Недвижимость
 
Навигация
Правовые ресурсы

СТН ЦЭ 141-99. Ведомственные строительные нормы. Нормы проектирования контактной сети

(текст документа с изменениями и дополнениями на ноябрь 2014 года)


Утверждены и введены в действие
Указанием МПС РФ
от 26 апреля 2001 г. N М-771у


Срок введения в действие
26 апреля 2001 года


ПРЕДИСЛОВИЕ

1. Разработаны ОАО "Научно-исследовательский институт транспортного строительства" - ЦНИИС (доктор техн. наук В.П. Шурыгин, кандидаты техн. наук А.П. Чучев, А.А. Орел, Л.Ф. Белов, А.И. Шелест, В.А. Балаш, Ц.Х. Надгериев), Трансэлектропроектом (инженеры В.Я. Новогрудский и Н.А. Постнова), ПГУПСом (доктор техн. наук А.А. Кудрявцев), ВНИИЖТом (доктор техн. наук В.И. Подольский).

Внесены Департаментом электрификации и электроснабжения МПС России.

2. Утверждены и введены в действие Указанием первого заместителя Министра путей сообщения Российской Федерации N М-771у от 26 апреля 2001 г.

3. Взамен ВСН 141-90.


1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Данные нормы распространяются на проектирование и расчет типовых и индивидуальных конструкций контактной сети электрифицируемых железных дорог, в том числе для участков с движением поездов со скоростями более 161 км/ч и воздушных линий, подвешиваемых на опорах контактной сети.

1.2. Проектирование контактной сети следует осуществлять с выполнением требований 2 части СНиП.

Кроме этого, необходимо руководствоваться требованиями указаний МПС России и данными "Норм проектирования", учитывающими специфические особенности контактной сети.

1.3. Нормы предполагают широкое использование персональной вычислительной техники. В соответствии с этим разработаны методики расчета конструкций контактной сети и даны ссылки на типовые программы расчета.

1.4. При проектировании конструкций контактной сети следует:

обеспечивать заданный срок службы конструкции в эксплуатации;

предусматривать технологичность изготовления и монтажа конструкций, а также их ремонтопригодность;

обеспечивать наименьшие приведенные затраты на строительство и эксплуатацию;

применять экономичные профили проката и эффективные марки сталей (в т.ч. атмосферостойкие и высокопрочные);

применять прогрессивные конструкции (комбинированные из двух марок стали, предварительно напряженные, из высокопрочных пластмасс);

выполнять требования государственных стандартов и Указаний МПС России.

1.5. При проектировании контактной сети следует применять унифицированные значения ее параметров (габарита опор, длины пролета, длины анкерных участков, длины струн).

Для массовых конструкций фундаментов, опор, поддерживающих, фиксирующих и анкеровочных устройств контактной сети следует разрабатывать типовые проекты. До массового применения конструкции должны быть подвержены приемо-сдаточным испытаниям. В проекте должны быть схемы испытаний конструкций и значения контрольных нагрузок для них.

1.6. Расчет конструкций контактной сети следует производить по методу расчетных предельных состояний.

Повторяемость климатических нагрузок при расчете контактной сети следует принимать один раз в 10 лет.

1.7. Механический расчет проводов выполняют методами статического расчета согласно указаниям главы 3 Норм. Длину пролета между опорами на прямых, переходных кривых и кривых участках пути определяют методом динамического расчета в соответствии с методикой, изложенной в обязательном Приложении 1.

1.8. Расчет опорных, поддерживающих и фиксирующих устройств контактной сети следует выполнять с учетом коэффициента надежности по ответственности . Его значение следует принимать равным:

    - при скорости движения поездов от 161 до 200 км/ч и более - 1,1;
    -  "     "         "       "    от 141 до 160 км/ч         - 1,0;
    -  "     "         "       "    до 140 км/ч    (включая   простую
    контактную подвеску)                                       - 0,95.

На коэффициент следует делить предельные значения несущей способности, расчетные значения сопротивлений, предельные значения деформаций, раскрытия трещин или умножать расчетные значения нагрузок, усилий или воздействий.

1.9. При расчете опор контактной сети по деформациям (предельному состоянию второй группы) следует определять изменение прогиба опоры от воздействия временных нормативных нагрузок, добавляя к ним нагрузки от проводов. Изменение упругого прогиба консольных опор на уровне контактного провода (без учета поворота фундамента) не должно превышать +/- 65 мм, а упругого прогиба вершины опор гибких поперечин должно быть не более 1/150 их высоты.

1.10. Расчет железобетонных опор по образованию или раскрытию трещин (вторая группа предельных состояний) следует осуществлять на сочетание постоянных нормативных нагрузок и временных климатических нагрузок годичной повторяемости: при этих нагрузках поперечные трещины в предварительно напряженных опорах с проволочной арматурой не допускаются.

1.11. Привязку типовых конструкций контактной сети в проектах электрифицируемых участков необходимо выполнять по расчетным нагрузкам; значения допустимых расчетных нагрузок должны быть приведены в типовых проектах конструкций контактной сети. Железобетонные опоры при привязке, кроме того, следует проверять по нагрузкам, допустимым по образованию или раскрытию трещин, определяемым согласно указаниям п. 1.10 данных Норм.

1.12. Для контактной сети участков, расположенных в районах с толщиной стенки отложения гололеда 15 мм и более, а также в местах с интенсивной пляской проводов следует предусматривать плавку гололеда и узлы (конструкции, типы контактной подвески), препятствующие автоколебаниям.

1.13. При проектировании типовых конструкций опор, фундаментов, жестких поперечин для каждого типа по геометрическим размерам следует предусматривать 2 - 4 типа по мощности.

Проектирование типовых конструкций консолей, кронштейнов, фиксаторов, анкеровочных устройств можно выполнять по наибольшим расчетным нагрузкам, при которых предполагается эксплуатировать конструкции.


2. НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ

2.1. Нагрузки, действующие на контактную сеть, подразделяются на постоянные и временные, а последние - на кратковременные и особые.

2.2. К постоянным относятся следующие нагрузки:

а) вес проводов, изоляторов, оборудования и арматуры контактной сети;

б) вес строительных конструкций опорных, поддерживающих, фиксирующих и анкеровочных устройств;

в) вес грунта (при расчете фундаментов опор);

г) нагрузка от проводов некомпенсированных (при среднегодовой температуре) и компенсированных.

Среднегодовую температуру воздуха следует определять по указаниям СНиП 2.01.01.

2.3. К кратковременным относятся нагрузки:

а) давление ветра на провода, кабели, тросы и другие конструкции;

б) вес гололеда на проводах, поддерживающих и фиксирующих устройствах;

в) вес гололеда на жестких поперечинах;

г) вес снегового отложения на ригелях жестких поперечин;

д) нагрузка от некомпенсированных проводов при отклонении температуры воздуха от среднегодового до минимального значения;

е) вес монтера с инструментом на проводах или конструкциях;

ж) нагрузки, возникающие при погрузке, разгрузке, перевозке и монтаже конструкций;

з) нагрузки, возникающие при монтаже проводов контактной сети.

2.4. К особым нагрузкам и воздействиям относятся:

а) нагрузки, возникающие при обрыве проводов контактной сети;

б) сейсмические воздействия;

в) нагрузки, возникающие при падении опоры.

2.5. Расчет конструкций контактной сети необходимо производить на наиболее неблагоприятные сочетания нагрузок, действующих одновременно в процессе строительства или эксплуатации. При этом необходимо рассматривать основные и особые сочетания нагрузок.

В основные сочетания входят постоянные и следующие возможные кратковременные нагрузки или их сочетание:

- наибольшее для данного района давление ветра (гололед отсутствует);

- отложение гололеда на проводах и конструкциях;

- давление ветра на покрытые гололедом провода и конструкции;

- минимальная температура воздуха (ветер и гололед отсутствуют).

При расчете по условиям монтажа принимать следующие сочетания климатических нагрузок: температура воздуха минус 15 °C, скорость ветра 10 м/с, гололед отсутствует.

Примечание. При определении натяжения тросов гибких поперечин следует учитывать указания пп. 2.2 и 2.3.

При определении температуры проводов контактной сети следует учитывать их нагрев от солнечной радиации и протекающих токов.


В особые сочетания входят возможные в действительных условиях постоянные и временные нагрузки при одновременном действии нагрузок, возникающих при обрыве проводов контактной сети, или падении одной консольной опоры, или при сейсмических воздействиях.

2.6. Значения расчетных нагрузок, необходимых для расчета конструкций контактной сети, следует определять путем умножения нормативного значения каждой из нагрузок на соответствующий ей коэффициент надежности по нагрузке.

2.7. В районах с микроклиматическими особенностями, определяющими повышенное значение климатических нагрузок, следует принимать фактически наблюдаемые величины нагрузок.


Постоянные нагрузки

2.8. Вес проводов, кабелей, тросов, оборудования, деталей и конструкций контактной сети и воздушных линий определяют по ГОСТ, проектным данным, каталогам и справочным материалам.

Нормативную нагрузку от проводов, деталей и конструкций , Н, подвешиваемых на опорах контактной сети, определяют по формуле:


, (2.1)


где g - линейная нагрузка от веса провода или цепной подвески, Н/м;

l - расчетная длина пролета, м;

- нагрузка от изоляторов, Н;

- нагрузка от деталей и конструкций, Н.

При определении нагрузки на опорные, поддерживающие или фиксирующие устройства расчетную длину пролета принимают равной среднему арифметическому от длины двух пролетов, примыкающих к рассчитываемой опоре.

2.9. Коэффициент надежности по нагрузке для веса проводов, деталей и конструкций принимают равным 1,05.

Если уменьшение постоянной нагрузки может ухудшить условия работы конструкций контактной сети, то коэффициент надежности по нагрузке следует принимать равным 0,9.

2.10. Коэффициент надежности по нагрузке для натяжения компенсированных проводов и усилий, передаваемых от них на конструкции, следует принимать равным 1,1.

Нагрузки в расчетном режиме, передаваемые на конструкции контактной сети от натяжения некомпенсированных проводов, определяют по уравнению состояния провода, принимая в исходном режиме нормативные значения нагрузок и соответствующие им натяжения провода. При этом следует учитывать требования пп. 2.18, 2.32, 2.36 и 2.47.


Ветровые нагрузки

2.11. При определении ветровой нагрузки для конкретных электрифицируемых участков следует руководствоваться указаниями СНиП 2.01.07 и дополнительными требованиями Норм.

Ветровую нагрузку следует определять как сумму средней и пульсационной составляющих.

2.12. Нормативное значение ветрового давления , Па (скорости ветра, , м/с) определяют:


, , (2.2)


где - нормативное значение ветрового давления, Па, принимаемое по табл. 2.1;

- нормативное значение скорости ветра, м/с, повторяемостью 1 раз в 10 лет на высоте 10 м над уровнем земли;

- коэффициент изменения ветрового давления в зависимости от характера подстилающей поверхности и высоты насыпи (рис. 2.1);

z - высота над поверхностью земли, м (рис. 2.2);

- параметр шероховатости подстилающей поверхности, м, определяемый по табл. 2.2.


Таблица 2.1


------------------+-----T-----+-----T-----+-----T----+-----T------
¦ Ветровой район  ¦ Iа  ¦  I  ¦ II  ¦ III ¦ IV  ¦ V  ¦ VI  ¦ VII ¦
¦    (принимают   ¦     ¦     ¦     ¦     ¦     ¦    ¦     ¦     ¦
¦ по СНиП 2.01.07)¦     ¦     ¦     ¦     ¦     ¦    ¦     ¦     ¦
+-----------------+-----+-----+-----+-----+-----+----+-----+-----+
¦      Па         ¦ 194 ¦ 262 ¦ 342 ¦ 433 ¦ 547 ¦ 684¦ 832 ¦ 969 ¦
¦q , ------       ¦---- ¦---- ¦---- ¦---- ¦---- ¦----¦---- ¦---- ¦
¦ 0  кгс/м2       ¦19,8 ¦26,7 ¦34,9 ¦44,2 ¦55,8 ¦69,8¦84,9 ¦92,9 ¦
+-----------------+-----+-----+-----+-----+-----+----+-----+-----+
¦v , м/с          ¦17,8 ¦20,6 ¦23,6 ¦26,5 ¦29,8 ¦33,3¦36,8 ¦39,7 ¦
¦ 0               ¦     ¦     ¦     ¦     ¦     ¦    ¦     ¦     ¦
------------------+-----+-----+-----+-----+-----+----+-----+------

Примечание. Для малоизученных районов скорость и давление ветра следует принимать на район выше.



Параметр шероховатости подстилающей поверхности , м

Рис. 2.1. Коэффициент изменения ветрового давления: I - насыпь высотой 40 м ( на рис. 2.2); II - нулевое место; III - выемка глубиной 5 м ( на рис. 2.2)


Рис. 2.2. Схемы расположения проводов контактной сети над подстилающей поверхностью

Таблица 2.2


------+--------------------------------------------+--------------
¦  N  ¦               Тип местности                ¦  Параметр   ¦
¦ п.п.¦                                            ¦шероховатости¦
¦     ¦                                            ¦    z , м    ¦
¦     ¦                                            ¦     0       ¦
+-----+--------------------------------------------+-------------+
¦  1  ¦                     2                      ¦      3      ¦
+-----+--------------------------------------------+-------------+
¦  1  ¦Места с резким усилением скорости ветра     ¦    0,01     ¦
¦     ¦в результате искусственного формирования    ¦             ¦
¦     ¦направленного потока (вдоль русла реки      ¦             ¦
¦     ¦с высокими берегами, вдоль ущелья)          ¦             ¦
+-----+--------------------------------------------+-------------+
¦  2  ¦Открытая ровная поверхность без             ¦    0,05     ¦
¦     ¦растительности; поверхность озер, водоемов  ¦             ¦
¦     ¦и морей, поймы крупных рек                  ¦             ¦
+-----+--------------------------------------------+-------------+
¦  3  ¦Степь, равнина, луг                         ¦    0,10     ¦
+-----+--------------------------------------------+-------------+
¦  4  ¦Открытая холмистая местность или равнинная  ¦    0,20     ¦
¦     ¦поверхность с редким лесом, садами, парками ¦             ¦
+-----+--------------------------------------------+-------------+
¦  5  ¦Участки, защищенные лесозащитными           ¦    0,50     ¦
¦     ¦насаждениями, не подлежащими вырубке;       ¦             ¦
¦     ¦станции в пределах станционных построек     ¦             ¦
+-----+--------------------------------------------+-------------+
¦  6  ¦Не подлежащий вырубке густой лес с высотой  ¦    1,00     ¦
¦     ¦деревьев не менее 10 м; город со зданиями   ¦             ¦
¦     ¦высотой более 10 м                          ¦             ¦
------+--------------------------------------------+--------------

Примечания. 1. Сооружение считается расположенным в местности данного типа, если эта местность сохраняется на расстоянии: для местности по п. 2 - 250 м; по п. 3 - 200 м, по п. 4 - 100 м, по п. 5 - 50 м, по п. 6 - 50 м.

2. Для местности по пп. 1 - 4 дано наименьшее значение параметра шероховатости для условий режима максимального ветра с учетом наличия снегового покрова. Эти же значения параметра шероховатости принимают и при гололеде.

3. Значение параметра шероховатости по п. 5 дано для случая, когда станционные постройки расположены с обеих сторон железнодорожного пути не далее 50 м. В противном случае его значение принимают для местности, лежащей с наветренной стороны станционных построек.

4. В случаях, когда местность не подходит под приведенную выше классификацию, можно принимать промежуточное значение параметра шероховатости.

5. Для участков контактной сети, проходящих по берегу озера, водоема, моря, если с другой его стороны расположена отвесная стена гор, параметр шероховатости следует принимать по п. 2.

Высоту расположения проводов контактной сети над подстилающей поверхностью для участков железной дороги с различным профилем следует определять в соответствии со схемами рис. 2.2.

Для участков, расположенных в выемке глубиной 7 м и более, высоту z над подстилающей поверхностью следует принимать равной 3 м.

6. При расположении железнодорожной насыпи на местности с параметром шероховатости 0,5 и 1 м высота расположения проводов контактной сети уменьшается на высоту препятствия, т.е. становится равной: (z - 10) м. При этом значение параметра шероховатости подстилающей поверхности принимают равным 0,15 м по п. 5 и 0,2 м - п. 6.


2.13. Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки , Н, на опорные, поддерживающие и фиксирующие устройства контактной сети определяют по формуле:


, (2.3)


где - аэродинамический коэффициент, принимаемый по п. 2.19 Норм и по обязательному приложению 4 СНиП 2.01.07;

- расчетная поверхность конструкции, к которой приложена ветровая нагрузка, м2.

2.14. Нормативное значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки на опорные, поддерживающие и фиксирующие устройства , Н, определяют по формуле:


, (2.4)


где - коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра, принимаемый по табл. 2.3;

- коэффициент пульсаций давления ветра, принимаемый по рис. 2.3.


Таблица 2.3


-----------------------T--T---T--T---T--T---+---T--T---T--T---T--¬
¦    Линейный размер   ¦2 ¦ 5 ¦10¦15 ¦20¦25 ¦35 ¦45¦55 ¦65¦70 ¦75¦
¦     конструкций.     ¦  ¦   ¦  ¦   ¦  ¦   ¦   ¦  ¦   ¦  ¦   ¦  ¦
¦   Длина пролета, м   ¦  ¦   ¦  ¦   ¦  ¦   ¦   ¦  ¦   ¦  ¦   ¦  ¦
+----------------------+--+---+--+---+--+---+---+--+---+--+---+--+
¦        2             ¦  ¦   ¦  ¦   ¦  ¦   ¦   ¦  ¦   ¦  ¦   ¦  ¦
¦ню  x 10              ¦89¦87 ¦85¦82 ¦80¦77 ¦75 ¦72¦67 ¦62¦58 ¦54¦
¦  п                   ¦  ¦   ¦  ¦   ¦  ¦   ¦   ¦  ¦   ¦  ¦   ¦  ¦
-----------------------+--+---+--+---+--+---+---+--+---+--+---+---


Рис. 2.3. Коэффициент пульсаций давления ветра

2.15. Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки , Н, на провода, кабели, тросы и передаваемой с них на опорные, поддерживающие и фиксирующие устройства определяют по формуле:


, (2.5)


где - коэффициент, учитывающий неравномерность давления ветра вдоль пролета, принимаемый равным: при давлении ветра до 400 Па - 0,9; от 401 до 650 - 0,8; от 651 до 1000 - 0,7; более 1001 Па - 0,65; при механическом расчете проводов и длин пролетов = 1.

2.16. При наличии многолетних (не менее 20 лет) данных местных гидрометеостанций о скорости ветра допускается определять нормативное ветровое давление по выражению:


, Па,


где - скорость ветра на уровне 10 м над поверхностью земли, соответствующая десятиминутному интервалу осреднения и превышаемая в среднем раз в 10 лет, м/с.

2.17. Нормативное значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки, передаваемой с проводов на опорные, поддерживающие и фиксирующие устройства , Н, находят по формуле:


, (2.6)


где - коэффициент динамичности, принимаемый по рис. 2.4 в зависимости от веса провода (проводов) (при гололеде вместе с весом отложения).



Рис. 2.4. Коэффициент динамичности для проводов контактной сети

2.18. Коэффициент надежности по ветровой нагрузке, передаваемой с проводов на опорные, поддерживающие и фиксирующие устройства контактной сети, следует принимать равным:

а) при расчете по прочности - 1,3;

б) при расчете по деформациям - 1,0;

в) при расчете по образованию трещин в железобетонных опорах - 0,75.

Коэффициент надежности по ветровой нагрузке на опорные, поддерживающие и фиксирующие конструкции следует принимать равным 1,2.

Расчет проводов выполняют на нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки, умноженное на коэффициент 1,10.

2.19. При определении ветровой нагрузки на провода и конструкции контактной сети надо принимать следующие значения аэродинамического коэффициента лобового сопротивления :

а) одиночные провода и тросы диаметром 20 мм и более - 1,10;

б) то же, диаметром менее 20 мм и также провода и тросы, покрытые гололедом, - 1,20;

в) одиночные контактные провода и тросы цепной подвески с учетом зажимов и струн - 1,25;

г) двойные контактные провода с расстоянием между ними 40 мм на нулевых местах и на насыпях высотой до 5 м - 1,55, то же, на насыпях более 5 м - 1,85;

д) железобетонные опоры кольцевого и круглого сечения - 0,7;

е) ригели жестких поперечин по пп. 2.20 - 2.23 Норм;

ж) плоские элементы конструкций - 1,4.

2.20. Расчет ветровых нагрузок на ригели жестких поперечин следует выполнять в соответствии с рекомендациями СНиП 2.01.07 и дополнительными рекомендациями пп. 2.21 - 2.23 Норм.

2.21. Ветровые нагрузки на ригели жестких поперечин необходимо определять для отсека фермы и приводить затем к нагрузке на 1 м.

За отсек принята часть фермы, заключенная между двумя поперечными сечениями на длине панели и характеризующаяся схемой решетки и геометрическими параметрами, которые повторяются по длине фермы (рис. 2.5).



Рис. 2.5. Схема отсека фермы

2.22. Горизонтальную расчетную нагрузку на отсек ригеля , Н, определяют при действии ветра вдоль пути:


,


где - коэффициент надежности по ветровой нагрузке, принимаемый равным 1,2;

- характерная площадь с наветренной стороны отсека фермы (м2), определяемая для четырехгранных ферм по формуле:


,


где , , , , , - характерные площади стержней отсека, соответственно нижнего и верхнего поясов, раскосов, распорки, раскоса горизонтальной грани, раскоса в поперечном сечении, м2, определяемые по формулам (2.7):


; ;


; ;


; ;


, (2.7)


где , - ширина полки соответственно нижнего и верхнего поясов, м;

- длина отсека, м;

- ширина полки соответствующего стержня решетки, м;

, - угол между поясом и раскосом соответственно в вертикальной и горизонтальной гранях, град;

- угол отклонения от вертикали раскосов в поперечном сечении отсека четырехгранной фермы;

, - число раскосов, распорок на одной вертикальной грани отсека;

, - число раскосов на одной горизонтальной грани и поперечном сечении отсека;

- высота фермы;

- ширина фермы.

Аэродинамический коэффициент определяют по табл. 2.4.


Таблица 2.4


----------------+-------------------------------------------------
¦   Отношение   ¦                 Отношение b /a                 ¦
¦    d  /a      ¦                            ф  ф                ¦
¦     ср  ф     +-------+---------------+------------------------+
¦               ¦  1,0  ¦      1,5      ¦          2,0           ¦
¦               +-------+---------------+------------------------+
¦               ¦                 отношение d /d                 ¦
¦               ¦                            в  н                ¦
¦               +-------+-------+-------+--------+-------+-------+
¦               ¦  1,0  ¦  1,5  ¦  1,0  ¦  1,5   ¦  1,0  ¦  1,5  ¦
+---------------+-------+-------+-------+--------+-------+-------+
¦     0,05      ¦ 2,55  ¦ 2,59  ¦ 2,66  ¦  2,70  ¦ 2,77  ¦ 2,81  ¦
+---------------+-------+-------+-------+--------+-------+-------+
¦     0,10      ¦ 2,05  ¦ 2,10  ¦ 2,20  ¦  2,25  ¦ 2,35  ¦ 2,40  ¦
+---------------+-------+-------+-------+--------+-------+-------+
¦     0,20      ¦ 1,68  ¦ 1,73  ¦ 1,89  ¦  1,94  ¦ 2,10  ¦ 2,15  ¦
----------------+-------+-------+-------+--------+-------+--------

2.23. Суммарную горизонтальную расчетную ветровую нагрузку на ферму ригеля и несущие тросы цепной подвески, направленную перпендикулярно оси пути, , Н, определяют по формуле:


, (2.8)


где - характерная площадь фермы, равная сумме характерных площадей отсеков, м2;

;

- ветровая нагрузка на i-провод, Н, определяемая по указаниям пп. 2.13 - 2.18;

n - число проводов.

Ветровая нагрузка на ферму ригеля поперечины в направлении, перпендикулярном оси пути, может быть принята равной 30% от ветровой нагрузки на ферму вдоль оси пути.

Наибольшая величина суммарной ветровой нагрузки имеет место при угле скольжения = 15° (рис. 2.6).



Рис. 2.6. Схема для определения угла скольжения ветра относительно ригеля

В последней формуле аэродинамический коэффициент лобового сопротивления несущих тросов (контактных проводов) при угле скольжения = 15° определяют по формуле:


,


где - аэродинамические коэффициенты лобового сопротивления несущих тросов (контактных проводов) при их поперечном обтекании.

2.24. Максимальное значение ветровой нагрузки следует определять при температуре воздуха минус 5 °C.


Гололедные нагрузки

2.25. Гололедную нагрузку на контактную сеть следует рассчитывать в соответствии с указаниями главы СНиП 2.01.07 и дополнительными требованиями Норм.

2.26. Нормативное значение гололедной нагрузки на проводах, кабелях и тросах, подвешенных на опорах контактной сети, , Н, находят по формуле:


, (2.9)


где - нормативное значение линейной гололедной нагрузки, Н/м, определяемой исходя из толщины стенки гололеда, приведенной к цилиндрической форме, с плотностью = 0,9 г/см3.

2.27. Нормативную толщину стенки гололеда повторяемостью один раз в 10 лет, приведенную к высоте 10 м над поверхностью земли и диаметру провода 10 мм, следует принимать для различных географических районов по таблице 2.5.


Таблица 2.5


------------------------------+------+------+------+------+-------
¦       Гололедный район      ¦  I   ¦  II  ¦ III  ¦  IV  ¦  V   ¦
¦ (принимают по СНиП 2.01.07) ¦      ¦      ¦      ¦      ¦      ¦
+-----------------------------+------+------+------+------+------+
¦ Толщина стенки гололеда, мм ¦  5   ¦  10  ¦  15  ¦  20  ¦  25  ¦
------------------------------+------+------+------+------+-------

Для малоизученных районов толщину стенки гололеда принимать на район выше. Изменение толщины стенки гололеда в зависимости от диаметра провода следует учитывать по указаниям главы СНиП 2.01.07.

2.28. Местные условия образования гололедно-изморозевого отложения учитывают поправочным коэффициентом к толщине стенки отложения по данным табл. 2.5. Значения коэффициента для промежуточных значений высоты насыпи и глубины выемки определяют линейной интерполяцией.


Таблица 2.6


-----+-------------------------------------------+----------------
¦ N  ¦              Вид поверхности              ¦  Поправочный  ¦
¦п.п.¦                                           ¦коэффициент, k ¦
¦    ¦                                           ¦              b¦
+----+-------------------------------------------+---------------+
¦ 1  ¦Насыпь высотой, м:                         ¦               ¦
¦    ¦    5                                      ¦     1,10      ¦
¦    ¦   10                                      ¦     1,20      ¦
¦    ¦   15                                      ¦     1,30      ¦
¦    ¦   20                                      ¦     1,40      ¦
¦    ¦   25                                      ¦     1,45      ¦
¦    ¦   30 и более                              ¦     1,50      ¦
+----+-------------------------------------------+---------------+
¦ 2  ¦Выемка глубиной, м:                        ¦               ¦
¦    ¦   5                                       ¦     0,75      ¦
¦    ¦   7 и более                               ¦     0,60      ¦
+----+-------------------------------------------+---------------+
¦ 3  ¦Незащищенная от ветра, открытая, ровная    ¦     1,10      ¦
¦    ¦поверхность                                ¦               ¦
+----+-------------------------------------------+---------------+
¦ 4  ¦Лес, здания, станционные постройки с       ¦     0,80      ¦
¦    ¦высотой более высоты расположения проводов ¦               ¦
-----+-------------------------------------------+----------------

2.29. С целью учета особенностей образования гололеда на проводах контактной подвески необходимо:

а) при определении веса гололеда на контактных проводах толщину стенки гололеда принимать равной 50% толщины стенки, принятой для данного района;

б) при определении веса гололеда на несущем тросе вводить поправочный коэффициент к весу отложения, равный 0,8.

2.30. Нагрузку от гололеда на струнах , Н/м, отнесенную к длине пролета, следует определять по выражению:

при одном контактном проводе


; (2.10)


при двух контактных проводах и шахматном расположении струн


, (2.11)


где - нормативная толщина стенки гололеда;

- диаметр струны, мм.

2.31. При различных углах встречи гололедонесущего потока с проводами необходимо принимать следующие значения веса гололеда, %:

     при угле встречи 90° (перпендикулярно оси пути)          100
     при 0° (вдоль оси пути)                                   30.

Примечания. 1. Указания п. 2.31 необходимо учитывать при расчете жестких поперечин на наиболее невыгодные сочетания ветровых и гололедных нагрузок.

2. Гололедные нагрузки для промежуточных значений угла допускается определять линейной интерполяцией между указанными значениями.


2.32. Коэффициент надежности по гололедной нагрузке следует принимать равным:

а) при расчете по прочности

для проводов в I, II, III гололедных районах - 1,3, в IV, V - 1,4;

для гололедных отложений на конструкциях опорных, поддерживающих и фиксирующих устройств - 1,3;

для проводов, на которых проектом предусмотрена плавка гололеда 1;

б) при расчете по деформациям в I, II, III районах - 0,5;

в IV, V - 0,7;

в) при расчете по образованию трещин в железобетонных опорах - 0,3.

2.33. Нормативное значение ветрового давления, Па (скорость ветра, м/с), при гололеде следует принимать по табл. 2.7.


Таблица 2.7


-----------------------------+------+------+------+-------+-------
¦     Гололедные районы      ¦  I   ¦  II  ¦ III  ¦  IV   ¦  V   ¦
¦(принимают по СНиП 2.01.07) ¦      ¦      ¦      ¦       ¦      ¦
+----------------------------+------+------+------+-------+------+
¦      Па                    ¦  92  ¦ 100  ¦ 117  ¦  167  ¦ 192  ¦
¦q , ------                  ¦ ---  ¦ ---- ¦ ---- ¦ ----  ¦ ---- ¦
¦ 0  кгс/м2                  ¦ 9,4  ¦ 10,2 ¦ 11,9 ¦ 17,0  ¦ 19,6 ¦
+----------------------------+------+------+------+-------+------+
¦v , м/с                     ¦  12  ¦  13  ¦  14  ¦  17   ¦  18  ¦
¦ 0                          ¦      ¦      ¦      ¦       ¦      ¦
-----------------------------+------+------+------+-------+-------

2.34. Местные условия защищенности контактной сети при определении давления ветра в заданных условиях при гололеде следует учитывать в соответствии с п. 2.12.

Значения средней и пульсационной составляющих нормативной ветровой нагрузки при гололеде определяют по пп. 2.13 - 2.17.

Ветровую нагрузку на контактные провода и несущие тросы, покрытые гололедом, следует определять с учетом п. 2.29.

2.35. Расчет проводов следует выполнять на нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки при гололеде, умноженное на коэффициент 1,10.

2.36. Коэффициент надежности по ветровой нагрузке, передаваемой с проводов, покрытых гололедом, на опорные, поддерживающие и фиксирующие устройства следует принимать равным:

а) при расчете по прочности - 1,3;

б) при расчете по деформациям - 0,85;

в) при расчете по образованию трещин в железобетонных опорах - в I, II гололедных районах - 0,55; III, IV, V - 0,45.

Коэффициент надежности по ветровой нагрузке при гололеде на опорные, поддерживающие и фиксирующие конструкции следует принимать равным 1,2.

2.37. Гололедную нагрузку следует находить при температуре минус 5 °C.

2.38. Гололедную нагрузку на ферму жесткой поперечины определяют для отсека фермы и приводят затем к нагрузке на 1 м ее длины.


Расчетную гололедную нагрузку , Н/м, определяют по формуле:


, (2.12)


где - коэффициент надежности для гололедной нагрузки на ферму, принимаемый согласно требованиям главы СНиП 2.01.07;

- поверхность отсека, подверженная обледенению, м2:



Здесь A - полная поверхность отсека фермы, м2:


;


, , , , , , - составляющие общей площади A поверхности отсека, соответственно, нижнего пояса (пн), верхнего пояса (пв), раскоса (рк), распорки (рп), раскоса горизонтальной грани (ркг), распорки горизонтальной грани (рпг), раскосов в поперечном сечении фермы (ркс);

, , , , , , - число поясов нижних, верхних, раскосов и распорок на вертикальных гранях, раскосов и распорок на горизонтальных гранях, а также раскосов в поперечных сечениях отсека фермы (соответственно).


Снеговые нагрузки на ригель жесткой поперечины

2.39. При определении снеговой нагрузки на ригель жесткой поперечины следует руководствоваться указаниями СНиП 2.01.07 и учитывать дополнительные требования Норм.

2.40. Нормативное значение снеговой нагрузки на жесткие поперечины , Н, следует определять по формуле:


, (2.13)


где - нормативное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли, принимаемое для различных районов по табл. 2.8;

A - площадь верхней горизонтальной грани фермы ригеля по наружному обмеру, м2;

- коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на ригель, принимаемый по табл. 2.8.


Таблица 2.8


-------------------------+-----T-----+------+------+------+-------
¦Снеговой район (прини-  ¦  I  ¦ II  ¦ III  ¦  IV  ¦  V   ¦  VI  ¦
¦мают по СНиП 2.01.07)   ¦     ¦     ¦      ¦      ¦      ¦      ¦
+------------------------+-----+-----+------+------+------+------+
¦ с     Па               ¦ 600 ¦ 800 ¦ 1200 ¦ 1700 ¦ 2300 ¦ 2900 ¦
¦g , --------            ¦---- ¦---- ¦----- ¦----- ¦----- ¦----- ¦
¦ н  (кгс/м2)            ¦61,2 ¦81,5 ¦122,3 ¦173,3 ¦234,5 ¦295,6 ¦
+--------+---------------+-----+-----+------+------+------+------+
¦Коэффи- ¦Жесткая        ¦0,20 ¦0,25 ¦ 0,30 ¦ 0,40 ¦ 0,45 ¦ 0,48 ¦
¦циент   ¦поперечина     ¦     ¦     ¦      ¦      ¦      ¦      ¦
¦мю      ¦без освещения  ¦     ¦     ¦      ¦      ¦      ¦      ¦
¦        +---------------+-----+-----+------+------+------+------+
¦        ¦Жесткая        ¦0,30 ¦0,35 ¦ 0,55 ¦ 0,58 ¦ 0,60 ¦ 0,62 ¦
¦        ¦поперечина     ¦     ¦     ¦      ¦      ¦      ¦      ¦
¦        ¦с освещением   ¦     ¦     ¦      ¦      ¦      ¦      ¦
---------+---------------+-----+-----+------+------+------+-------

2.41. Допускается определять нормативное значение веса снегового покрова земли по данным многолетних (не менее 20 лет) наблюдений местных метеостанций.

2.42. Коэффициент надежности по снеговой нагрузке на жесткие поперечины следует принимать равным 1,3.

2.43. Снеговую нагрузку находят при температуре воздуха 0 °C. Давление ветра при снеговой нагрузке отсутствует.


Температурные воздействия

2.44. Расчет температурных воздействий на контактную сеть следует выполнять по СНиП 2.01.07, СНиП 2.01.01 и дополнительным требованиям Норм.

2.45. Нормативное значение минимальной температуры воздуха, °C, определяют по формуле:


°C,


где - многолетняя средняя месячная температура воздуха в январе, принимаемая по карте 5 обязательного приложения 5 СНиП 2.01.07 или СНиП 2.01.01;

- отклонение средней суточной температуры от средней месячной (), принимаемое в соответствии с СНиП 2.01.07.

При наличии многолетних (не менее 20 лет) данных местных метеостанций допускается определять нормативное значение температуры воздуха по формуле:


,


где - средняя суточная температура наиболее холодных суток в январе;

- абсолютная минимальная температура воздуха.

2.46. Расчетное значение минимальной температуры воздуха равно абсолютной минимальной температуре.

2.47. При определении нагрузок, передаваемых на конструкции контактной сети, необходимо принимать следующие значения коэффициента надежности по нагрузке для натяжения некомпенсированных проводов при температурных воздействиях:


-------------------------+---------------+------------------------
¦    При расчете по:     ¦Для некомпен-  ¦Для одиночных проводов ¦
¦                        ¦сированного    ¦(усиливающих, питающих,¦
¦                        ¦несущего троса ¦          ВЛ)          ¦
+------------------------+---------------+-----------------------+
¦ Прочности              ¦      1,1      ¦          1,2          ¦
+------------------------+---------------+-----------------------+
¦ Деформациям            ¦      1,0      ¦          1,0          ¦
+------------------------+---------------+-----------------------+
¦ Образованию трещин     ¦      0,9      ¦          0,8          ¦
¦в железобетонных опорах ¦               ¦                       ¦
-------------------------+---------------+------------------------

2.48. Нормативное и расчетное значения максимальной температуры воздуха следует принимать равными абсолютной максимальной температуре воздуха с учетом воздействия солнечной радиации (прямой и рассеянной).

Эквивалентное увеличение максимальной температуры воздуха в результате нагрева проводов солнечной радиацией определяют по выражению:


,


где - максимальное значение суммарной солнечной радиации, Вт/м2, принимаемое по табл. 5 СНиП 2.01.01.

Для районов, расположенных между 46 и 66 градусами с.ш., температуру нагрева проводов солнечной радиацией можно принять равной 14 °C.

2.49. При определении длины анкерных участков цепных подвесок изменение температуры воздуха следует принимать между среднегодовым и нормативным значениями.

При определении диапазона температуры для расчета перемещения анкерных грузов следует учитывать нагрев проводов солнечной радиацией и тяговыми токами.

2.50. Температуру беспровесного положения контактного провода следует определять по выражению:


,


где - среднегодовая температура воздуха, определяемая по СНиП 2.01.01;

- поправка, равная 20 - 25° при одном и 15 - 20° при двух контактных проводах.

Более точно температуру беспровесного положения контактного провода можно определить исходя из следующих соотношений

если значения (после округления до 5 °C), то равно 20 при одном, 15 °C при двух контактных проводах;

если , то соответственно равно 25 и 20 °C.

Здесь - средняя нормативная температура воздуха


. (2.14)


Монтажные нагрузки

2.51. Конструкции контактной сети (опоры, консоли, жесткие поперечины, кронштейны фиксаторов) следует проверять расчетом на действие монтажных нагрузок, возникающих при погрузке, разгрузке и перевозке, выполняемым, в соответствии с требованиями "Норм по производству и приемке строительных и монтажных работ при электрификации железных дорог", СТН ЦЭ 12, а также при монтаже как самих конструкций, так и располагаемых на них элементов контактной сети (проводов и др.).

2.52. При расчете конструкций на воздействие нагрузок, возникающих при погрузочно-разгрузочных работах и перевозке, должны быть рассмотрены схемы строповки и погрузки, вызывающие наибольшие усилия в конструктивных элементах.

Если возникающие при этом монтажные нагрузки приводят к необходимости увеличения сечений конструкции, то в проекте должны быть предусмотрены более рациональные схемы строповки и погрузки, по которым и определяют затем значения монтажных нагрузок.

Монтажные нагрузки при погрузке, разгрузке и перевозке конструкций следует определять с учетом коэффициентов, учитывающих динамические воздействия

     при подъеме кранами                                     1,25
     при перевозке транспортом                               1,60.

При проектировании типовых конструкций следует принимать коэффициент надежности по монтажной нагрузке равным 1,6.

2.53. Опоры и жесткие поперечины, перевозимые или складируемые в несколько рядов, нужно проверять расчетом на действие нагрузок от вышележащих конструкций на нижний ряд.

2.54. Опорные и поддерживающие конструкции необходимо проверять на нагрузки, возникающие при монтаже цепных подвесок и одиночных проводов, подвешиваемых со стороны поля. При этом полученные усилия необходимо умножать на коэффициент = 1,25, учитывающий динамическое воздействие нагрузки. Если методы монтажа отличаются от приведенных в СТН ЦЭ 12, то величины этих нагрузок следует определять в зависимости от методов монтажа. Если намечаемый метод монтажа создает нагрузки, недопустимые для типовых конструкций, то должны быть внесены изменения в метод монтажа или в конструкцию.



Интересные материалы
...




Разное

Разное

Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100