ, Н/м,равна вертикальной нагрузке,g0от веса контактной подвески

 

q_т = g₀ = g_т + n (g_к + g_с),

где gT - нагрузка от веса несущего троса;

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

ДП 140212. 041. 000. ПЗ

n - количество контактных проводов в подвеске;

gK - нагрузка от веса контактного провода;

gс - нагрузка от собственного веса струн и зажимов, равномерно распределенная по длине пролета, принимаемая равной 0.5 Н/м.

Полученные результаты сводим в таблицу 2.

Таблица 2 - Нагрузка от веса контактной подвески

Искомая величина	Станция	Перегон
главный путь	боковой путь	выемка (глубиной до 7 м)	насыпь (высотой 5 -10 м)	нулевой участок (и кривая)
gт	8,34	6,0	8,34	8,34	8,34
n
gк	8,739	7,4	8,739	8,739	8,739
gс	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
g0	17,6	13,9	17,6	17,6	17,6

1.4.2.2 Режим максимального ветра

В этом режимерезультирующая нагрузка на несущий трос, qТ(V макс),Н/м, представляет собойравнодействующую вертикальной нагрузки от веса подвески, g0, и горизонтальной ветровой нагрузки,рТ(V макс), которая, в свою очередь, определяется по формуле

 

p_{Т(Vмакс)} = _н С_х K_v² q₀ d 10^-3,

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

ДП 140212. 041. 000. ПЗ

гдеαн- коэффициент, учитывающий неравномерность давления ветра вдоль пролета, принимаемый для давления ветра до 400 Па равным 0,9;

Сх - аэродинамический коэффициент лобового сопротивления ветру.Для несущих тросовконтактной подвески с учетом зажимов и струн Сх = 1.25;

Кv - ветровой коэффициент, учитывающий шероховатость поверхно-сти (z0) ивысоту расположения подвески. Проектируемый участок расположен на участках, защищенных лесозащитными насаждениями, кроме насыпи, которая предшествует мосту через реку, поэтому:

- для защищенных участков в пределах станции (при z0=0.5)Кv=0.73;

- для защищенных участков в нулевых местах (при z0=0.5)Кv=0.73;

- для насыпей высотой более 5 м на открытой поверхности (при z0=0.05)Кv =1,43;

- для выемок до 7 м Кv=0.55;

q0 - нормативное значение ветрового давления, кГ/м² при заданном ветровом районе.

Согласно СНиП-2.01.07 нормативная скорость ветра в заданном 1-м ветровом районе равна 20,6 м/сек, при этом q0 = 262 Па

d - диаметр несущего троса.

Результаты вычислений сводим в таблицу 3.

 

 

Таблица 3 - Горизонтальная ветровая нагрузка на несущий трос

Искомая величина	Станция	Перегон
главный путь	боковой путь	выемка (глубиной до 7 м)	насыпь (высотой 5-10 м)	нулевой участок (и кривая)
Кv	0,73	0,73	0,55	1,43	0,73
q0
d	12,6	11,0	12,6	12,6	12,6
pТ(Vмакс)	2,06	1,7	1,1	7,6	2,06

 

Результирующая нагрузка на несущий трос, qТ(Vмакс),Н/м,

определяется по формуле

 

 

Таблица 4 - Результирующая нагрузка на несущий трос

Искомая величина	Станция	Перегон
главный путь	боковой путь	выемка (глубиной до 7 м)	насыпь (высотой 5-10 м)	нулевой участок Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист ДП 140212. 041. 000. ПЗ   (и кривая)
g0	17,6	13,9	17,6	17,6	17,6
pТ(Vмакс)	2,06	1,7	1,1	7,6	2,06
qТ(Vмакс)	17,72		17,63	19,2	17,72

 

Горизонтальная ветровая нагрузка на контактный провод, pК(Vмакс), Н/м, определяется по формуле

 

,

 

где Н – высота контактного провода, остальные данные – те же.

Результаты расчетов сводим в таблицу 5.

 

Таблица 5 – Горизонтальныеветровыенагрузки на контактный провод

Искомая величина	Станция	Перегон
главный путь	боковой путь	выемка (глубиной до 7 м)	насыпь (высотой 5-10 м)	нулевой участок (и кривая)
Сx	1,25	1,25	1,25	1,25	1,25
Кv	0,73	0,73	0,55	1,43	0,73
q0
H	11,8	10,8	11,8	11,8	11,8
pК(Vмакс)	1,85	1,69	1,05	7,11	1.85

 

1.4.2.3 Режим гололедных нагрузок

В этом режимерезультирующая нагрузка будет складываться из веса самой подвески и нагрузки от веса гололеда на несущий трос и контактные провода.

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

ДП 140212. 041. 000. ПЗ

Вертикальная нагрузка от веса гололеда на несущий трос, gГТ,Н/м, определяется по формуле

 

gГТ= 0.009 · π·bрТ·(d +bрТ) ·0,8,

 

где 0.0009 – плотность(удельный вес) гололеда (900кг/м³);

π=3.14, коэффициент, учитывающий цилиндрическую форму гололеда;

bрТ – расчетная толщина стенки гололеда на тросе, мм, которая определяется по формуле

 

bрТ = bн ·kb,

 

где d - диаметр заданного несущего троса;

bн - нормативная толщина стенки гололеда по заданному району голо-

ледности. Для заданного 2-го района bн=15 мм;

kb - поправочный коэффициент, учитывающий высоту расположения

контактной подвески над уровнем земли:

- для условий в пределах станции kb =0,8;

- для нулевых условий на перегоне kb =1.0;

- для незащищенных мест (насыпей более 5 м) kb =1,1;

- для защищенных от ветра выемок до 7 м kb =0,75;

0.8 – поправочный коэффициент для несущих тросов.

 

Результаты расчетов bрТсводим в таблицу 6.

Таблица 6 - Расчетная толщина стенки гололеда на тросе

Искомая величина	Станция	Перегон
главный путь	боковой путь	выемка (глубиной до 7 м)	насыпь (высотой 5-10 м)	нулевой участок (и кривая)
bн
kb	0,8	0,8	0,75	1,1	1,0
bрТ			11.25	16,5

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

ДП 140212. 041. 000. ПЗ

Результаты расчетов результирующей нагрузки от веса гололеда на несущий трос сводим в таблицу 7.

Таблица 7 - Вертикальные нагрузки от веса гололеда на несущий трос

Искомая величина	Станция	Перегон
главный путь	боковой путь	выемка (глубиной до 7 м)	насыпь (высотой 5-10 м)	нулевой участок (и кривая)
bрТ			11.25	16,5
d	12,6	11,0	12,6	12,6	12,6
gГТ	6,7	6,2	6,1	10,9	9,4

 

 

Вертикальная нагрузка от гололеда на контактный провод, gГК, Н/м

 

gГК= 0.009 ·π·bрК · (dср К +bрК),

 

где bрК = 0.5 ·bрТ, мм;

dсрК - средний диаметр контактного провода, мм, определяемый как

 

 

где А и Н, соответственно – ширина и высота контактного провода.

Результаты расчетов сводим в таблицу 8.

 

Таблица 8- Вертикальные нагрузки от веса гололеда на контактный провод

Искомая величина	Станция	Перегон
главный путь	боковой путь	выемка (глубиной до 7 м)	насыпь (высотой 5-10 м)	нулевой участок (и кривая)
bрК			5,6	8,3	7,5
dср к	12,3	11,25	12,3	12,3	12,3
gГК	3,1	2,9	2,8	4,8	4,1

 

Полная вертикальная нагрузка,gГ, даН/м,от веса гололеда на проводах контактной подвески

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

ДП 140212. 041. 000. ПЗ

gГ= gГТ+ n·(gГК+gГс),

 

гдеn – число контактных проводов в подвеске;

gГс - равномерно распределенный вес гололеда на струнах и зажимах, в зависимости от bн(в нашемслучаеgГс= 2 Н/м).

 

Результаты расчетов сводим в таблицу 9.

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

ДП 140212. 041. 000. ПЗ

Таблица 9 -Полные вертикальные нагрузки от веса гололеда на проводах контактной подвески

Искомая величина	Станция	Перегон
главный путь	боковой путь	выемка (глубиной до 7 м)	насыпь (высотой 5-10 м)	нулевой участок (и кривая)
gГТ	6,7	6,2	6,1	10,9	9,4
n
gГК	3,1	2,9	2,8	4,8	4,1
gГс	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6
gГ	10,4	9,7	9,5	16,3	14,1

 

Результирующая вертикальная нагрузка, gТГ, Н/м, от веса контактной подвески вместе с гололедом

 

gТГ = g0 +gГ.

 

Результаты расчетов сводим в таблицу 10.

Таблица 10 – Результирующие вертикальные нагрузки на контактную подвеску

Искомая величина	Станция	Перегон
главный путь	боковой путь	выемка (глубиной до 7 м)	насыпь (высотой 5-10 м)	нулевой участок (и кривая)
gГ	10,4	9,7	9,5	16,3	14,1
g0	17,6	13,9	17,6	17,6	17,6
gТГ		23,6	27,1	33,9	31,7

 

1.4.2.4 Режим гололеда в сочетании с максимальным ветром

Горизонтальная ветровая нагрузка,рТГ, даН/мна несущий трос, покрытый гололедом в сочетании с максимальным ветром, определяется по формуле

 

рТГ = αн· Сх·К²v·qГ0 ·(dТ +2·bрТ

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

ДП 140212. 041. 000. ПЗ

)·10^-3,

 

где αн - коэффициент, учитывающий неравномерность давления ветра вдоль пролета, принимаемый для давления ветра до 400 Па равным 0,9;

Сх - аэродинамический коэффициент лобового сопротивления ветру. Для несущих тросов контактной подвески с учетом зажимов и струн Сх = 1.25;

Кv - ветровой коэффициент, учитывающий шероховатость поверхно-сти (z0) и высоту расположения подвески;

qГ0 - нормативное значение ветрового давления, ПА для заданного 3-го гололедного района равна 117, остальные значения - те же.

Результаты расчетов сводим в таблицу 11.

 

Таблица 11 - Горизонтальные ветровые нагрузки на несущий трос, покрытый гололедом в сочетании с максимальным ветром

Искомая величина	Станция	Перегон
главный путь	боковой путь	выемка (глубиной до 7 м)	насыпь (высотой 5-10 м)	нулевой участок (и кривая)
Кv	0,73	0,73	0,55	1,43	0,73
qГ0
dТ	12,6	11,7	12,6	12,6	12,6
bрТ			11.25	16,5
рТГ	2,56	2,5	1,4	12,1	2,9

 

Суммарная нагрузка на несущий трос, покрытый гололедом,в сочетании с максимальным ветром, qТГ, даН/м, определяются по формуле

 

 

Результаты расчетов сводим в таблицу 12.

 

Таблица 12 – Суммарные нагрузки на несущий трос, покрытый гололедом в

сочетании с максимальным ветром

Искомая величина	Станция	Перегон
главный путь	боковой путь	выемка (глубиной до 7 м)	насыпь (высотой 5-10 м)	нулевой участок (и кривая)
gТГ		23,6	27,1	33,9	31,7
рТГ (Vмакс) (Vмакс)	2,56	2,5	1,4	12,1	2,9
qТГ	28,1	23,7	27,2	35,9	31,8

 

Горизонтальная нагрузка на контактный провод, покрытый гололедом в сочетании с максимальным ветром

 

рКГ = αн · Сх · К²v· qГ0 ·(Н+2·bрК)· 10^-3

 

где

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

ДП 140212. 041. 000. ПЗ

αн - коэффициент, учитывающий неравномерность давления ветра вдоль пролета, принимаемый для давления ветра до 400 Па равным 0,9;

Сх - аэродинамический коэффициент лобового сопротивления ветру. Для несущих тросов контактной подвески с учетом зажимов и струн Сх = 1.25;

Кv - ветровой коэффициент, учитывающий шероховатость поверхно-сти (z0) и высоту расположения подвески;

qГ0 - нормативное значение ветрового давления, ПА для заданного 3-го гололедного района равна 117, остальные значения - те же.

Н - высота контактного провода;

bрК - расчетная толщина стенки гололеда на контактном проводе.

Результаты расчетов сводим в таблицу 13.

 

 

Таблица 13 – Горизонтальные нагрузки на контактный провод, покрытый

гололедом, в сочетании с максимальным ветром

Искомая величина	Станция	Перегон
главный путь	боковой путь	выемка (глубиной до 7 м)	насыпь (высотой 5-10 м)	нулевой участок (и кривая)
Сх	1,25	1,25	1,25	1,25	1,25
Кv	0,73	0,73	0,55	1,43	0,73
qГ0
Н	11,8	10,8	11,8	11,8	11,8
bрК			5,6	8,3	7,5
рКГ	1,7	1.6	0,9	7,6	1,9

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

ДП 140212. 041. 000. ПЗ

Полученные результаты расчетоввсех нагрузок сводим в таблицу 14.

Таблица 14 - Нагрузки, действующие на контактную подвеску

Искомая величина	Станция	Перегон
главный путь	боковой путь	выемка (глубиной до 7 м)	насыпь (высотой 5-10 м)	нулевой участок (и кривая)
g0	17,6	13,9	17,6	17,6	17,6
рТ(Vмакс)	2,06	1,7	1,1	7,6	2,06
qТ(Vмакс)	17,72		17,63	19,2	17,72
pК(Vмакс)	1,85	1,69	1,05	7,11	1.85
gГ	10,4	9,7	9,5	16,3	14,1
gТГ		23,6	27,1	33,9	31,7
рТГ	2,56	2,5	1,4	12,1	2,9
qТГ	28,1	23,7	27,2	35,9	31,8
рКГ	1,7	1.6	0,9	7,6	1,9

 

1.4.3 Расчет длин пролетов проводим отдельно для главных и боковых путей станции, а также для всех участков перегона:

- участки с минимальным ветровым воздействием – выемка;

- участки с нормальным ветровым воздействием – прямая и кривые;

- участки с максимальным ветровым воздействием – насыпь.

1.4.3.1 Длина пролета, Lмакс,м, без учета удельной эквивалентной нагрузки определяется по формуле

- на прямых участках пути

 

 

-на кривых участках

 

гдеК – номинальное натяжение контактного провода;

рК - ветровая нагрузка на контактный провод в расчетном режиме (в нашем слу

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

ДП 140212. 041. 000. ПЗ

чае –гололеда с ветром, т.е. рК(Vмах));

γк - упругий прогиб опоры на уровне подвеса контактного провода в зависимости от скорости ветра (в нашем вариантеγк= 0.01 м);

а - зигзаг контактного провода - на прямой а=0.3 м, на кривых а =0.4м;

R - радиус кривой.

Результаты расчетов сводим в таблицу 15.

 

Таблица 15 - Длина пролета без учета удельной эквивалентной нагрузки

Искомая величина	Станция	Перегон
главный путь	боковой путь	выемка (глубиной до 7 м)	насыпь (высотой 5-10 м)	нулевой участок и кривые
прямая	R1=550 м	R2=1300м	R3=2400м
К
рК(Vмах)	1,85	1,69	1,05	7,11	1,85	1,85	1,85	1,85
Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист ДП 140212. 041. 000. ПЗ   bк доп	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,45	0,45	0,45
γк	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01
a	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,4	0,4	0,4
Lмакс	44,1	40,3	55,5	21,3	44,1	43,9	52,4	55,6

 

Средняя длина струны, Sср, м, определяется по формуле

 

 

гдеh - конструктивная высота контактной подвески (принимаем =2 м);

g0–вес контактной подвески;

То – натяжение несущего троса при беспровесном положении контактного провода, даН;

Lмакс - расчетная длина пролета без учета удельной эквивалентной нагрузки, м.

Результаты расчетов сводим в таблицу 16.

 

Таблица 16 – Средняя длина струны

Искомая величина	Станция	Перегон
главный путь	боковой путь	выемка (глубиной до 7 м)	насыпь (высотой 5-10 м)	нулевой участок и кривые
прямая	R1=550 м	R2=1300 м	R3=2400 м
h
g0	17,6	13,9	17,6	17,6	17,6	17,6	17,6	17,6
Lмакс	44,1	40,3	55,5	21,3	44,1	43,9	52,4	55,6
To
Sср	-0,13	0,3	-2,3	1,37	-0,13	-0,7	-1,9	-2,3

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

ДП 140212. 041. 000. ПЗ

1.4.3.2 Удельная эквивалентная нагрузка, рэ, даН/м, учитывающая взаимодействие несущего троса и контактного проводапри ветровых отклонениях, определяется по формуле

 

 

гдерк – ветровая нагрузка на контактный провод в расчетном режиме;

рт - ветровая нагрузка на несущий трос в расчетном режиме;

Тмак - максимальное натяжение несущего троса в расчетном режиме;

Кмак - натяжение контактного провода в расчетном режиме;

hи - длина подвесной гирлянды изоляторов (при неизолированных

консолях на переменном токе с четырьмя изоляторами hи = 0.96 м);

qТ – результирующая нагрузка на несущий трос в расчетном режиме;

γт – упругий прогиб опоры на уровне несущего троса, (при скорости

ветра до 29 м/сек γ т = 0.015);

γк - упругий прогиб опоры на уровне контактного провода (при скорости ветра до 29 м/сек γ к = 0.01);

gК - нагрузка от веса контактного провода.

Результаты расчетов сводим в таблицу 17.

Таблица 17 – Удельная эквивалентная нагрузка

Искомая величина	Станция	Перегон
главный путь	боковой путь	выемка (глубиной до 7 м)	насыпь(высотой 5-10 м)	нулевой участок и кривые
прямая	R1=550 м	R2=1300 м	R3=2400 м
рК(Vмакс)	1,85	1,69	1,05	7,11	1,85	1,85	1,85	1,85
рТ(Vмакс)	2,06	1,7	1,1	7,6	2,06	2,06	2,06	2,06
Тмакс
Кмакс
Lмакс	44,1	40,3	55,5	21,3	44,1	43,9	52,4	55,6
qТ(Vмакс)	17,72		17,63	19,2	17,72	17,72	17,72	17,72
γт	0,015	0,015	0,015	0,015	0,015	0,015	0,015	0,015
γк	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01
Sср	-0,13	0,3	-2,3	1,37	-0,13	-0,7	-1,9	-2,3
gк	8.739	7.4	8.739	8.739	8.739	8.739	8.739	8.739
рэ	0,86	0,69	1,17	0,06	0,88	1,14	1,85	2,04

 

1.4.3.3 Длина пролета Lмакс*,м, с учетом удельной эквивалентной нагрузки

-на прямых участках пути

;

 

- на кривых

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

ДП 140212. 041. 000. ПЗ

 

Таблица 18 – Длина пролета с учетом удельной эквивалентной нагрузки

Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист ДП 140212. 041. 000. ПЗ   Искомая величина	Станция	Перегон
главный путь	боковой путь	выемка (глубиной до 7 м)	насыпь(высотой 5-10 м)	нулевой участок и кривые
прямая	R1=550 м	R2=1300 м	R3=2400 м
рК(Vмах)	1,85	1,69	1,05	7,11	1,85	1,85	1,85	1,85
bк доп	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,45	0,45	0,45
a	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,4	0,4	0,4
рэ	0,86	0,69	1,17	0,06	0,88	1,14	1,85	2,04
Lмакс*	59,62	54,7		22,34	60,24	51,54	93,42	174,96

1.4.3.4Полученные данные длин пролетов сводим в таблицу 19.

Таблица 19- Длины пролетов

Искомая величина	Станция	Перегон
главный путь	боковой путь	выемка (глубиной до 7 м)	насыпь(высотой 5-10 м)	нулевой участок и кривые
прямая	R1=550 м	R2=1300 м	R3=2400 м
Lмакс	44,1	40,3	55,5	21,3	44,1	43,9	52,4	55,6
Lмакс *
Lдоп по ПУТЭКС
Lпринят