1.2 Определение максимально-допустимых длин пролетов

За основу возьмем расчет максимально допустимых длин пролета без учета эквивалентной нагрузки.

Эквивалентная нагрузка – нагрузка, которая вызывает горизонтальное отклонение контактного провода, как и нагрузки, возникающие в контактном проводе от реакции в струне при взаимном ветровом отклонении контактного провода и несущего троса.

Допустим, что эта нагрузка равна нулю, тогда производим расчет максимально допустимой длины пролета по формуле:

l_max =2 √ К / р_кп * (b_{к доп} – γ_к + √( b_{к доп} – γ_к)² – а²) (м) (2.1)

где К – натяжение контактного провода;

b_{к доп} – допустимое горизонтальное отклонение контактного провода от оси токоприемника, принимаем равным 0,5 м [2];

γ_к – прогиб опоры под действием ветра на уровне подвески подвеса контактного провода [2];

а – зигзаг контактного провода, принимаем равным 0,3 [3].

Для главного пути:

l_max =2 √ 1000 / 0,61 * (0,5 – 0,015 + √( 0,5 – 0,01)² – 0,3²) = 74.8 (м)

Для бокового пути:

l_max =2 √ 850 / 0,56 * (0,5 – 0,015 + √( 0,5 – 0,01)² – 0,3²) = 72 (м)

Для насыпи:

l_max =2 √1000 / 0,71 * (0,5 – 0,01 + √( 0,5 – 0,01)² – 0,3²) = 69,4 (м)

Для выемки:

l_max = √1000 / 0,43 * (0,5 – 0,01 + √( 0,5 – 0,01)² – 0,3²) = 89 (м)

Рассчитываем среднюю длину струны по формуле:

S_ср = h – 0,115 * ((g_п * l²_max) / Т_о) (м) (2.2)

где h – конструктивная высота цепной подвески, принимаем равной 1,8 м;

Т_о – натяжение несущего троса, соответствующее беспровесному положению контактного провода, для биметаллических несущих тросов используем Т_о = 0,8 * Т_мах [2].

Для главного пути:

S_ср = 1,8 – 0,115 * ((1,723 * 74.8²) / 1600) = 1,1 (м)

Для бокового пути:

S_ср = 1,8 – 0,115 * ((1,41 * 72²) /1280) = 1,02 (м)

Рассчитываем эквивалентную нагрузку:

р_кп * Т - р_нт * К – (8 * К * Т) / l^{2 *} ((h_и * р_нт) / q_vmax + γ_м - γ_к)

Р_э = даН/м (2.3)

Т + К + (10,6 * S_ср * К * Т) / g_кп * l²

где Т – натяжение несущего троса;

Т = Т_ном – для компенсированных цепных контактных подвесок;

Т = Т_мах - для полукомпенсированных цепных контактных подвесок;

h_и – длина подвесной гирлянды изоляторов несущего троса, принимаем раной 0,16 м, так как два подвесных изолятора в гирлянде [2];

γ_м – допустимый прогиб опоры под действием ветра на уровне подвеса

несущего троса[2].

Для главного пути:

0,61* 1600 – 0,65 * 1000 – (8 * 1000 * 1600) / 74.8^{2 *} ((0,16 * 0,65) /1,83 + 0,022 – 0,015)

Р_э =

1600 + 1000 + (10,6 * 1,1 * 1000 * 1600) / 0,89 * 74.8²

Р_{э = 0,04 (даН/м)}

Для бокового пути:

0,56 * 850 – 0,57 * 1000 – (8 *850* 1000) / 72^{2 *} ((0,16* 0,57) /1,5+ 0,022 – 0,015)

Р_э =

850+1000+ (10,6 * 1,02 * 1000 * 850) / 0,76 * 72²

Р_{э = 0,06 (даН/м)}

Для насыпи:

0,71 *1600 – 0,76 * 1000 - (8 * 1000 * 1600) / 69.4² *((0,16 * 0,72) /1,87 + 0,022 – 0,015)

Р_э =

1600 + 1000 + (10,6 * 1,1 * 1000 * 1600) / 0,89 * 69.4²

Р_{э = 0,02 (даН/м)}

Для выемки:

0,43 *1600 – 0,45 * 1000 - (8 * 1000 * 1600) / 89² *((0,16 * 0,45) /1,77 + 0,022 – 0,015)

Р_э =

1600 + 1000 + (10,6 * 1,1 * 1000 * 1600) / 0,89 * 89²

Р_{э = 0,03 (даН/м)}

Рассчитываем максимально допустимую длину пролета с учетом эквивалентной нагрузки:

l_max =2 √К / (р_кп ± р_э) * (b_{к доп} – γ_к + √( b_{к доп} – γ_к)² – а²) (м) (2.4)

Для главного пути:

l_max =2 √1000 / (0,61+0,04) * (0,5 – 0,015 + √(0,5 – 0,015)² – 0,3²) = 77.4(м)

Для бокового пути:

l_max =2 √850 /(0,56 +0,06) *(0,5 – 0,016 + √(0,5 – 0,015)² – 0,3²) = 68.4 (м)

Для насыпи:

l_max =2 √1000 / (0,71 +0,02) * (0,5 – 0,01 + √(0,5 – 0,01)² – 0,3²) = 67.9 (м)

Для выемки:

l_max =2 √1000 / ( 0,43+0,03) * (0,5 – 0,015 + √(0,5 – 0,015)² – 0,3²) = 86.2 (м)

Для кривых участков пути расчет длины пролета производиться в той же последовательности, измениться только формула для расчета длины пролета:

l_max = 2√К / (р_кп – р_э + (К / R)) * (b_{к доп} – γ_к + а) (м) (2.5)

где R – радиус кривой, м

ДляR = 400 (м):

l_max = 2√2*1000 / (0,61+0,04) + (1000 / 400)) * (0,5 – 0,015 + 0,3) = 44.6(м)

ДляR = 1300 (м):

l_max = 2√2*1000 / (0,61+0,04) + (1000 / 1300)) * (0,5 – 0,015 + 0,3) = 66.7 (м)

Данные заносим в таблицу 2.

Таблица 2 - Результаты расчетов длин пролетов

Наименование	lmax, м	Sср, м	рэ, м	l max, м	Принятая длина пролета, м
Гл. путь	74.8	1,1	0,04	77.4	70
Вт. путь	72	1,02	0,06	68.4	66
Насыпь	69.4	1,1	0,02	67.9	60
Выемка	89	1,1	0,03	86.2	60
Кривая R-450	-	1,1	0,04	44.6	35
Кривая R-1100	-	1,1	0,04	66.7	55