Определение максимальной длины пролета между опорами контактной сети

 

Расчет максимальной длины пролетов проводится в три этапа:

- расчет длины пролета без учета влияния несущего троса на отклонение контактного провода (простая подвеска);

- расчет эквивалентной нагрузки, учитывающий влияние несущего троса на ветровое отклонение контактного провода;

- расчет длины пролета с учетом влияния несущего троса на отклонение контактного провода (цепная подвеска).

В качестве расчетного режима принимается режим, который характеризуется наибольшим значением горизонтальной нагрузки на контактный провод Р _к. Это может быть при ветре максимальной интенсивности или при ветре сопутствующем образованию гололеда. В данном случае, расчетный режим – при ветре максимальной интенсивности.

Максимальная длина пролета между опорами контактной сети без учета влияния несущего троса на отклонение контактного провода определяется по формулам, м:

 

- для прямого участка пути

 

, (2.1)

 

- для кривого участка пути

 

, (2.2)

 

где K - номинальное натяжение контактного провода (таблица А.1 [1]), Н;

n - количество контактных проводов;

P_к - горизонтальная нагрузка на контактный провод при расчетном режиме (таблица 1.3), Н/м;

R - радиус кривой (исходные данные), м;

b_кдоп - наиболее допустимое отклонение контактных проводов от оси

токоприемника под действием ветра, м;

g_к - прогиб опоры под действием ветра на уровне крепления контактного провода, м (таблица А.8 [1], таблица 2.3).

Наибольшее допустимое отклонение контактных проводов от оси токоприемника под действием ветра принимается:

- для прямых участков пути b_кдоп = 0,5 м;

- для кривых участков пути b_кдоп = 0,45 м.

Величина зигзага принимается равной а_к = 0,3 м, а величина выноса

а_к = 0,4 м. Полученные длины пролетов округляются до ближайшего целого числа.

Расчет производим для главного и бокового участков пути, а так же для нулевого уровня с радиусом кривой R₁, R₁,R_1.

 

На прямых:

– главный путь:

– боковой путь:

– нулевой уровень:

 

На кривых участках:

- радиус R₁ =1500 м:

 

- радиус R₂ =500 м:

 

- радиус R₃ =1150 м:

Взаимодействие несущего троса и контактного провода в пролете учитывается эквивалентной нагрузкой. Величина эквивалентной нагрузки может иметь как положительное, так и отрицательное значение. Знак минус указывает на то, что несущий трос способствует еще большему отклонению контактного провода от оси пути под действием ветра, знак плюса - на то, что несущий трос препятствует такому отклонению. Величина горизонтальной составляющей линейной горизонтальной нагрузки, передающей с контактного провода через струны на несущий трос, определяется из уравнения, Н/м

 

, (2.3)

 

где Р_к, P_т - горизонтальные нагрузки на контактный провод и несущий трос при расчетном режиме (таблица 1.3), Н/м;

q_т - результирующие нагрузки на трос при расчетном режиме (таблица 1.3), Н/м;

Т - натяжение несущего троса при расчетном режиме (таблица 2.1), Н/м;

l_max1 -длина пролетапростой подвески (посчитана по (2.1));

h_и -длина подвесной гирлянды изоляторов несущего троса таблице А.5, м;

С_ср - средняя длина струны в средней части пролета, м;

g_т - прогиб опоры под воздействием ветра на уровне крепления несущего троса (таблица А.8 [1], таблица 2.3), м.

При расчете эквивалентной нагрузки натяжение несущего троса при ветре максимальной расчетной интенсивности для полукомпенсированной подвески принимается Т = 0,7 Т_мах при медном несущем тросе. Для компенсированных подвесок принимаем Т = Т_ном (таблица А.1 [1]). Значения Т для всех участков пути указаны в таблице 2.2.

Величина С_ср, необходимая для определения эквивалентной нагрузки находится из уравнения:

(2.4)

 

где С_min = 0,8 - минимальная длина струны в пролете, м;

Т_o = 0,85 ^. Т_мах - натяжение несущего троса при беспровесном положении контактного провода.

Значения средней длины струны для каждого пролета указаны в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Значения средней длины струны и натяжение несущего троса

величина	главный путь	боковой путь	нулевой уровень	насыпь	насыпь	насыпь
R1=1500 м	R2=500 м	R3=1150 м
Ccp,м	1,05	0,996	0,93	0,84	0,84	0,82
T, Н/м
Tо, Н/м

Рассчитаем горизонтальную составляющую линейной горизонтальной нагрузки, передающей с контактного провода через струны, на каждом пути.

На прямых участках:

 

- главный путь:

 

- боковой путь:

 

- нулевой уровень:

 

На кривых участках (насыпь):

- радиус

 

- радиус

- радиус

Данные расчета приведены в таблице 2.4.

Длина пролета цепной подвески с учетом влияния несущего троса рассчитывается по формулам, м [1]:

- для прямых участков пути:

, (2.5)

- для кривых участков пути:

, (2.6)

 

Таблица 2.2 – Промежуточные коэффициенты для расчета

коэф-ты	главный путь	боковой путь	нулевой уровень	R1=1500 м	R2=500 м	R3=1150 м
γ Т, м	0,015	0,015	0,015	0,04	0,04	0,04
м	0,01	0,01	0,01	0,03	0,03	0,03
, Н
	0,3	0,3	0,3	0,4	0,4	0,4

 

Максимальная длина пролета при двух контактных проводах не должна быть более 75 м и при одном контактном проводе - более 70 м.

Полученные значения подставляются в выражения (2.5) и (2.6) и определяется максимальная длина пролета l_max2 для цепной контактной подвески с учетом влияния несущего троса.

На прямых:

– главный путь:

– боковой путь:

– нулевой уровень:

На кривых участках:

- радиус R₁ =1500 м:

 

- радиус R₂ =500 м:

- радиус R₃ =1150 м:

Значение длины пролета l_max2 (цепной подвески) сравнивается с величиной l_max1 (простой подвески). Если l_max2 и l_max1 отличаются между собой не более чем на 5 %, то для трассировки принимается максимальная длина пролета равная l_max2. Если же такое отличие превышает 5 %, то тогда значение l_max2 необходимо подставить в выражение (2.3). Далее для величины l_max2 определить коэффициенты k ₂ и k₁ (таблица2.1), и по формулам (2.4) определить максимальную длину пролета l_max3. Указанные действия повторяются до тех пор, пока разность между последовательными длинами пролета цепной подвески станет меньше 5 %. Если же полученное значение максимальной длины пролета цепной контактной подвески l_max2 превышает 70 м (либо 75 м), то тогда для трассировки принимается длина пролета равная 70 м (либо 75 м). В этом случае 5 % - й пересчет не делается.

Полученные результаты расчетов длин пролетов сведены в таблицу 2.4.

 

Таблица 2.4 – Длины пролетов

Участок пути	Эквивалентная нагрузка Рс1, Н/м	Максимальная длина пролета lmax, м
простая подвеска	цепная подвеска	принято для трассировки
lmax1	lmax2
Станция	главный путь	-0,091	94,87	91,28
боковой путь	0,022	67,57	66,07
Перегон	нулевой уровень	-0,14	62,83	64,88
	R1=1500 м	-2,1	45,97	47,16
	R2=500 м	-1,98	50,54	48,84
	R3=1150 м	-2,86	55,17	51,92