---

Рис. 2.12. Максимально допустимые длины пролетов

Постоянный ток, подвеска компенсированная, на гирлянде из двух изоляторов: М-120 + 2МФ-100; ПБСМ-95 + 2МФ-100

Рис. 2.13. Максимально допустимые длины пролетов

Постоянный ток, подвеска компенсированная, на гирлянде из двух изоляторов:

М-120 + МФ-150; ПБСМ-95 + МФ-150

Рис. 2.14. Максимально допустимые длины пролетов

Постоянный ток, подвеска компенсированная на гирлянде из двух изоляторов: ПБСМ-70 + МФ-100

Рис. 2.15. Максимально допустимые длины пролетов

Постоянный ток подвеска полукомпенсированная, на гирлянде из двух изоляторов: ПБСМ-95 + 2МФ-100; М-120 + 2МФ-100

Рис. 2.16. Максимально допустимые длины пролетов

Постоянный ток, подвеска полукомпенсированная на гирлянде из двух изоляторов: ПБСМ-95 + МФ-150; М-120 + МФ-150

Приложение 3 Справочное

РАСЧЕТнагрузок на контактную сеть

Пример 1. Найти нормативный скоростной напор ветра для местности, расположенной в V ветровом районе qo = 684 Па, v = 33 м/с), железнодорожный участок проходит по равнинной местности.

По табл. 2 настоящих Норм для заданной поверхности принимаем zо = 0,1 м.

Для нулевого места по рис. 1 настоящих норм находим Кv = 1,1.

Тогда qнз = 1,12 ?? 684 = 826 Па или vиз = 36,6 м/с/

Пример 2. Участок находится в том же ветровом районе, но защищен с двух сторон лесозащитными насаждениями (zo = 0,5 м). Тогда qнз = 0,7142 ?? 684 = 349 Па или vиз = 23,8 м/с.

Пример 3. Найти нормативное значение ветровой нагрузки на контактный провод МФ-100. Скорость ветра в заданных условиях vиз = 40 м/о (qнз = 970 Па), длина пролета l = 60 м.

Н.

По табл. 3, 4 и рис. 3 Норм находим значения коэффициентов

Mп = 0,16, ??п = 0,6 и ??п = 1,41.

Тогда пульсационная составляющая нагрузки

Qпн = 0,73Qснmпvп??п = 0,73 ?? 600 ?? 0,6 ?? 0.16 ?? 1,41 = 59 Н.

Нормативное значение ветровой нагрузки Qн = Qсн + Qпн = 659 Н.

Пример 4 Определить нагрузку на несущие конструкции от гололеда на контактном проводе МФ-100. Участок расположен в IV гололедном районе и проходит по незащищенной от ветра открытой ровной поверхности.

Нормативная толщина стенки отложения для IV района равна 20 мм.

Для открытой местности вводится поправочный коэффициент Кв = 1,1.

Тогда bн =1,1 ?? 20 = 22 мм.

Нормативная линейная нагрузка от гололеда

qгн = 0,0009 ?? 3,14 ?? 0,5 ?? 22(22 ?? 0,5 + 12,3) = 7,2 Н/м.

Гололедная нагрузка при расчете конструкций контактной сети:

по прочности qгн = 1,4 ?? 7,2 = 10,1 Н/м,

по деформациям qг = 0,7 ?? 7,2 = 5,04 Н/м,

по образованию трещин в железобетонных опорах

qг = 0,3 ?? 7,2 = 2,16 Н/м.

Пример 5. Для условий предыдущего примера определить ветровую нагрузку, передаваемую с провода на несущие конструкции. В IV районе нормативная скорость ветра при гололеде qo = 167 Па.

Для открытой поверхности (zo = 0,1 м) поправочный коэффициент Кv = 1,1.

Тогда qнз = 167 ?? 1,12 = 202,2 Пa.

Длина пролета l = 60 м.

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки на обледенелый провод

Н.

Пульсационная составляющая ветровой нагрузки

Qпн = 0,73Qснvпmп??п = 0,73 ?? 484,1 ?? 0,6 ?? 0,10 ?? 1,5 = 31,8 Н.

Ветровая нагрузка на покрытый гололедом провод при расчете:

по прочности Qгв = (484,1 + 31,8) ?? 1,3 = 670,7 Н/м;

но деформациям Qгв = 515,9 ?? 0,85 = 438,6 Н/м;

по образованию трещин в железобетонных опорах

Qгв = 515,9 ?? 0,45 = 232,2 Н/м.

Определить методом динамического расчета нагрузки для тех же условий, но при Кv = 0,93 (zо = 0,2 м) и Кв = 1.

Для этих условий: qнз = 144 Па; bн = 20 мм; vп = 0,6; mп = 0,10; ??п = 1,49.

Н, Qпн = 20,2 Н.

Ветровая нагрузка при расчете:

по прочности Qгв = 329,3 ?? 1,3 = 428,1 Н/м,

по деформациям Qгв = 329,3 ?? 0,85 = 279,9 Н/м,

по образованию трещин в железобетонных опорах

Qгв = 329,3 ?? 0,45 = 148,2 Н/м.

Пример 6. Определить максимальное усилие вдоль пути, действующее на ригель жесткой поперечины, при обрыве несущего троса.

Контактная подвеска М-120 + 2МФ-100 с натяжением несущего троса 20 кН. Нормативная толщина стенки гололеда 25 мм, длина пролета равна 75 м. Вертикальная нагрузка на несущий трос от веса подвески с гололедом равна 83,4 Н/м.

В соответствии с п. 2.57

Р??ож = 0,3 + 0,4 ?? 83,4 ?? 75 ?? 102 = 2,80 кН.

По рис. 2.8 величина КТ = 1,48 и согласно рис. 2.9 К?? = 1.

Максимальная продольная нагрузка на жесткую поперечину при обрыве несущего троса Рож = 2,80 ?? 1,48 = 4,14 кН.

Приложение 4 Справочное

РАСЧЕТпроводов воздушных линий

Пример 1. Определить расчетный режим усиливающего провода А-185. Воздушная линия расположена в V районе по гололеду (b = 25 мм, qo = 195 Па), нормативное значение минимальной температуры воздуха минус 40 °С, скорость ветра 40 м/с, длина эквивалентного пролета 60 м.

Линейная нагрузка на провод:

при режиме гололеда с ветром qг = 38,4 Н/м;

при режиме наибольшей ветровой нагрузки qв = 21,6 Н/м.

По табл. 12 наибольшее допускаемое натяжение провода при режиме гололеда с ветром равно 7,84, при режиме наибольшей ветровой нагрузки и при режиме низшей температуры воздуха - 10,29 кН.

Определяем режим наибольшей добавочной нагрузки, при котором в течение срока службы провода его натяжение будет наибольшим:

Н/м.

q??г < qг, следовательно, наибольшее натяжение провода за время эксплуатации будет при воздействии гололедно-ветровой нагрузки.

Длина критического пролета

м.

lэ > lкр, т. е. исходным будет расчетный режим воздействия гололеда с ветром.

Пример 2. Определить натяжение и прочностные характеристики троса ПБСМ-70. Железнодорожный участок проходит в V районе по гололеду.

По ГОСТ 4775-75 разрушающая нагрузка при растяжении троса R = 49,05 кН.

По табл. 2 наибольшее допускаемое натяжение равно, кН:

при режиме гололеда с ветром - 14,70;

при наибольшей ветровой нагрузке - 16,66;

при низшей температуре воздуха - 16,66.

Наименьшее за время эксплуатации троса значение разрушающей нагрузки Rм = Rm/ko = 49,5 ?? 0,75/1,02 = 36,1 кН.

Максимальное за срок службы натяжение троса в зависимости от принятого исходного расчетного режима составит, кН:

при режиме гололеда с ветром 14,70 ?? 1,20 = 17,6;

при наибольшей ветровой нагрузке 16,66 ?? 1,05 = 17,5;

при низшей температуре воздуха 16,66 ?? 1,05 = 17,5.

Следовательно, величина максимального за срок службы натяжения троса с заданной обеспеченностью не зависит от принятого исходного расчетного режима.

Приложение 5

МЕТОДИКА РАСЧЕТА опорных конструкций контактной сети на сейсмические воздействия

Общие положения

1. По настоящей методике определяются сейсмические нагрузки на железобетонные и металлические опоры, а также на жесткие поперечины контактной сети.

Методика может быть также использована при определении сейсмических нагрузок на опорные конструкции энергоснабжения такие, как опоры воздушных линий продольного электроснабжения, осветительные мачты и порталы, открытые части тяговых подстанций и др.

2. Сейсмические силы, действующие на эти конструкции в любом k-том сечении и соответствующие i-тому тону колебаний, согласно СНиП II-7-81 определяются по формуле:

Siк = KcKфQк??i??iк, (1)

где Кс - коэффициент сейсмичности; Kф - коэффициент, принимаемый для гибких конструкций равным 1,5; Qк - вес сосредоточенного груза в k-том сечении; ??i - коэффициент динамичности, соответствующий i-тому тону колебаний; ??iк - коэффициент формы колебаний.

3. Значения коэффициента Кс определяются по СНиП II-7-81.

Кс = К1 ?? К2 ?? А,

где К1 и К2 - коэффициенты, учитывающие допускаемые повреждения сооружений и их конструктивные решения; А - коэффициент, значения которого принимаются равными 0,1; 0,2; 0,4 для расчетной сейсмичности 7, 8, 9 баллов.

Для опорных конструкций железнодорожного электроснабжения при:

7 баллах Кс = 0,25 ?? 1 ?? 0,1 = 0,025;

8 баллах Кс = 0,25 ?? 1 ?? 0,2 = 0,05;

9 баллах Кс = 0,25 ?? 1 ?? 0,4 = 0,1.

4. Для стопки или жесткой поперечины с п сосредоточенными массами, которым соответствуют п степеней свободы, частоты и формы собственных колебаний согласно Инструкции по определению расчетной сейсмической нагрузки для зданий и сооружений находятся из следующей системы уравнений:

, (2)

Здесь mn - сосредоточенные массы грузов; ??nn - перемещения от единичных сил; ??i - частоты собственных колебаний конструкции; Xin - амплитуды колебаний.

Частоты ??i вычисляются из условия равенства нулю детерминанта этой системы уравнений.

Форма собственных колебаний определяется отношением амплитуд Хij/Xiк при фиксированном К, вычисляется путем совместного решения приведенной системы уравнений при подстановке в них значения частоты ??i, соответствующей рассматриваемому тону колебаний i.

Полагая в уравнениях этой системы в каждом случае Xi1 = 1, получают (n - 1) систем уравнений, решая которые определяют Xi2, ..., Xin для каждого i-того случая, а затем и коэффициенты форм колебаний ??iк по формуле:

. (3)

В этой формуле Xi(yк) и Xi(yj) - смещения стойки (поперечины) при собственных колебаниях по i-тому тону в рассматриваемой точке k и во всех точках j, где в соответствии с расчетной схемой ее вес принят сосредоточенным.

5. Сейсмические силы, соответствующие формам колебаний Siк определяют по формуле (1), а расчетные сейсмические силы в каждом сечении k при j степенях свободы - по формуле:

. (4)

Моменты в сечениях стойки (поперечины) от действия расчетных сейсмических сил при 9-балльном сейсмическом воздействии определяются по формуле:

. (5)

Соответствующие моменты при 8 баллах будут в 2 раза меньше, а при 7 баллах - в 4 раза меньше, чем при 9-балльном воздействии.

6. Порядок расчета железобетонных конических стоек.

6.1. Разбивают стойку на п частей; находят массы сосредоточенных грузов п, распределенных по закону рычага в точки приложении сейсмических сил, по формулам:

, (6)

при j равном от 1 до (n - 1) и

,(7)

при j = п.

Здесь ??- плотность железобетона; l = L/n - длина стойки части стойки; t - толщина стенки стойки; Dнв - наружный диаметр стойки в верхнем сечении; ?? - сбег.

Расчетные сосредоточенные массы в любой точке j

mj = m??j + m????j,

где ??m????j = mo - масса обустройств опоры (консоли, кронштейны, арматура), распределяемая в точки сосредоточения грузов следующим образом:

при 2 ?? n ?? 5;

при 5 < n ?? 10;

при 10 < n ?? 15.

6.2. Определяется средний момент инерции верхнего и нижнего сечения каждого участка l

. (8)

Причем момент инерции Ij в любом сечении железобетонной конической стойки вычисляется по формуле:

, (9)

где Dнj и Dвj = Dнj - 2t - соответственно наружный и внутренний диаметр сечения, а в свою очередь Dнj = Dнв + аl(п - j) при j = 0 ?? n; n' = Ea/E - отношение модулей упругости арматуры и бетона; Aа - площадь арматуры в данном сечении; rа - средний радиус армирования.

6.3. Способом перемножения эпюр по правилу Верещагина (рис. 5.1) вычисляются единичные перемещения ??mk по формуле:

, (10)

где j, k, т - номера точек, в которых определяются единичные перемещения, и точек приложения единичных сил Р = 1.

6.4. Из системы уравнений (2) находятся частоты собственных колебаний ??i, соответствующие им периоды Ti = 2??/??i и связанные с ними коэффициенты динамичности ??i = 1/Ti, а также формы колебаний хiк и по формуле (3) - коэффициенты форм колебаний - ??iк.

Рис. 5.1. Эпюры моментов стойки для их перемножения

6.5. Завершает расчеты вычисление сейсмических сил Siк, соответствующих формам колебаний, расчетных сейсмических сил Sрасч.к в каждом сечении k по формуле (4) и расчетных моментов Мрасч.к по формуле (5).

7. Порядок расчета металлических жестких поперечин.

7.1. Из проекта берется масса поперечины с ее дополнительными обустройствами (ограждения, прожекторы и др.).

Разбив поперечину на п частей и вычислив массу каждой из них, находят массу сосредоточенных грузов, распределенных по закону рычага в те точки j, в которых прикладываются сейсмические силы.

7.2. Определяется момент инерции каждого участка по формуле:

Ij = 2(Ix1 + A1a21) + 2(Ix2 + A2a22), (11)

где Ix1 и Ix2 - моменты инерции уголков, взятые из сортамента для нижнего и верхнего поясов поперечины; А1 и А2 - площади поперечного сечения уголков; и - размеры поперечного сечения конструкций, а z - расстояние от обушка до центра тяжести уголка.

7.3. Вычисляются единичные перемещения по формуле:

. (12)

Здесь xj и xj-1 - координаты точек приложения сейсмических сил; Мjm; Мjк; M(j-1)m; M(j-1)к - значения ординат эпюр моментов от единичных сил (рис. 5.2), равные:

при 0 ?? xj-1 < xm и 0 < xj ?? xm

; .

При xm ?? xj-1 < l и xm < xj ?? l

; .

При 0 ?? xj-1 < xк и 0 < xj ?? xк

; .

При xк ?? xj-1 < l и xк < xj ?? l

; .

Рис. 5.2. Эпюры моментов балки для их перемножения

Найденные единичные перемещения отдельных точек поперечины складываются с перемещения вершин стоек. Полученные таким образом суммарные перемещения от единичных сил используются для определения частот и периодов собственных колебаний поперечин и коэффициентов динамичности.

7.4. Дальнейший порядок расчета тот же, что и описанный для стоек.

8. Точность определяемых сейсмических нагрузок на опорные конструкции железнодорожного электроснабжения зависит от количества участков n, на которые разбивается стойка или поперечина в расчетной схеме.

Рекомендуемые значения п для различных конструкций приведены в п. 2.68 настоящих Норм.

9. Все расчеты по определению сейсмических нагрузок на опорные конструкции электроснабжения железных дорог рекомендуется выполнять с помощью ЭВМ по специально разработанным программам.

Приложение 6

РАСЧЕТфундаментов опор контактной сети с учетом комичности в подземной части

Определение М° для условного фундамента

1. Расчетная схема для условного фундамента с коничностью в подземной части без лежней, расположенного в однородном по несущей способности слое грунта, принятая для определения М°, изображена на рис. 6.1. Расчетная схема, отличается от принятой в п. 7.27 тем, что ширина фундамента б/у (размер поперечного сечения в направлении, перпендикулярном плоскости действия нагрузки) изменяется с глубиной у:

bfy = bof – 2ytg??, (1)

где tg?? - угол коничности фундамента.

2. Определение М° условного фундамента с коничностью в подземной части производится из совместного решения уравнений (2) и (3)