Реконструкция контактной сети перегона Утулик-Байкальск

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Электрификация железных дорог является важным звеном технического прогресса на транспорте. Она позволяет существенно повысить пропускную и провозную способность железных дорог, эффективность перевозочной работы снизить потребление топливно-энергетических ресурсов. Большое значение к пропускной и провозной способности на электрической тяги относится конструкция контактной сети.

Контактная сеть это сложное техническое сооружение электрических железных дорог. В последние годы реализуется программа обновления и реконструкции (модернизации) контактной сети. Внедряются современные технические средства, гарантирующие дальнейшие повышение их надежности работы и экономической эффективности.

При выполнении проекта и исследуя контактную подвеску КС-200 автор провел сравнительный анализ данной подвески и подвески КС-160 и пришел к выводу, что монтаж контактной подвески КС-200 на перегоне Утулик-Байкальск экономически нецелесообразен, т.к. на данном перегоне имеется множество кривых малого радиуса, а подвеска КС-200 должна располагаться на прямых участках пути или на кривых радиусом не менее 2500 м, а также монтаж и эксплуатация КС-160 значительно дешевле чем КС-200. Поэтому автор принял решение провести реконструкцию контактной сети перегона Утулик-Байкальск с использованием контактной подвески КС-160.

Конструкции контактных подвесок в соответствии с Правилами технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации должны соответствовать требованиям, обеспечивающим пропуск пассажирских поездов со скоростью движения 140 км/ч и учитывать возможность перспективного повышения скоростей движения на отдельных направлениях до 160 км/ч.

При проведении обновления контактной сети широкое применение на сети железных дорог находят усовершенствованная контактная подвеска КС-160, новые опоры, изоляторы, арматура и другие изделия повышенной надежности.

Строительство и модернизация контактной сети должно производиться по типовым проектам КС-160. До завершения разработки всех модификаций контактных подвесок КС-160 должны применяться действующие типовые решения.

Все эти задачи должны быть решены с учетом экономической целесообразности направленной к снижению эксплуатационных затрат, затрат материалов, оборудования стоимости строительно-монтажных работ.

Основные цели проведения модернизации:

- повышение ресурса основных элементов и их сближение для создания предпосылок при последующей эксплуатации проведения комплексных видов капитального ремонта;

- повышение надежности и устойчивости работы за счет применения изделий и узлов с улучшенными свойствами;

- снижение расходов на обслуживание за счет исключения или увеличения периодичности работ по диагностике, осмотрам, ремонту;

- увеличение срока службы контактного провода за счет повышения показателей качества токосъема;

- на основе анализа работы контактной сети устранение причин нарушений в работе контактной сети вследствие не учета при проектировании местных особенностей климатических условий, состояния земляного полотна, инженерно-геологических условий и обеспечение устойчивости опор контактной сети;

- учет изменений в процессе эксплуатации состояния и положения пути, устранение нетиповых узлов, доведение основных параметров контактной подвески до установленных нормативными документами.

Контактная подвеска состоит из постоянных и переменных элементов. К постоянным элементам относятся опоры и анкеры, жесткие и гибкие поперечины, несущие и рессорные тросы, усиливающие и питающие провода, поддерживающие конструкции, компенсирующие устройства, изоляция, арматура и оборудование.

Замена постоянных элементов производится после повреждений или при капитальном ремонте вследствие накопления недопустимых дефектов, а также при модернизации из-за выработки ресурса. К переменным элементам относятся контактные провода, струны, замена которых производится в зависимости от степени износа.

Модернизация. Производится полное обновление всех постоянных элементов контактной подвески по типовым проектам контактной подвески для скоростей движения до 160 км/ч (КС-160).

По показателям качества токосъема контактная подвеска должна обеспечивать скорости движения до 160 км/ч. Замена контактных проводов производится в зависимости от степени их износа.

Решение по оставлению в работе или замене опор, установленных при капитальном ремонте, принимается при проектировании в зависимости от возможности их использования в подвеске КС-160 и от разбивки места установки опор.

Решение о проведении модернизации и реконструкции контактной подвески согласовывается с Департаментом электрификации и электроснабжения МПС.

1. Определение сечения проводов контактной сети

Система электроснабжения электрифицируемой железной дороги должна обеспечивать планируемые размеры движения, пропуск требуемого числа поездов с установленными весовыми нормами, скоростями и интервалами движения. При этом размещение тяговых подстанций, их мощность и сечение проводов контактной подвески должны обеспечивать заданные размеры движения при соблюдении допускаемого уровня напряжения на токоприемниках ЭПС, температуры нагрева проводов и возможности защиты от токов КЗ и тяговой сети. Установление оптимального, наиболее целесообразного в техническом и экономическом отношении варианта системы электроснабжения производится на основании технико-экономических расчетов.

Перечисленные требования изложены в нормах технологического проектирования электрификации (НТПЭ).Исходя из этих требований, при выборе типа ко6нтактной подвески следует стремится к тому, чтобы ее сечение было возможно более близким к экономическому. Одновременно сечение проводов контактной сети должно быть не менее минимального допустимого по току (по нагреву).

Сечение проводов контактной сети может считаться выбранным окончательно только после проверки его по допустимой потере напряжения.

Исходные данные

Двухпутный участок переменного тока U = 25000 В;

Схема питания двухсторонняя при полном параллельном соединении путей;

Расстояние между тяговыми подстанциями L = 44 км;

Максимальная пропускная способность участка N₀= 144 п/п;

Заданная пропускная способность участка в сутки;

N_пас = 15 пар поездов; N _гр = 55 пар поездов;

Вес локомотива: P _пас =115 т; P _гр = 200 т;

Вес состава поезда: Q_пас =1200 т; Q _гр = 6100 т;

Скорость движения поездов; V_пас = 80 км / час; V _ГР = 80 км/ час;

Величина руководящего подъема; I _р = 10,5%;

Тип рельсов Р -65;

Коэффициенты k_н = 1.35; k_т = 1,15;

На участке предусматривается магистральное плюс пригородное движение электропоездов;

Конструктивная высота подвески h _м = 1,8 м;

На главных путях перегона принять компенсированную подвеску ПБСМ-95+МФ-100

Минимальная температура t _mih = - 30 ^о С;

Максимальная температура t _max = + 30 ^о С;

Нормативная скорость ветра максимальной интенсивности V _н =25 м / с;

Скорость ветра при гололеде V_г =12,5 м/ с;

Толщина корки гололеда Ь_г =5 мм;

Температура при максимальной скорости ветра t _{v max} = + 5 ^о С;

Температура при гололеде t _г = -5 ^оС;

Гололед цилиндрической формы с удельным весом 0,9 г/ см

1.1 Определение минимального экономического сечения контактной сети в медном эквиваленте

Находим удельный расход электрической энергии на тягу по формуле:

а = 3,8 (i _э + w _{с р)}, Вт. - ч./ т. - км. (1)

где

3,8 - коэффициент, учитывающий средние потери электроэнергии в контактной сети, на тяговых подстанциях и расход на собственные нужды электровоза, они определены опытным путем;

i _э - величина эквивалентного подъема которая в зависимости от величины руководящего подъема может быть определена для приблизительных расчетов по таблице, %;

w_{с р} - среднее удельное сопротивление движению поезда в при средней технической скорости, эту величину в зависимости от типа поезда и его технической скорости, кг/ т.

Для подстановки в эту формулу по таблице определяем соответствующее заданному i _р значение:

Определяем значения среднего удельного сопротивления движению поезда w _{с р,} соответствующие заданным типам поездов и их техническим скоростям движения;

для пассажирского поезда с весом состава Q _{п ас} = 1200 т.; при V_пас = 80 км /час, W _{ср пас} =3.7 кг/ т;

для грузового поезда с весом состава Q _гр = 6100 т.; при V_гр = 80 км /час, W _{ср гр} =2,1 кг/ т;

Из формулы (1) следует что:

а _пас = 3,8 (0,2 + 3,7) = 19,5 Вт - ч/т - км;

а _гр = 3,8 (0,2 + 2,1) = 16,21 Вт-ч/т-км;

Находим суточный расход электроэнергии на движение всех поездов по фидерной зоне по формуле:

, (2)

где

L - длина фидерной зоны, км;

Р_пас; Р_гр - заданный вес локомотива, пассажирского или грузового, т;

Q_пас.; Q_гр - заданный вес поезда, пассажирского или грузового, т;

N _пас.; N _гр. - заданное число пар поездов в сутки;

а _пас; а _гр. - удельный расход электроэнергии на тягу, Вт-ч/т-км брутто.

Из формулы (2) следует что:

А _сут.= 2* 16,21 (200+6100)* 55*44*10^-3+2*19.5*(115+1200)*15*44*10^-3=

= 528,13*10³ кВт-ч;

Определяем суточные потери энергии в проводах фидерной зоны от движения всех поездов:

схема питания - двухсторонняя при полном параллельном соединении контактных подвесок путей двухпутного участка

(3)

где

r_эк - сопротивление 1 км проводов контактной сети фидерной зоны, Ом/км;

U - среднее расчетное напряжение в контактной сети, кВ.

При переменном токе расчетное напряжение в контактной сети заменяется расчетным значением выпрямленного напряжения, приведенного к стороне высшего напряжения трансформатора электровоза.

U = U_d = U_н* 0,9 = 25000 * 0,9 = 22500В;

Суммарное время занятия фидерной зоны всем расчетным числом поездов за расчетный период (24 часа) с учетом графиковых стоянок внутри фидерной зоны:

, (4)

где

N_пас, N_гр - заданное число пар поездов в сутки;

V _пас, V_гр - заданные средние участковые скорости поездов.

Из формулы (4) следует что:

Суммарное время потребления электроэнергии всем расчетным числом поездов за расчетный период (за 24 ч) при проходе фидерной зоны:

, (5)

где

- заданный коэффициент, отношение времени хода поезда по участку питания ко времени его хода под током по этому участку.

Из формулы (5) следует что:

ч

Следует иметь ввиду, что при расчете ?А_сут, для участков переменного тока, вместо величины А²_сут необходимо подставлять (k_d * А_сут)²;

где

k_d - условный коэффициент, представляющий отношение действующего значения переменного тока к выпрямленному, принимается k_d =0,97.

Тогда из выражения (3):



Определяем годовые потери энергии в проводах фидерной зоны от движения всех поездов:

(6)

где

k_Д - коэффициент, учитывающий дополнительный расход энергии на собственные нужды подвижного состава и на маневры, k_Д = 1,02 - при магистральном движении;

k₃ - коэффициент, учитывающий дополнительный расход энергии в зимних условиях на увеличение сопротивления движению, k₃ = 1,08.

Из формулы (6) следует что:

Находим удельные потери за год в проводах данной фидерной зоны:

(7)

Из формулы (7) следует что:

Определение минимального экономического сечения контактной сети путей рассматриваемой фидерной зоны:

 (8)

Из формулы (8) следует что:

Определяем минимальное экономическое сечение проводов контактной сети в медном эквиваленте по каждому из главных путей:

(9)

Из формулы (9) следует что:

Выбор (проверка) сечения проводов контактной сети по допустимому нагреванию.

Находим расчетную максимальную нагрузку на 1 км:

(10)

Из формулы (10) следует что:

1.2 Расчет среднего числа поездов

Находим среднее число поездов, одновременно находящихся на фидерной зоне при полном использовании пропускной способности линии:

 поездов (11)

Из формулы (11) следует что:

поездов

Находим коэффициент эффективности:

(12)

Из формулы (12) следует что:

Определяем максимальный эффективный ток фидера:

(13)

где

С - коэффициент учитывающий схему питания.

С =2, так как питание двухсторонние.

Из формулы (13) следует что:

1.3 Выбор типа контактной подвески

По расcчитаному сечению S¹_эм(мин) = 180,6 мм² принимаем стандартное сечение цепной подвески переменного тока ПБСМ - 95 + МФ - 100,

S_П = 193 мм²

Составляем полученную величину I_{э max} = 360 А с допустимой по нагреванию нагрузкой для принятого типа подвески и видим, что для подвески:

ПБСМ - 95 + МФ - 100, S_n = 193 мм² I_доп = 740 А

Так как I_{э max} = 360 А < I_доп = 740 А, то выбранный тип подвески проходит по нагреванию.

Проверка выбранного сечения контактной подвески по потере напряжения.

Допускаемая наибольшая потеря напряжения в тяговой сети переменного тока:

?U_доп = U_ш - U_доп, В (14)

где

U_ш - напряжение, поддерживаемое на тяговых шинах подстанций за счет стабилизирующих устройств, В;

U_ш = 27200 В-при переменном токе;

U_мин = 21000 В-при переменном токе;

U_доп - допустимое минимальное напряжения на пантографе электровоза.

?U_доп = U_ш - U_доп = 27200 - 21000 = 6200 В.

Расчетная величина потери напряжения в тяговой сети.

(15)

где

С^I = 8; С^II = 1 - при схеме двухстороннего питания;

Z^I_TC - кажущееся сопротивление двухпутного участка тяговой сети переменного тока, при контактной подвеске ПБСМ - 95 + МФ - 100 и Р - 65

Z^I_TC = 0,47 Ом/км; U = 22500 В.

Суммарное время занятий фидерной зоны максимальным расчетным числом поездов N _о за сутки:

(16)

Из формулы (16) следует что:

Определяем напряжение тяговой сети ?U_тс по формуле:

Так как ?U_тс=6128.3 В < ?U_доп=6200В, то сечение (min) контактной подвески ПБСМ-95+МФ-100 можно считать выбранным окончательно, так как оно проходит и по допустимой потере напряжения.

2. Нормы на проектирование контактной сети

Общие требования

Конструкции контактных подвесок в соответствии с Правилами технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации должны соответствовать требованиям, обеспечивающим пропуск пассажирских поездов со скоростью движения 140 км/ч и учитывать возможность перспективного повышения скоростей движения на отдельных направлениях до 160-200 км/ч.

Реконструкцию контактной сети следует производить по типовым проектам КС-160. До завершения разработки всех модификаций контактных подвесок КС-160 и освоения производства конструкций допускается применять действующие типовые решения.

Ниже будут изложены некоторые требования к проектированию и строительству контактной сети при электрификации новых участков контактной сети на действующих участках. При отсутствии дополнительных требований следует руководствоваться Правилами устройства системы тягового электроснабжения железных дорог Российской Федерации (ПУСТЭ), Правилами устройства и технической эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог (ПУТЭКС) и Нормами проектирования контактной сети (СТН ЦЭ 141-99).

На конструкции, узлы, изделия контактной сети должны разрабатываться технические условия. Поставщик продукции обязан по требованию эксплуатационной или строительно-монтажной организации предоставлять копию технических условий на поставляемую продукцию и протоколы испытаний.

2.1 Типы контактных подвесок

При строительстве следует применять одинарные цепные подвески.

Тип создаваемых новых одинарных цепных подвесок следует определять следующими конструктивными основными особенностями:

- регулированием натяжения несущего троса и контактных проводов (компенсированная или полукомпенсированная);

- родом тока и количеством контактных проводов (с одним или двумя контактными проводами);

- конструкцией подвешивания контактного провода в опорном узле (с рессорным тросом или простыми опорными струнами);

- расположением несущего троса и контактных проводов в плане (вертикальная, полукосая или ромбовидная);

- конструкцией консолей (по типу изоляции - изолированные или неизолированные, по конструктивному выполнению - горизонтальные, наклонные или иной конструкции);

- эластичностью подвески в пролете;

- допустимой скоростью движения поездов.

При строительстве на перегонах, как правило, следует применять одинарную компенсированную цепную подвеску с рессорным тросом.

Несущий трос контактных подвесок КС-160 на промежуточных и анкерных опорах на прямых участках пути располагают по оси пути, на кривых участках пути - с зигзагом, равным зигзагу контактного провода. На переходных опорах сопряжений несущий трос во всех случаях располагают с зигзагом, равным зигзагу контактного провода.

По типу изоляции контактная подвеска может выполняться с изолированными или неизолированными консолями. На участках переменного тока следует отдавать предпочтение применению подвески на изолированных консолях.

Консоль состоит из горизонтального верхнего стержня и наклонного нижнего стержня. Крепление несущего троса может осуществляться над горизонтальным стержнем через поворотный зажим при изолированных консолях или под горизонтальным стержнем через изоляторы при неизолированных консолях. Консоль состоит из наклонного нижнего стержня и регулируемой верхней тяги. Несущий трос может крепиться в седле или опорно на наклонном стержне при изолированных консолях и через изоляторы при неизолированных консолях.

2.2 Консоли

Типовые проекты консолей должны разрабатываться по роду тока, типу изоляции, конструктивному исполнению и включать конструкции для всех условий применения по плану пути, габаритам и типам опор, специфике армировки на промежуточных и переходных опорах сопряжений. В типовые проекты консолей должны включаться технические решения по фиксаторам и дополнительным узлам для обеспечения ветроустойчивости контактной подвески.

Консоли должны обеспечивать возможность регулировки положения проводов в процессе эксплуатации с учетом сочетания допустимых деформаций от воздействия нормативных нагрузок и предусмотренных нормами допусков на установку опор и монтаж конструкций.

Основные типоразмеры консолей должны соответствовать типовым габаритам опор. В проектах консолей следует предусматривать типоразмеры консолей при установке опор с нетиповыми габаритами за пределами водоотводных устройств или гидроизоляционного покрытия земляного полотна.

Консоли промежуточных опор с нормальным габаритом, как правило, должны изготавливаться из стальных бесшовных цельнотянутых труб.

Изолированные консоли при габарите опор 4,9 м и более, как правило, следует устанавливать на удлинителях.

Для промежуточных опор с габаритом до 3,5 м на прямых участках пути консоли должны выполняться без подкосов. Область применения подкосов следует определять расчетом и приводить в таблицах применения консолей в типовых проектах. Конструкция тяг и подкосов должна предусматривать возможность регулировки положения консолей.

Для защиты несущего троса от поджогов при перекрытиях изоляторов в поворотных зажимах горизонтальных изолированных консолей и седлах наклонных изолированных и неизолированных консолей должны устанавливаться медные вкладыши. Допускается подвеска несущего троса в седлах с использованием специального рессорного троса.

2.3 Фиксаторы

Конструкция фиксаторного узла должна обеспечивать вертикальное отжатие контактного провода до 250 мм. Расчет оптимальной высоты места крепления дополнительного фиксатора относительно уровня рабочего контактного провода следует производить по условию минимально допустимого натяжения подрессорных или простых струн 25% от нормального (1,5 даН).

На внутренней стороне кривых на промежуточных и переходных опорах целесообразно применять фиксаторы с удлиненными стойками. Оптимальные параметры высоты крепления основного стержня и дополнительного фиксатора относительно уровня рабочего контактного провода должны определяться типовыми проектами.

Основные стержни фиксаторов, как правило, следует выполнять из
стальных труб с защитным цинковым покрытием. Узлы соединения основных стержней фиксаторов с консолями и дополнительных фиксаторов с основными стержнями должны выполняться с применением арматуры, произведенной методом литья. Дополнительные фиксаторы из полосовой стали специального профиля должны иметь завальцованные вкладыши в местах сочленения с ушками фиксаторных стоек.

В узлах крепления гибких фиксаторов к консоли следует применять
провод М-35 или сталемедный провод площадью сечения не менее 25 мм с
установкой в узлах сочленения коушей и креплением регулировочного конца болтовым зажимом.

В кривых участках пути радиусом менее 400 м при гибких фиксаторах допускается разнесенная фиксация контактных проводов.

2.4 Сопряжения анкерных участков

Длина анкерных участков при компенсирующих устройствах не должна превышать 1600 м.

На кривых участках пути допустимую длину анкерного участка следует определять расчетом из условия, чтобы в пределах от средней анкеровки до компенсатора приращение натяжения несущего троса не превышало ± 10% номинального его натяжения, а контактных проводов ± 15%.

При разбивке опор за счет варьирования в допустимых пределах
длинами анкерных участков следует по возможности избегать сопряжений
и особенно изолирующих в кривых участках пути для увеличения допустимых длин переходных пролетов.

Расположение изолирующих сопряжений в кривых радиусом менее 500 м не допускается.

Длину переходных пролетов неизолирующих сопряжений и пролетов с отходящими на анкеровку ветвями следует принимать равной максимально допустимой длине промежуточных пролетов для расчетных климатических условий и плана пути.

Длину переходных пролетов изолирующих сопряжений следует принимать максимально допустимой по отклонениям контактного провода
от оси токоприемника при принятом горизонтальном расстоянии между
контактными проводами. Длину переходных пролетов изолирующих сопряжений по сравнению с промежуточными пролетами, рассчитанными для данного места, следует сокращать в соответствии с требованиями Правил устройства и технической эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог. На неизолирующих сопряжениях анкерных участков горизонтальное расстояние между внутренними сторонами рабочих контактных проводов в переходных пролетах должно быть 100 мм.

Горизонтальное расстояние между внутренними сторонами рабочих контактных проводов в переходных пролетах на изолирующих сопряжениях с нормально включенными продольными разъединителями (в горловинах станций, выделение в отдельные секции мостов и тоннелей) должно быть 500 мм при переменном токе и 400 мм при постоянном.

Изолирующие сопряжения могут выполняться с врезными в контактные провода тарельчатыми стеклянными изоляторами, натяжными полимерными гладкостержневыми изоляторами и с полимерными изолирующими элементами, допускающими взаимодействие с токоприемником.

Сопряжения анкерных участков выполняются трехпролетными с одним переходным пролетом или четырехпролетными с двумя переходными пролетами.

Количество переходных пролетов и их минимальную длину следует определять по условию обеспечения плавного перехода токоприемника с контактного провода одного анкерного участка на контактный провод другого анкерного участка.

В качестве критерия плавного перехода принимается максимально возможный угол, под которым движущийся токоприемник входит в контакт с набегающей ветвью контактного провода другого анкерного участка при максимально допустимой длине зоны подъема анкерной подвески.

Длины переходных пролетов четырехпролетных сопряжений должны иметь одинаковую величину. Длина переходных пролетов неизолирующих сопряжений менее 35 м не допускается.

Отходящие на анкеровку ветви сопряжений подвески должны иметь постепенное возвышение без нарушения плавности подъема от двойных приемных струн в зоне прохода полоза токоприемника.

Угол между анкеруемой ветвью и направлением контактного провода в переходном пролете не должен превышать 6° (отклонение провода не более 1 м на длине 10 м).

Величину угла между анкеруемой ветвью и направлением контактного провода в переходном пролете следует рассчитывать в проекте в зависимости от габарита анкерной опоры, длины пролета с анкеруемой подвеской, радиуса кривой и указывать на планах контактной сети.

3. Реконструкция контактной сети

Предполагается, что реконструкция будет проводиться на том же земляном полотне, но с изменением параметров действующей контактной подвески. В соответствии с Правилами технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации строительство контактной сети следует производить по типовым проектам КС-160.

Конструкция контактной подвески КС-160 по сравнению с существующей подвеской КС-120 уменьшения натяжения несущего троса, повышения натяжения рессорного троса, схемы расположения струн в пролетах имеет лучшие характеристики эластичности.

В соответствии с Правилами технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации реконструкцию контактной сети следует производить по типовым проектам КС-160.

Согласно заданию на проектирование на перегонах принята компенсированная одинарная подвеска с рессорным тросом по типовому проекту КС-160. Сечение контактной подвески принято ПБСМ-95+МФ100. Средние анкеровки несущего троса - ПБСМ-95, контактного провода ПБСМ - 70.

Высота подвешивания контактного провода принята 6250 мм от проектного положения головки рельса. Конструктивная высота контактной подвески не менее 1800 мм. Длины пролетов приняты в соответствии с пунктом 5.18 «Правил устройств» ЦЭ-462, максимальная длина пролета не превышает 70 м.

Длина анкерных участков не более 1600 м расстояние от анкерной опоры до средней анкеровки не более 800 м.

Расстановка опор на перегоне Утулик-Байкальск осуществляется согласно проекту об электрификации первого и второго путей т.е. габарит опор и расстояние между ними переносится с действующих путей. Проектируемые опоры установить на расстоянии не более 2 м от демонтируемых.

На данном перегоне общей протяженностью 11,2 км необходимо установить 362 опоры и 76 анкеров. Так как не был производен расчет опоры на несущую способность, то автор принял решение установить на всем перегоне опоры типа СС - 136,6-3.

Арматура железобетонных конструкций и материал бетона в проекте приняты для условий работы их при температуре наиболее холодной пятидневки не ниже -28°С.

Сопряжения анкерных участков проектом предусматривается смонтировать на прямых участках пути или хотя бы на прямых вставках и переходных кривых. Местоположения сопряжений с секционированием контактной сети на станциях во избежание переносов светофоров сохранено существующим.

Врезные изоляторы в отходящие ветви контактных проводов проектом предусмотрены полимерными гладкостержневыми.

В качестве поддерживающих конструкций приняты изолированные наклонные консоли. Фиксаторы - для изолированных консолей.

Анкеровки контактного провода и несущего троса приняты раздельными в разных уровнях с применением компенсаторов блочно-полиспастного типа КБП-3-30.

Оттяжки анкерные - оцинкованные по типовому проекту согласно инструкции «Анкеровки проводов контактной подвески с блочно-полиспастным компенсатором КБП-3-30».

Все металлоконструкции должны быть изготовлены из сталей марок в соответствии с требованиями СНиП П-23-81 и СТН ЦЭ 141 -99.

Заземления опор контактной сети в проекте предусмотрены групповым на рельс через искровой промежуток или на тяговую рельсовую цепь, в соответствии с требованиями «Правил устройства и технической эксплуатации контактной сети электрифицированных ж. д.» ЦЭ-197 и «Инструкций по заземлению устройств электроснабжения на электрифицированных ж.д.» ЦЭ-191. Максимальная длина провода группового заземления независимо от типа опор для Т-образной схемы составляет 400 м (2х200).

Для защиты устройств контактной сети от атмосферных и коммутационных перенапряжений с обеих сторон сопряжений с секционированием и на питающих фидерах контактной сети проектом предусмотрена установка ограничителей перенапряжений типа ОПНК-П1-27.5 УХЛ1.

Реконструкция контактной сети на перегоне Утулик - Байкальск включает в себя строительные (разработка котлованов, установка фундаментов, анкеров, анкерных оттяжек и опор) и монтажные (армировка установленных опор раскатка несущего троса и контактного провода) работы. Работы по электрификации организованы так, что строительные работы производятся в один цикл, а монтажные - в другой.

3.1 Строительные работы

Подготовительные работы

Накануне работ, с учетом используемых для работы механизмов, передать заявку энергодиспетчеру: на выдачу предупреждения поездам, следующим по соседнему пути. Получить наряд производства работ и инструктаж от лица, выдавшего его.

Подобрать в соответствии с проектной документацией опоры по типам, проверить комплектность и качество на соответствие техническим требованиям. Выбрать монтажные приспособления, защитные средства, сигнальные принадлежности и инструмент, проверить их исправность и сроки испытания, погрузить их на транспортные средства.

Сформировать установочный поезд, маневровые передвижения произвести на подъездных путях производственной базы ЭЧ или на путях станции примыкания. Организовать переезд установочного поезда с бригадой на станцию, ограничивающий перегон, где в соответствии с нарядом будет производиться работа. Отправление и движение поезда осуществляется по разрешению ДСП порядком, установленным «Инструкцией по движению поездов».

Уведомить энергодиспетчера о времени, месте и характере работ и получить от него приказ на работу с указанием времени начала и окончания работ. Убедиться в выдаче предупреждения поездам. После закрытия пути перегона получить разрешение ДСП на его занятие.

На перегон установочный поезд отправляется на правах хозяйственного поезда порядком установленным «Инструкцией по движению поездов». По прибытию на место работ произвести инструктаж членам бригады с росписью каждого в наряде. Осуществить допуск бригады к работе.

Производителям работ назначается начальник или электромеханик ЭЧК с группой 5, прошедший проверку на знание «Правил устройства и безопасности эксплуатации грузоподъемных кранов». Также должен быть назначен ответственный руководитель работ. Один из членов бригады должен иметь удостоверение стропальщика. Работу необходимо выполнять в соответствии с технологической картой, утвержденной начальником (заместителем) ЭЧ.

Разработка котлованов

Разработка котлованов на перегоне Байкальск-Утулик ведется вручную, т.к. машины и механизмы иногда не могут преодолеть грунт вблизи озера Байкал, т.е. присутствует наличие камней большого диаметра. Котлованы копают 2 человека с применением пятиметровой лестницы, досок для опалубки, веревки и ведра. Один человек копает, а другой помогает ему, вытаскивая ведро с грунтом, и следит за приближающимися поездами, при приближении поезда человек, находящийся в котловане, должен из него вылезти. При обнаружении в разрабатываемом котловане камня большого диаметра, его или раздробляют отбойными молотками, с использованием компрессорной установки, или вынимают его с помощью грузоподъемных приспособлений и механизмов. Для предотвращения от осыпания грунта используется опалубка из досок толщиной 50 мм. После того, как котлован будет вырыт его необходимо закрыть переносными щитами или установить ограждение с соблюдением габарита приближение строений.

Проверить размеры котлованы в плане (должна обеспечиваться свободная установка фундамента или опоры с лежнями, или опорными плитами, с учетом возможности уплотнения грунта в пазухах); по глубине (проектный размер с допуском ± 100 мм); по расстоянию от оси пути до передней грани опоры (проектный габарит с допуском ± 150 мм).

Установка фундаментов и анкеров

После остановки механизма у места работ, опустить аутригеры или закрепить за рельс захвата и привести стрелу крана в рабочее положение.

Освидетельствовать котлован с проверкой его глубины, размеров в плане и расстоянии до оси пути (габарита установки опоры).

Присоединить крюк крана с помощью тросовой петли или круговой стропой к монтажным петлям фундамента, так чтобы в поднятом положении он располагался вертикально, одновременно со строповкой закрепить за монтажную петлю веревочные расчалки.

Поднять краном фундамент или анкер в вертикальное положение и, поддерживая от раскачивания веревочными расчалками, переместить его к месту установки над котлованом. Медленно опуская установить в котлован, проверить правильность его расположения в плане, глубину заделки горизонтальность опорной и верхней поверхности, габарит установки.

Габарит анкеров и фундаментов до оси пути на уровне головки рельса, от проектного может отличаться не более, чем на +150 мм. Изменения проектного положения в меньшую сторону не допускается.

Анкеры для оттяжки анкерных опор должны устанавливаться так, чтобы оттяжки располагались в вертикальной плоскости анкеровки проводов или, при невозможности вдоль пути с тем же габаритом, что и анкерная опора. По окончании регулировки фундамент или анкер присыпать землей с трамбовкой на третью часть глубины котлована.

Опуская крюк крана вывести его из зацепления со стропами, снять стропы и отсоединить веревочные расчалки. Привести стрелу крана в транспортное положение, поднять аутригеры или освободить рельсовые захваты и переместить механизмы к следующему котловану.

Продолжить засыпку пазух котлована размельченным грунтом. Засыпку производить слоями толщиной не более 20 см с тщательной трамбовкой грунта. Во избежание смещения блоков фундамента, до начала засыпки, на анкерные болты надеть специальный шаблон, фиксирующий положение болтов. Он должен соответствовать сопрягаемым размерам опорного башмака опоры. Шаблон снять после окончательной засыпки котлована.

Излишний грунт, оставшийся после засыпки пазух котлована спланировать и плотно утрамбовать. Откосы выемок, кюветы и земляное полотно, нарушенные при разработке котлована, привести в исправное состояние.

Установка железобетонных опор

Закрепляют стропы за лежащую опору выше центра тяжести и устанавливают две веревочные расчалки для удержания опоры от раскачивания. Поднять опору краном в вертикальное положение на 50-100 мм от поверхности, проверяя этим самым правильность строповки и надежность строп.

При установке опор непосредственно с подвижного состава производят сначала промежуточную разгрузку опоры на землю у фундамента (котлована), а затем перестроповку, подъем в вертикальное положение и установку на фундамент (в котлован или стакан).

Опустить опору в котлован и, удерживая ее краном и расчалками, проверить расстояние от оси пути до передней грани опоры на уровне головки рельса. Это расстояние измеряется рулеткой и должно отличаться от проектного не более +150 мм. Проверить глубину заделки опор по положению условного обреза фундамента относительно уровня головки рельса.

Проверить расположение закладных деталей для крепления консолей и кронштейнов. Регулировка (разворот) опоры вокруг вертикальной оси производится специальными приспособлениями - захватами. Разворот опоры в плане, по отношению к направлению, перпендикулярному оси пути не должна превышать 30. По окончанию регулировки, удерживая опору краном и расчалками, присыпать землей пазухи котлована на треть его глубины

После засыпки и утрамбовки грунта на треть глубина котлована, приставить к установленной опоре лестницу, произвести с нее расстроповку, снять веревочные расчалки. Продолжить засыпку пазух котлована. Оставшийся грунт спланировать, очистив кювет.

При установке опоры на насыпи произвести присыпку насыпи вокруг опоры, с послойным уплотнением грунта до плотности, соответствующей плотности насыпи.

Монтаж анкерных оттяжек

Установить и закрепить на опоре лестницу 9 м. Подняться исполнителю по лестнице с веревочной «удочкой», к месту крепления на опоре верхней оттяжке. Поднять «удочкой» кронштейн-хомут для верхней оттяжке и полиэтиленовые элементы для изоляции его от металлических частей, от бетона и арматуры опоры. Установить и закрепить их на проектной отметки и присоединить к заземляющему спуску опоры. С помощью «удочки» поднять конец верхней оттяжки и соединить его с кронштейном-хомутом. Проверить на всех резьбовых соединениях наличие контргаек. Спуститься по лестнице к месту крепления на опоре второй (нижней) оттяжке. Установить и закрепить на проектной отметке кронштейн-хомут и присоединить к нему вторую (нижнюю) оттяжку. Спуститься по лестнице на землю. Присоединить нижние концы оттяжек в узле крепления к анкеру, проверить, чтобы детали анкера и оттяжек не шунтировали изолирующую прокладку.

С помощью гаек натянуть оттяжки. Двойные оттяжки должны иметь одинаковое натяжение, что проверяется по вибрации при ударе по ним металлическим предметом. Не допускается перетяжка оттяжек. Прогиб опоры в сторону оттяжек должен быть не более 100 мм.

После регулировки натяжения, закрепить контргайки, резьбу смазать антикоррозийной смазкой.

Мегомметром М1101 на 500 В измерить величину электрического сопротивления изоляции оттяжек от анкера и от арматуры отпоры. Сопротивление должно быть не менее 5Мом.

3.2 Монтажные работы

Технология и организация работ

Демонтаж и монтаж трех анкерных участков контактной сети переменного тока в «окна» продолжительностью 4 и 12 часов.

Указания по подготовке объекта и требования к готовности предшествующих работ:

До начала работ должны быть сданы все опоры под монтаж контактной сети в соответствие с ЦЭ 12-00.

Перед началом работы должны быть определены «опасные места»
(сближение с устройствами контактной сети соседнего пути). От дистанции
электроснабжения выделяется персонал для обеспечения электробезопасности на объекте (завешивание заземляющих штанг). Так же определяются наблюдающие, осуществляющие выдачу наряда-допуска для начала работ и контролирующих качество выполнения монтажных работ. Для участков переменного тока заземление проводов контактной сети и полевых проводов осуществляется через каждые 200 метров.

Организация работы.

Работы проводятся в два этапа:

I этап. Включает работы по монтажу группового заземления, кабеля ВОЛС, консолей и кронштейнов проводов (ДПР, усиливающий) под пяту без предоставления технологических «окон» со снятием напряжения с полевых проводов,

П этап (основной). Данный этап, включает все работы по монтажу и демонтажу контактной подвески. Проводится с выделением технологических «окон» продолжительностью 4 и 12 часов поочередно. Количество «окон» 'зависит от количества анкерных участков (из расчета монтажа трех а.у. в 12 часовое «окно»).

Технологией определены следующие виды строительно-монтажных работ:

демонтаж существующего группового заземления;

демонтаж и монтаж проводов линии ДПР;

демонтаж контактного провода и несущего троса;

демонтаж поддерживающих устройств контактной сети (консолей,
фиксаторов);

монтаж и демонтаж компенсирующих устройств;

монтаж средней анкеровки несущего троса и контактного провода;

раскатка несущего троса и контактного провода;

монтаж фиксаторов и регулировка контактной сети;

демонтаж оттяжек, анкеров и опор контактной сети,

В «окно» продолжительностью 4 часа проводится подготовка трех анкерных участков к раскатке контактного провода. Работы включают:

монтаж консолей из «под пяты» в проектное положение;

перевод несущего троса в новые седла новых консолей;

установку эластичных и звеньевых струн на несущий трос;

- монтаж компенсирующих устройств для контактного провода.

Головной мотовоз (АДМ) проводит раскатку несущего троса, монтаж компенсирующих устройств для НТ (штанга с грузами подвязывается над землей для исключения перемещения грузов и трения старого и нового несущих тросов).

В «окно» продолжительностью 12 часов проводится следующие работы;

- демонтаж несущего троса и контактного провода.

- демонтаж поддерживающих устройств (консолей, фиксаторов, кронштейнов);

раскатка и регулировка контактного провода;

монтаж сопряжений;

демонтаж оттяжек, анкеров, опор;

головная автомотриса (АДМ) занимается раскаткой несущего троса, монтажом средних анкеровок, компенсирующих устройств.

Целью применения данной технологии является уменьшение общего количества «окон». Для этих целей на объекте концентрируются рабочие и техника.

Порядок проведения работ в «окна» продолжительностью 12 часов:

В начале рабочего дня машинисты ССПС и их помощники проходят досмотр в конторе прорабского участка. Организация доставки врача возлагается на ЭМП. В течение рабочего дня врач дежурит на перегоне для оказания срочной медпомощи, После возвращения с «окна» повторно проводится медкомиссия.

Установочный поезд дислоцируется на отдельном пути необходимой протяженностью и возможностью для маневров. Порядок выезда на перегон и заезда на станцию определяется протоколом, утвержденным в отделении дороги.

Выезд на перегон осуществляется единым хозяйственным поездом по приказу дежурного по станции. Выехав на перегон мотовозы расцепляются и отправляются к местам начала работ в соответствие с технологией.

По разрешению наблюдающего (после отключения электроэнергии и заземления проводов) электромонтажники приступают к работе. В середине «окна» персонал поочередно обедает. Питание и его доставку организует ЭМП.

За час до окончания «окна» работы, как правило, полностью выполняются. Все единицы ССПС занятые в раскатке несущего троса и монтажа контактной сети объединяются в один поезд. В оставшееся время производится тестовый проезд автомотрисы АДМ, За полчаса до завершения «окна» поезд направляется к месту дислокации, где демонтированные материалы выгружаются с хозплатформ.

Демонтированные провода автомобилями вывозятся на хранение на материальный склад.

Монтаж консоли

Неизолированные и изолированные консоли на железобетонных промежуточных и анкерных опорах закрепляют при помощи закладных деталей. На переходных опорах для крепления двух консолей применяют траверсы. Конструкция закладных деталей для крепления тяги и пяты консоли и траверсы обеспечивает поворот консолей вдоль пути на 90° в обе стороны относительно нормального положения, чем обеспечиваются нормальные перемещения несущего троса компенсированной цепной подвески, а также сохранность консолей при обрывах несущего троса. Узлы крепления тяги и пяты консоли устанавливают на опорах при их изготовлении, а хомуты и траверсы - в процессе монтажа.

Подготовительные работы:

Установке консолей предшествуют подготовительные работы. Накануне работ передать заявку энергодиспетчеру: на выдачу предупреждения поездам, следующим по соседнему пути, с указанием времени, места и характера работ. Получить наряд производства работ и инструктаж от лица, выдавшего его.

Подобрать, в соответствии с документацией, консоль, фиксатор, армировать его изолятором и деталями крепления проверить их техническое состояние, комплектность и качество на соответствие техническим требованиям. Выбрать монтажные приспособления, защитные средства, сигнальные принадлежности и инструмент, проверить их исправность и сроки испытания, погрузить их на транспортные средства. Убедиться в выдаче предупреждения поездам.

После закрытия пути перегона получить разрешение ДСП на его занятие. На перегон установочный поезд отправляется на правах хозяйственного поезда порядком установленным «Инструкцией по движению поездов».

По прибытию на место работ произвести инструктаж членам бригады с росписью каждого в наряде. Подняться на рабочую площадку автомотрисы, поднять и закрепить перила ограждения, привести площадку в рабочее положение. Осуществить допуск бригады к производству работ.

Монтаж цепной подвески

Методы монтажа цепной подвески:

Монтаж цепной подвески заключается в раскатке и анкеровке несущего троса и контактного провода, установке струн, а также в регулировке цепной подвески, сопряжений анкерных участков и воздушных стрелок. Выполняют монтаж цепной подвески тремя методами: поверху, понизу и комбинированным.

Каждый из этих методов определяется сочетанием различных способов раскатки несущего троса и контактного провода, которую всегда производят с железнодорожного пути в «окна». Остальные виды работ можно выполнять как в «окна», так и без перерыва в движении поездов со съемных монтажных вышек или по обочине пути вне габарита подвижного состава.

Метод монтажа цепной подвески выбирают при составлении проекта производства работ для каждого отдельного участка в зависимости от конкретных условий, возможности получения «окон», плана пути, вида контактной подвески, наличия механизмов.

Основными методами монтажа являются метод монтажа поверху и комбинированный. Метод монтажа понизу из-за своей высокой трудоемкости применяется крайне редко.

Выполнению работ любым методом предшествуют подготовительные работы, которые состоят из погрузки барабанов с проводом, заготовки, погрузки и развозки по перегону или станции компенсирующих устройств и завески их на анкерных опорах.

Погрузку барабанов с тросом и проводом выполняют автокраном.

Оси барабанов надежно закрепляют в специальных гнездах, расположенных на козлах раскаточной платформы и подготавливают к работе тормозные устройства.

Монтаж цепной подвески методом поверху:

Методы монтажа контактной сети поверху подразделяют на раздельный и комплексный.

При раздельном методе монтажа сначала раскатывают поверху и анкеруют несущий трос, а затем с автомотрисы или дрезины ДМС, люльки или съемной вышки устанавливают струны. После этого в следующее «окно» раскатывают поверху контактный провод.

Этот метод монтажа является основным при работе на станциях, в кривых малого радиуса на перегонах, а также при электрификации вторых путей и на вновь строящихся электрифицируемых железных дорогах.

При комплексном методе в одно «окно» одновременно раскатывают и анкеруют несущий трос и контактный провод и устанавливают струны, выполняют регулировку цепной подвески по высоте и в плане. Эти работы производятся с применением специальных машин, обеспечивающих раскатку проводов с заданным натяжением.

К работе приступают только после фиксирования положения консолей: на двухпутных участках консоли обоих путей связывают друг с другом, стальной проволокой диаметром 3-4 мм, а на однопутных подвязывают к рельсу во время работы в «окно». Консоли двух разных путей можно связывать только в том случае, если заземления опор не подсоединены к рельсам, иначе возможно нарушение работы автоблокировки.

Монтажный поезд при выезде на перегон в «окно» останавливают у начала анкерного участка и присоединяют несущий трос к компенсирующему устройству, заранее закрепленному на опоре. Затем несущий трос «удочкой» подтягивают на монтажную площадку и поднимают на нужную высоту подъемную вышку. Несущий трос укладывают в ролик монтажной стрелы и при движении автомотрисы с раскаточной платформой со скоростью 5-10 км/ч закладывают его в седла или монтажные ролики, заранее завешенные на консолях, жестких или гибких поперечинах.

Выполняя работы по такому методу, несущий трос сначала раскатывают на шпалы с платформы, перемещаемой дрезиной либо автомотрисой, и затем поднимают трос на консоль с автомотрисы.

Монтаж струн

Струны устанавливают с автомотрисы либо дрезины (в «окно»), или с монтажных люлек либо съемных вышек (без занятия путей). Места установки звеньевых струн помечают мелом на рельсе. Установку звеньевых струн с автомотрис производят при движении автомотрисы со скоростью до 5 км/ч

Установку рессорных струн с автомотрис, дрезин и съемных вышек выполняют при остановке их у опор в местах крепления зажимов. При работе с автомотрис устанавливают одновременно оба зажима, трос временно подвязывают к седлу и вытяжку его производят с усилием 100-300 Н.

Одновременно с монтажом струн выправляют консоли, располагая их с нужным смещением относительно оси опоры (при полукомпенсированной цепной подвеске - перпендикулярно оси пути). После выправки консолей несущий трос закрепляют в седлах плашками и устанавливают струны для подвески сочлененных фиксаторов.

Раскатка контактного провода поверху

Монтажный поезд, состоящий из автомотрисы или дрезины ДМС и раскаточной платформы, останавливают в начале анкерного участка. Конец контактного провода присоединяют к компенсирующему устройству. Затем контактный провод «удочкой» подтягивают на монтажную площадку автомотрисы, поднятую на высоту, при которой концы струн находятся на уровне верхней части ограждений монтажной площадки. Автомотриса, впереди которой находится раскаточная платформа, движется к противоположному концу анкерного участка со скоростью до 10 км/ч.

Два электромонтера поочередно подхватывают струны и переходя вдоль монтажной площадки в направлении, противоположном ходу поезда, подвязывают контактный провод к концам струн. Третий электромонтер, находящийся на монтажной площадке в момент подвязки струн, несколько приподнимает контактный провод. Остальные электромонтеры бригады, которая выполняет раскатку контактного провода, подтормаживают барабаны и следят за сходом с них провода. Если расстояние между струнами не превышает 4 - 5 м, контактный провод подвязывают через струну.

На кривых радиусом менее 1500 м контактный провод подвязывают к временным оттяжкам из стальной проволоки диаметром 6 мм, закрепленным на консолях или опорах, расположенных с внешней стороны кривой. Такое закрепление провода в положении, близком к проектному, позволяет при монтаже компенсированных анкеровок установить грузы на нужной высоте и упрощает в дальнейшем крепление фиксаторов и регулировку цепной подвески.