Расчёт нормативных нагрузок на провода и тросы

Нагрузки на провода и тросы принимают равномерно распределёнными по длине пролёта и называют распределёнными линейными, так как относят их к одному метру длины провода. Нагрузки, действующие на провода контактной сети, разделяются на вертикальные (от собственного веса проводов или подвесок и от веса гололёда на проводах или подвесках), горизонтальные (от воздействия) ветра на свободные от гололёда провода и на покрытые гололёдом) и результирующие (определяемые совместным действием вертикальных и горизонтальных нагрузок).

Нагрузки от собственного веса контактных подвесок g (даН/м) находят, суммируя нагрузки отдельных проводов, из которых состоит подвеска, струн и зажимов для их крепления. Нагрузку от рессорного троса, струн и зажимов учитывают приближённо, относя её к 1 м длины подвески в размере 0,1 даН/м при одном контактном проводе,.

.

где n_к — число контактных проводов.

Для контактной подвески ПБСМ-70+МФ-85:

даН/м.

Для контактной подвески ПБСМ-95+МФ-100:

даН/м.

Нагрузки от веса гололёда на 1 м длины провода или троса g_ri, даН/м,.

.

где b_г — расчётная толщина стенки гололёда, мм;

d_i — диаметр провода (для контактных проводов среднее арифметическое значение из высоты и ширины его диаметрально сечения), мм.

Для МФ-85 d_i=(10,8+11,76)/2=11,28;

МФ-100 d_i=(11,8+12,81)/2=12,31.

Расчётное значение толщины стенки гололёда определяется, мм,.

.

где b^н — толщина стенки гололёда, мм;

k_r — коэффициент, учитывающий действительные диаметр провода и высоту его подвешивания.

Диаметры проводов и тросов рассматриваемых контактных подвесок примерно равны 10 мм, поэтому коэффициент равен k_дм=1,0.

На перегоне в районе насыпи высотой 10 м провода контактной подвески будут находить на высоте относительно земли примерно 15 м, поэтому коэффициент равен k_в=1,35. На остальном участке перегона и на всём участке станции провода контактной подвески будут находиться на высоте примерно равной 5 м, поэтому коэффициент равен k_вс=1,10.

Тогда коэффициент k_г будет определяться,.

.

Коэффициент k_г для участка с насыпью высотой 10 м (на перегоне),.

.

Коэффициент k_г для участка без насыпи (на станции и перегоне),.

.

Расчётное значение толщины стенки гололёда для участка перегона с насыпью, мм,.

.

Расчётное значение толщины стенки гололёда для участка перегона и станции без насыпи, мм,.

.

При определении веса гололёдных образований на контактных проводах расчётную толщину стенки гололёда, учитывая удаление его эксплуатационным персоналом и токоприёмниками, условно принимают в размере 50% расчётного значения b_г для остальных проводов.

Нагрузка от веса гололёда на участке перегона с насыпью, даН/м,.

.

.

Нагрузка от веса гололёда на участке перегона и на главном пути станции без насыпи, даН/м,.

.

.

Нагрузка от веса гололёда на боковых путях станции без насыпи, даН/м,.

.

.

Нагрузка от веса гололёда на цепной подвеске определяется, даН/м,.

.

Нагрузка от веса гололёда на цепной подвеске на участке перегона с насыпью, даН/м,.

.

Нагрузка от веса гололёда на цепной подвеске на участке перегона и на главном пути станции без насыпи, даН/м,.

.

Нагрузка от веса гололёда на цепной подвеске на боковых путях станции без насыпи, даН/м, Нагрузка от веса проводов с гололёдом на цепной подвеске определяют как сумму g и g_гi, даН/м.

Нагрузка от веса проводов с гололёдом на участке перегона с насыпью, даН/м,.

.

Нагрузка от веса проводов с гололёдом на участке перегона и на главном пути станции без насыпи, даН/м,.

.

Нагрузка от веса проводов с гололёдом на боковых путях станции без насыпи, даН/м,.

.

Наличие гололёда на струнах и зажимах ввиду допущений, принимаемых при определении нагрузок от гололёда, можно не учитывать.

Нагрузка от воздействия ветра на провод, свободный от гололёда, даН/м,.

.

где C_х — аэродинамический коэффициент лобового сопротивления;

v_р — расчётная скорость ветра при отсутствии гололёда, м/с;

di — диаметр провода (для контактных проводов — вертикальный размер диаметрального сечения), мм.

Нагрузка от воздействия ветра на контактную подвеску на участке перегона с насыпью, даН/м,.

.

.

Нагрузка от воздействия ветра на контактную подвеску на участке перегона без насыпи и на главном пути станции даН/м,.

.

.

Нагрузка от воздействия ветра на контактную подвеску на боковых путях станции без насыпи, даН/м,.

.

.

При наличии на проводе гололёдных образований ветровая нагрузка, даН/м,.

.

Нагрузки от действия ветра на контактную подвеску, покрытую гололёдом, на участке перегона с насыпью, даН/м,.

.

.

Нагрузки от действия ветра на контактную подвеску, покрытую гололёдом, на участке перегона без насыпи и главном пути станции, даН/м,.

.

.

Нагрузки от действия ветра на контактную подвеску, покрытую гололёдом, на боковых путях станции без насыпи, даН/м,.

.

.

Результирующие нагрузки на несущий трос цепной подвески определяют без учёта ветровой нагрузки на контактные провода, так как значительная часть последней воспринимается фиксаторами, а часть, передающаяся на несущий трос через струны, невелика.

Поэтому результирующая нагрузка при ветре без гололёда на проводах определяется, даН/м,.

.

а при совместном действии гололёда и ветра, даН/м,.

.

Результирующая нагрузка при ветре без гололёда на контактную подвеску на участке перегона с насыпью, даН/м,.

.

а при совместном действии гололёда и ветра, даН/м,.

.

Результирующая нагрузка при ветре без гололёда на контактную подвеску на участке перегона без насыпи и на главном пути станции, даН/м,.

.

а при совместном действии гололёда и ветра, даН/м,.

.

Результирующая нагрузка при ветре без гололёда на контактную подвеску на боковых путях станции без насыпи, даН/м,.

.

а при совместном действии гололёда и ветра, даН/м,.

.

Результаты всех производимых расчётов сводим в табл. 7.

Таблица 7. — Погонные нагрузки, действующие на контактные подвески