Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Уральский государственный университет путей сообщения

Кафедра: Электроснабжение транспорта

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНТАКТНОЙ СЕТИ

Выполнил:

студент гр. Э-310

Тимофеев В.А.

Екатеринбург 2013

Реферат

Контактная сеть, станция, перегон, тупик, несущий трос (НТ), контактный провод (КП), струна, постоянный ток, искусственное сооружение (ИССО), главный путь, боковой путь, воздушная стрелка, центр стрелочного перевода, фиксация, анкерный участок, пролет, стрелы провеса, изолятор, консоль, жесткая поперечина, оттяжка, фиксатор, опора, фундамент, головка рельса, привод, разьеденитель, разрядник, соединитель, натяжение, нагрузка, климат, ветер, гололед.

Содержание

• Введение
• Исходные данные
• 1. Расчет нагрузок на провода контактной сети
• 1.1 Нагрузка от собственного веса одного метра контактной подвески
• 1.2 Гололедные нагрузки
• 1.3 Ветровые нагрузки
• 1.4 Результирующие нагрузки
• 2. Расчет допустимых длин пролетов
• 2.1 Расчет натяжений проводов
• 2.2 Расчет допустимой длины пролета для прямого участка
• 2.3 Длины пролетов для всех участков
• 3. Разработка плана контактной сети станции
• 3.1 Схема питания и секционирования контактной сети
• 3.2 План контактной сети станции
• 3.3 План контактной сети перегона
• 3.4 План контактной сети перегона составляется в следующем порядке
• 4. Механический расчет анкерного участка полукомпенсированной цепной подвески
• 5. Выбор способа прохода подвески в искусственных сооружениях
• 5.1 На станции
• 5.2 На перегоне
• 6. Расчет и выбор опор контактной сети
• Заключение
• Литература

Введение

Контактная сеть -- техническое сооружение электрифицированных железных дорог и других видов транспорта (метро, трамвая, троллейбуса, фуникулёра), служащее для передачи электроэнергии с тяговых подстанций на электроподвижной состав.

Кроме того, с помощью контактной сети обеспечивается снабжение нетяговых железнодорожных потребителей (освещение станций, переездов, питание путевого инструмента).

Контактная сеть бывает двух типов:

- Воздушная контактная сеть.

- Контактные рельсы (метрополитен).

Несмотря на то, что на рельсовом транспорте ходовые рельсы обычно применяются для отвода обратного тягового тока, они, как правило, не рассматриваются в качестве части контактной сети.

Основными элементами контактной сети являются:

- Опоры и опорные конструкции

- Контактные подвески

- Арматура и спецчасти

- Контактные, питающие и усиливающие провода, подключённые к электрической сети.

Проект контактной сети является одной из основных частей проектирования эксплуатации железнодорожного участка. Он включает в себя пояснительную записку, план контактной cети станции и перегона.

Исходные данные

- род тока - постоянный;

- на главном пути станции и на перегоне проектируется одноцепная подвеска - ПБСМ-95+ 2МФ-100

- на боковых и прочих путях станции подвеска - ПБСМ-70+МФ-85

- метеорологические условия:

климатическая зона - 1Б (диапазон температур от -47°С до +38°С);

ветровой район - 2 (максимальная скорость ветра - 25 м/с); гололедный район - 1 (толщина стенки гололеда - 5 мм)

- на станции не электрифицирован подъездной путь к тяговой подстанции;

- контактная подвеска станции полукомпенсированная;

- контактная подвеска перегона компенсированная.

Рисунок 1 - Схема проектируемой станции.

Таблица 1 - Пикетаж основных объектов перегона.

Наименование	Пикетаж
Входной сигнал станции	23 км 7+54
Начало кривой (центр слева) R=600м	24 км 0+27
Конец кривой	4+29
Ось каменной трубы с отверстием 1,1м	5+08
Начало кривой (центр справа) R=850м	5+38
Конец кривой	25 км 4+20
Ось моста через реку с ездой понизу	5+85
Длина моста	140
Ось ж.б. трубы с отверстием 3,5м	6+95
Начало кривой R=1000м (центр слева)	7+15
Конец кривой	26 км 2+28
Входной сигнал следующей станции	27 км 1+64

1. Расчет нагрузок на провода контактной сети

1.1 Нагрузка от собственного веса одного метра контактной подвески

,

где g_H - нагрузка от собственного веса НТ (Н/м);

g_K - то же от КП (Н/м);

g_C - тоже от струн и зажимов, g_C=1 Н/м;

n - число контактных проводов.

S_x

На главном пути:

Н/м

Н/м

Н/м

На боковом пути:

Н/м

Н/м

Н/м

1.2 Гололедные нагрузки

,

где b_Г - расчетная толщина гололедного слоя (м);

d - диаметр провода (м)

Расчетное значение толщины слоя гололеда:

,

где b - толщина гололедного слоя (м);

k_Г - коэф. учитывающий диаметр и высоту подвешивания провода:

на станции k_Г =0,75; на перегоне k_Г = 1; на насыпи k_Г = 1,25

Вес гололеда на КП определяется с учетом удаления его эксплуатационным персоналом и токоприемниками и уменьшается на 50%. Вес гололеда на струнах не учитывается.

Расчетный диаметр КП:

,

Где Н и А - высота и ширина сечения КП соответственно (м)

м

Суммарный вес метра контактной подвески с учетом гололеда:

,

гдеg - вес контактной подвески, Н/м;

g_ГH - вес гололеда на НТ, Н/м;

g_ГK - вес гололеда на КП, Н/м.

По формулам 1.3-1.6 определим нагрузки на провода КС на главном пути станции:

мм

Н/м

Н/м

Н/м

По формулам 1.3-1.6 определим нагрузки на провода КС на боковом пути станции:

мм

Н/м

Н/м

Н/м

1.3 Ветровые нагрузки

Ветровая нагрузка на провод без гололеда:

,

гдеV_p - расчетная скорость ветра, м/с;

с_х - аэродинамический коэф ; для двойного провода с_х=1,85;

d - диаметр провода, м

Ветровая нагрузка при наличии гололеда:

,

гдеv_г - расчетная скорость ветра при гололеде, м/с;

k_B - коэф. учитывающий высоту подвешивания провода

на станции k_в=0,9; на перегоне k_в=l; на насыпи k_в=l,25

станция

перегон

насыпь

расчетная скорость при наличии гололеда:

станция

перегон

насыпь

По формулам 1.7 и 1.8 приведем расчет нагрузок на провода КС на главном пути станции:

Н/м

Н/м

Н/м

Н/м

По формулам 1.6 и 1.7 приведем расчет нагрузок на провода КС на боковом пути станции:

Н/м

Н/м

Н/м

Н/м

1.4 Результирующие нагрузки

Результирующая нагрузка на несущий трос определяется без учета ветровой нагрузки на контактный провод, т.к. ее основная часть воспринимается фиксаторами.

При воздействии ветра:

При совместном воздействии гололеда с ветром:

По формулам 1.9 и 1.10 проведем расчет нагрузок на провода КС на главном пути станции:

Н/м

Н/м

Для остальных подвесок, нагрузки рассчитываются на ЭВМ.

Таблица 1.1 - Результаты расчетов

Нагрузки	Гл. путь	Перегон	Насыпь	Бок. путь
gк, Н/м	8,73	8,73	8,73	7,42
gн, Н/м	7,72	7,72	7,72	5,97
g, Н/м	27,18	27,18	27,18	14,4
gгн, Н/м	1,69	2,42	3,25	1,53
gгк, Н/м	0,83	1,2	1,61	0,78
gг, Н/м	30,54	32	33,64	16,71
рн, Н/м	4,86	6,01	9,99	4,28
рк, Н/м	5,69	7,03	13,96	4,2
ргн, Н/м	2,8	3,89	7,2	2,59
ргк, Н/м	2,79	3,71	7,9	2,11
Результирующие нагрузки
qн, Н/м	27,61	27,84	28,96	15,02
qгн, Н/м	30,67	32,56	35,09	17,25

2. Расчет допустимых длин пролетов

2.1 Расчет натяжений проводов

Натяжение проводов контактной сети на данном этапе выполнения проекта принимается предварительно и будет уточнятся при предварительном расчете.

Натяжение несущего троса при беспровесном состоянии контактного провода предварительно принимаем:

Т₀ =0,8*Т_доп (2.1)

где Т_доп - допустимое натяжение несущего троса

K - натяжение контактного провода.

Для главного пути

Т₀ =0,825*20000=16500 Н

Т_в =0,75*20000=15000 Н

2.2 Расчет допустимой длины пролета для прямого участка

Максимальная допустимая длина пролета на прямом участке пути определяется:

Где К - натяжение КП, Н;

Р_к - ветровая нагрузка на КП, Н/м;

Р_э - эквивалентная нагрузка на контактный провод от НТ, Н/м



гдеb_кдп - допустимое отклонение КП от оси пути равное 0,5м;

a₁, а₂ - зигзаги КП на смежных опорах;

_к - прогиб опоры на уровне КП под действием ветра, _к = 0,0075 м (выбирается по графикам на рисунке 4.1 [3] или по данным на странице 48 [1]. При отсутствии заданной расчетной скорости ветра необходимо проводить интерполяцию);

а - зигзаг контактного провода на смежных опор на прямом участке пути а=0,3 м

Максимальная допустимая длина пролета на кривом участке пути определяется:

Где К - натяжение КП, Н;

Р_к - ветровая нагрузка на КП, Н/м;

Р_э - эквивалентная нагрузка на контактный провод от НТ, Н/м

R - радиус кривой, м

гдеb_кдп - допустимое отклонение КП от оси пути равное 0,5м;

а - зигзаг контактного провода на смежных опор на кривом участке пути а=0,4 м



Где L - длина пролета, м;

b_и - длина гирлянды изоляторов равная 0,56 м;

_н - прогиб опоры на уровне НТ под действием ветра, _н = 0,0075м (выбирается по графикам на рисунке 4.1 [3] или по данным на странице 48 [1]. При отсутствии заданной расчетной скорости ветра необходимо проводить интерполяцию);

Где h₀ - конструктивная высота подвески равная 2 м.

Первоначально принимая Р_э=0 проведем расчет допустимой длины пролета для главного пути станции методом постоянного приближения. Определим постоянные многочлены встречающиеся в формулах 2.1,2.2,2.5,2.6

Для главного пути при P_э=0:

м

Определим эквивалентную нагрузку P_э:

Подставляем в формулу (2.1) при P_э =-1,087

м

Т.к. разница между полученными длинами больше 5 метров, то повторяем расчеты по формулам (2.4) (2.6) (2.7) еще раз с полученными ранее результатами.

Т.к. разница между полученными длинами меньше 5 метров, то результат расчета длины пролета принимаем за расчетный, учитывая, что он не может превышать 70 метров по условию токосъема.

Горловина станции (R=500 m) Р_э=0:

м

Произведем повторный расчет с учетом эквивалентной нагрузки

Определим эквивалентную нагрузку P_э:

Подставляем в формулу (2.1) при P_э =-0,322

м

Т.к. разница между полученными длинами меньше 5 метров, то результат расчета длины пролета принимаем за расчетный, учитывая, что он не может превышать 70 метров по условию токосъема. Допустимые длины пролетов для остальных участков пути определяются на ЭВМ.

2.3 Длины пролетов для всех участков

Таблица 2.1 - Длины пролетов

	Участок пути	Зигзаг, м	Пролет, м
Станция	Боковой путь	0,3	70
	Главный путь	0,3	70
	Горловина,R=500м	0,4	51
Перегон	Прямая	0,3	70
	Кривая, R=600 м	0,4	40
	Кривая, R=850 м	0,4	46
	Кривой, R=1000м	0,4	49
Насыпь	Прямая	0,3	67
	Кривая, R=600 м	0,4	37
	Кривой, R=850 м	0,4	41
	Кривой, R=1000 м	0,4	43

3. Разработка плана контактной сети станции

3.1 Схема питания и секционирования контактной сети

Схемы питания и секционирования контактной сети должны обеспечивать:

- возможно меньшие потери напряжения и электроэнергии в сети при нормальном режиме работы электрифицированного участка.

- минимальное нарушение графика движения поездов при отказе или выводе из работы какой-либо секции.

Схема секционирования контактной сети должна иметь возможно меньше количество секционных изоляторов и разъединителей. В ней предусматривается продольное и поперечное секционирование и секционирование с обязательным заземлением в отдельных местах отключаемой секции.

Секционирование контактной сети осуществляется изолиованным сопряжением и секционными изоляторами. При необходимости они оборудуются нейтральными вставками. В качестве коммутирующих устройств применяются секционные разъединители с моторным приводом.

На дорогах постоянного тока в контактную сеть от тяговых подстанций подается «+» -положительный потенциал, и «-» - отрицательный потенциал в рельсовую сеть через отсасывающий провод.

На станции с тяговой подстанцией постоянного тока устраивают для главного пути с обеих сторон изолирующее сопряжение, нормально отключенными разъединителями с моторным приводом «А», «Б». В местах подключения к станционным путям других линий предусматриваем оперативный поперечный разъединители «П1» и «П2». В питающих линиях предусматриваем нормально включенные разъединители Ф₁, Ф₃, Ф₅,. Для разгрузочно-погрузочного пути осуществляем секционирование с обязательным заземлением отключаемой секции разъединителями с ручными приводами и заземляющими контактами «31» - «33», нормально отключенными. Секционирование контактной сети осуществляем посредством секционных изоляторов.

Рисунок 3.1 - Схема питания и секционирования станции.

3.2 План контактной сети станции

При разработке плана контактной сети станции выполняем:

1. подготовку плана станции;

2. наметку мест фиксации контактных проводов;

3. расстановку опор в горловине станции;

4. расстановку опор в середине станции;

5. расстановку опор по концам станции;

6. расстановку зигзагов

7. трассировку анкерных участков на станции

8. трассировку питающих линий;

9. выбор поддерживающих и опорных конструкций.

План станции выполняется на миллиметровой бумаге в масштабе 1:1000.

Разбивку опор начинают с горловины станции. Тонкими линиями наносят места фиксаций пересекающих контактный провод на воздушных стрелках.

В местах расположения фиксирующих устройств воздушных стрелок у главных путей желательно устанавливать несущие опоры с консолями или гибкими поперечинами. Для фиксирования воздушных стрелок на боковых путях можно устанавливать фиксирующие опоры.

Размещение опор по концам станции осуществляется одновременно с составлением плана изолирующих сопряжений или нейтральных вставок. Воздушные промежутки изолирующих сопряжений размещаются между сигналом и первой стрелкой.

В местах средней анкеровки пролет уменьшаем на 10% по отношению к максимальному. В переходных пролетах изолирующих сопряжений, длину пролета уменьшаем на 25% от максимальной.

На каждом пути станции предусматривается отдельный анкерный участок с двумя анкеровками контактного провода, оборудованными компенсаторами, и средними анкеровками. На станции каждый путь выделяется в отдельный анкерный участок, на главном пути - 1 анкерный участок, т.к. длина главного пути не более 1600 метров.

Расстановка зигзагов осуществляется с горловин станции, где, прежде всего, указывается их направление в местах фиксации стрелок. Односторонние зигзаги в пролете не допускаются.

Воздушные питающие и отсасывающие линии подвешиваются на опорах контактной сети, в исключительных случаях - на самостоятельных опорах. Опоры для перехода питающих линий через контактную сеть выполняются высокими, типа СС136,6-3, с фундаментами ТС-10-4,0.

Опоры контактной сети на станции подбираются в зависимости от назначения. Для участков постоянного тока - стойки с комбинированной арматурой типа СС В качестве консольных промежуточных опор применяются стойки первого типа с нормативным моментом 44 кН*м - С(СС)136,6-1. Для переходных опор воздушных стрелок и изолированных сопряжений (с двумя контактными подвесками) используют стойки второго типа - С(СС)136,6-2 (М = 59 кН*м). Для анкерных опор применяют стойки третьего типа с продольными оттяжками - С(СС)16,6-3 (М = 79 кН*м)

Поддерживающие конструкции выбираются без расчета по назначению и условиям работы. Жесткие поперечины применяются типа РЦ и ОРЦ. Консоли: НС или НР.

На контактной сети постоянного тока ОПН устанавливаются: у анкеровок проводов контактной сети; на изолирующих сопряжениях и нормально замкнутых изолированных сопряжениях - на одной ветви сопряжения, а на изолирующих нормально разомкнутых сопряжениях - на обеих анкеруемых ветвях сопряжений; у искусственных сооружений при анкеровках контактной сети с двух сторон сооружения при длине 80 м и более и с одной стороны сооружения при длине менее 80 м; на питающих линиях у мест присоединения к контактной сети или к пунктам группировки переключателей, а также на расстоянии не более 100 м от тяговой подстанции при длине более 10 м и через каждые 1 - 1,5 км на протяженных линиях.

Все опоры, включая специальные фидерные, нумеруются в направлении по ходу счета километров начиная с первой анкерной опоры изолированного сопряжения в начале станции и кончая последней анкерной - в конце станции. На четной стороне опорам присваиваются четные номера, на нечетной - нечетные. Разработка плана контактной сети станции заканчивается составлением таблиц спецификаций: анкерных участков, опор, жестких поперечин, консолей, фиксаторов.

3.3 План контактной сети перегона

План контактной сети перегона составляется в следующем порядке:

- подготовка плана перегона, разбивка опор и анкерных участков;

- расстановка зигзагов;

- трассировка усиливающих и других проводов;

- выбор типов опор;

- обработка планов контактной сети и составление необходимых спецификаций.

План перегона составляется на миллиметровой бумаге в масштабе 1:2000. Число параллельных прямых, на которых будет производиться трассировка опор, соответствует числу имеющихся и проектируемых главных путей. Тонкими линиями и соответствующими цифрами наносятся пикеты. Под этими линиями вычерчивается спрямленный план перегона, на котором условными обозначениями указывают километровые знаки, направления радиусы и длины кривых, насыпи и их высоту, выемки и их глубину, Искусственные сооружения - переезды, путевые здания, пресечения различных линий - наносят на условные прямые плана.

На план перегона следует нанести в новом масштабе опоры правого изолированного сопряжения анкерных участков с плана станции в новом масштабе. Увязка пикетов осуществляется по оси пассажирского здания с пикетажей последней анкерной опоры или входного сигнала. На однопутных линиях опоры устанавливаются со стороны, противоположной предполагаемой укладке второго пути.

Анкерные участки принимаются как можно большей длины.

Однако для сложной трассы их длины проверяются по условию ограничения увеличения натяжения в компенсированных проводах из-за отклонений струн, фиксаторов и консолей. Расстояние от средней анкеровки до компенсатора в этом случае проверяется по методике, с использованием кривых. Для этого также можно использовать методику. Около анкерных опор указываются номер и длина анкерного участка. Нумерация анкерных участков ведется в направлении счета километров. В середине анкерного участка предусматривается средняя анкеровка, соответствующая типу контактной подвески конструкции. При необходимости в месте установки средней анкеровки производят переразбивку опор. Мост с ездой понизу при длине более 300 м выделяется в отдельную секцию, поэтому с обеих его сторон устраивают изолирующие сопряжения анкерных участков.

Расстановка зигзагов осуществляется прежде всего в кривых участках пути, после чего зигзаги расставляют на прямых, увязывая их с намеченными ранее зигзагами проводов на опорах сопряжений анкерных участков по концам перегона. Односторонние зигзаги не допускаются. Для их устранения предусматриваются промежуточные нулевые зигзаги.

Усиливающие провода обычно располагаются с полевой стороны опор на специальных кронштейнах. Если внешняя сторона опор занимается другими проводами - ЛЭП или ВЛ автоблокировки и т. д., то усиливающий провод подвешивается на консоли вблизи контактной подвески.

При составлении плана осуществляется предварительный подбор опор без указания номера, типа, соответствующего их нормативному изгибающему моменту, так как их расчет производится после механического расчета цепной подвески и получения при этом необходимых натяжений проводов.

На планах контактной сети перегона наносятся против соответствующих опор секционные разъединители, если они предусмотрены.

Разработка плана контактной сети перегона завершается составлением таблиц спецификаций: проводов анкерных участков, опор, консолей, фиксаторов и др.

4. Механический расчет анкерного участка полукомпенсированной цепной подвески

Для расчета выбираем анкерный участок главного пути станции. Основной целью механического расчета цепной подвески является составление монтажных кривых. Определяется эквивалентный пролет:

Где L_i - длина 1-го пролета, м

L_a - длина анкерного участка, м

Устанавливается исходный режим, при котором возможно наибольшее натяжение несущего троса.

Определяется критический пролет:

Где Z_max - максимальное приведенное натяжение подвески, Н;

W_г и W_tmin -приведенные линейные нагрузки на подвеску, соответственно, при гололеде с ветром и при минимальной температуре, Н/м;

- температурный коэф. линейного расширения материала Н.Т., 1/°С

Приведенные величины Z_x и W_x для режима X и эквивалентного пролета вычисляется по формулам:

,

,

Где g_x и q_x - соответственно, вертикальная и результирующая нагрузка на несущий трос в режиме X, Н/М

К - натяжение К.П. ,Н

Т₀ - натяжение Н.Т. при беспровесном положении контактного провода, Н

_х - конструктивный коэф. цепной подвески, определяемый по формуле:

где С = 10 м - расстояние от оси опоры до первой струны, в эквивалентном пролете

Стрелы провеса НТ F_xi в пролете L_xi вычисляются из выражения

Стрелы провеса контактного провода для реальных пролетов определяется соответственно по формулам

где F_0i=g*L²/(8*T0)

Температура беспровесного состояния контактного провода:

,

где t_ср - среднегодовая температура района, °С

t - коррекция на отжатие контактного провода токоприемником в середине пролета, при двух КП t = 15-20 °C.

Натяжение несущего троса при беспровесном положении контактного провода определяется при условии, когда = 0

,

,

.

Величины с индексом 1 относятся к режиму максимального натяжения Н.Т.

4.1 Произведем расчет анкерного участка 1-ого пути участок «а», с двумя контактным проводом

Рассчитаем по формулам (4.1-4.8):

м

Т.к. в результате расчетов критический пролет получился меньше эквивалентного пролета, для дальнейших расчетов принимается режим гололеда с ветром.

Определим значение натяжения Н.Т. при беспровесном положении контактного провода.

Т0=12332,8

Определим натяжение НТ в режиме максимального ветра. При температуре t=-5?c

Тг= 19600Н

Определим натяжение разгруженного НТ

Трх=6260,8 Н

Длина анкерного участка, эквивалентный и критический пролеты, а также натяжения Н.Т. полученные в результате расчетов на ЭВМ сведены в таблицу 4.1

Определим стрелу провеса нагруженного НТ при минимальной температуре в максимальном пролете.

Определяем конструктивный коэффициент цепной подвески

Определим приведенное натяжение подвески

Определяем приведенное линейные нагрузки на подвеску при отсутствии дополнительных нагрузок (гололед, ветер)

,

Определяем стрелу провеса НТ

Определим стрелу провеса контактного провода для пролета L = 70 м

Натяжение и стрелы провеса проводов в зависимости от температуры для нагруженного и разгруженного Н.Т. рассчитывается на ЭВМ. Результаты расчетов приведены в таблицах 4.1. - 4.2.

Таблица 4.1 - Нагруженный несущий трос

Температура	Натяжение НТ, Н	70 м	61 м	45 м
		F, м	f, м	F, м	f, м	F, м	f, м
-10	19599,9772	1,4486	-0,00877	1,1595	-0,0062	0,6613	-0,0022
-5	19207,93699	1,4742	0	1,1804	0	0,6739	0
0	18832,02064	1,4997	0,0086	1,2012	0,006	0,6863	0,0022
5	18471,36471	1,5251	0,017	1,2219	0,01205	0,6987	0,0044
15	17793,26719	1,5753	0,0334	1,263	0,0236	0,7234	0,0086
25	17168,22376	1,6248	0,0492	1,3035	0,0347	0,7478	0,0127
30	16874,08025	1,6493	0,0569	1,3235	0,0401	0,7599	0,0147
37	16481,29705	1,6833	0,0674	1,3514	0,0475	0,7766	0,0174

Рисунок 4.1 - Зависимость натяжение нагруженного и разгруженного НТ от температуры

Рисунок 4.2 - Зависимость стрел провеса разгруженного НТ от температуры

Таблица 4.2 - Разгруженный несущий трос

Температура	Натяжение НТ, Н	70 м F, м	61 м F, м	45 м F, м
-10	6260,800267	1,0243	0,798	0,4233
-5	5880,011833	1,09	0,8496	0,4507
0	5545,884474	1,1564	0,9008	0,4779
5	5251,754033	1,2211	0,9513	0,5046
15	4760,876659	1,347	1,0494	0,5567
25	4369,965517	1,4675	1,1433	0,6065
30	4203,343404	1,5257	1,1886	0,6305
37	3995,957758	1,6049	1,2503	0,6632

Рисунок 4.3 - Зависимость стрел провеса нагруженного НТ от температуры

Рисунок 4.4 - Зависимость стрел провеса КП от температуры

5. Выбор способа прохода подвески в искусственных сооружениях

5.1 На станции

Проверим первый способ проходам ИСО, при котором контактная подвеска пропускается без креплением к искусственному сооружению. Для этого необходимо выполнение следующего условия:

Где h - расстояние от уровня головок рельсов до края ИССО, h=8.05 м

h_kmin - минимальная допустимая высота контактных проводов над уровнем головок рельсов равная 5,75 м;

f_max - стрела провеса К. П. при F_max

e_min - минимальное расстояние между НТ и КП, в середине пролета = 0,8 м;

F_max - максимальная стрела провеса Н.Т.;

h_i - длина изоляторного звена или гирлянды.

Значения f_max, F_max и F_min берутся из таблицы 4.2 (в метрах).

Условие не выполнено, поэтому попробуем для расчета второй способ прохода контактной подвески под мостом, при котором контактная подвеска пропускается без крепления к искусственному сооружению.

Условие выполнено, поэтому можем принять схему прохода контактной подвески под искусственным сооружением без крепления к нему.

5.2 На перегоне

Контактная подвеска на мостах с ездой понизу и низкими ветровыми связями пропускается с подвеской несущего троса на специальные конструкции, устанавливаемый выше ветровых связей. Контактный провод при этом пропускается под ветровыми связями с уменьшенной длиной пролета до 45 м. Высота конструкции выбирается для компенсированной подвески:

6. Расчет и выбор опор контактной сети

Рисунок 6.1 - Расчетная схема для выбора опоры № 10 на перегоне (опора типа СС136,6)

Буква j в формулах обозначает расчетный режим - режим гололеда или режим ветра.

Вертикальная нагрузка от веса контактной подвески:



Где g_j - линейная нагрузка от веса подвески, Н/м;

L - расчетная длина пролета, равная полу сумме длин пролетов смежных с расчетной опорой, м;

G_и = 150 Н - нагрузка от веса изоляторов;

С_ф = 200 Н - нагрузка от веса половины фиксаторного узла.

Горизонтальная нагрузка на опору под действием ветра на провода:

Усилие на опору от изменения направления провода на кривой:

Где Hⁱ_j - натяжение провода, Н/м;

R - радиус кривой, м.

Нагрузка на опору от изменения направления провода при отводе его на анкеровку

Где Z=F+D/2 (Г и D - габарит и диаметр опоры, м)

Усилие от изменения зигзагов:

где а - зигзаг на прямом участке пути, м.

Нагрузка от давления ветра на опору:

Где С_х = 0,7 - аэродинамический коэффициент для металлических опор;

V_p - расчетная скорость ветра, м/с;

S_оп - площадь диаметрального сечения опоры,

м²

Где h_oп, d, D - высота, верхний и нижний диаметры опоры соответственно;

Суммарный изгибающий момент относительно условного обреза фундамента

Суммарный изгибающий момент относительно пяты консоли

Произведем расчет нагрузок на промежуточную опору на прямом участке

Нагрузка от КПод, H/m

Gкпод=29,93*70+150+200=2445

Нагрузка от консоли, H/m

Gконс=24*9,8=235,2

Нагрузка от кронштейна с полевой стороны, Н/м

Gкдпр=41*9,8=401,8

Нагрузка от ДПР, Н/м

Gпдпр=1,72*70=120,8

Ветровая нагрузка на линию ДПР, Н/м

Рдпр=5,52*70=387,06

Горизонтальная нагрузка на опору под действием ветра на провода КС

HT

Pнт=6,72*70=470,8

КП

Pкп=8,39*70=587,3

Площадь поверхности на которую действует ветер

Sоп=(9.6*(0.3+0.4))/2=3.36

Нагрузка от давления ветра на опору

Pоп=0.615*0,7*25²*3,36=904,05

Произведем расчет моментов

M_oг=9,27*387,05-120,8*0,6-401,8*0,5+235,2*1,8+9*470,8+2*7*587,3+ +0,5*904,05*9,6+3,3*2445,2=28607,6 Н·м

М_оп=(9,27-6,75)*387,05-120,8*0,6-401,8*0,5+235,2*1,8+(9-6,75)*470.8+2*(7-6,75)*587,3+0,5*904.05*(9,6-6,75)+3,3*2445,2=8672,1 Н·м

Таблица 6.1

Наименование	Режим мах. ветра	Режим гололеда с ветром	Режим min. температуры
	Мог	Моп	Мог	Моп	Мог	Моп
Промежуточная опора	28607	8672	57224	21741	8496,7

В режиме гололеда с ветром момент наибольший. По этому моменту выбираем опору при условии, что он должен быть меньше нормативного момента. Выбираем опору СС 136,6-2 с нормативным моментом = 59000 Н. Расчеты для остальных опор производятся на ЭВМ.

Заключение

В ходе работы по проектированию контактной сети заданного участка был произведен расчет нагрузок на провода контактной сети (для главного пути gк=8,73 Н/м; gн=10,47 Н/м; g=29,9 Н/м) для заданных климатического, ветрового и гололедного районов, результаты сведены в таблицу 1.1. На основании расчетных нагрузок определили допустимые длины пролетов (таблица 2.1), разработали планы контактной сети станции и перегона. Выполнили план контактной сети станции: подготовели план станции, намечетили места фиксации контактных проводов, расставили опоры в середине станции и по ее концам, выполнили расстановку зигзагов, трассировку анкерных участков на станции, питающих линий, выбрали поддерживающие и опорные конструкции. Также выполнили план контактной сети перегона: подготовили план перегона, выполнили разбивку опор и анкерных участков, расставили зигзаги, произвели выбор типов опор. Выполнили обработку планов контактной сети и составил необходимые спецификации.

На основании рассчитанных нагрузок и длин пролетов на перегоне произведен механический расчет 1-ого пути участка «а». С помощью его был определен расчетный режим - режим гололеда с ветром, т.е. наибольшее натяжение несущего троса возникает при температуре -5 для данного района. С помощью расчета построили монтажные кривые для строительства контактной сети. После чего рассчитали нагрузки от проводов и ветровые нагрузки на опору в трех режимах. Выбрали по наибольшему изгибающему моменту опору СС 136,6-2 с нормативным изгибающим моментом 59000 Н.

Было доказано, что на станции при прохождении контактной подвески под пешеходным мостом наилучшим оказался способ прохода под ИССО без креплением к нему. В ходе проектирования большая часть расчетов осуществлялась на ЭВМ, что сократило время расчетов и сделало их более точными. Проектирование ведем с тем чтобы увеличить пропускную способность и сменить тепловозную тягу на электрическую, что значительно дешевле.

контактный сеть подвеска перегон

Литература

1. А.В. Ефимов, А.Г. Галкин, Е.А. Полыгалова, А.А. Ковалев. Контактные сети и ЛЭП. - Екатеринбург: УрГУПС, 2009. - 88с.

2. Маркварт К.Г. Контактная сеть. М: Транспорт, - 1977г. - 271с.

3. Фрайфельд А.В., Брод Г.Н. Проектирование контактной сети. М.: Транспорт, - 1991г. - 335с.

Размещено на Allbest.ru