gк - изменение прогиба опоры на уровне контактного провода под действием ветровой нагрузки, м;
а - абсолютное значение зигзага контактного провода на прямой, одинаковое на соседних опорах, м.
К1=К2+2hdx, (2.2)
где К2 - коэффициент, учитывающий упругие деформации провода при его отклонении;
h и d - коэффициенты, учитывающие пульсации ветра;
g - коэффициент динамичности.
Коэффициенты h,d и g определены по материалам [1].
К2=К3×К4×К5, (2.3)
где К3, К4, К5 - коэффициенты, определенные по материалам [1].
Эквивалентная нагрузка рэ определена
рэ=, (2.4)
где Т - натяжение несущего троса, даН;
рн - нормативная ветровая нагрузка на несущий трос, даН/м;
hи - длина гирлянды подвесных изоляторов, принятая по материалам [1] 0.42 м;
qн - результирующая нагрузка на несущий трос, даН/м;
gн - изменение прогиба опоры на уровне несущего троса под действием ветровой нагрузки, м;
еср - средняя длина струн в средней части пролета lmax, м;
gк - нагрузка от веса одного контактного провода, даН/м;
nк - число контактных проводов.
еср=h0 – 0.115×, (2.5)
где h0 - конструктивная высота подвески, м;
gп - нагрузка от веса всех проводов подвески на несущий трос при отсутствии гололеда, даН/м.
Расчет произведен сначала для подвески М-120+2МФ-100. В режиме ветра максимальной интенсивности по табл. 2.2 и 2.3: К=1960 даН, ркв=1,54 даН/м, bк.доп=0.5 м, gкв=0.025 м, а=0.3 м. При К1=1 и рэв=0.
м.
По материалам [1] найдены значения коэффициентов для определения К'1 при lmax.в=65,52 м: h=0.58 d=0.225, x=1,015, К3=0.65, К4=1,33, К5=1.075.
К'2=0,65·1,33·1,075=0.929. К'1=0.929+2×0.58×0.225×1,015=1.194.
h0=2.0 м, gп=2.983 даН/м, Т0=1470 даН.
е'ср=2 - 0.115×=0,998 м.
По [1] и табл. 2.2 и 2.3: Тв=1370 даН, рнв=1.473 даН/м, hи=0.42 м, qнв=3.327 даН/м, gнв=0.034 м, gк=0.873 даН/м, nк=2.
р'эв= даН/м.
Новое значение длины пролета с учетом К'1 и р'эв
м.
Разница между значениями длины пролета получилась более 5%
, поэтому расчет продолжен.
l’max.в=56.3 м: h=0.62 d=0.225, x=1,015, К3=0.67, К4=1,33, К5=1.075.
К'2=0,67·1,33·1,075=0.958. К'1=0.958+2×0.62×0.225×1,015=1.241.
е''ср=2 - 0.115×=1.26 м.
р''эв= даН/м.
Новое значение длины пролета с учетом К''1 и р''эв
м.
Разница между значениями длины пролета получилась менее 5%
, поэтому расчет прекращен и окончательно принято lmax.в=55.36 м.
В режиме гололеда с ветром по [1] и табл. 2.2 и 2.4: К=1960 даН, ркг=0.249 даН/м, bк.доп=0.5 м, gкг=0.005 м, а=0.3 м. При К1=1 и рэг=0.
м.
По материалам [1] найдены значения коэффициентов для определения К'1 при lmax.г=167.28 м: h=0.51, d=0.115, x=1.03, К3=0.44, К4=1.5, К5=1.075.
К'2=0.44×1.5×1.075=0.71. К'1=0.71+2×0.51×0.115×1.03=0.83
h0=2.0 м, gп=2.983 даН/м, Т0=1470 даН.
е'ср=2 - 0.115×=0.857 м.
Тг=1670 даН, рнг=0.29 даН/м, hи=0.42 м, qнг=3.52 даН/м, gнг=0.007 м, gкг=0.988 даН/м, nк=2.
р'эг= даН/м.
Новое значение длины пролета с учетом К'1 и р'эг
м.
Разница между значениями длины пролета получилась менее 5%
, поэтому расчет прекращен и окончательно принято lmax.г=166.42 м..
Для подвески ПБСА-50/70+МФ-100. В режиме ветра максимальной интенсивности по табл. 2.2 и 2.3: К=980 даН, ркв=1,14 даН/м, bк.доп=0.5 м, gкв=0.025 м, а=0.3 м. При К1=1 и рэв=0.
м.
По материалам [1] найдены значения коэффициентов для определения К'1 при lmax.в=53,85 м: h=0.63, d=0.225, x=0.92, К3=0.67, К4=1.33, К5=1.00.
К'2=0.67·1.33×1.00=0.891. К'1=0.891+2×0.63×0.225×0.92=1.152.
h0=2.0 м, gп=1.642 даН/м, Т0=1570даН.
е'ср=2,0 - 0.115×=1.65 м.
Тв=1570 даН, рнв=1.473 даН/м, hи=0.42 м, qнв=2.206 даН/м, gнв=0.007 м, gк=0.873 даН/м, nк=2.
р'эв= даН/м.
Новое значение длины пролета с учетом К'1 и р'эв
м.
Разница между значениями длины пролета получилась более 5%
, поэтому расчет продолжен.
l’max.в=48.4 м: h=0.66, d=0.225, x=0.92, К3=0.69, К4=1.33, К5=1.00.
К'2=0.69·1.33×1.00=0.918. К'1=0.918+2×0.66×0.225×0.92=1.191.
е''ср=2 - 0.115×=1.718 м.
р''эв= даН/м.
Новое значение длины пролета с учетом К''1 и р''эв
м.
Разница между значениями длины пролета получилась менее 5%
, поэтому расчет прекращен и окончательно принято lmax.в=47.66 м..
В режиме гололеда с ветром по [1] и табл. 2.2 и 2.4: К=980 даН, ркг=0.185 даН/м, bк.доп=0.5 м, gкг=0.005 м, а=0.3 м. При К1=1 и рэг=0.
м.
По материалам [1] найдены значения коэффициентов для определения К'1 при lmax.г=137.228 м: h=0.51, d=0.115, x=0.93, К3=0.52, К4=1.5, К5=1.00.
К'2=0.52×1.5×1.00=0.78. К'1=0.78+2×0.51×0.115×0.93=0.889.
h0=2.0 м, gп=1.642 даН/м, Т0=1570 даН.
е'ср=2,0 - 0.115×=1.411 м.
Тг=1670 даН, рнг=0.29 даН/м, hи=0.42 м, qнг=2.07 даН/м, gнг=0.007 м, gк=0.988 даН/м, nк=2.
р'эг= даН/м.
Новое значение длины пролета с учетом К'1 и р'эв
м.
Разница между значениями длины пролета получилась менее 5% ,
поэтому расчет прекращен и окончательно принято lmax.г=143.2 м..
Для контактного провода существуют ограничения его положения по высоте от уровня головки рельса в любых точках пролета и эксплуатационных условиях на станциях и перегонах:
- максимально допустимая высота - 6.8 м;
- минимально допустимая высота - 5.75 м.
Из этого следует, что максимально допустимый интервал перемещения КП по вертикали (Dhдоп) равен 1.05 м.
Длина пролета, при которой интервал перемещений контактного провода в заданных условиях равен максимально допустимому, будет максимально допустимый по условию соблюдения вертикальных габаритов контактного провода.
Сначала необходимо установить, в каких режимах контактный провод будет занимать наивысшее и наинизшее положения. Наивысшее положение контактный провод будет занимать в режиме минимальной температуры, так как провес несущего троса в этом режиме будет наименьшим. Наинизшее положение контактного провода может занимать либо в режиме максимальной температуры, либо в режиме гололеда с ветром.
Режим с наинизшим положением контактного провода можно установить путем сравнения значений максимальной и критической температуры. Если максимальная температура равна или больше критической, то наибольший провес несущего троса будет иметь место в режиме максимальной температуры, а если меньше, то в режиме гололеда с ветром.
Значение критической температуры tкр для несущего троса полукомпенсированной подвески приближенно определено по формуле
tкр=tг+. (2.6)
Значения произведения aЕS для несущего троса приняты по данным [1].
Если наинизшее положение контактного провода будет в режиме максимальной температуры, то максимальная длина пролета, при которой обеспечивается соблюдение вертикальных габаритов контактного провода в середине пролета, определено
lmax=, (2.7)
где А=, (2.8)
Б=, (2.9)
Д=, (2.10)
Г=. (2.11)
В приведенных формулах:
- значения натяжения несущего троса при соответственно максимальной и минимальной температурах, даН;
К - номинальное натяжение контактного провода, даН;
с - расстояние от оси опоры до первой струны на несущем тросе, м.
Для несущего троса подвески М-120+2МФ-100
tкр= -5+= +6.60С;
Для несущего троса подвески ПБСА-50/70+МФ-100
tкр= -5+= +110С.
Из сравнения полученных значений критической температуры с принятым в проекте значением максимальной температуры (+450С) видно, что наибольший провес несущего троса каждой подвески будет иметь в режиме максимальной температуры.
Максимально допускаемая длина пролета для подвески
М-120+2МФ-100 определена по формулам (2.7-2.11).
По данным [2] =0.35×1960=686даН, с=10 м.
Г== -0.0004957 1/даН;
А==0.0001069 1/м;
Б== -0.009858;
Д==-1.149 м;
lmax==67.347 м.
Максимально допускаемая длина пролета для подвески
ПБСА-50/70+МФ-100 определена по формулам (2.7-2.11).
По данным [2]=0.35×1960=686даН, с=2 м.
Г== -0.0008412 1/даН;
А==0.00008671 1/м;
Б== -0.0008621;
Д==-1.052 м;
lmax==105.273 м.
Все данные о максимально допустимых и окончательно принятых длинах пролетов для обеих подвесок представлены в табл. 2.5.
Т а б л и ц а 2.5
Максимально допустимые длины пролетов для разных подвесок, режимов, условий и окончательно принятые
|
Характеристика контактных проводов |
Максимально допустимые длины пролетов, м |
||||
|
для режима ветра максималь-ной интенсив-ности |
для режима гололеда с ветром |
по условию соблюдения вертикальных габаритов контактных проводов |
по условию обеспечения надежного токосъема |
окончательно принятое в работе |
|
|
Рессорная полукомпенси-рованная М-120+2МФ-100 на главном пути |
55,36 |
166,42 |
67,34 |
70.0 |
55,36 |
|
Нерессорная полукомпенси-рованная ПБСА-50/70 +МФ-100 на второстепенных путях |
47,66 |
143,24 |
105,27 |
47,66 |
|
3.РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ПИТАНИЯ И СЕКЦИОНИРОВАНИЯ КОНТАКТНОЙ СЕТИ И ВЛ НА СТАНЦИИ
3.1 Общая характеристика заданной станции и назначение путей
На станции расположен главный путь, два приемоотправочных и тупики № 4,5, предназначенные для для систематической погрузки-выгрузки,№7,предназначенный для маневровой работы. Приемоотправочный путь № 3 рассматривается как перспективный второй путь. На станции расположено пассажирское здание, высокая пассажирская платформа, пешеходный мост и тяговая подстанция с питающими и отсасывающими линиями.
3.2Описание и обоснование предлагаемой схемы питания и секционирования. Основные сведения о примененных секционных изоляторах, разъединителях и приводах к ним
Схема питания и секционирования контактной сети и ВЛ разработана с учетом рекомендаций, приведенных в [1.3] и конкретной станции так, чтобы были обеспечены возможно меньшие потери напряжения и энергии в сети при номинальном режиме работы и минимальные нарушения графика движения поездов при выходе из строя какой-либо секции контактной сети и ВЛ.
Количество секционных изоляторов и разъединителей должно быть минимально возможным. Выделение участков контактной сети станции в отдельные секции, количество и взаимное расположение секций проектируется так, чтобы при отсутствии напряжения на какой-либо секции была обеспечена возможность работы по приему и отправлению поездов на других секциях с выходом на главный путь.
Схема питания и секционирования контактной сети и ВЛ на станции разработана в следующем порядке:
- проанализировано назначение путей; определены пути, подлежащие электрификации;
- вычерчена схема путевого развития заданной станции с учетом перспективного второго главного пути;
- выполнено продольное и поперечное секционирование контактной сети с учетом электрификации перспективного второго главного пути;
- определено число питающих линий с учетом электрификации перспективного второго главного пути (четыре питающих линии), выводы питающих линий относительно отсасывающей линии в РУ-3.3 кВ тяговой подстанции расположены так, чтобы слева и справа от отсасывающей линии было не более четырех выводов питающих линий; показаны подключения от тяговой подстанции: питающих линий (с учетом перспективных) к контактной сети, отсасывающей линии к перемычке между средними точками ближайшей к тяговой подстанции пары дроссель-трансформаторов;
- показана продольная линия ВЛ 10 кВ монтируемая с полевой стороны опор контактной сети, и выполнено продольное секционирование;
- проведено наименование всех разъединителей контактной сети и ВЛ и нумерация секционных изоляторов контактной сети.
Схема питания и секционирования контактной сети и ВЛ 10 кВ на станции однопутного участка постоянного тока приведена в приложении 1.
В приложении 1:
- все секционные изоляторы - ЦНИИ7МАУ;
- разъединители А, Б, Ф1, Ф3, Ф5, Ф5-1 – РС – 3000/3.3 с моторным приводом УМП-11;
- разъединитель ПI-4 ,ПI-5 – РС – 3000/3.3 с заземляющим контактом и моторным приводом УМП-11;
- разъединители Л1 – Л4, ЛС – РЛНДА – 1-10/400 с моторным приводом УМП-11.
4.ПОДБОР ПОДДЕРЖИВАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ. ОБЕСПЕЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ В ГРУНТЕ
4.1 Подбор типовых консолей и жестких поперечин
Подбор типовых поддерживающих и фиксирующих устройств выполняется при проектировании контактной сети путем привязки разработанных конструкций к конкретным условиям их установки.
Неизолированные консоли изготовляемые из двух швеллеров, обозначаются буквами НР (с растянутой тягой) и НС (со сжатой тягой). Кроме того в обозначении типа консоли римскими цифрами указывается вид ее геометрических размеров, арабскими - номер использованных для изготовления консоли швеллеров.
Подбор типовых неизолированных консолей постоянного тока выполняется в зависимости от типа опор и места их установки, а при подборе переходных консолей учитывается еще наличие или отсутствие секционирования сети, расположение рабочей и анкеруемой ветвей подвески относительно опоры и какая ветвь крепится на данной консоли.
Для поперечин длинной до 29.1 м включительно ширина ферм равна 450 мм, высота 700 мм и длина основной панели 800 мм.
В маркировке типовых жестких поперечин использованы буквы и цифры.
Жесткие поперечине комплектуются из двух, трех или четырех блоков в зависимости от длины расчетного пролета.
4.2 Подбор типовых стоек для консольных опор, опор с жесткими поперечинами и опор фидерных линий
Все стойки принимаются типа СО136.6-3.
Для жестких поперечин они устанавливаются без фундаментов, прямо в грунт. Если на опору жесткой поперечины анкеруется подвеска, то нужно учесть анкер и двойные оттяжки. Это делается следующим образом: СО136.6-3+А.
Применяется трехлучевой анкер, длиной 4 м типа ТА-4.0.
Под анкерные опоры, которые устанавливаются без фундаментов, предусматривается установка опорных плит типа ОП2.
Если в перспективе опора должна быть анкерной, то под нее надо ставить фундамент.
Опоры на перекидках фидерных линий имеют тип СО136.6-3ТС+А.
Пример подбора стоек:
- консольная опора №8 выбирается СО136.6-3ТС+А;
- стойка опоры жесткой поперечине №13выбирается типа СО136.6-3+А.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Результатом работы является разработанный план контактной сети и воздушных линии станции, в пределах которой находится тяговая подстанция.
План выполнен в масштабе 1:1000, который наиболее удобен для разбивки опор.
Максимально допустимые длины пролета рассчитаны для режимов ветра максимальной интенсивности и гололеда с ветром. Также проведен расчет максимальной длины пролета по условию соблюдения вертикальных габаритов контактного провода. При расчете получили максимальную длину пролета равную 47,66 для второстепенных путей и55,36м для главных путей .
Для заданного развития станции выполнен план с учетом принятых длин пролетов, превышение длин пролетов, принятых на плане, не будет выходить за допустимые значения, так как интенсивность ветра на станции будет меньше расчетной из-за наличия построек на ней. Разработана схема питания и секционирования. Выбрано основное оборудование. Определены длины контактной сети, питающих и отсасывающих фидеров.
