ВКР (1220059), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Удельная нагрузка от веса гололеда
,
, (5.5)
Полная вертикальная нагрузка
,
, при гололеде определяется как арифметическая сума единичных нагрузок от собственного веса провода и веса гололеда:
, (5.6)
Удельная нагрузка
,
от собственного веса провода и веса гололеда:
, (5.7)
;
Погонная нагрузка
,
, от давления ветра, действующего перпендикулярно проводу, при отсутствии гололеда определяется по формуле:
, (5.8)
где
– аэродинамический коэффициент лобового сопротивления провода, принимаемый равным: 1,1 – для проводов и тросов, свободных от гололеда, диаметром 20 мм и более; 1,2 – для всех проводов и тросов, покрытых гололедом, и для всех проводов и тросов, свободных от гололеда, диаметром менее 20 мм [2, п. 2.5.52]; q – скоростной напор ветра,
определяемый по формуле:
, (5.9)
где
– нормативная скорость ветра для заданного района,
,
с учетом исходных данных:
;
;
Удельная нагрузка
,
от давления ветра, действующего перпендикулярно проводу, при отсутствии гололеда:
, (5.10)
Временно действующая горизонтальная нагрузка
,
, от давления ветра на провод, покрытый гололедом, определяется как:
, (5.11)
где
,
, пересчитаем по формуле (4.8) для района по ветру I, [1].:
;
;
Удельная нагрузка
,
от давления ветра, действующего горизонтально на провод, покрытый гололедом:
, (5.12)
;
Результирующая нагрузка
,
, от собственной массы провода и давления ветра на провод, свободный от гололеда, определяется по формуле:
, (5.13)
;
Результирующая удельная нагрузка
,
от собственной массы провода и давления ветра на провод, свободный от гололеда, определяется по формуле:
, (5.14)
;
Результирующая нагрузка
,
, от веса и давления ветра на провод, покрытый гололедом, определяется по формуле:
, (5.15)
;
Результирующая удельная нагрузка
,
от веса и давления ветра на провод, покрытый гололедом, определяется по формуле:
, (5.16)
.
Сведем результаты в таблицу.
Таблица 5.1 – Нагрузки на провода и тросы
| Характер нагрузки | Погонная нагрузка, | Удельная нагрузка, |
| От собственного веса проводов |
|
|
| От веса гололеда |
|
|
| От веса провода и гололеда |
|
|
| От давления ветра на провод, свободный от гололеда |
|
|
| От давления ветра на провод, покрытый гололедом |
|
|
| Суммарная от собственного веса и давления ветра на провод, свободный от гололеда |
|
|
| Суммарная от веса и давления ветра на провод, покрытый гололедом |
|
|
5.2 Расчет максимальной стрелы провеса и шаблона
Наибольшая стрела провеса, называемая максимальной, может возникнуть только при отсутствии ветра, когда провод находится в вертикальной плоскости, проходящей через точки его крепления. Такой случай может быть при режимах:
а) гололеда, когда провод испытывает наибольшую вертикальную нагрузку
(при
);
б) высшей температуры окружающего воздуха при
, когда провод имеет минимальное напряжение и испытывает вертикальную нагрузку только от собственной массы
;
Сравнивая значения максимальных стрел провеса в режимах гололеда и высшей температуры, принимают наибольшее значение для построения кривых шаблона.
Максимальная стрела провеса, м, в расчетном режиме при одинаковой высоте подвеса провода на опорах определяется по формуле:
, (5.17)
где
– расчетная длина пролета, м;
– удельная нагрузка на провод при соответствующем режиме,
;
– механическое напряжение в проводе при соответствующем климатическом режиме.
Расчетная длина пролета принимается в пределах:
, (5.18)
где
- величина габаритного пролета, которая зависит от типа опор. Принимаем
,
Для отыскания механического значения коэффициентов в проводах
следует воспользоваться уравнением состояния:
, (5.19)
где
и
– механические напряжения в низшей точке провода при заданном (исходном) и расчетном (искомом) режимах,
;
и
– приведенные нагрузки, соответствующие исходному и расчетному режимам,
;
– длина расчетного пролета, м;
– температуры воздуха, соответствующие
и
,
; Е – модуль упругости провода,
;
– температурный коэффициент линейного расширения,
.
Уравнение (3.17) решается относительно искомого (расчетного) механического напряжения методом подбора.
Режим гололеда –
;
;
;
;
;
;
;
.
Режим высшей температуры –
;
;
;
;
;
;
;
.
Грозовой режим
;
;
;
;
;
;
;
.
По (5.17) определим максимальные стрелы провеса, сравним величины и определим режим, дающий наибольшее её значение.
Для режима гололеда –
Для режима высшей температуры:
Обе величины удовлетворяют условию (5.1). Максимальная величина стрелы провеса наблюдается в режиме гололеда, когда провод испытывает наибольшую вертикальную нагрузку.
Стрела провеса в грозовом режиме –
Приступим к построению шаблона. Кривую максимального провисания построим по формуле:
, (5.20)
где
- переменная величина, представляющая собой длину полупролета провода, м;
- постоянная шаблона для каждого расчетного пролета и марки провода,
и
берутся из режима гололеда, который дал наибольшую стрелу провеса.
.
Построим таблицу значений.
Таблица 5.2 – Значения для построения шаблона
| L, м | Х, м | у, м |
| 0 | 0 | 0 |
| 50 | 25 | 0,176 |
| 100 | 50 | 0,705 |
| 150 | 75 | 1,587 |
| 200 | 100 | 2,821 |
| 250 | 125 | 4,407 |
| 300 | 150 | 6,347 |
| 350 | 175 | 8,639 |
| 369 | 184,5 | 9,602 |
По данной таблице построим кривую положения провода.
Затем нанесем на шаблон «габаритную» кривую, сдвинув её ниже кривой провисания на расстояние, равное сумме
– наибольшего допустимого расстояния от проводов до земли (габарит линии) и
– запаса в габарите на неточность построения профиля, шаблона и допуски при монтаже проводов. Обычно принимают
при спокойном рельефе и при пролетах до 300 м,
в остальных случаях. Примем
. Отсюда:
Третью кривую, называемую «земляной» сдвигаем вниз по отношению к кривой максимального провисания на активную высоту опоры
.
Масштаб для шаблона принимается такой же, что и для построения профиля.
Построим шаблон.
Рисунок 3.1 – Шаблон для расстановки опор
1 – кривая положения провода; 2 – габаритная кривая; 3 – земляная кривая
Принцип пользования шаблоном следующий. Ось симметрии шаблона при наложении на профиль строго вертикальна. Кривая 1 показывает положения провода в пролете по отношению к земле и к пересекаемым объектам, при построении должна быть совмещена с точкой опоры, соответствующей её активной высоте.
Кривая 2 не должна пересекать линию профиля, иначе не будет соблюдаться габарит провода над землей. Кривая 3 в точках пересечения с линией профиля показывает место установки соседних опор.
Если она пересекает линию профиля несколько раз, то предпочтительное место установки - последнее место пересечения. Размещение опор начинается с первой анкерной опоры, перемещая шаблон вдоль трассы.
После размещения опор определяют границы анкерных участков. Для каждого из них вычисляется приведённый пролет, м.
, (5.21)
Произведенную расстановку опор по профилю трассы можно считать законченной.
6 ПОСТРОЕНИЕ МОНТАЖНЫХ ГРАФИКОВ И ТАБЛИЦ
Монтажные графики и таблицы представляют собой зависимости изменений напряжений и стрел провеса проводов от изменения температур окружающего воздуха.
Определение стрел провеса следует производить по уравнению равновесия (5.17). Для определения механических напряжений, входящих в данное уравнение, необходимо воспользоваться уравнением состояния провода в пролете (5.19).
Чтобы рассчитать уравнение состояния, нужно задать исходный режим, под которым понимается режим, дающий наибольшее напряжение в проводе. Отыскание исходного режима производится путем сравнения критического пролета с максимальным пролетом
анкерного участка (в зависимости от типа применяемых изоляторов; в работе выбраны штыревые изоляторы).















