Бояркин (1220872), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Электрификация железных дорог позволяет существенно увеличить их провозную и пропускную способность. От надежности устройств энергоснабжения зависит бесперебойность движения поездов. Условия работы контактной сети остаются тяжелыми и прежде всего потому, что она не имеет резерва. Выход из строя одного элемента влечет за собой нарушение функциональности всей системы. Запасы прочности в элементах контактной сети невелики и в то же неопределенны. Проектирование ее ведется по методу предельных состояний. Чтобы не допустить аварийных состояний, необходимо ясно представлять развивающиеся в конструкциях разрушительные процессы, уметь определять их последствия, своевременно принимать меры к замене или усилению, а также к замедлению скорости разрушения.

По установившемуся мнению ряд основных несущих элементов, таких, как опоры, ригели, фундаменты опор, поддерживающие и фиксирующие устройства, должны служить 50-70 лет. Затем предполагается вводить замену. С учетом этого следует выбирать стратегию эксплуатации конструкций. Наиболее рациональные защитные мероприятия следует предпринимать в первые годы эксплуатации, когда требуются минимальные трудозатраты. И, наоборот, в 10-15 летний период, предшествующий замене, следует сократить все ремонтные работы до минимума. При таком подходе общие затраты на эксплуатацию будут наименьшими.

Безопасность и безаварийность электрифицированного железнодорожного транспорта во много зависит от надежной работы опорных конструкций контактной сети. В настоящее время для электрифицированных участков железных дорог постоянного и переменного тока одной из центральных проблем связанных с безопасностью движения, по разным причинам обусловленным морозным пучением, давлением грунта земляного полотна, воздействием контактной подвески, является нарушение устойчивости опорных конструкций. Постоянное наклонное положение увеличивает нагрузку на опору, что приводит к более быстрому разрушению.

Устойчивость и надежное закрепление опоры зависит и от видов грунта в который устанавливается конструкция. Действительные грунтовые условия, с которыми приходится иметь дело при расчете фундаментов под опоры, исключительно многообразны. Поэтому их трудно учесть в предварительных расчетах заделки опор в грунт, так как для этого необходимо проводить исследование грунтов под каждой опорой, что технически невозможно и экономически невыгодно, особенно для консольных опор, расположенных на большом протяжении. Различные способы закрепления опор в грунте преследуют одну цель - обеспечить действие внешних нагрузок (горизонтальных и вертикальных усилий и изгибающих моментов) так, чтобы при любых расчетных режимах положение опорных конструкций изменялось в допустимых пределах.

Устойчивость любой опорной конструкции контактной сети можно характеризовать двумя условиями:

1 - она не должна под действием вертикальных нагрузок погружаться в грунт;

2 - под действием горизонтальных нагрузок и изгибающего момента наклон ее в грунте должен быть не более определенной величины.

Согласно проведенному анализу в данном проекте, по состоянию на сегодняшний день большую часть составляют железобетонные опоры, у которых срок эксплуатации превышен. Из них 17 тысяч опор имеет недопустимый наклон.

Чтобы исключить проблему устойчивости, повысить надежную работу несущих конструкций контактной сети разрабатываются различные мероприятия. Одним из таких мероприятий в данном проекте предлагается применение винтовых свай в качестве фундаментов и металлических опор при строительстве и реконструкции контактной сети. Применение современных строительных материалов позволит увеличить сроки эксплуатации контактной сети и снизить трудозатраты связанные со строительством и текущим обслуживанием.

1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ОПОРНОГО ХОЗЯЙСТВА КОНТАКТНОЙ СЕТИ

По состоянию на 01.01.2015г. парк опор контактной сети составляет 1,754 млн. опор, из них 1,58 млн. железобетонных (39% на участках постоянного тока, 61% на участках переменного тока) и 0,11 млн. металлических опор.

В хозяйстве 612,3 тысяч опор контактной сети (или 34,9%) эксплуатируются свыше 40 лет. Наибольшее количество таких опор в хозяйствах Московской (70,6 тыс. шт.), Западно-Сибирской (60,8 тыс. шт.), Юго-Восточной (51,2 тыс. шт.) и Южно-Уральской (50,1 тыс. шт.) ж.д. Не смотря на принимаемые меры количество опор контактной сети со сроком эксплуатации свыше 40 лет в 2009 году выросло на 6345 штук. Наибольший удельный вес опор контактной сети старше 40 лет на Юго-Восточной (59,2%), Красноярской (57,1%), Московской (43,5%) и Южно-Уральской (40,5%) ж.д.

Рисунок 1.1 – Анализ состояния опор по хозяйству электрификации и электроснабжения

2 ПРИМЕНЕНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОПОР ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ И РЕКОНСТРУКЦИИ КОНТАКТНОЙ СЕТИ

До настоящего времени главным препятствием по широкому применению металлических стоек являлась более высокая их стоимость по сравнению с железобетонными (в 1,7-2,1 раза). В течении 2006-2007 г. тенденция резкого увеличения стоимости железобетонных стоек опор контактной сети фактически сократила разницу, которая сегодня не является сдерживающим фактором применения металлических стоек опор на объектах новой электрификации и реконструкции контактной сети.

Проведенный анализ технико-экономического сравнения вариантов монтажа металлических опор взамен железобетонных при строительстве и реконструкции контактной сети также показал ряд преимуществ металлических опор:

- упрощенный монтаж на железобетонный и металлический фундаменты с возможностью регулировки вертикального положения опоры без регулировки положения фундамента;

- упрощенный монтаж поддерживающих устройств (консолей, гибких и жестких поперечен);

- упрощенная диагностика состояния металла, повышенный срок службы;

- минимальные затраты при дальнейшей эксплуатации;

- отсутствие проблем с дальнейшей утилизацией.

2.1 Цель замены железобетонных опор на металлические

Цель замены железобетонных опор на металлические с винтовым фундаментом является модернизация участка контактной сети, уменьшение габарита и увеличение несущей способности, увеличение срока эксплуатации, обеспечение прочности заделки фундаментов из винтовых свай в грунте не ниже несущей способности, повышение устойчивости в суровых климатических условиях с помощью высоконадежных унифицированных металлических опорных конструкций.

2.2 Область применения

Опоры предназначены для применения в качестве промежуточных, переходных и анкерных консольных опор контактной сети для участков переменного и постоянного тока, а также для стоек жестких поперечин рамного и балочного типа.

Стойки анкерных опор следует проверять на действие дополнительного момента от излома проводов анкеруемой ветви. В аварийном режиме (обрыв несущего троса или контактного провода) необходимо проверять на одновременное действие изгибающих моментов вдоль и поперек пути с коэффициентом динамичности 1,15.

Для скоростных участков с повышенным натяжением проводов следует принимать анкерные опоры несущей способностью не менее Стойки переходных опор на скоростных участках следует применять сдвоенными отдельно стоящими на расстоянии 1,5 – 2 м для крепления по одной консоли соответственно рабочей и анкеруемой ветви.

Опоры предназначены для эксплуатации:

- в I-VII ветровых районах, в I-V районах по толщине стенки гололеда согласно районированию, в I-VII районах по снеговым нагрузкам;

- в неагрессивной, слабоагрессивной и среднеагресивной газообразной среде по воздействию на металлические конструкции;

-при расчетной температуре (средняя температура наиболее холодной пятидневки) до минус 60°С.

2.3 Общие характеристики

Опоры представляют собой сварную металлическую конструкцию коробчатого или оваидального сечения с поясами из гнутых и горячекатаных швеллеров. Опоры из гнутого или горячекатаного швеллера имеют сбег поперек пути, опоры оваидального сечения изготавли­вают со сбегом вдоль и поперек пути. Нижняя часть опоры, соединяемая с фундаментом, имеет опорные пластины и ребра, приваренные к поясам (или ветвям) опор. Опоры могут быть выполнены из горячекатаного швеллера и из гнутых профилей, изготавливаемых на профилегибочных станах из листовой стали. Соединения поясов выполнено с помощью планок. В вершине опрор, а также вблизи крепления тяги и пяты консолей предусмотрены диафрагмы. Общий вид металлических опор типа МШ и МШП представлен на Д 190401 023 004 и на рисунке 2.1.

Пояса металлических опор из гнутых швеллеров несущей способностью из стали С345 и С345К изготавливают из листа толщиной 5 мм, для других типов опор применяют лист 6 мм.

Консольные опоры разработаны длинной 9,6 м и 12 м несущей способностью поперек оси пути 59, 79 и 98 Стойки жестких поперечин имеют длину 9,6 м и 12 м и несущую способность 98, 117, и 147

Ввиду ограничения сортамента несущая способность консольных опор и стоек жестких поперечин из гнутых швеллеров вдоль пути составляет не более от несущей способности поперек пути. Несущая способность опор из горячекатаных швеллеров вдоль пути составляет для консольных опор и для стоек жестких поперечин

В случаях если изгибающий момент от нагрузки вдоль пути будет больше 0,6 от момента поперек пути, следует применять стойки жестких поперечин из горячекатаных швеллеров.

Габаритные размеры всех типов швеллерных опор поперек оси пути в основании приняты 540 мм; в вершине – 300 мм в консольных опорах длинной 9,6 м и 240 мм – в опорах длинной 12 м.

1 – консольная опора; 2 – стойка жесткой поперечины

Рисунок 2.1 – Металлические опоры

Стойки жестких поперечин изготавливают с параллельными гранями поясов (без сбега) шириной 540 мм поперек пути. Швеллеры высотой сечения 220 мм, предусмотрены для изготовления поясов стоек жестких поперечин несущей способностью 12 и в ГОСТ 8278-83 отсутствуют, в связи с чем следует применять соответствующий по несущей способности горячекатаный швеллер или изготавливать гнутый швеллер по разработанным проектам 6226И.

Металлические опоры из швеллеров применяемые в данном проекте запроектированы двух типов:

- для консольных опор с наклонными гранями поясов в направлении поперек оси пути (со сбегом) с расстоянием между отверстиями для анкерных болтов

- для стоек жестких поперечин с параллельными гранями поясов (без сбега) с базой для анкерных болтов

Металлические опоры длинной 12 м выполнены из швеллера длинной 12 м (М1 и МП1) и из двух стыкованных частей, где нижняя часть длинной 9,6 м, верхняя часть 2,4 м (М2 и МП2). Элементы опор (планки, диафрагмы) должны быть изготовлены из той же стали, что и пояса.

В верхней части для всех типов опор в стенках поясов предусмотрены отверстия диаметром 22 мм для крепления консолей со стороны пути и кронштейнов для проводов с полевой стороны. Расположения отверстий принято в соответствии с ГОСТ 19330-99. Количество и расположение отверстий в изготавливаемых опорах должно определяться по заказным спецификациям для каждого электрифицированного участка. Крепление консолей и кронштейнов может осуществляться также с применением хомутов.

Изготовление стальных конструкций должно осуществляться при тщательном контроле на всех стадиях производства. Качество металла должно соответствовать требованиям сертификата. Большое количество однотипных изделий должно собираться по кондуктору, каждый первый и десятый экземпляр должен проходить контрольную проверку.

Опоры изготавливают из:

• углеродистой стали класса прочности С245 марки СтЗпс5 по ГОСТ 535 и ГОСТ 380;

• для районов с температурой ниже -40°С из низколегированной стали класса прочности С345 марки 09Г2С по ГОСТ 19281;

• атмосферостойкой стали класса прочности С345К (марок 10ХСНД, 10ХНДП по ГОСТ 19281, 14ХГНДЦ по ТУ 14-105-629-99).

Сварка конструкций должна производиться после проверки правильности их сборки. В собранных конструкциях контролируются габаритные размеры, зазоры между сваренными деталями, правильное положение прихваток. Сварку следует производить в соответствии с требованиями [28] полуавтоматами в среде углекислого газа по ГОСТ 14771-76. Все сварные швы проверяют визуально по ГОСТ 3242 и выборочно, включая все стыки поясов, неразрушающим методом: радиографическим по ГОСТ 7512-82 или ультразвуковым по ГОСТ 14782.

Характеристики

Список файлов ВКР