5.3 Расчет напряжений в проводе

Для отыскания механического напряжения в проводах (_р) следует воспользоваться уравнением состояния

, (5.10)

где - напряжение в материале провода, удельная нагрузка и температура в исходном режиме;

- напряжение в материале провода, удельная нагрузка и температура в рассчитываемом режиме;

Е, - модуль упругости и температурный коэффициент линейного удлинения материала провода;

- расчетная длина пролета.

Уравнение (5.10) решаю аналитическим методом. Примером использования численного метода для решения кубического уравнения может служить метод касательных, который, кроме того, является еще и итерационным. К примеру, если принять за искомый (расчетный) режим режим гололеда при отсутствии ветрового воздействия, следует задавать в качестве известного (исходного) режим низшей температуры.

Расчёт корней кубического уравнения выполним при помощи программного комплекса Mathcad:

а) Расчетный режим - гололеда, исходный –низшей температуры:

Таким же образом производится расчет механического напряжения в режиме высшей температуры.

Расчеты напряжений в проводе для режимов высшей температуры, режима гололеда выполняются с помощью программы «Mathcad 15». В результате получены следующие значения:

[σ_гол]=10,073 даН/мм²;

[σ_tmax]=1,679 даН/мм².

5.4 Определение стрелы провеса проводов и троса

Определяются стрелы провеса проводов в режиме гололеда без ветра и высшей температуры, м.

, (4.13)

;

=0,767;

Проверка соблюдения требуемых расстояний от низшей точки провисания провода до земли по условию:

f≤[f]=9,9;

f_tmax=1,421 <1,945;

f_гол=0,767 <1,945.

Условия выполняются, значит расстояние от провода до земли будет не менее габаритного размера.

6 Расстановка опор по профилю трассы

6.1 Построение шаблона

На заданном профиле трассы расстановка опор производится с помощью специальных шаблонов. Шаблон представляет собой три кривые провисания провода, сдвинутые относительно друг друга, построенные в виде парабол для режима, при котором возникает наибольшая стрела провеса. В п. 5.4 была определена максимальная стрела провеса, которая соответствует режиму гололеда, f_max=1,421 м.

Кривая 1 – кривая провисания нижнего провода – строится на основе формулы стрелы провеса:

, (6.1)

где γ_fmax, σ_fmax – удельная нагрузка и напряжение в проводе в режиме, отвечающем наибольшей стреле провеса. Данная формула представляется в виде уравнения:

у = к_ш х², (6.2)

где ;к_ш .

Для режима максимальной температуры уравнение примет вид:

,

Для построения кривой 1 в 1-ом квадранте выполняется несколько расчетов, представленных в виде таблицы 6.1.

Таблица 6.1 – Построение кривой 1

l	0	10	20	30	40	50	60	61,2
x	0	5	10	15	20	25	30	30,6
y	0	0,038	0,152	0,341	0,607	0,948	1,366	1,421

Кривая 2, называемая габаритной, сдвинута по вертикали вниз от кривой 1 на расстояние требуемого габарита от земли Г=6 м и запаса в габарите на неточность построения профиля 0,4 м. Кривая 3 – земляная – сдвинута от кривой 1 вниз на расстояние h₂+λ_гир.ф=7,8+0,145=7,945 м (рисунок6.1).

Рисунок 6.1 – Построение шаблона

1 - кривая положения провода;

2 - габаритная кривая; 3 - земляная кривая

Шаблон накладывают на профиль трассы так, чтобы кривая 3 пересекала профиль в месте установки первой анкерной опоры, а кривая 2 касалась его, при этом ось у должна быть строго вертикальной. Тогда другая точка пересечения кривой 3 с профилем будет соответствовать месту установки первой промежуточной опоры. При таком положении шаблона во всех точках пролета габарит будет не меньше допустимого. Аналогично находится место установки второй промежуточной опоры и т.д.

После монтажа анкерного участка в проводах происходит выравнивание напряжения, которое соответствует какому-то условному пролету. Этот пролет называется условным, и его длина, м, определяется из выражения:

, (6.3)

где li – фактическая длина i-го пролета в анкерном участке, м;

n – количество пролетов в анкерном участке;

=56,387.

=61,257.

=59,488.

В результате расчетов получили что l_пр отличается от l_р на

∙100%=8,536 %,

∙100%=-0,093 %,

∙100%=2,878 %,

Длина первого анкерного пролета превышает допустимые 5% (причиной является неровности ландшафта в профиле). Произведенную расстановку опор по профилю трассы можно считать законченной.