Часть 2. Устройство мачтовых переходов

МИНИСТЕРСТВО СВЯЗИ СОЮЗА ССР

ПРАВИЛА СТРОИТЕЛЬСТВА И РЕМОНТА ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ СВЯЗИ И РАДИОТРАНСЛЯЦИОННЫХ СЕТЕЙ

ЧАСТЬ II

УСТРОЙСТВО МАЧТОВЫХ ПЕРЕХОДОВ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО ЛИТЕРАТУРЫ ПО ВОПРОСАМ СВЯЗИ И РАДИО

МОСКВА 1960

ПРЕДИСЛОВИЕ Настоящая работа, посвященная вопросам устройства мачтовых переходов, является второй частью «Правил строительства и ремонта воздушных линий связи и радиотрансляционных сетей».

По сравнению с аналогичным разделом «Правил проектирования, строительства и ремонта воздушных линий связи» (Связьиздат, 1952 г.) предлагаемая вторая часть Правил переработана с учётом опыта строительства и эксплуатации мачтовых переходов на линиях связи и одноствольных деревянных мачт передающих и приёмных радиоцентров.

Во второй части Правил приведена конструкция мачт в обсадных трубах, якорей из железобетона и др. В целях облегчения пользования Правилами в них приведены рекомендации по выбору конструкций и сооружению мачтовых переходов. Помещены новые разделы по эксплуатации и технике безопасности при сооружении и обслуживании мачтовых переходов. Даны типовые решения для переходов длиной до 500 м. (Мачтовые переходы длиной более 500 м сооружаются по специально составленным проектам.)

Вторая часть Правил - «Устройство мачтовых переходов» разработана сотрудниками Центрального научно-исследовательского института связи Министерства связи СССР (ЦНИИС): старшим научным сотрудником, кандидатом технических наук Г.В. Шулейкиным (методы расчёта прочности мачт и расчётные формулы) и инженером Э.Л. Поверенным (разделы 1 - 11).

Замечания по второй части Правил следует направлять по адресу: Москва, К-9, ул. Горького, 7, Министерство связи СССР.

Главное управление междугородной телефонно-телеграфной связи

Управление местной телефонной связи и радиофикации

Центральный научно-исследовательский институт связи

1. ВЫБОР МЕСТА ДЛЯ УСТРОЙСТВА МАЧТОВОГО ПЕРЕХОДА 1.1. При выборе места для установки мачты должны быть соблюдены следующие условия:

а) кратчайшее направление трассы линии при подходе её к мачтовому переходу;

б) возможно меньшая ширина реки в месте перехода или наличие острова (при большой ширине реки), дающего возможность поставить на нём промежуточную мачту;

в) большая высота обоих берегов или по крайней мере одного из них.

1.2. Рельеф местности, выбранной для установки мачты, должен давать возможность расположить собранную мачту и четыре якоря. В направлении расположения одной из оттяжек должно иметься свободное ровное место без значительных уклонов шириной 4 ¸ 5 м, длиной около 1,2Н (Н - высота мачты), пригодное для сборки и подъёма мачты.

Рельеф местности должен давать также возможность поставить на каждой стороне перехода по одной подмачтовой опоре на расстоянии от 2Н до 3H от мачты.

1.3. Нельзя устанавливать мачты:

а) в зоне ледохода;

б) в заливаемых водой местах, в которых при отсутствии ледохода наблюдается большая (свыше 2,5 м) высота подъёма воды и сильное её течение;

в) на размываемых берегах.

2. ИЗМЕРЕНИЕ ПРОЛЕТОВ И СОСТАВЛЕНИЕ ЭСКИЗА МАЧТОВОГО ПЕРЕХОДА 2.1. После выбора вариантов перехода на эскизе (рис. 2.1) наносятся следующие данные, замеренные с точностью до ± 1,0 м по горизонтали и ± 0,25 м по вертикали:

а) l - длина пролёта между выбранными точками установки опор. При установке промежуточной мачты на острове (на рисунке не показана) отмечается длина пролёта l¢ - через главное русло и l" - через проток;

б) b - расстояние от мачты до воды при нормальном ее уровне;

в) b₁ - расстояние от мачты до воды при наибольшем подъёме воды. Если на острове устанавливается мачта, то замеряется расстояние между мачтами на берегу и на острове с указанием по отношению, к какому берегу оно взято;

Рис. 2.1. Эскиз мачтового перехода:

а) с одинаковой высотой подвеса, б) с неодинаковой высотой подвеса

г) S - ширина острова при нормальном уровне реки и S₁ - при наивысшем (если остров не заливается полностью);

д) отметки уровня земли по отношению к условному нулевому уровню воды в местах, намеченных для установки мачт. За условный нулевой уровень принимается средний уровень воды в реке;

е) все находящиеся в пределах установки подмачтовых опор сооружения и предметы (деревья, скалы и т.п.) высотой более 5 м; при этом на эскизе даются их размеры, высота и положение.

Примечание. Если площадка нуждается в расчистке, то это заносится в виде примечания к таблице (приложение 1), причём даётся характеристика и объём работы;

ж) стрелка, показывающая направление - север (С), юг (Ю);

з) h₁ - наибольшая надводная высота судов, проходящих по реке, если река судоходна, h₂ - расстояние от самой высокой части судов до наинизшей точки нижнего провода;

и) h₃ - отметка наивысшего уровня воды в реке;

к) h₄ - высота берега над наивысшим уровнем воды реки;

л) линии берегов и острова при нормальном уровне воды;

м) граница заливаемости берегов и острова;

и) приблизительные границы ледохода и ширина его;

о) направление течения реки;

п) приблизительное обозначение фарватера, если река судоходна и ширина его (С), а также место стоянки судов.

Все данные заносятся в таблицу, форма которой дана в приложении 1.

2.2. Если река в районе перехода меняет своё русло, то составляют дополнительный план, на котором необходимо указать происшедшие изменения.

2.3. Величины отметок уровня воды, надводная высота судов и т.д. должны быть получены от гидрометеорологической службы местного речного транспорта. Если река не судоходна, то сведения собираются у местных старожилов - перевозчиков, рыбаков и т.п.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТРЕЛЫ ПРОВЕСА ПЕРЕХОДНОГО КАНАТА 3.1. В качестве проводов для мачтовых переходов применяются стальные оцинкованные, биметаллические и бронзовые канаты, физико-механические данные которых приведены в табл. 3.1.

3.2. Для определения типа линии в районе перехода следует пользоваться метеорологическими данными, полученными в результате продолжительных наблюдений за температурой воздуха, скоростью ветра, интенсивностью и удельным весом гололёда, изморози или мокрого снега.

При этом расчетные метеорологические условия определяются по наиболее невыгодному сочетанию нагрузок от внешних сил и температуры, действующих на канаты мачтового перехода по наблюдениям за последние 5 лет.

Данные об атмосферных условиях в районе перехода сводятся в таблицу, форма которой приведена в приложении 2.

Таблица 3.1

Физико-механические данные канатов

Физико-механические данные

Обозначение

Типы канатов

провода антенные голые ГОСТ 5990-51

стальные спиральные канаты ГОСТ 3062-55

биметаллические провода голые (стале-медные)

ПАБ-10

ПАБ-25

1´7-4,2

1´7-6,0

1´7-6,6

1´7-4,5

1´7-6,0

1´7-6,6

1´7-7,5

Площадь сечения всех проволок, мм²

S

10

25

10,78

22

26,6

12,4

22

26,6

34,3

Предел прочности проволоки в канате, кг/мм²

s_np

-

-

140

140

140

75

75

75

75

Разрывное усилие каната в целом, кг

R_np

750

1800

1380

2820

3420

840

1500

1800

2320

Модуль упругости, кг/мм²

Е

10000

10000

18000

18000

18000

18000

18000

18000

18000

Коэффициент линейного температурного расширения

a

18×10^-6

18×10^-6

12×10^-6

12×10^-6

12×10^-6

12×10^-6

12×10^-6

12×10^-6

12×60^-6

Допускаемое напряжение материала каната в низшей точке пролёта при t° = - 40 °С, кг/мм²

s_-40

36,0

36

65

65

65

32

32

32

32

Допускаемое напряжение материала каната в низшей точке пролёта при гололёде и t° = - 5 °С, кг/мм²

s₇

36,0

36

60

60

60

32

32

32

32

Удельная нагрузка от собственного веса кг/м×мм²

g₁

0,01

0,01

0,0085

0,0085

0,0085

0,00825

0,00885

0,0084

0,00795

3.3. Таблицы величин монтажных стрел провеса и тяжения канатов приведены в приложении 3; при этом для промежуточных значений длин пролётов величины определяются интерполированием. Для условий, отличных от указанных в приложении 3, переходы сооружаются по специальным проектам.

4. ВЫБОР КОНСТРУКЦИИ МАЧТЫ 4.1. При определении наинизшего положения переходного каната необходимо знать наивысший уровень воды в реке, наибольшую надводную высоту курсирующих судов и максимальную температуру среды за период времени наивысшего уровня воды в реке.

Все эти данные должны быть нанесены на эскиз перехода (рис. 2.1) и указаны в приложениях 1 и 2.

4.2. В зависимости от величины наибольшей стрелы провеса и допустимого расстояния от каната до поверхности воды в период её наивысшего уровня определяется высота крепления нижнего провода к мачте Н¢

H¢ = f + h₂ + h₁ + h₃ - h₄, м.

4.3. После получения указанных выше данных намечают конструкцию вершины мачты, т.е. распределяют на ней точки подвеса заданного числа проводов и находят минимальную высоту каждой мачты Н.

При этом наименьшее расстояние между проводами по оси мачты h_np должно быть равно 0,5 м, а расстояние от вершины мачты до места крепления верхнего провода h_в 1,3 м. Высота мачты

H = H¢ + h_np(N - 1) + h_в, м,

где N - число проводов.

4.4. Ствол мачты составляется из брёвен длиной от 7,5 до 11 м и диаметром в верхнем торце не менее 18 см.

Количество брёвен мачты в зависимости от её высоты с учётом изготовления стыков брёвен длиной 0,8 м приведено в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Количество брёвен в мачте (в зависимости от её высоты) при длине стыка 0,8 м и без учёта высоты основания мачты (фундамента) над землёй

Высота мачты м

Количество в мачте брёвен длиной, м

11

9

8,5

7,5

Всего

15,2

-

-

1

1

2

16,7

-

1

1

-

2

18,7

1

-

1

-

2

21,2

2

-

-

-

2

24,4

1

-

-

2

3

25,4

-

3

-

-

3

27,4

1

2

-

-

3

29,4

2

1

-

-

3

31,4

3

-

-

-

3

33,6

2

-

-

2

4

36,6

2

-

2

-

4

38,1

3

-

-

1

4

41,6

4

-

-

-

4

44,8

3

-

-

2

5

46,8

3

-

2

-

5

48,3

4

-

-

1

5

51,8

5

-

-

-

5

Примечания: 1. Если необходимо уменьшить длину мачты на 1 ¸ 1,5 м, то отпиливают снизу нижнее бревно.

2. В лесных местностях, где возможна заготовка брёвен в районе перехода, допускается применение бревен длиной до 17 м.

4.5. На основании полученного, согласно пп. 4.2 и 4.3, минимального значения высоты мачты по табл. 4.1 выбирается количество и длина брёвен мачты. В каждом стыке брёвен и у вершины мачты устанавливается по четыре оттяжки. При этом следует иметь в виду, что значительный процент стоимости мачты составляют стальные канаты оттяжек (тросы) и оковка (хомуты, зажимы, коуши). Узел крепления четырёх оттяжек к мачте (стык брёвен или вершина) называется ярусом оттяжек. Счёт ярусов ведётся сверху вниз.

С уменьшением числа ярусов оттяжек мачта удешевляется, но при этом увеличивается длина брёвен, что в некоторых случаях вызывает затруднения в их заготовке. Поэтому окончательное решение принимается из сравнения нескольких возможных вариантов.

4.6. Оттяжки (кроме верхних) крепятся на середине стыков мачты. Крепление же верхнего яруса выполняется согласно данным, изложенным в разд. 5.

4.7. Если мачта укрепляется не более чем четырьмя ярусами оттяжек, то для укрепления последних у поверхности земли устанавливают четыре якоря, и все оттяжки одного направления крепят к одному якорю (рис. 4.1а).

При числе ярусов больше четырёх, а также при натяжении отдельных оттяжек, превышающем допустимое усилие на один якорь, или при слабом грунте общее число якорей увеличивается до восьми (рис. 4.1б).

Расстояние а₁ от оси мачты до якоря (так называемое заложение его) выбирается так, чтобы вторая от вершины оттяжка была наклонена к горизонту под углом 45°.

Рис. 4.1. Схема крепления мачты оттяжками:

а) с четырьмя якорями, б) с восемью якорями

Если в каждом направлении оттяжек имеется по два якоря, то нагрузка распределяется равномерно на оба якоря. В этом случае расстояние а₂ выбирается так, чтобы вторая сверху оттяжка, из числа укреплённых на втором якоре, была наклонена к горизонту под углом 45°.

4.8. При выборе диаметров стальных канатов следует руководствоваться указаниями табл. 4.2 и характеристиками канатов, приведёнными в приложении 6.

Диаметры стальных канатов для оттяжек во всех ярусах выбираются так, чтобы в двух соседних ярусах оттяжек они не отличались друг от друга более чем на два номера, взятых по ГОСТ. Минимальный диаметр стального каната (ГОСТ 3062-55) для оттяжек приведён в табл. 4.3.

Таблица 4.2

Запасы прочности стальных канатов

Назначение каната

Запас прочности

Примечание

Для оттяжек

2,5

Для подъёма мачты

5

Для подъёма человека

8

Диаметр каната для подъёма человека должен быть не менее 7,7 мм

Таблица 4.3

Минимальный диаметр стального каната (ГОСТ 3062-55) для оттяжек мачт

Высота мачты мм

Диаметр каната двух верхних ярусов оттяжек мм

Диаметр каната остальных ярусов оттяжек мм

До 18,7

6,6

-

» 29,4

7,8

6,6

» 51,8

9,6

7,8

Примечания: 1. Канаты выбраны при расчётном пределе прочности проволоки на растяжение 140 кг/мм. Если проволока имеет другой предел прочности, то выбирается равнопрочный канат.

2. Если для оттяжек используются шестипрядные гибкие канаты с пеньковым сердечником (ГОСТ 3069-55, 3070-55), то выбирают канат на 20 % прочнее по разрывному усилию, чем канаты, указанные по ГОСТ 30-55, но диаметром не менее 9,5 мм.

5. ИЗГОТОВЛЕНИЕ МАЧТ, ПОДМАЧТОВЫХ ЯКОРЕЙ И ОПОР 5.1. Работы по сооружению деревянных мачт включают осмотр и отбраковку древесины, изготовление и сборку мачты и оттяжек на земле, установку фундамента и якорей мачт, подъём мачты в вертикальное положение и регулировку её прямолинейности и вертикальности.

5.2. Для изготовления мачт применяют сосну, лиственницу и ель (полусухое состояние) первого или второго сорта (ГОСТ 4371-48), антисептированную способом «Оснос» или вымачиванием.

5.3. При сырой древесине брёвен применять их для изготовления мачт без дополнительной воздушной сушки под навесом не следует, так как мачта будет сильно коробиться и трескаться вследствие усыхания древесины.

5.4. На брёвнах для мачт не должно быть табачных сучков, червоточины и признаков гнили или плесени.

5.5. Количество брёвен для мачты зависит от её высоты и определяется по табл. 4.1.

5.6. После отбора брёвен их ошкуривают и гладко остругивают с оставлением естественного сбега брёвен.

5.7. Брёвна для мачт после обработки должны быть прямолинейны, длиной не менее 7,5 м, с диаметром в верхнем торце (вершине) не менее 18 см (допускается искривление оси бревна не более чем на 2 см).

5.8. При обработке брёвен необходимо устранять их эллиптичность (допускается различие наибольшего и наименьшего диаметров в одном сечении бревна не свыше 0,5 см).

5.9. После окончания обработки бревна его отпиливают до нужной длины (с припуском 2 ¸ 3 см для последующей подгонки). Плоскость полученного торца должна быть строго нормальной к оси бревна и образовываться одним пропилом. Для изготовления стыка концы брёвен длиной в 1 м остругиваются в форме цилиндра.

5.10. На цилиндрических концах заготовленных брёвен делают затёску под косой затяжной зуб для устройства стыков. Каждое бревно индивидуально подгоняется к другому. Форма косого зуба для стыкования брёвен показана на рис. 5.1.

5.11. Верхнее бревно мачты устанавливается комлем вверх, второе сверху бревно устанавливается комлем вниз, третье сверху бревно устанавливается опять комлем вверх и т.д., таким образом, сопряжение брёвен будет производиться по схеме «комель с комлем, вершина с вершиной», как указано на рис. 5.2. Стыки брёвен нумеруются.