11). Нормативная ветровая нагрузка при гололеде на провод (трос) определяется по формуле (3) с учетом условной толщины стенки гололеда bу, которая принимается по региональному районированию ветровых нагрузок при гололеде или рассчитывается согласно методическим указаниям по расчету климатических нагрузок. При отсутствии региональных карт и данных наблюдений bу = bэ.
12). Толщина стенки гололеда (bэ, bу) на проводах ВЛ определяется на высоте расположения приведенного центра тяжести всех проводов, на тросах - на высоте расположения центра тяжести тросов. Высота приведенного центра тяжести проводов и тросов определяется в соответствии с формулой (2 а,б,в).
Толщина стенки гололеда на проводах (тросах) при высоте расположения приведенного их центра тяжести более 25 м определяется умножением ее значения на коэффициенты Ki и Kd, принимаемые по табл.4. При этом исходную толщину стенки гололеда (для высоты 10 м и диаметра 10 мм) следует принимать без увеличения, предусмотренного пунктом 10. Полученные значения толщины стенки гололеда округляются до 1 мм.
При высоте расположения приведенного центра тяжести проводов или тросов до 25 м поправки на толщину стенки гололеда на проводах и тросах в зависимости от высоты и диаметра проводов и тросов не вводятся.
Таблица 4.
Коэффициенты Ki и Kd учитывающие изменение толщины стенки гололеда *
|
Высота расположения приведенного центра тяжести проводов, тросов и средних точек зон конструкций опор над поверхностью земли, м |
Коэффициент Ki, учитывающий изменение толщины стенки гололеда по высоте над поверхностью земли |
Диаметр провода (троса), мм |
Коэффициент Kd, учитывающий изменение толщины стенки гололеда в зависимости от диаметра провода (троса) |
|
25 |
1,0 |
10 |
1,0 |
|
30 |
1,4 |
20 |
0,9 |
|
50 |
1,6 |
30 |
0,8 |
|
70 |
1,8 |
50 |
0,7 |
|
100 |
2,0 |
70 |
0,6 |
13). Для участков ВЛ, сооружаемых в горных районах по орографически защищенным извилистым и узким склоновым долинам и ущельям, независимо от высот местности над уровнем моря, нормативную толщину стенки гололеда bэ рекомендуется принимать не более 15 мм. При этом не следует учитывать коэффициент Ki.
14). Температуры воздуха - среднегодовая, низшая, которая принимается за абсолютно минимальную, высшая, которая принимается за абсолютно максимальную, - определяются по строительным нормам и правилам и по данным наблюдений с округлением до значений, кратных пяти.
Температуру воздуха при нормативном ветровом давлении W0 следует принимать равной минус 5 ºС, за исключением районов со среднегодовой температурой минус 5 ºС и ниже, для которых ее следует принимать равной минус 10 ºС. Температуру воздуха при гололеде для территории с высотными отметками местности до 1000 м над уровнем моря следует принимать равной минус 5 ºС, при этом для районов со среднегодовой температурой минус 5 ºС и ниже температуру воздуха при гололеде следует принимать равной минус 10 ºС. Для горных районов с высотными отметками выше 1000 м и до 2000 м температуру следует принимать равной минус 10 ºС, более 2000 м - минус 15 ºС. В районах, где при гололеде наблюдается температура ниже минус 15 ºС, ее следует принимать по фактическим данным.
15). Нормативная ветровая нагрузка на провода и тросы PH W, Н, действующая перпендикулярно проводу (тросу), для каждого рассчитываемого условия определяется по формуле (3):
PH W = αwKlKwCxWFsin2φ
где αw - коэффициент, учитывающий неравномерность ветрового давления по пролету ВЛ, принимаемый равным:
|
Ветровое давление, Па |
До 200 |
240 |
280 |
300 |
320 |
360 |
400 |
500 |
580 и более |
|
Коэффициент αw |
1 |
0,94 |
0,88 |
0,85 |
0,83 |
0,80 |
0,76 |
0,71 |
0,70 |
Промежуточные значения αw определяются линейной интерполяцией;
Kl - коэффициент, учитывающий влияние длины пролета на ветровую нагрузку, равный 1,2 при длине пролета до 50 м, 1,1 - при 100 м, 1,05 - при 150 м, 1,0 - при 250 м и более (промежуточные значения Kl определяются интерполяцией);
Kw - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте в зависимости от типа местности, определяемый по табл.2;
Cx - коэффициент лобового сопротивления, принимаемый равным: 1,1 - для проводов и тросов, свободных от гололеда, диаметром 20 мм и более; 1,2 - для всех проводов и тросов, покрытых гололедом, и для всех проводов и тросов, свободных от гололеда, диаметром менее 20 мм;
W - нормативное ветровое давление, Па, в рассматриваемом режиме:
W = W0 - определяется по табл. 1в зависимости от ветрового района;
W = Wг - определяется по пункту 6;
F - площадь продольного диаметрального сечения провода, м2 (при гололеде с учетом условной толщины стенки гололеда bу);
φ - угол между направлением ветра и осью ВЛ.
Площадь продольного диаметрального сечения провода (троса) F определяется по формуле (4), м2
F = (d + 2KiKdbу)l·10-3
где d - диаметр провода, мм;
Ki и Kd - коэффициенты, учитывающие изменение толщины стенки гололеда по высоте и в зависимости от диаметра провода и определяемые по табл.4;
bу - условная толщина стенки гололеда, мм, принимается согласно пункту 11;
l - длина ветрового пролета, м.
16). Нормативная линейная гололедная нагрузка на 1 м провода и троса PH Г определяется по формуле (5), Н/м
PH Г = πKiKd bэ(d + KiKdbэ)ρg·10- 3
где Ki, Kd - коэффициенты, учитывающие изменение толщины стенки гололеда по высоте и в зависимости от диаметра провода и принимаемые по табл.4;
bэ - толщина стенки гололеда, мм, по пункту 9;
d - диаметр провода, мм;
ρ - плотность льда, принимаемая равной 0,9 г/см3;
g - ускорение свободного падения, принимаемое равным 9,8 м/с2.
17). Расчетная ветровая нагрузка на провода (тросы) PWп при механическом расчете проводов и тросов по методу допускаемых напряжений определяется по формуле (6), Н
PWп = PH Wγnwγpγf
где PH W - нормативная ветровая нагрузка по формуле (3);
γnw - коэффициент надежности по ответственности, принимаемый равным: 1,0 - для ВЛ до 220 кВ; 1,1 - для ВЛ 330-750 кВ и ВЛ, сооружаемых на двухцепных и многоцепных опорах независимо от напряжения, а также для отдельных особо ответственных одноцепных ВЛ до 220 кВ при наличии обоснования;
γp - региональный коэффициент, принимаемый от 1 до 1,3. Значение коэффициента принимается на основании опыта эксплуатации и указывается в задании на проектирование ВЛ;
γf - коэффициент надежности по ветровой нагрузке, равный 1,1.
17). Расчетная линейная гололедная нагрузка на 1 м провода (троса) Pг.п при механическом расчете проводов и тросов по методу допускаемых напряжений определяется по формуле (7), Н/м
Pг.п = PH Гγnwγpγfγd
где PH Г - нормативная линейная гололедная нагрузка, принимаемая по формуле (5);
γnw - коэффициент надежности по ответственности, принимаемый равным: 1,0 - для ВЛ до 220 кВ; 1,3 - для ВЛ 330-750 кВ и ВЛ, сооружаемых на двухцепных и многоцепных опорах независимо от напряжения, а также для отдельных особо ответственных одноцепных ВЛ до 220 кВ при наличии обоснования;
γp - региональный коэффициент, принимаемый равным от 1 до 1,5. Значение коэффициента принимается на основании опыта эксплуатации и указывается в задании на проектирование ВЛ;
γf - коэффициент надежности по гололедной нагрузке, равный 1,3 для районов по гололеду I и II; 1,6 - для районов по гололеду III и выше;
γd - коэффициент условий работы, равный 0,5.
18). При расчете приближений токоведущих частей к сооружениям, насаждениям и элементам опор расчетная ветровая нагрузка на провода (тросы) определяется по формуле (6).
19). При определении расстояний от проводов до поверхности земли и до пересекаемых объектов и насаждений расчетная линейная гололедная нагрузка на провода принимается по формуле (7).
20). Нормативная ветровая нагрузка на конструкцию опоры определяется как сумма средней и пульсационной составляющих.
21). Нормативная средняя составляющая ветровой нагрузки на опору Qнс определяется по формуле (8), Н
Qн с = KwWСxА
где Kw - принимается по таблице 2;
W - принимается по таблице 1;
Сx -аэродинамический коэффициент, определяемый в зависимости от вида конструкции, согласно строительным нормам и правилам;
А - площадь проекции, ограниченная контуром конструкции, ее части или элемента с наветренной стороны на плоскость перпендикулярно ветровому потоку, вычисленная по наружному габариту, м2.
Для конструкций опор из стального проката, покрытых гололедом, при определении А учитывается обледенение конструкции с толщиной стенки гололеда bу при высоте опор более 50 м, а также для районов по гололеду V и выше независимо от высоты опор.
Для железобетонных и деревянных опор, а также стальных опор с элементами из труб обледенение конструкций при определении нагрузки Qн с не учитывается.
22). Нормативная пульсационная составляющая ветровой нагрузки Qн п для опор высотой до 50 м принимается:
для свободностоящих одностоечных стальных опор:
Qн п = 0,5 Qн с;
для свободностоящих портальных стальных опор:
Qн п = 0,6 Qн с;
для свободностоящих железобетонных опор (портальных и одностоечных) на центрифугированных стойках:
Qн п = 0,5 Qн с;
для свободностоящих одностоечных железобетонных опор ВЛ до35кВ:
Qн п = 0,8 Qн с;
для стальных и железобетонных опор с оттяжками при шарнирном креплении к фундаментам:
Qн п = 0,6 Qн с.
Нормативное значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки для свободностоящих опор высотой более 50 м, а также для других типов опор, не перечисленных выше, независимо от их высоты определяется в соответствии со строительными нормами и правилами на нагрузки и воздействия.
В расчетах деревянных опор пульсационная составляющая ветровой нагрузки не учитывается.
23). Нормативная гололедная нагрузка на конструкции металлических опор Jн определяется по формуле (9), Н
Jн = KibэμгρgA0
где Ki, bэ, ρ, g - принимаются согласно пункту 16;
μг - коэффициент, учитывающий отношение площади поверхности элемента, подверженной обледенению, к полной поверхности элемента и принимаемый равным: 0,6 - для районов по гололеду до IV при высоте опор более 50 м и для районов по гололеду V и выше, независимо от высоты опор;
А0 - площадь общей поверхности элемента, м2.
Для районов по гололеду до IV при высоте опор менее 50 м гололедные отложения на опорах не учитываются.
Для железобетонных и деревянных опор, а также стальных опор с элементами из труб гололедные отложения не учитываются.
Гололедные отложения на траверсах рекомендуется определять по вышеприведенной формуле с заменой площади общей поверхности элемента на площадь горизонтальной проекции консоли траверсы.
24). Расчетная ветровая нагрузка на провода (тросы), воспринимаемая опорами Pw0 , определяется по формуле (10), Н
Pw0 = Pн wγnwγpγf
где Pн w - нормативная ветровая нагрузка по формуле (3);
γnw, γp - принимается согласно пункту 17;
γf - коэффициент надежности по ветровой нагрузке, равный для проводов (тросов), покрытых гололедом и свободных от гололеда:
1,3 - при расчете по первой группе предельных состояний;
1,1 - при расчете по второй группе предельных состояний.
25). Расчетная ветровая нагрузка на конструкцию опоры Q, Н, определяется по формуле:
Q = (Qн с + Qн п) γnwγpγf
где Qн с - нормативная средняя составляющая ветровой нагрузки, принимаемая по пункту 21;
Qн п - нормативная пульсационная составляющая ветровой нагрузки, принимаемая по пункту 22;
γnw, γp - принимаются согласно пункту 17;
γf - коэффициент надежности по ветровой нагрузке, равный:
1,3 - при расчете по первой группе предельных состояний;
1,1 - при расчете по второй группе предельных состояний.
26). Расчетная ветровая нагрузка на гирлянду изоляторов Pи, Н, определяется по формуле (11):
Pи = γnwγp Kw Cx Fи W0γf
где γnw, γp - принимаются согласно пункту 17;
Kw - принимается согласно таблице 1;
Сx - коэффициент лобового сопротивления цепи изоляторов, принимаемый равным 1,2;
γf - коэффициент надежности по ветровой нагрузке, равный 1,3;
W0 - нормативное ветровое давление;
Fи - площадь диаметрального сечения цепи гирлянды изоляторов, м2, определяется по формуле (12)
Fи = 0,7DиHиnN·10-6
где Dи - диаметр тарелки изоляторов, мм;
Hи - строительная высота изолятора, мм;
n - число изоляторов в цепи;
N - число цепей изоляторов в гирлянде.
27). Расчетная линейная гололедная нагрузка на 1 м провода (троса) Рог., Н/м, воспринимаемая опорами, определяется по формуле (13)
Рг.о = Pн гγпгγpγfγd
где Pн г - нормативная линейная гололедная нагрузка, принимается по формуле 5;
γпг, γp - принимаются согласно пункту 17;
γf - коэффициент надежности по гололедной нагрузке при расчете по первой и второй группам предельных состояний, принимается равным 1,3 для районов по гололеду I и II; 1,6 для районов по гололеду III и выше;
γd - коэффициент условий работы, равный:
1,0 - при расчете по первой группе предельных состояний;
0,5 - при расчете по второй группе предельных состояний.
28). Гололедная нагрузка от проводов и тросов, приложенная к точкам их крепления на опорах, определяется умножением соответствующей линейной гололедной нагрузки (формула (5), (7), (13)) на длину весового пролета.
29). Расчетная гололедная нагрузка на конструкции опор J, Н, определяется по формуле (14):
J = Jнγпгγpγfγd
где Jн - нормативная гололедная нагрузка, принимаемая по формуле (9)
γпг, γp - принимаются согласно пункту 17;
γf, γd - принимаются согласно пункту 27.
30). В районах по гололеду III и выше обледенение гирлянд изоляторов учитывается увеличением их веса на 50 %. В районах по гололеду II и менее обледенение не учитывается.
Воздействие ветрового давления на гирлянды изоляторов при гололеде не учитывается.
31). Расчетная нагрузка на опоры ВЛ от веса проводов, тросов, гирлянд изоляторов, конструкций опор по первой и второй группам предельных состояний определяется при расчетах как произведение нормативной нагрузки на коэффициент надежности по весовой нагрузке γf, принимаемый равным для проводов, тросов и гирлянд изоляторов 1,05, для конструкций опор - с указаниями строительных норм и правил на нагрузки и воздействия.
32). Нормативные нагрузки на опоры ВЛ от тяжения проводов и тросов определяются при расчетных ветровых и гололедных нагрузках по пункту 17 и 18.
Расчетная горизонтальная нагрузка от тяжения проводов и тросов, Тmax, свободных от гололеда или покрытых гололедом, при расчете конструкций опор, фундаментов и оснований определяется как произведение нормативной нагрузки от тяжения проводов и тросов на коэффициент надежности по нагрузке от тяжения γf , равный:
1,3 - при расчете по первой группе предельных состояний;
1,0 - при расчете по второй группе предельных состояний.
