Страница 8: ВСН 141-90. СН 141-90. Нормы проектирования контактной сети (41661)

Таблица 23

5.29. Для составных центрально-сжатых стержней опор с поясами из равнобоких уголков, ветви которых соединены планками пли решетками, коэффициент продольного изгиба относительно свободной оси, перпендикулярной плоскости планок и решеток, нужно определять по приведенной гибкости ??гр, вычисляемой в соответствии с указаниями СНиП II-23-81*.

Гибкость отдельных ветвей ??в на участке между планками должна быть не более 40. В составных стержнях с решетками гибкость отдельных ветвей На участках между узлами не должна превышать приведенную гибкость ??пр стержня в целом.

5.30. Предельные гибкости элементов опор и жестких поперечин должны соответствовать требованиям главы СНиП по проектированию стальных конструкций.

5.31. Составные, внецентренно-сжатые сквозные стержни подлежат проверке как по общей устойчивости в соответствии с указаниями главы СНиП по проектированию стальных конструкций, так и по устойчивости отдельных ветвей.

Отдельные ветви решетчатой стойки проверяют, как центрально-сжатые в панели с максимальным сжимающим усилием, которое определяют нормальной силой и изгибающим моментом, действующими в сечениях составной решетчатой стойки.

5.32. Проверку местной устойчивости пояса стойки с планками в панели с максимальным изгибающим моментом выполняют в соответствии с указаниями, главы СНиП II-23-81* по проектированию стальных конструкций, как для элементов сплошного сечения.

Максимальный изгибающий момент в ветви сквозного стержня с планками определяют:

для опоры, имеющей две стойки (швеллерной),

, (34)

для опоры, имеющей четыре стойки (уголковой),

.(35)

где lп - расстояние между центрами планок; Q - максимальная поперечная сила, действующая на опору и принимаемая постоянной по всей длине стопки.

Расчет планок (рис. 12) следует выполнять на перерезывающую силу Т и изгибающий момент М, определяемые по формулам (36)-(40) для четырехгранных стоек

; (36)

; (37)

для трехгранных стоек

; (38)

M = 0,6Qпlп; (39)

. (40)

Значение условной поперечной силы Qусл, приходящейся на элементы одной грани составного стержня, определяют по табл. 24, где F?? площадь брутто всего стержня, см2.

Рис. 12. Схема усилий при расчете планок стальных опор

Таблица 24

5.33. Соединительные решетки следует рассчитывать, как решетки у ферм.

5.34. Соединение ветвей внецентренно-сжатого стержня с помощью планок не рекомендуется, если условная поперечная сила меньше реальной поперечной силы.

Соединительные элементы сквозных стержней в виде планок можно применять только при соединении их с поясами на сварке.

Соединительные элементы (планки пли решетки) внецентренно-сжатых стержней нужно рассчитывать либо на фактическую поперечную силу, либо на условную поперечную силу. При этом в качестве расчетной поперечной силы принимают большую из них.

5.35. На участках постоянного тока стальные опоры должны иметь изоляцию от арматуры или анкерных болтов железобетонного фундамента, а на участках переменного тока такая изоляция должна быть на опорах, заземляемых присоединением к рельсу наглухо без искровых промежутков при двухниточных рельсовых цепях СЦБ.

5.36. Местные нагрузки на панели поясов стальных решетчатых конструкций учитывают по их фактической величине и направлению, считая панель, как трехпролетную балку, шарнирно-опертую в узлах; при этом пояса рассчитывают на сложное сопротивление от действия продольной силы и местного изгибающего момента.

5.37. При расположении анкерных болтов с эксцентриситетом относительно осей поясов и при наличии опорной рамы, служащей для передачи усилий от анкерных болтов поясам, допускается пользоваться приближенным расчетом, в котором не учитывают дополнительные моменты в поясах от указанного эксцентриситета.

При расчете опорной рамы необходимо учитывать изгибающий момент, обусловленный наличием эксцентриситета е.

5.38. Схемы решетки, размеры поперечных сечений и сбег стальных опор по высоте выбирают на основе сравнения вариантов с учетом специфики условий эксплуатации.

5.39. Конструкции стальных опор должны учитывать условия крепления на них консолей, кронштейнов, поперечных несущих и фиксирующих тросов и т. п.

5.40. Если длина стальной конструкции более длины выпускаемых промышленностью элементов проката (уголков, швеллеров и пр.), то при изменении сечений поясов следует ориентироваться на использование полных длин профильной стали по сортаменту.

Проектирование жестких поперечин

5.41. В зависимости от конструктивного выполнения и расчетной схемы жесткие поперечины могут быть балочного и рамного типов. В направлении, перпендикулярном к оси пути, жесткие поперечины балочного типа рассчитывают, как балки на двух шарнирных опорах, а поперечины рамного типа - как рамы. В направлении вдоль пути ригель в обеих схемах рассчитывают, как балку на двух шарнирных опорах с учетом реакции тросов подвески. Рекомендуется преимущественно применять поперечины рамного типа.

Для предотвращения гнездования птиц следует изготавливать нижнюю горизонтальную ферму жестких поперечин без распорок.

5.42. Жесткие поперечины рамного и балочного типов следует рассчитывать по несущей способности на действие суммарных расчетных нагрузок, а по деформациям - на действие суммарных нормативных нагрузок. Для жестких поперечин, перекрывающих четыре и более путей, толщину раскосов и стоек ригелей допускается по согласованию с Госстроем принимать до 5 мм. Рекомендуется для ригелей жестких поперечин применять атмосферостойкие низколегированные стали.

Расчет прогибов ригелей жестких поперечин рекомендуется выполнять на нормативную суммарную нагрузку от постоянной и временной нагрузки, при этом величина допускаемого вертикального прогиба должна составлять 1/150 длины пролета. Строительный подъем рекомендуется назначать равным прогибу.

5.43. В рамных поперечинах для расчета деформаций опор с переменным по высоте моментом инерции всю высоту опоры можно разделить на три равные части, считая от вершины опоры до уровня поверхности грунта. Момент инерции каждой части определяют по среднему сечению и принимают постоянным для всего участка.

5.44. Жесткие поперечины рамного типа не рекомендуется применять в неустойчивых и пучинистых грунтах.

5.45. Ригели жестких поперечин рамного типа выполняют в виде сквозных ферм, свариваемых на комплектовочных базах из отдельных блоков, длину которых определяют из условий перевозки на железнодорожном подвижном составе.

5.46. Требуемую по условиям расположения путей длину поперечин обеспечивают уменьшением числа панелей в крайних блоках.

5.47. В поперечинах рамного типа требуемую длину поперечин, кроме уменьшения числа панелей, обеспечивают изменением длины монтажных панелей.

5.48. Для каждой длины поперечины 2-3 типа по несущей способности за счет изменения сечения поясных уголков.

5.49. В рабочих чертежах жестких поперечин необходимо приводить указания по подбору типоразмеров железобетонных опор и заделке их в грунте.

5.50. Расчет жестких поперечин необходимо выполнить на следующие сочетания нагрузок:

а) постоянные нагрузки в сочетании с гололедом и ветровой нагрузкой при направлении ветра перпендикулярно оси пути;

б) то же при направлении ветра вдоль оси пути;

в) постоянные нагрузки в сочетании с действием ветра, направленного перпендикулярно оси пути;

г) то же при направлении ветра вдоль оси пути;

д) постоянные нагрузки в сочетании с гололедом и усилием, возникающим при обрыве несущего троса по одному главному пути.

Для рамных поперечин решающим при расчете стоек является сочетание «а», а при расчете ригеля - сочетание «б» и «д».

Для балочных поперечин расчет ригеля и стоек необходимо выполнять на сочетания «б», «г», «д».

5.51. Жесткие поперечины в нормальном режиме рассчитывают на вертикальные нагрузки, сосредоточенные в местах крепления подвески к поперечинам, от массы контактной подвески, изоляторов и арматуры, а также гололеда на проводах и на нагрузки от гололеда на поперечине, равномерно распределенные по ее длине при одновременном действии ветровой нагрузки.

5.52. Массу ригеля рамной жесткой поперечины учитывают в монтажном состоянии как для статически определимой двухшарнирной балки, свободно опирающейся на стойки. Полученную эпюру моментов суммируют с эпюрой моментов от нагрузок заданного расчетного сочетания в рамной схеме поперечины.

Первоначально, когда неизвестна масса конструкции ригеля рамной жесткой поперечины, ее принимают для расчета по действующему типовому проекту балочных поперечин с коэффициентом 0,9.

Расположение по длине поперечины вертикальных нагрузок от контактных подвесок и станционных путей, а также горизонтальной нагрузки от обрыва проводов принимают таким, которое создает наиболее тяжелые условия загружения.

При определении расчетных нагрузок каждую из нормативных нагрузок умножают на коэффициент перегрузки.

5.53. На нагрузки, действующие вдоль пути (ветровые, усилие от обрыва несущего троса), ригель поперечины рекомендуется рассчитывать с учетом реакции тросов.

Ригель имеет расчетную схему по типу двухшарнирной балки. Жесткость балки определяют, как сумму жесткостей двух горизонтальных ферм ригеля.

Реакции тросов направлены в сторону, противоположную действию внешней нагрузки, и приложены в местах прикрепления цепных подвесок к ригелю. При этом равномерно распределенную ветровую нагрузку на ригель необходимо заменить сосредоточенными силами, приложенными в местах прикрепления к ригелю подвесок. Усилие от обрыва несущего троса приложено как сосредоточенная сила в месте прикрепления к ригелю цепной подвески одного из главных путей.

5.54. Для определения реакций тросов ригель рассматривают, как статически неопределимую балку на промежуточных линейно деформируемых опорах в местах прикрепления продольных несущих тросов цепных подвесок. Цифрами на рис. 13, 14 обозначены номера путей.

Места соединения ригеля с железобетонными стойками рассматривают как податливые опоры ввиду деформативности стоек.

Основная статически определимая система получается отбрасыванием лишних связей (промежуточных опор) и заменой их неизвестными силами х1 ... хi представляющими собой реакции тросов (см. рис. 13, 14), для определения которых составляются системы канонических уравнений.

Рис. 13. Схема для расчета жесткой поперечины с учетом реакции тросов:

а - общий вид; б - схема ригеля на упругих опорах; в - расчетная схема

а)

б)

в)

Рис. 14. Расчетная схема определения жесткости податливой связи:

а - расчетная схема поперечины в плане; б - действительная схема деформации ригеля; в - схема приложения усилия от реакции тросов

(41)

Здесь ??ij - единичные перемещения по направлению i-й связи от j-й реакции - находят перемножением единичных эпюр моментов:

, (42)

??ip - грузовые перемещения по направлению i-й связи - находят перемножением соответствующих площадей единичных эпюр моментов и грузовых эпюр:

, (43)

- перемещение по направлению i-й податливой связи (в i-й точке подвеса гирлянды изоляторов) от единичной силы, приложенной в любой точке j ригеля, вследствие податливости опор на концах балки (перемещения вершин железобетонных стоек):

, (44)

аij - коэффициент положения связи относительно вершин стоек;

- прогиб вершины стойки от приложенной к ней единичной силы:

. (45)

Коническую железобетонную опору, имеющую переменную по длине жесткость, разбивают на три равных участка. Момент инерции каждого участка определяют по среднему диаметру:

, (46)

- аналогичные перемещения от внешних сил определяют по формуле:

.(47)

Здесь аiр - коэффициент положения внешней силы относительно вершин стоек.

Жесткости К1 податливых связей определяют в зависимости от массы цепных подвесок Gi, гирлянд изоляторов g, а также от расстояния ??, см от низа гирлянды до точки поворота (см. рис. 12).

С достаточной степенью точности жесткость Кi может быть определена по формуле:

. (48)

5.55. Жесткие поперечины рамного типа следует рассчитывать методом сил как трижды статически неопределимые системы с жесткой или упруго податливой заделками стоек в грунте.

5.56. При расчетах на действие внешних сил уравнения деформации выражают условие равенства нулю перемещений по направлению лишних связей:

,

, (49)

где х1, х2, х3 - неизвестные силы по направлению отброшенных связей в основной системе.

5.57. Расчет жестких поперечин рамного типа рекомендуется выполнять на ЭВМ с использованием разработанной в ЦНИИСе программы «Расчет и подбор жестких поперечин рамной конструкции контактной сети электрифицированных железных дорог», инв.№ 50860000626.

5.58. Расчет элементов ригелей жестких поперечин, представляющих собой пространственные конструкции из одиночных уголков, выполняется по рекомендациям главы СНиП по проектированию стальных конструкций, гл. 5.

Проектирование консолей