ВСН 141-90. Нормы проектирования контактной сети

3.2. Напряжения в проводе за весь срок службы его не должны превышать величины предела упругости материала провода.

3.3. Максимальное натяжение проводов воздушных линий и несущих тросов полукомпенсированных цепных контактных подвесок может быть достигнуто в одном из следующих расчетных режимов:

минимальная температура воздуха при отсутствии добавочных нагрузок;

наибольшая гололедная нагрузка при одновременном воздействии давления ветра;

наибольшая ветровая нагрузка.

3.4. Наибольшее допускаемое по прочности значение натяжения проводов воздушных линий и несущих тросов контактных подвесок определяют в зависимости от расчетного режима и марки провода по выражению

Н_доп = R/К_з, (20)

где R - величина разрушающей нагрузки при растяжении проводов, принимаемая по государственным стандартам или заводским сертификатам; К_з - коэффициент запаса прочности, принимаемый по табл. 11.

Таблица 11

Расчетный режим

Гололедный район СССР

Коэффициент запаса прочности несущих тросов полукомпенсированных контактных подвесок и проводов воздушных линий (марок)

сталемедный (ПБСМ)

сталеалю­миниевый (ПБСА)

медный (М)

алюми­ниевый (А)

сталеалю­миниевый (AC)

Наибольшая гололедная

I-II

2,8

2,9

2,1

2,7

3,0

нагрузка с давлением ветра

III-IV

V

3,0

3,2

3,0

3,2

2,2

2,4

3,0

3,5

3,5

4,0

Наибольшая ветровая нагрузка

-

2,8

2,9

2,1

2,7

3,0

Низшая температура воздуха

-

2,8

2,9

2,1

2,7

3,0

Примечание. Для несущих тросов компенсированных контактных подвесок величину Кз следует принимать равной: для троса марки ПБСМ-2,8; ПБСА-3,0; М-22.

Величину наибольшего допускаемого натяжения проводов несущих тросов Н_доп, кН (кгс), следует принимать по табл. 12.

Таблица 12

Расчетный

Гололедный

Наибольшее допускаемое натяжение кН (кгс) несущих тросов полукомпенсированных контактных подвесок и проводов воздушных линий (марок)

режим

район СССР

ПБСМ-70

ПБСМ-95

ПБСА-50/70

М-120

М-95

А-120

А-150

A-185

AC-25/4,2

AC-35/6,2

AC-50/8

AC-70/11

Наибольшая гололедная нагрузка

I-II

16,66(1700)

20,58 (2100)

18,62(1900)

20,58 (2100)

16,66 (1700)

7,35 (750)

8,33 (850)

10,29 (1050)

2,94(300)

4,41(450)

5,39 (550)

7,84 (800)

с давлением ветра

III-IV

15,68 (1600)

19,60 (2000)

17,64 (1800)

19,60 (2000)

15,68 (1600)

6,37 (650)

7,35 (750)

9,31 (950)

2,45 (250)

3,49 (350)

4,41 (450)

6,86 (700)

V

14,70 (1500)

17,29 (1800)

16,66 (1700)

18,62 (1800)

14,70 (1500)

5,39 (550)

6,37 (650)

7,84 (800)

1,96 (200)

2,94 (300)

3,92 (400)

5,88 (600)

Наибольшая ветровая нагрузка

-

16,66 (1700)

20,58 (2100)

18,62 (1900)

19,60 (2000)

16,66 (1700)

7,35 (750)

8,33 (850)

10,29 (1050)

2,94 (300)

4,41 (450)

5,39 (550)

7,84 (800)

Минимальная температура воздуха

-

16,66 (1700)

20,58 (2100)

28,62 (1900)

20,58 (2100)

16,66 (1700)

7,35(750)

8,33(850)

10,29(1050)

2,94(300)

4,41 (450)

5,39 (550)

7,84 (800)

Примечание. Для несущих тросов компенсированных контактных подвесок величину номинального натяжения следует принимать равной: для троса марки ПБСМ-70 - 15,68 (1600); ПБСМ-95 - 19,60 (2000); ПБСА-50/70 - 17,64 (1800); М-120 - 19,60 кН (2000 кгс).

3.5. Для новых марок несущих тросов контактных подвесок и проводов воздушных линий, не приведенных в табл. 11, коэффициент запаса прочности

, (21)

где К_п - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый по табл. 13; К_о - коэффициент надежности по материалу; т - коэффициент условий работы; К_пу - коэффициент, равный отношению предела упругости материала провода к его временному сопротивлению при растяжении.

Значения коэффициентов т, К_о и К_пу приведены в табл. 14.

3.6. За исходный расчетный режим следует принимать режим, при котором при заданных расчетных условиях натяжение провода за срок его службы будет максимальным. Расчет производят в такой последовательности:

устанавливают режим наибольшей добавочной нагрузки;

по величине критического пролета и заданных пролетов анкерного участка с учетом способа закрепления провода на поддерживающих конструкциях (подвижные точки подвеса или нет) определяют исходный расчетный режим.

3.7. Критическим пролетом l_кр следует считать пролет, в котором максимальное за срок службы натяжение провода (несущего троса) при низшей температуре воздуха равно натяжению при наибольшей добавочной нагрузке.

Для одиночного провода воздушной линии

, (22)

где Н_Ддоп, Н_tдоп - наибольшее допускаемое значение натяжения провода воздушной линии соответственно при режиме наибольшей добавочной нагрузки и низшей температуре воздуха; q_Д - результирующая линейная нагрузка на провод воздушной линии при режиме наибольшей добавочной нагрузки, g - вес 1 м провода; t_Д, t_min -соответственно температура воздуха при режиме наибольшей добавочной нагрузки и низшая температура воздуха в заданном районе;  - температурный коэффициент линейного расширения материала провода; S, Е - соответственно сечение провода и модуль упругости материала провода.

3.8. Для пролетов длиной меньше критического за исходный расчетный режим следует принимать режим низшей температуры воздуха, для пролетов длиной больше критического - режим наибольшей добавочной нагрузки.

Таблица 13

Коэффициент надежности по нагрузке

Несущие тросы цепных контактных подвесок (марок)

Провода

Расчетный режим

Голо­ледный

полукомпенсированные

компенсированные

воздушных линий (марок)

район СССР

сталемед­ный (ПБСМ)

сталеалю­миние­вый (ПБСА)

медный (М)

стале­медный (ПБСМ)

сталеалю­миние­вый (ПБСА)

медный (М)

алюми­ниевый (А)

стале­алюми­ниевый (AC)

Наибольшая гололедная

I-II

1,05

1,10

1,10

1,10

1,10

1,15

1,10

1,10

нагрузка с

III-IV

1,19

1,15

1,15

1,10

1,10

1,15

1,20

1,30

давлением ветра

V

1,20

1,20

1,25

1,10

1,10

1,15

1,40

1,50

Наибольшая ветровая нагрузка

-

1,05

1,10

1,10

1,10

1,10

1,15

1,10

1,10

Минимальная температура воздуха

-

1,05

1,10

1,10

1,10

1,10

1,15

1,10

1,10

Таблица 14

Значения коэффициентов для несущего троса контактной подвески, провода воздушной линии марок

Коэффициент

сталемедный (ПБСМ)

сталеалюми­ниевый биметаллический (ПБСА)

медный (М)

алюминиевый (А)

сталеалюми­ниевый комбинированный (AC)

т

0,75

0,75

0,90

0,80

0,80

К_о

1,02

1,12

1,02

1,04

1,03

К_пу

0,52

0,57

0,60

0,53

0,48

3.9. Критической нагрузкой q_кр следует считать такую нагрузку в режиме добавочной нагрузки, при которой максимальное натяжение провода равно наибольшему натяжению при низшей температуре воздуха.

Для провода воздушной линии

; (23)

где l - расчетный пролет, принимаемый равным при подвижных точках подвеса провода величине эквивалентного пролета.

3.10. Если q_кр > q_в, то за исходный расчетный режим следует принимать режим низшей температуры воздуха, если q_кр < q_Д - режим наибольшей добавочной нагрузки.

3.11. Расчетный режим наибольшей добавочной нагрузки (гололедно-ветровая нагрузка или наибольшая ветровая нагрузка), при котором натяжение провода принимает максимальное значение, определяют следующим образом:

для провода воздушной линии

, (24)

где Н_Гдоп и Н_Вдоп - наибольшее допускаемое значение натяжения провода воздушной линии соответственно при режиме гололеда с ветром и наибольшей ветровой нагрузки; q_В - результирующая линейная нагрузка на провод воздушной липни при режиме наибольшей ветровой нагрузки.

Для несущего троса выражения аналогичные (22), (23) и (24) определяют из уравнения состояния для полукомпенсированной цепной контактной подвески.

Если q_Г > q'_Г, то за исходный расчетный режим следует принимать режим наибольшей гололедной нагрузки при одновременном воздействии давления ветра; при q_Г < q'_Г - режим наибольшей ветровой нагрузки.

Здесь q_Г - результирующая линейная нагрузка на провод (несущий трос) при режиме гололеда с ветром.

3.12. Максимальное за срок службы натяжение провода равно наибольшему допускаемому натяжению при исходном расчетном режиме, умноженному на соответствующий коэффициент надежности по нагрузке

Н_max = Н_допК_п. (25)

3.13. Наименьшее за время эксплуатации провода значение разрушающей нагрузки

R_м = Rm/К_о. (26)

3.14. Натяжение провода воздушной линии при воздействии веса провода и сосредоточенных сил следует определять по уравнению состояния провода

, (27)

где Р₁, Р₂, Р₃ … Р_i, Р_к - сосредоточенные силы, действующие на провод в исходном режиме на расстоянии а от левой опоры на расстоянии в_i от правой; i = 1, 2, 3 … К - число действующих на провод в исходном расчетном режиме сосредоточенных сил; Р_х1, Р_х2, Р_х3 … Р_хm ... P_xn - сосредоточенные силы, действующие на провод в рассчитываемом режиме на расстоянии a_m от левой опоры и на расстоянии в_m от правой; i = l, 2, 3 ... К - число действующих на провод в рассчитываемом режиме сосредоточенных сил.

Индекс «1» относится к величинам в исходном расчетном режиме и индекс «х» - в рассчитываемом режиме.

3.15. Стрела провеса провода воздушной линии на расстоянии х от левой опоры определяется по следующему выражению:

, (28)

где Р_п - сосредоточенные силы, действующие на провод слева от сечения х.