Работа: Расчет участка контактной сети станции и перегона
Министерство ПутейСообщения
Иркутский ГосударственныйУниверситет Путей Сообщения
Кафедра: ЭЖТ
КУРСОВОЙ ПРОЕКТВариант-50
Дисциплина: «Контактные сети»
Тема: «Расчет участка контактной сети станции иперегона»
Выполнил:
Студентгр.
Проверил:
СтупицкийВ.П.
г. Иркутск
2009
СОДЕРЖАНИЕ
1. Введение
2. Расчет нагрузок на провода цепнойподвески
3. Расчет длин пролетов
4. Порядок составления плана станции иперегона
5. Список используемой литературы
Технические данные
Характеристика контактной подвески
2-я цифра Несущий трос Контактный провод Род тока
7 ПБСМ-70 2МФ-100 Постоянный /> /> /> /> /> /> Характеристика метеорологических условий 1-я цифра Климатическая зона Ветровой район Гололёдный район 7 IV а V II Пикетаж основных объектов перегона Сигналы, искусственные сооружения и кривые Вторая цифра шифра: 7 Входной сигнал заданной станции 23 км; 8+42 Начало кривой (центр слева) R=600 м 24 км; 2+17 Конец кривой 5+38 Ось каменной трубы с отверстием 1.1 м 5+94 Начало кривой (центр справа) R=850 м 7+37 Конец кривой 25 км; 4+64 Мост через реку с ездой понизу: ось моста 7+27 Длина моста, м 130 Ось жел. бет. трубы с отверстием 3.5 м 8+70 Начало кривой R=1000м (центр слева) 9+90 Конец кривой 26 км; 1+27 Входной сигнал следующей станции 27 км; 3+27 Ось переезда шириной 6 м. 4+94 Первая стрелка следующей станции 5+70
1. Введение
Одним из основных элементов электрифицированнойжелезной дороги является контактная сеть, служащая для передачи электрическойэнергии к подвижному составу через непосредственный контакт с еготокоприёмником.
В эксплуатации контактная сеть в значительноймере определяет надёжность работы электрифицированного участка. Правильноспроектированная, тщательно построенная и заботливо эксплуатируемая контактнаясеть является залогом бесперебойной работы всей электрифицированнойжелезнодорожной линии в целом.
Для этого контактная сеть должна удовлетворятьследующим требованиям:
— обеспечивать качественный токосъём при любыхатмосферных условиях при наибольших возможных в эксплуатации скоростяхдвижения;
— противостоять воздействию метеорологических иэксплуатационных факторов (изменение температуры воздуха, гололёд, ветер,гроза, нагрев проводов тяговым электрическим током и др.), сохраняя при этомдостаточный запас надёжности в работе;
— обеспечивать возможно более длительные срокислужбы, иметь высокую износостойкость и сопротивляемость коррозии, требоватьминимальных расходов на эксплуатационное содержание;
— быть простой по своей конструкции иобеспечивать быстрейшее восстановление при повреждении и возможно меньшеераспространение зоны повреждения;
— иметь минимальную строительную стоимость приобеспечении максимальной экономии дефицитных материалов.
Проектирование контактной сети выполняется всоответствии с Нормами проектирования контактной сети. Одновременно учитываютсятребования, приведённые в документах, регламентирующих эксплуатацию контактнойсети: Правила устройства и технической эксплуатации контактной сетиэлектрифицированных железных дорог, Правил техники безопасности приэксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог и устройствэлектроснабжения автоблокировки, Инструкции по сигнализации, ПТЭ железных дорогРФ, а также прочих ГОСТов.
2. Расчет нагрузок на провода цепной подвески
Определение нагрузок действующих напровода контактной сети.
Для станции и перегона.
Расчет вертикальных нагрузок.
Вес проводов цепной контактной подвескиопределяется:
g/>=gнт+nк(gкп+g/>) даН/м,
где g/> — вес контактного провода, для 2МФ-100 принимается равным0.873 даН/м;
g/>– вес несущего троса, для ПБСМ-70принимается равным 0.586 даН/м;
g/>– вес от струн и зажимовпринимается равным 0.1 даН/м;
nк – число контактных проводов.
g/>=0.586+2*(0.873+0.1)=2,532 даН/м
По заданному району определяем нормативнуюстенку гололеда.
b/>=10 мм
Расчетная стенка гололеда определяетсяпо формуле:
b/>=b/>*k/>*k/>, мм
где: k/>-коэффициент учитывающий диаметр провода, для ПБСМ-70 d/>=11 мм k/>=0,99;
k/> — коэффициент учитывающий высотунасыпи на которой расположена подвеска, на ровном месте, k/>=1.
b/>=/>мм
Стенка гололеда на к/п принимается 50%от стенки гололеда н/т.
b/>=0.5b/>=4.95 мм
Вес гололеда на провода цепной подвескиопределяется:
/>, />
где: d-диаметр к/п и н/т, мм;
/> — плотность гололеда />;
B-толщина стенки гололеда.
/> />
/> />
Определяем горизонтальные нагрузки.
По заданному ветровому району определяемнормативную скорость ветра.
/>
Расчетная скорость ветра определяется поформуле:
/>
где />коэффициент учитывающий высотунасыпи, на которой расположена подвеска, для станций и перегона принимаетсяравной 1,15.
/>
Ветровая нагрузка в режиме max ветра определяется по формуле:
/>
где /> — аэродинамический коэффициент лобового сопротивленияпроводов, для ПБСМ-70 и 2МФ-100 принимается равным 1,25 и 1,55 соответственно.
/>
/>
Ветровая нагрузка в режиме гололеда светром .
Скорость ветра при гололеде принимаетсяравной 60% от расчетной U.
/>
/>
/>, где: /> — аэродинамический коэффициент лобового сопротивленияпроводов, для ПБСМ-70 и 2МФ-100 принимается равным 1,25 и 1,55 соответственно, />соответственно диаметр н/т и к/п
/>
/>
Определяем результирующие нагрузки нан/т для двух режимов.
Режим />
/>
Режим Г+/>
/>
Насыпь h=7м.
Определяем горизонтальные нагрузки.
По заданному ветровому району определяемнормативную скорость ветра.
/>
Расчетная скорость ветра определяется поформуле:
/>
где />коэффициент учитывающий высотунасыпи, на которой расположена подвеска, для станций принимается равной 1,25.
/>
Ветровая нагрузка в режиме max ветра определяется по формуле:
/>
где /> — аэродинамический коэффициент лобового сопротивления проводов,для ПБСМ-70 и 2МФ-100 принимается равным 1,25 и 1,85 соответственно.
/>
/>
Ветровая нагрузка в режиме гололеда светром
Скорость ветра при гололеде принимаетсяравной 60% от расчетной V.
/>
/>
/>
где: /> – аэродинамический коэффициент лобового сопротивленияпроводов, для ПБСМ-70 и 2МФ-100 принимается равным 1,25 и 1,85 соответственно;
/>соответственно диаметр н/т и к/п
/>
/>
Определяем результирующие нагрузки нан/т для двух режимов.
Режим />
/>
Режим Г+/>
/>
3. Расчет длин пролетов
Расчет длин пролетов на путяхстанции и перегона.
Определяем длину пролета с Рэ=0
Lмах=2/>, м.
где: К- натяжение контактного провода, даН/м
Для контактного провода 2МФ-100 К=2000 даН/м
Рк- ветровая нагрузка на контактный провод длярасчетного режима.
bкдоп-максимальный вынос контактного провода в середине пролета, м.
γк- прогиб опоры на уровне крепленияконтактного провода, м
Для расчетного режима γк=0,01 м.
а- величина зигзага, м. а=0,3м
Lмах=2*/>=119м
Определяем Рэ.
Рэ=/>, даН/м
где: Рк- ветровая нагрузка на контактный проводдля расчетного режима, даН/м
Рт- ветровая нагрузка на несущий трос для расчетногорежима, даН/м.
Т- натяжение несущего троса, даН. Для М – 95 Т=1600даН
К- натяжение контактного провода, даН. Для 2 МФ-100К=2000 даН
hи-высота гирлянды изоляторов, м. Для неизолированной консоли hи=0,6
gт-результирующая нагрузка в режиме максимального ветра, даН/м.
γт- прогиб опоры на уровне креплениянесущего троса, м. Для расчетного режима γт=0,015 м.
γк- прогиб опоры на уровне крепленияконтактного провода, м. Для расчетного режима γк=0,01м.
gк-вес контактного провода. Для 2 МФ 100 gк=2*0,89 Н/м.
С- длина струны, м.
Определяем длину струны.
С=h-0,115/>, м
где: h- конструктивная высота подвески, м. По исходным данным h=2 м
gпр-вес проводов, даН/м.
L-длина пролета, м.
То- натяжение несущего троса в беспровесномположении, даН.
С=2 -0,115/>=0,718м
Рэ=/>= -0,116 даН/м
Определяем длину пролета с учетом Рэ.
Lмах=2/>, м.
Lмах=2/>=107м
Расчет длин пролетов на путях перегонапри насыпи 7м.
Определяем длину пролета с Рэ=0
Lмах=2/>, м.
Lмах=2*/>=110м
Определяем Рэ.
Рэ=/>, даН/м
Определяем длину струны.
С=h-0,115/>, м
С=2 -0,115/>=0,718м
Рэ=/>= -0,136 даН/м
Определяем длину пролета с учетом Рэ.
Lмах=2/>, м.
Lмах=2/>=98м
Расчет длин пролетов на кривой радиусом R1=600м
Определяем длину пролета с Рэ=0
Lмах=2/>, м.
а- величина зигзага, м. а=0,4м
Lмах=2*/>=59м
Определяем Рэ.
Рэ=/>, даН/м
С=h-0,115/>, м
С=2-0,115/>=1,508м
Рэ=/>=-0,082даН/м
Определяем длину пролета с учетом Рэ.
Lмах=2/>, м.
Lмах=2/>=59м
Расчет длин пролетов на кривой радиусом R2=850м
Определяем длину пролета с Рэ=0
Lмах=2/>, м.
а- величина зигзага, м. а=0,4м
Lмах=2*/>=69м
Определяем Рэ.
Рэ=/>, даН/м
С=h-0,115/>, м
С=2-0,115/>=1,338м
Рэ=/>=-0,089даН/м
Определяем длину пролета с учетом Рэ.
Lмах=2/>, м.
Lмах=2/>=67м
Расчет длин пролетов на кривой радиусом R3=1000м
Определяем длину пролета с Рэ=0
Lмах=2/>, м.
а- величина зигзага, м. а=0,4м
Lмах=2*/>=73м
Определяем Рэ.
Рэ=/>, даН/м
С=h-0,115/>, м
С=2-0,115/>=1,244м
Рэ=/>=-0,093даН/м
Определяем длину пролета с учетом Рэ.
Lмах=2/>, м.
Lмах=2/>=71м
Расчет длин пролетов на кривой радиусом R2=850 м принасыпи
Определяем длину пролета с Рэ=0
Lмах=2/>, м.
Lмах=2*/>=68м
Определяем Рэ.
Рэ=/>, даН/м
С=h-0,115/>, м
С=2-0,115/>=0.802м
Рэ=/>= — 0,132 даН/м
Определяем длину пролета с учетом Рэ.
Lмах=2/>, м.
Lмах=2/>=66м
Все расчеты сводим в таблицу
Таблица
Место расчета Длина пролета без Рэ Длина пролета с Рэ Окончательная длина пролета 1. прямая станции и перегона 119 107 70 2. прямая перегона на насыпе 110 98 70 3. кривая R1=600м 59 59 59 4. кривая R2=850м 69 67 67 5. кривая R3=1000м 73 71 70 6. кривая R2=850м на насыпе 68 66 66Расчетстанционного анкерного участка полукомпенсированной рессорной подвески.
Определение длины эквивалентногопролета.
/>, м
где: li- длина пролета с номером i, м.
n-числопролетов в анкерном участке.
lау=∑li- длинаанкерного участка, м.
/>=57,8 м
Выбор максимального допустимогонатяжения н/т и номинального натяжения к/п.
/>/м />/м
Выбор режима с максимальным натяжениемнесущего троса.
Будем исходить из сравненияэквивалентного пролета с критическим, длину которого определим по формуле:
/>,
/>
где с – раcстояние от оси опоры до первой простой струны, принимаемравной 10 м. />;
/>конструктивный коэффициент цепнойподвески, определяется по формуле: /> />
где />натяжение несущего троса при беспровесном положение к/п примем равной 75% максимального допустимого
/>максимальное приведенное натяжениеподвески:
/>, даН/м
/>
/> даН/м;
/> и /> — приведенные линейные нагрузки наподвеску соответственно при гололеде с ветром и при минимальной температуре:
/>, /> даН/м;
/> /> даН/м;
где: /> - температурный коэффициент линейного расширения материалан/т;
/>-принимается равным 17*10-6;
/>расчетная температура гололедных образований, принимаетсяравной –5;
/>минимальная температура, равна -40;
/>максимальная температура, равна 40;
/>м
Так как критический пролет оказалсябольше эквивалентного, максимальным натяжение н/т будет при минимальнойтемпературе.
Определяем температуру беспровесногоположения к/п.
/>,
где: />коррекция натяжения к/п в серединепролета. При двойном к/п принимаем t=100. />
Определение натяжения н/т.
/>/>
При расчетах определяем, что />= 1028
Расчет разгруженного н/т.
/>
/> - вес несущего троса
При значении />= 1000
/>
/>=-40
Меняя значения /> получаем следующие данные:
Тpx, даН 1000 900 800 700 600 500 400 300 263 tx, С0 -40 -38.3 -36.3 -33.5 -29.1 -21.9 -8.6 -20.2 40По результатам расчетов строитсямонтажная кривая
/>
Стрелы провеса разгруженного н/т.
При температурах /> в реальных пролетаханкерного участка.
/>,
Для пролета />м. />
Меняя длины пролетов и натяжение тросаполучаем следующие данные:
tx С
Тх, кг L=70м L=60м L=50м Fx Fx Fx -40 1000 0.521 0.383 0.266 -38.3 900 0.578 0.425 0.295 -36.3 800 0.651 0.478 0.332 -33.5 700 0.744 0.546 0.379 -29.1 600 0.868 0.638 0.443 -21.9 500 1.041 0.765 0.531 -8.6 400 1.302 0.956 0.664 20.2 300 1.735 1.275 0.885 40 263 1.98 1.454 1.01По результатам расчетов строитсямонтажная кривая
/>
Натяжение нагруженного н/т бездополнительных нагрузок.
Определение натяжений нагруженного (контактным проводом)несущего троса в зависимости от температуры.
/>
где: gо-вес проводов цепной подвески, даН/м
Подставляя в это уравнениеразличные значения Тх, определим соответствующую им температуру.
При Тх=1600 кг
/>=(-24)
Далее меняя Тх получаем следующие данные
Таблица
Тх, кг 1600 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 767 tx, С -40 -36.7 -32.7 -27.7 -21.4 -13.4 -2,8 11.5 31.6 40По полученным данным строим график
/>
Определяем стрелы провеса длянагруженного несущего троса без дополнительных нагрузок
/> />
/> />
/>
/>, даН/м
/> - приведенная линейная нагрузка на подвеску без нагрузок
/> /> даН/м;
/>
Меняя длины пролета и подставляяразличные Tx получаем следуюшие стрелы провеса длянесущего троса:
tx С Тх, кг L=70м L=60м L=50м Fx Fx Fx -40 1600 1.144 0.831 0.569 -36.7 1500 1.196 0.871 0.598 -32.7 1400 1.254 0.916 0.631 -27.7 1300 1.319 0.966 0.668 -21.4 1200 1.393 1.024 0.711 -13.4 1100 1.478 1.09 0.761 -2,8 1000 1.577 1.168 0.819 11,5 900 1.694 1.26 0.889 31,6 800 1.836 1.373 0.975 -40 762 1.956 1.448 1.094Расчет н/т при режимах с дополнительныминагрузками.
Определение натяжений нагруженного (контактным проводом)несущего троса в зависимости от температуры.
/>
где: t1- минимальная температура, С.
g1-веспроводов цепной подвески, даН/м
l-длина эквивалентного пролета, м
Ет- модуль упругости, кг/мм2
Sт-площадь сечения несущего троса, мм2
Подставляя в это уравнениеразличные значения Тх, определим соответствующую им температуру.
При Тх=1600 кг
/>=(-40)
Далее меняя Тх получаем следующие данные
Тх, кг 1600 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 767 tx, С -40 -36.7 -32.7 -27.7 -21.4 -13.4 -2,8 11.5 31.6 40По этим данным строим график
/>
Определениестрел провеса несущего троса для действительных пролетов, входящих в анкерныйучасток.
/>, м
где: g- вес проводов контактной подвески, даН/м
gт-вес несущего троса, даН/м
К- натяжение несущего троса, даН/м
Т0- натяжение несущего троса при беспровесномположении, даН/м
L-длинапролета, м
e-расстояние от опоры до первой струны, м
Для L=70 м
при Т=1600 кг
/>=1,324 м
Для L=60 м
при Т=1600
/>=0,968м
Для L=50 м
при Т=1600 кг
/>=0,668м
Определение стрел провесаконтактного провода для действительных пролетов входящих в анкерный участок.
/>,м
Для L=70 м
при Т=1600 кг
/>=-0,22 м
Для L=60м
при Т=1600кг
/>=-0,157м
Для L=50 м
при Т=1600 м />=-0,105м
Определяем изменение высоты расположенияконтактного провода у опоры
/>, м
Для L=70 м
при Т=1600 кг
/>=-0,089 м
Для L=60м
при Т=1600 кг
/>=-0,076м
Для L=50 м
при Т=1600 кг
/>=-0,063м
Подсчитанные данные сносим в таблицу
tx С Тх, кг L=70м L=50м L=50м Fx fкх ∆hех Fx fкх ∆hех Fx fкх ∆hех -40 1600 1.324 -0.22 -0.089 0.968 -0.157 -0.076 0.668 -0.105 -0.063 -36.7 1500 1.368 -0.187 -0.079 1.001 -0.133 -0.067 0.692 -0.089 -0.056 -32.7 1400 1.416 -0.151 -0.066 1.037 -0.108 -0.057 0.717 -0.072 -0.047 -27.7 1300 1.467 -0.114 -0.052 1.076 -0.081 -0.045 0.745 -0.054 -0.047 -21.4 1200 1.523 -0.074 -0.036 1.118 -0.053 -0.031 0.776 -0.035 -0.037 -13.4 1100 1.585 -0.032 -0.016 1.165 -0.023 -0.014 0.81 -0.015 -0.025 -2.8 1000 1.653 0.013 0.007 1.217 0.009 0.006 0.848 0.006 -0.012 11.5 900 1.73 0.061 0.035 1.276 0.044 0.03 0.891 0.029 0.025 31.6 800 1.817 0.113 0.071 1.343 0.08 0.061 0.941 0.054 0.051 40 767 1.849 0.131 0.085 1.368 0.093 0.073 0.959 0.062 0.06По табличным данным строиммонтажные кривые для несущего троса
Зависимость стрелы провеса несущего троса оттемпературы:
/>
Зависимость стрелы провеса контактного проводаот температуры: />
Зависимость изменения конструктивной высотыподвески от температуры: />
Расчет опор.
Изгибающие моменты для опор определяем для трехрежимов:
1. Максимальный ветер;
2. Гололед с ветром;
3. Режим минимальных температур.
Направление ветра принимается:
1. К оси пути, изгибающий момент «+»;
2. От оси пути изгибающий момент «-».
Расчетные нагрузки действующие на опору в видеизгибающего момента определяется по всей длине пролета.
Для каждой нагрузки плечо определяем поразмерам поддерживающих устройств.
Расчет промежуточной опоры.
Рт, Рк – нагрузка ветровые для режимамаксимального ветра на перегоне с открытого незащищенного места.
Роп – ветровая нагрузка на опору.
Ртиз, Ркиз – горизонтальная нагрузка отизменения направления несущего троса и контактного провода.
Gп– вертикальная нагрузка от веса цепной подвески.
Gкн– вертикальная нагрузка от веса консоли, принимается в зависимости от типаконсоли.
Максимальный ветер Gкн. = 70 даН;
Гололед с ветром Gкн. = 90 даН;
hоп– высота опоры 9,6 м.
hк,hт– высота подвеса контактного провода и несущего троса.
hк= 5750 мм; hт = 5750+2000= 7750 мм.
Zкн– плечо веса консоли зависит от длины кронштейна и тяги, 3.4 м.
а – зигзаг контактного провода – 0,3 м.
Г – габарит опоры.
dоп– диаметр опоры 0,29 м – верх,
0,44 м – на УГР.
Все расчетные нагрузки сводим в таблицу
Наименование нагрузок Расчетные режимы Гололед с ветром Максимальный ветер Минимальная температура Нагрузки от веса проводов цепной подвески g 2,73 2,73 2,73 Нагрузка от веса гололеда на проводах подвески gг 0,635 - - Нагрузки от давления ветра на несущий трос Рт 0,516 0,985 - Нагрузки от давления ветра на контактный провод Рк 0,493 0,814 -Определение нормативных нагрузокдействующих на опору.
Расчет нормативных изгибающих моментов восновании опор, по которым осуществляется подбор опор, выполняется понормативным нагрузкам.
Определение нормативных нагрузок, действующихна опору, производится отдельно для трех расчетных режимов.
Вертикальная нагрузка от веса проводов в даНпри гололеде с ветром
Gп= (g+gг)*L+Gиз,
Gп= (2.73+0,635)*70+16=244 даН.
Вертикальная нагрузка от веса проводов примаксимальном ветре и минимальной температуре
Gп= g*L+Gиз,
Gп= 2.73*70+16=199 даН.
Где: g – погонная нагрузка от собственного веса проводов подвески(троса контактного провода и струн), даН/м;
gг– погонная нагрузка от веса гололеда на проводах контактной подвески, даН/м;
L –длина пролета на кривой, м;
Gиз – вес гирлянды изоляторов, даН.
Вертикальная нагрузка от веса консоли. Длярежима гололеда с ветром к весу консоли нужно прибавить вес гололеда наконсоли.
Горизонтальная нагрузка от давления ветра нанесущий трос и контактный провод в даН.
Для режима гололеда с ветром
Рт = Ртг*L = 0.516*70 =36.1 даН;
Рк = Ркг*L = 0,493*70 = 34.5 даН;
Длярежима максимального ветраРт = Рт max*L = 0.985*70 =69 даН;
Рк = Рк max*L = 0.814*70 = 57 даН.
В режиме минимальных температургоризонтальная нагрузка от давления ветра на несущий трос и на контактныйпровод отсутствуют.
Горизонтальная нагрузка от давления ветра наопору в даН.
Режим гололеда с ветром
Роп = Сx*(kU*Uгн)2*Sоп/16 =0,7*(1,15*17.25)2*3,46/16 = 60 даН;
Режиммаксимального ветраРоп = Сx*(kU*Uн)2*Sоп/16 = 0,7*(1,15*28.75)2*3,46/16= 165 даН.
Где: Сx – аэродинамическийкоэффициент лобового сопротивления, принимаем равным 0,7 для конических опор;
Uгн, Uг – скорость ветра, м/с;
kU – ветровой коэффициент, 1,15;
Sоп — площадь сечения опоры, м2. Для опор типа С(СО) площадьсечения можно принять равной 3,46 м2.
В режиме минимальной горизонтальнаянагрузка от давления ветра на опору отсутствует.
Натяжение несущего тросакомпенсированной подвески не зависит от ветровых и гололедных нагрузок.
Рtminиз = Ргиз = РUmaxиз = T*(Г+0,5D)/L =1600*(3.1+0.5*0.44)/70 = 76 даН.
Горизонтальная нагрузка от давленияизменения направления (излома) контактного провода на кривой, в даН для всехтрех режимов будет одинакова, т. к. натяжение контактного провода (К)обеспечивается компенсаторами и величина постоянная.
Ркиз = К*(Г+0,5D)/L =2000*(3.1+0.5*0.44)/70= 95 даН.
Прежде чем приступить к расчету изгибающихмоментов Мо, итоги расчетов нормативных нагрузок действующих на опору сносим втаблицу. При этом величины нагрузок округляем до целых чисел.
Расчетные режимы
Нагрузки Gп Gкн Рт Рк Роп Рtminиз РкизГололед
с ветром
244 90 36.1 34.5 60 76 95 Максимальный ветер 199 70 69 57 165 76 95 Минимальная температура 199 70 --- --- --- 76 95 Определениеизгибающих моментов Мо опорыПринятоенаправление ветра к пути, формула Мо приобретает вид:Мо = (Gп*(Г+0,5*dоп)+ Gкн*Zкн +(Рт+Ртиз)*hт+(Рк+Ркиз)*hк+ Роп*hоп/2)*10-2,кНм.Режим гололеда с ветромМо (244*(3,1+0,5*0,44)+90*3.4+(36.1+76)*7,75+(34.5+95)*5,75+60*
*(9,6/2))*10-2 =30.2 кНм;
Режим максимального ветра:
Мо (199*(3,1+0,5*0,44)+70*3.4+(69+76)*7,75+(57+95)*5,75+165*
*(9,6/2))*10-2 =36.9 кНм;
Минимальная температура:
Мо= (199*(3,1+0,22)+70*3.4+76*7,75+95*5,75)*10-2=20.3 кНм.
Выбор типа опор.
Выбор типа опор производим по максимальному изгибающемумоменту Мо max. У выбранной опоры допускаемый нормативный изгибающиймомент Мно в кНм должен быть равен или больше максимального моментаотносительно условного обреза фундамента, полученного расчетом
Мно > Мо max.
Вкачестве консольных промежуточных опор рекомендуется принимать опоры типа С(СО).
Маркировка стойки
Несущая способ-ность стойки (номер) Норматив-ный изги-бающий момент Мно, кНм Длина стойки, м Диаметр стойки Толщина стенки, мм У осно-вания, мм В УОФ, мм У вер-шины, мм СО-136.6 I 44 13,6 492 432 290 604. Порядок составления планастанции и перегона
Порядок составления плана станции.
Подготовка плана станции. Планстанции вычерчиваем в масштабе 1:1000 на листе миллиметровой бумаге.Необходимую длину листа определяем в соответствии с заданной схемой станции, накоторой указаны расстояния всех центров стрелочных переводов, светофоров,тупиков от оси пассажирского здания в метрах. При этом условно принимаем этиотметки в левую сторону с знаком минус, а в правую со знаком плюс.
Вычерчивание плана станции начинаем с разметкитонкими вертикальными линиями через каждые 100 метров условных станционныхпикетов в обе стороны от оси пассажирского здания, принимаемый за нулевойпикет. Пути на плане станции представляем их осями. На стрелках оси путейпересекаются в точке называемой центром стрелочного перевода. Пользуясь даннымина заданной схеме станции наносим параллельными линиями оси путей, при этомрасстояния между ними должны соответствовать в принятом масштабе заданныммеждупутьям.
На плане станции также показываем неэлектрифицированные пути. Указав на специальных выносах пикетные отметкицентров стрелочных переводов, вычерчиваем стрелочные улицы и съезды. Далее наплан станции наносим здания, пешеходный мост, пассажирские платформы, тяговуюподстанцию, входные светофоры, переезды.
Наметка мест, где необходимо фиксацияконтактных проводов.
Разбивку опор на станции начинаем с наметкимест, где необходимо предусматривать устройства для фиксации контактныхпроводов. Такими местами являются все стрелочные переводы, над которыми должныбыть смонтированы воздушные стрелки и все места, где провод должен изменитьсвое направление.
На одиночных воздушных стрелках наилучшеерасположение контактных проводов, образующих стрелку, получается, еслификсирующее устройство установлено на определенном расстоянии С от центрастрелочного перевода. Смещение фиксирующих опор допускается к центрустрелочного перевода на 1 – 2 метра и от центра стрелочного перевода на 3 — 4метра. В вершине кривой фиксирующую опору намечаем по пикету этой вершины, приэтом зигзаг у этой опоры всегда выполняется отрицательным.
Расстановка опор в горловинах станции.
Разбивку опор на станции начинаем с горловины,где сосредоточено наибольшее количество мест фиксации контактных проводов. Изнамеченных мест фиксации производим выбор тех мест, где рационально установитьнесущие опоры. При этом действительные длины пролетов не должны превышатьрасчетных длин и разница в длинах смежных пролетов должна быть не более 25% длиныбольшего из них. Кроме того опоры на двухпутных участках следует располагать водном пикете. Если установка только несущих опор приводит к значительномусокращению пикетов, то следует рассмотреть возможность выполнения частивоздушных стрелок нефиксированными.
Нефиксированные воздушные стрелки могут бытьвыполнены только на боковых путях в том случае, если на опорах, расположенных вблизи (до 20 м.) от стрелочного перевода.
Выбрав размеры пролетов между опорамификсирующими воздушные стрелки главных путей, приступаем к наметке несущих опорна следующих стрелках станции, учитывая требования к длинам пролетовперечисленные выше.
У фиксирующих опор расставляем зигзаги.
Расстановка опор в средней части станции.
При наличии в пределах станцииискусственных сооружении выбираем способ прохода контактной подвески через этисооружения. В соответствии с принятым способом намечаем места установки опор упассажирского здания. После этого на оставшихся частях станции, по возможностиприменяя максимальные допустимые пролеты, намечаем места для опор жесткихпоперечин.
Порядок прохода подвески подискусственными сооружениями на станции.
Искусственные сооружения встречаются наперегонах и станциях электрифицируемой линии, часто не позволяют пропускатьцепную подвеску нормального типа с обычными габаритами.
Способ прохода контактного провода подискусственными сооружениями выбирают в зависимости от напряжения в контактнойсети, высота искусственного сооружения над уровнем верха головки рельса (УГР),длинны его вдоль электрифицированных путей, установленной скорости движенияпоездов.
Размещение контактного провода подискусственными сооружениями при ограниченных габаритах связано с решением двухосновных задач:
1.Обеспечение необходимых воздушных зазоровмежду контактными проводами и заземленными частями искусственных сооружений;
2. Выбор материала, конструкции и способазакрепления поддерживающих устройств.
Сечение контактного провода в пределахискусственного сооружения должно быть равно сечению контактного провода наприлегающих участках, для чего в необходимых случаях монтируются обводы,восполняющие сечение НТ и усиливающих проводов.
Уклоны контактного провода на подходах кискусственному сооружению устанавливают по условиям взаимодействиятокоприемника и контактного провода в зависимости от максимальной скоростидвижения и параметров контактной подвески и токоприемника.
Минимальная величина пространства по вертикали,необходимая для размещения токонесущих элементов контактной сети при проходеподвески в стеснённых условиях существующих искусственных сооружений,составляет 100мм. при подвески без НТ и 250мм. с НТ.
В тех случаях, когда при нормальном напряжениив контактной сети, нельзя по условиям необходимых габаритных расстояний дляэтого напряжения контактную подвеску разместить без реконструкцииискусственного сооружения, в пределах искусственного сооружения монтируют неизолированную контактную подвеску с устройством с обеих сторон нейтральныхвставок. Поезда в этом случае проводят через искусственное сооружение с выключеннымтоком, по инерции.
Во всех случаях, когда расстояние от проводовконтактной подвески до расположенных над ним заземленных частей искусственныхсооружений при наиболее не благоприятных условиях менее 500мм. при постоянномтоке или имеется какая либо возможность поджатия проводов контактной подвески кчастям искусственного сооружения, через отбойник.
нейтральный элемент
/>
650 и менее
НТ
отбойник
КП
изоляторы
УГР
Разбивка анкерных участков.
После расстановки опор по всей длине станциипроизводим разбивку анкерных участков и окончательно выбираем места установкианкерных опор.
При разбивке анкерных участков необходимовыполнять следующие требования и условия:
число анкерных участков должно быть минимальновозможным. При этом длина анкерного участка не должна превышать 1600 метров;
в отдельные анкерные участки выделяем боковыепути и съезды между главными путями;
для анкеровки желательно использовать ранеенамеченные промежуточные опоры;
при анкеровки провод не должен менять своенаправление на угол более 70;
если длина бокового пути более 1600 метров егоследует разбить на два анкерных участка, а в середине выполнить не изолирующеесопряжение.
Длину нескольких пролетов расположенныхпримерно в середине анкерного участка снижаем на 10% относительно максимальнойв данном месте, чтобы разместить среднюю анкеровку.
Расстановка опор по концам станции.
Согласно установленной схемысекционирования контактной сети в местах примыкания перегонов к станциямвыполняем продольное секционирование. Изолирующее четырехпролетное сопряжениемонтируется между входным сигналом и ближайшим к перегону стрелочным переводомстанции, по возможности на прямых участках пути. При этом каждый переходнойпролет сокращаем на 25% от расчетного; переходные опоры по первому и второму путисмещаем относительно друг друга на 5 метров.
Приближение переходной опоры к входномусветофору допускается на расстояние не менее 5 метров.
После расстановки опор под изолирующеесопряжение разбиваем пролет между крайней стрелкой и сопряжением затем расставляемзигзаги, направление которых должно быть согласованным
Изолирующее сопряжения должны быть расположенына перегоне за входным сигналом так, чтобы изолирующее сопряжение, по которойэлектроподвижной состав должен безостановочно проходить по инерции, непрепятствовало остановке поезда у закрытого входного сигнала.
При наличии на станции переезда опорырасполагаем так, чтобы расстояние от края проезжей части переезда по ходупоезда до опор было не менее 25 метров.
Для выполнения поперечного секционирования сосхемы питания и секционирования станции переносим все секционные изоляторы ивыполняем их нумерацию, а на поперечных тросах жестких поперечин показываемврезные изоляторы между секциями, которые изолированы друг от друга.
В качестве основного типа несущих конструкцийконтактной сети на станциях должны приниматься жесткие поперечины, перекрывающиеот двух до восьми путей. Если более восьми путей допускается применение гибкихпоперечин.
Питание и секционирование контактной сети.
Описание схемы питания и секционирования. Наэлектрифицированных железных дорогах электроподвижной состав получаетэлектроэнергию через контактную сеть от тяговых подстанций, расположенных натаком расстоянии друг от друга, чтобы обеспечивать надежную защиту от токовкороткого замыкания.
В системе постоянного тока электроэнергия вконтактную сеть поступает поочередно от фазы напряжением 3,3 кВ и возвращаетсятакже по рельсовой цепи на подстанцию.
Как правило, применяют схему двухстороннегопитания, при которой каждый находящийся на линии локомотив получает энергию отдвух тяговых подстанций. Исключение составляют участки контактной сети,расположенные в конце электрифицированной линии, где может быть применена схемаконсольного (одностороннего) питания от крайней тяговой подстанции и постовсекционирования устраиваются вдоль электрифицированной линии изолирующеесопряжения и каждая секция получает электроэнергию от разных питающих линий (продольное секционирование ).
При продольном секционировании, кромеразделения контактной сети у каждой тяговой подстанции и поста секционирования,выделяют в отдельные секции контактную сеть каждого перегона и станции спомощью изолирующих сопряжений. Секции между собой соединяются секционнымиразъединителями, каждая из секций может быть отключена этими разъединителями.На контактной сети участков переменного тока у тяговых подстанций монтируют дваизолирующих сопряжения. В данной схеме питания и секционирования тяговаяподстанция через фидера контактной сети Фл1 и Фл2 питает перегон с западной стороныстанции, находящейся за изолирующим сопряжением, которое разделяет главные путистанции от перегона воздушным промежутком.
На фидерах установлены секционные разъединителис моторными приводами ТУ и ДУ, нормально замкнутые.
Через фидера Фл4 и Фл5 питается восточныйперегон станции, разделенный изолирующим сопряжением. На фидерах установленысекционные разъединители с моторными приводами ТУ и ДУ, нормально замкнутые.
Главные пути станции питаются через фидера Фл31и Фл32. Снабженные секционными разъединителями с моторными приводами ТУ и ДУ,нормально замкнутые.
Разъединители А и Б соединяют станционные путии перегон, с моторными приводами на ТУ, нормально отключены, с западной стороныстанции А. Разъединители В и Г – с восточной стороны.
При поперечном секционировании на станцияхконтактную сеть группы путей выделяют в отдельные секции и питают их от главныхпутей через секционные разъединители, которые при необходимости могут бытьотключены. Секции контактной сети на соответствующих съездах между главными ибоковыми путями изолируют секционными изоляторами. Этим достигается независимоепитание каждого пути и каждой секции в отдельности, что облегчает устройствозащиты и дает возможность при повреждении или отключении одной из секцийосуществлять движение поездов по другим секциям.
Секции 3,5,4,6,8 изолированы секционнымиизоляторами № 3,11; 4,12;5,10; 6,9; 7,8 и запитываются поперечными секционнымиразъединителями ПС-3, ПС-5, ПС-4, ПС-6, ПС-8 с ручными приводами, нормальновключены.
Трассировка питающих и отсасывающих линий.
Трассы питающих и отсасывающихлиний от тяговой подстанции к электрифицируемым путям проектируем покротчайшему расстоянию. Для анкеровки линий у здания тяговой подстанции и путейиспользуем железобетонные опоры.
Воздушные питающие и отсасывающие линии, идущиевдоль станции подвешиваем с полевой стороны опор контактной сети. Для переводапитающих линий через пути используем жесткие поперечины, на которыхсмонтированы Т — образные конструкции.
Трассировка контактной сети на перегоне.
Подготовка плана перегона. План перегонавыполняем на листе миллиметровой бумаги в масштабе 1:2000 (ширина листа 297мм). Необходимую длину листа определяем исходя из заданной длины перегона сучетом масштаба необходимого запаса (800 мм) в правой части чертежа наразмещение общих данных в основной надписи и принимаем кратной стандартномуразмеру 210 мм.
В зависимости от числа путей на перегоне наплане вычерчиваем одну или две прямые линии (на расстоянии 1 см друг от друга),представляющие оси путей.
Пикеты на перегоне размечают вертикальнымилиниями через каждые 5 см (100 м) и нумеруют их в направлении счета километров,начиная с пикета входного сигнала, указанного в задании.
Если при трассировке контактной сети станции вправой горловине оказалось четырехпролетное изолирующее сопряжение контактныхподвесок станции и перегона, расположенное до входного сигнала, то для егоповторения на плане перегона нумерацию пикетов нужно начать за 2-3 пикета дозаданного пикета входного сигнала.
Выше и ниже прямых линий, представляющих осипутей, вдоль всего перегона размещаем данные в виде таблиц. Под нижней таблицейвычерчиваем спрямленный план линии.
Пользуясь размеченными пикетами, в соответствиис заданием на проект на плане путей показывают искусственные сооружения, а наспрямленном плане линии показываем километровые знаки, направление, радиус идлину кривого участка пути, границы расположения высоких насыпей.
Пикеты искусственных сооружений, сигналов,кривой, насыпи, и выемки обозначают в графе «Пикетаж искусственных сооружений»нижней таблицы в виде дроби, числитель которой обозначает расстояние в метрахдо одного пикета, знаменатель – до другого. В сумме эти числа должны быть равны100, т. к. расстояние между двумя нормальными пикетами равно 100 м.
Разбивка перегона на анкерные участки.Расстановку опор начинаем с переноса на план перегона опор изолирующихсопряжений станции, к которой примыкает перегон. Расположение этих опор наплане перегона должно быть увязано с их расположением на плане станции. Увязкуосуществляем по входному сигналу, который обозначен и на плане станции, и наплане перегона следующим образом: определяют расстояние между сигналом иближайшей к нему опорой по меткам на плане станции. Это расстояние прибавляем(или отнимаем) к пикетной метке сигнала и получаем пикетную отметку опоры.Затем откладываем от этой опоры длины следующих пролетов, указанных на планестанции, и получаем пикетные отметки опор изолирующего сопряжения на планеперегона. Пикетные отметки опор заносим в графу «Пикетаж опор» нижней таблицы.После этого вычерчиваем изолирующее сопряжение ли нейтральную вставку, т. к.это показано на плане станции, и расставляют зигзаги контактного провода.
Далее намечаем анкерные участки контактной сетии примерное расположение мест их сопряжений. После этого в серединах анкерныхучастков намечаем примерное расположение мест средних анкеровок с тем. Чтобыпри разбивке опор пролеты со средней анкеровкой сократить по сравнению смаксимальной расчетной длиной на данном участке перегона.
Намечая анкерные участки подвески, необходимоисходить из следующих соображений:
· количество анкерных участков наперегоне должно быть минимальным;
· максимальная длина анкерного участкаконтактного провода на прямой принимается не более 1600 м;
· на участках с кривыми длины анкерногоучастка уменьшают в зависимости от радиуса и расположения кривой;
· сопряжения анкерных участковрекомендуется, как правило, устраивать на прямых.
Если кривая по протяженности небольше половины длины анкерного участка (800 м) и расположена в одном конце илив середине анкерного участка, то длина такого анкерного участка может бытьпринята равной средней длине, допустимой для прямой и кривой данного радиуса.
В конце перегона должно находиться четырехпролетноеизолирующее сопряжение, разделяющее перегон и следующую станцию. Опоры такогосопряжения относятся уже к плану станции и на плане перегона не учитываются.Иногда в исходных данных задается к проектированию часть перегона,ограничиваемая очередным четырехпролетным неизолирующим сопряжением. Опорытакого сопряжения относятся к плану перегона.
Примерное расположение опор сопряжений анкерныхучастков отмечаем на плане вертикальными линиями, расстояние между которыми вмасштабе примерно равно трем допустимым для соответствующего участка путипролетам. Затем намечаем каким-либо условным знаком места расположения пролетовсо средней анкеровкой и только после этого переходим к расстановке опор.
Расстановка опор на перегоне. Расстановка опорпроизводится пролетами, по возможности равными допустимым для соответствующегоучастка пути и местности, полученным в результате расчетов длин пролетов.
Намечая места установки опор следует сразу жезаносить их пикетаж в соответствующую графу, между опорами указывать длиныпролетов, возле опор стрелками показывать зигзаги контактных проводов.
На прямых участках пути зигзаги (0,3 м) должныбыть поочередно направлены у каждой из опор то в одну, то в другую сторону отоси пути, начиная с зигзага анкерной опоры, перенесенного с плана контактнойсети станции. На кривых участках пути контактным проводам дают зигзаги внаправлении от центра кривой.
В местах перехода с прямого участка пути вкривую зигзаг провода у опоры, установленной на прямом участке пути, можетоказаться неувязанным с зигзагом провода у опоры, установленной на кривой. Вэтом случае следует несколько сократить длину одного-двух пролетов на прямомучастке пути, а в некоторых случаях и пролета, частично расположенного накривой, чтобы можно было у одной из этих опор разместить контактный провод надосью пути (с нулевым зигзагом), а у смежной с ней опоры сделать зигзагконтактного провода в нужную сторону.
Зигзаги контактного провода у смежных опор,расположенных на прямом и кривом участках пути, можно считать увязанными, еслибольшая часть пролета расположена на прямом участке пути и зигзаги контактногопровода у опор сделаны в разные стороны или большая часть пролета расположенана кривом участке пути и зигзаги сделаны в одну сторону.
Длины пролетов, расположенных частично напрямых и частично на кривых участках пути, могут быть при этом приняты равнымиили чуть большими, чем допустимые длины пролетов для кривых участков пути. Приразбивке опор разница в длине двух смежных пролетов полукомпенсированнойподвески не должна превышать 25% длины большего пролета.
На участках где часто наблюдаются гололедныеобразования и могут возникнуть автоколебания проводов, разбивку опор следуетвести чередующимися пролетами, один из которых равен максимально допустимому, адругой – на 7-8 м меньше. При этом, избегая периодичности чередования пролетов.
Пролеты со средними анкеровками должны бытьсокращены: при полукомпенсированной подвеске – один пролет на 10% отмаксимальной расчетной длины в этом месте.
5. Список используемойлитературы
Основная
1. Марквардт К.Г., Власов И.И. Контактнаясеть. – М.: Транспорт, 1977.- 271с.
2. Фрайфельд А.В. Проектирование контактнойсети.- М.: Транспорт,- 1991 г., 335с.
3. Справочник по электроснабжению железныхдорог. /Под редакцией К.Г. Марквардта – М.: Транспорт, 1981. – Т. 2- 392с.
Дополнительная
4. Нормы технологического проектированияэлектрификации железных дорог (ВНТП — 81). – М.: Транспорт, 1983. – 57с.
5. Правила устройства и техническойэксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог – М.: Транспорт,- 2001 г.
6. Дворовчикова Т.В., Зимакова А.Н.Электроснабжение и контактная сеть электрифицированных железных дорог/ Учебноепособие. – М.: Транспорт, — 1989, — 166 с.
7. Контактная сеть и воздушные линии /Нормативно-методическая документация по эксплуатации контактной сети ивысоковольтных воздушных линий / Справочник. — М.: Транспорт, — 2001 г.
8. Фрайфельд А.В., Бондарев Н.А.Устройство, сооружение и эксплуатация контактной сети и воздушных линий. – М.:Транспорт, — 1980 г.