1.5 Подбор опорно-поддерживающих конструкций

Выбор опор и опорных плит

Опоры контактной сети в зависимости от назначения и характера нагрузок, воспринимаемых от проводов контактной подвески, классифицируются по назначению, по направлению приложения нагрузки, по конструктивному выполнению поддерживающих конструкций, по материалу, из которого они изготовлены и по способу закрепления в грунте.

В зависимости от назначения различают опоры контактной сети: промежуточные, переходные, анкерные и фиксирующие.

По материалу, из которого изготовлены опоры, различают: металлические и железобетонные.

В зависимости от способа закрепления в грунте: раздельные (с фундаментами) и нераздельные (бесфундаментные). Раздельные опоры могут устанавливаться на фундаменты мелкого (стаканные, клиновидные) и глубокого заложения (свайные). Соединение опор с фундаментом выполняется с помощью стакана или анкерных болтов.

Промежуточные опоры воспринимают нагрузки от массы проводов контактных подвесок и дополнительных нагрузок на них (гололед, изморозь) и горизонтальные нагрузки от давления ветра на провода и от изменения направления проводов на кривых участках пути.

Переходные опоры устанавливают в местах устройства сопряжений анкерных участков контактных подвесок. На переходные опоры также воздействуют усилия от изменения направления проводов при отводе их на анкеровку и на стрелочной кривой.

Анкерные опоры могут воспринимать нагрузки от натяжения закрепленных на них проводов и, кроме того, нести такие же нагрузки, как и промежуточные консольные. Анкерные опоры образуют из промежуточных опор с добавлением одной или двух металлических оттяжек, закрепляемых на железобетонном анкере. Стойки опор устанавливают на специальные опорные плиты, воспринимающие вертикальные нагрузки. Оттяжки изготавливают из отдельных звеньев круглого прутка диаметром 20 или 24мм.

Фиксирующие опоры воспринимают только горизонтальные нагрузки от изменения направления проводов на кривых участках пути, на воздушных стрелках, при отходах на анкеровку и от давления ветра на провода.

Различают также опоры питающих и отсасывающих линий и специальные опоры. Опоры питающих и отсасывающих линий в соответствии с классификацией опор, принятой в линиях электропередачи, разделяют на прмежуточные, угловые, анкерные (провода заанкерованы с обеих сторон) и концевые (провода заанкерованы с одной стороны опоры). Специальные опоры предназначены для установки секционных разъединителей или какого-либо иного оборудования.

Консольные опоры служат для крепления на консоли контактной подвески одного, двух или нескольких путей.

Опоры жесткой поперечины, или, как их называют, ригельные или портальные, служат для крепления контактных подвесок электрифицируемых путей на ригеле жесткой поперечины.

Опоры гибкой поперечины служат для крепления контактных подвесок на перекрываемых поперечиной электрифицируемых путях.

В опорах всех типов должны предусматриваться отверстия: в верхней части – для установки закладных деталей, в нижней – вентиляционные отверстия для уменьшения перепадов температур снаружи и изнутри опоры, выравнивания влажности внутренней полости и исключения конденсации влаги на внутренней поверхности опор.

В дипломном проекте были использованы следующие виды опор:

-железобетонные: ССА-100.6-2, ССА-100.6-3, ССА-100.6-4.

ССА-100.6-2 – раздельная железобетонная опора со смешанным армированием длиной 10,6м проволочной напрягаемой и ненапрягаемой стержневой арматурой по всей длине конструкции, предназначенной для применения на участках постоянного тока, толщиной стенки 60мм, второй группы по несущей способности.

Анкерные железобетонные опоры образуют из опор с нормативным изгибающим моментом 79 кНм, усиленных продольными оттяжками (одной или двумя). Для крепления оттяжек применяют специальный трехлучевой фундамент (анкер) типа ТА.

В дипломном проекте были выбраны:

ФКА - клиновидный фундамент;

ТА-4,5 – тип анкеров.

Выбор консолей и фиксаторов

Консоли - поддерживающие устройства предназначены для закрепления проводов контактной сети в определенном положении относительно оси пути, уровня головки рельса, земли и других сооружений. Для этих целей используют консоли, кронштейны, фиксаторы, жесткие (ригели) и гибкие поперечины.

Консоль состоит из кронштейна, тяги и подкоса; она крепится к опоре шарнирно с помощью пяты и удерживается на опоре с помощью тяги. Пяты консолей и тяг могут быть поворотными и неповоротными; консоли, имеющие также поворотные узлы, называют поворотными. Тяги консолей в зависимости от направления приложения нагрузок могут быть растянутые и сжатые.

Наклонные изолированные консоли независимо от типа и габарита опоры должны быть оборудованы подкосами.

Консоли классифицируются:

- по числу перекрываемых путей - однопутные и двухпутные;

- по форме - прямые, изогнутые, наклонные;

- по наличию изоляции - неизолированные и изолированные.

Однопутные консоли применяются на перегонах одно- и двухпутных участков, где контактные подвески каждого пути должны быть , как правило, механически обособлены. Однопутные консоли могут быть: неизолированные, когда изоляторы расположены между несущим тросом и кронштейном и в фиксаторе; изолированные, когда изоляторы вмонтированы в кронштейн, тягу и подкос у опоры; изолированные с усиленной изоляцией, у которых изоляторы имеются как в кронштейне, тяге и подкосе у опор, так и между несущим тросом и кронштейном.

В изолированных консолях изоляторы удалены из зоны непосредственного воздействия дыма и газов, выходящих из труб тепловозов. Это уменьшает загрязнение изоляторов и повышает их надежность. Кроме того, можно без снятия напряжения с контактной сети проводить работы на несущем тросе в местах его подвеса на консолях, что недопустимо при неизолированных консолях. Отсутствие подвесной гирлянды изоляторов в изолированных консолях обеспечивает более стабильное положение несущего троса, а также позволяет устанавливать такие консоли на опорах меньшей высоты.

При трассировки контактной сети тип консолей выбирают в зависимости от вида опорного устройства (консольная опора, жесткая поперечина), габарита, места установки (прямая, внутренняя или наружная сторона кривой) и назначения опоры (промежуточная, переходная), а также действующих на консоли нагрузок.

Изолированные консоли дополняют подкосом со стержневым изолятором или без изолятора с креплением подкоса к тяге. Подкос должен быть в натянутом положении слегка нагруженным. Место крепления подкоса к кронштейну консоли должно находиться на расстоянии не более 500 мм от места крепления фиксатора.

Изолированные консоли из трубы обозначают ИТР (И-изолированная) или ИТС, а из швеллеров – ИР или ИС. Так же, как и у неизолированных консолей, римская цифра указывает на номер их типа по длине кронштейна, арабские цифры – на номер швеллера, из которого изготовлен кронштейн консоли; буква «п» - на наличие подкоса, буква «у» - на усиленную изоляцию.

В дипломном проекте были выбраны консоли типа ИТР – II, ИТС-II.

ИТР-II – консоль изолированная, трубчатая, с растянутой тягой, с нагрузочной способностью II.

ИТС-II – консоль изолированная, трубчатая, со сжатой тягой, с нагрузочной способностью II.

Устройства, с помощью которых контактные провода удерживаются в горизонтальной плоскости в требуемом положении относительно оси пути (оси токоприемника), называются фиксаторами. Они должны обеспечивать нормальный токосъем при принятых на данном участке скоростях движения поездов, надежный проход токоприемников при отжатии ими контактных проводов до 250мм в любых расчетных климатических условиях. В конструкции фиксатора предусмотрена возможность регулирования зигзага контактного провода.

Фиксаторы подбирают в зависимости от типа консолей и места их установки, а для переходных опор - с учетом расположения рабочей и анкеруемой ветвей подвески относительно опоры. Кроме того, учитывают, для какой из них предназначен фиксатор.

Опорные или поддерживающие конструкции, на которых закрепляют фиксаторы, чаще всего устанавливают с одной стороны пути. Контактный провод подвешивают с зигзагами в разные стороны от оси пути, поэтому для обеспечения работы на растяжение дополнительного стержня фиксатора используют прямые и обратные сочлененные фиксаторы. Прямые фиксаторы применяют при минусовых зигзагах контактного провода или при горизонтальном усилии, направленном от опоры, возникающем при изменении направления контактного провода; обратные фиксаторы – при плюсовых зигзагах контактного провода или горизонтальном усилии к опоре.

На переходных опорах сопряжений анкерных участков для фиксирования нерабочей анкерной ветви устанавливают только основные фиксаторы без дополнительных.

На фиксирующих тросах устанавливают только дополнительные фиксаторы.

На главных путях перегонов и станций и приемо-отправочных путях, где скорость движения превышает 50 км/ч, устанавливают сочлененные фиксаторы, состоящие из основных и дополнительных стержней, связанных непосредственно с контактным проводом.

На основном стержне фиксатора закрепляют стойку, которая снабжается ушками для дополнительных фиксаторов. При регулировке контактного провода стойку вместе с дополнительными стержнями фиксаторов перемещают вдоль основного стержня и закрепляют в нужном положении. Дополнительные стержни изготавливают из полосовой стали длиной 1,2 м. Стержень по всей длине выштамповывают, что позволяет повысить его жесткость. Для шарнирного закрепления на стойке дополнительный стержень фиксатора имеет на одном конце отверстие, а на другом – приваренную скобу крепления фиксирующего зажима. Применяют также профильные дополнительные стержни фиксаторов из алюминиевого сплава в виде швеллера.

Во всех случаях фиксатор устанавливают таким образом, чтобы усилие от изменения направления контактного провода в плане вызывало растяжение дополнительного стержня фиксатора.

При больших усилиях от изменения направления контактного провода на внешней стороне кривой монтируют гибкие фиксаторы.

Гибкие фиксаторы сочленяют с изолятором усовиком из биметаллического сталемедного провода с возможностью регулирования зигзага. Ушко фиксатора дожно быть выше контактного провода на 100 мм при радиусе кривой более 600 м и 75 мм при радиусе 600 м и менее.

В кривых участках радиусом менее 400 м применяют двойные фиксаторы с разнесенной фиксацией контактных проводовна расстоянии между дополнительными фиксаторами 2 м. Определение длины пролета между опорами в этих случаях должно производиться как для одиночного фиксатора.

В обозначениях фиксаторов буквы и цифры указывают на его конструкцию, напряжение в контактной сети, для которого он предназначен, и геометрические размеры: Ф – фиксатор, П – прямой, О – обратный, А – анкеруемой ветви, Т – троса анкеруемой ветви, Г – гибкий, С – воздушных стрелок, Р - ромбовидных подвесок, И – изолированных консолей, У – усиленный; цифры характеризуют длину основного стержня фиксатора.

В дипломном проекте были выбраны фиксаторы типа ФПИ-II, ФОИ-III, ФПИ-I, ФОИ-IV.

ФПИ-II – фиксатор изолированный прямой с длиной основного стержня вида II.

ФОИ-III - фиксатор изолированный обратный с длиной основного стержня вида II.