Метод розрахунку металевих опор - Проектування механічної частини ПЛ
| Проектування механічної частини ПЛ |
| Вібрація, танець |
| Навантаження на дроти та троси |
| Побудова кривої провисання та визначення стріл провисання |
| Визначення довжини дроту у прольоті |
| Розрахунок сталеалюмінієвого дроту на міцність |
| Критичний проліт |
| Критична температура |
| Габаритний проліт |
| Типи ізоляторів |
| Експлуатаційні характеристики ізоляторів, вибір при проектуванні |
| Типи лінійної арматури |
| Розташування опор по профілю траси |
| Поздовжній профіль траси |
| Особливі випадки розміщення опор по профілю траси |
| Встановлення перехідних опор |
| Розташування проводів на опорах повітряних ліній |
| Розрахунок грозозахисного троса |
| Вибір та розрахунок залізобетонних опор |
| Вибір та розрахунок металевих опор |
| Метод розрахунку металевих опор |
| Фундаменти опор |
| Основні конструкції фундаментів опор |
| Спеціальні способи закріплення опор |
| Розрахунок фундаментів під опори |
| Розрахунок анкерних плит для кріплення відтяжок |
| Розрахунок залізобетонних грибоподібних фундаментів-підніжників |
| Розрахунок фундаментів із паль |
| Розрахунок закріплення вільностоючих одностоїчних одностовбурних опор |
| Будівельно-монтажні роботи при спорудженні ПЛ |
| Особливості монтажу повітряних ліній на важких трасах |
| Будівельно-монтажні роботи під час спорудження КТП |
| Монтаж силовихтрансформаторів |
| Монтаж збірних шин, комутаційних апаратів ТП |
| Монтаж комплектних розподільчих пристроїв |
| Розрахунок тяжіння дроту при обриві в одному з прольотів |
| Залежність тяжіння дроту від горизонтального переміщення однієї точки підвісу |
Метод розрахунку металевих опор. Навантаження на металеві опори Сили, що впливають на опори повітряних ліній електропередачі та їх основи, називаються навантаженнями. Розрахунок металевих опор проводиться за методом граничних станів, тобто враховуються стани, при досягненні яких конструкція опори перестає задовольняти вимогам, що висуваються до неї, за умовами експлуатації [12, 13]. Граничні стану поділяються на дві групи: група 1: можливість подальшої експлуатації повністю виключена (втрата стійкості). група 2: експлуатація можлива, але з обмеженнями. Можливість виникнення граничного стану залежить від:
- механічних властивостей матеріалів конструкцій чи фізичних властивостей ґрунту;
- умов роботи конструкцій;
- мінливості навантажень.
Міра мінливості навантажень називається коефіцієнтом навантаження n [Додаток 2, табл. 2.5]. Навантаження, що відповідають умовам експлуатації опори, називаються нормативними навантаженнями. До них відносяться всі навантаження, розглянуті при розрахунку дроту на міцність (параграф 2.3). У розрахунках опор та їх підстав крім нормативних навантажень використовують розрахункові, одержувані шляхом множення нормативних навантажень на коефіцієнти n [Додаток 2, табл. 2.5]. Коефіцієнти визначені залежно від режиму повітряної лінії. Згідно [13] розрізняють три режими, які можуть бути в процесі монтажу таексплуатації повітряних ліній Режим 1 – нормальний. Нормальним режимом називається робота лінії при необірваних проводах та тросах. У цьому режимі на опори та їх підстави діють такі види навантажень (рис. 2.53 а, б):
- постійні: власна вага опор Gоп [6, стор 30-51, табл. 1.25-1.45], ізоляторів G г [6, стор 65-68, табл. 1.64-1.67], проводів G п і тросів G т без ожеледиці [6, стор 53-59, табл. 1.47-1.57]; навантаження від тяжіння проводів ΔΤ п і тросів ΔΤ т при середньорічній температурі та відсутності ожеледиці та вітру;
- короткочасні: від тиску вітру на дроти Qп, троси Q т та опори; від ваги ожеледиці на проводах та тросах.
Робота лінії в нормальному режимі відбувається протягом більшої частини часу їх експлуатації, тому навантаження, що приймаються в нормальному режимі, називають основними поєднаннями. Режим 2 – аварійний. Аварійним режимом роботи називається робота лінії при обриві дротів та тросів. Тривалість впливу навантажень аварійного режиму порівняно невелика, тому в розрахунках за аварійним режимом розрахункові навантаження та нормативні тяжіння проводів множаться коефіцієнти. Схеми навантажень на опори в аварійному режимі наведено на рис. 2.54 а, б. Режим 3 – монтажний. Монтажним режимом роботи називається робота конструкції в умовах монтажу опор, проводів та тросів. Поєднання навантажень в монтажному режимі відносять до основних.
Опори повітряних ліній електропередачі відрізняються від решти інженерних споруд, оскількирозміри інженерних споруд визначаються вертикальними навантаженнями від власної ваги та корисними технологічними навантаженнями, для яких призначені споруди. Основними навантаженнями, що визначають розміри елементів опор та фундаментів, є горизонтальні, а додатковими – вертикальні.
Горизонтальні навантаження складаються з:
- вітрового навантаження на конструкцію опори. Для нормальних сталевих опор висотою до 50 м повне вітрове навантаження визначається за такою формулою:
Pоп = Сх · Qн · S · β, (2.66) де S - площа проекції конструкції по зовнішньому обміру з навітряного боку на площину, перпендикулярну напрямку вітру, м2; β - коефіцієнт, що враховує динамічний вплив поривів вітру: для сталевих вільностоючих опор β = 1,5; для опор на відтяжках ? = 1,65; для дерев'яних та залізобетонних опор β = 1,65.
- вітрового навантаження на дроти та троси (параграф 2.3);
- навантаження від тяжіння проводів та тросів.
Навантаження від тяжіння проводів і тросів визначають за виразом: T = F · σ, (2.67) де F - переріз проводу, мм; σ - напруга у дроті, що визначається з механічного розрахунку, даН/мм2. До вертикальних навантажень відносять:
- власну вагу опори [6, стор 30-51, табл. 1.25-1.45];
- вага гірлянд ізоляторів з арматурою [6, стр.65-68, табл.1.64-1.67];
- вага проводів та тросів (параграфи 2.3 та 2.8);
- вага монтера з монтажними пристроями. Нормативна вага монтажних пристроїв та монтера з інструментом приймається: для всіх опор повітряних ліній 500 кВ – 250 даН; для проміжних опор ліній 35-330 кВ із підвісними ізоляторами - 150 даН; для анкерних опор – 200 даН; для всіх опор ліній зі штиревими ізоляторами – 100 даН.
Приклад 2.11 Користуючись даними та результатами розрахунків попередніх прикладів, визначити нормативні та розрахункові навантаження на проміжну металеву опору П220-2 у нормальному режимі роботи повітряної лінії для подальшого вибору та перевірки фундаменту під опору. Рішення 1. Визначимо нормативні навантаження. На проміжну опору у нормальному режимі роботи повітряної лінії діють навантаження, показані на рис. 2.53, а:
власну вагу опори [6, стор 40, табл. 1.34] власна вага гірлянд ізоляторів [6, стор 65, табл. 1.65] де nг – кількість гірлянд ізоляторів на опорі, шт; Gг - вага однієї гірлянди ізоляторів, кг (приклад 2.6); власна вага проводу на ваговий проліт lваг = 335 м, (приклад 2.6); власну вагу 1 м дроту Mп = 0,997 кг/м (даН/м) (приклад 2.1), тоді з урахуванням двох ланцюгів та трифазної системи отримаємо: власна вага троса на ваговий проліт власна вага 1 м троса - Mт = 0,6274 кг/м (даН/м) (приклад 2.10), тоді всього за постійними нормативними навантаженнями
навантаження від тиску вітру на дроти без ожеледиці (вітер спрямований перпендикулярно до осі лінії) з урахуванням трифазної системи та двох ланцюгів повітряної лінії отримаємо: де р 4 - одиничне горизонтальне навантаження від тиску вітру на провід, вільний від ожеледиці, даН/м (приклад 2.1); навантаження від тиску вітру на трос без ожеледиці визначимо одиничне навантаження від тиску вітру на трос без ожеледиці, скориставшись розрахунком однойменного питомого навантаження (приклад 2.10) навантаження від ваги ожеледиці на проводах з урахуванням трифазної системи і двох ланцюгів повітряної лінії отримаємо: де р 2 - одиничне навантаження від маси ожеледь відкладень, даН/м (приклад 2.1); навантаження на трос від ваги ожеледиці визначимо одиничненавантаження від маси ожеледі відкладення на трос, скориставшись розрахунком однойменного питомого навантаження (приклад 2.10) навантаження від тиску вітру на конструкцію опори вітрове навантаження на конструкцію опори визначається за формулою (2.66): де Cx = 1,1 – аеродинамічний коефіцієнт (приклад 2.1); Qн = 65 даН/м - швидкісний тиск вітру (приклад 2.1); S = 5,4 · 22,5 +1,4 · (6,5 + 6,5 + 5,5) = 147,4 м - площа проекції конструкції за зовнішнім обміром з навітряного боку на площину, перпендикулярну до напрямку вітру: 5,4 м - ширина бази опори біля основи; 22,5 м – висота опори до нижньої траверси; 1,4 м – середня ширина ствола опори від нижньої траверси до верхівки тросостійкої; 6,5 + 6,5 + 5,5 м - розміри опори від нижньої траверси до середньої, від середньої до верхньої та від верхньої до верхівки тросостійкої, відповідно, (Додаток 2, рис. 2.12, б). β = 1,5 - коефіцієнт, що враховує динамічний вплив поривів вітру (параграф 2.9.4); загалом за короткочасними нормативними навантаженнями 2. Визначимо розрахункові навантаження. Розрахункові навантаження отримують шляхом множення нормативних навантажень на коефіцієнти навантаження в нормальних та аварійних режимах - n [Додаток 2, табл. 2.5]: навантаження від власної ваги конструкцій опор, гірлянд ізоляторів, ваги проводів та тросів навантаження від ваги ожеледиці на проводах та тросах навантаження від тиску вітру на конструкцію опори за наявності ожеледиці на проводах і тросах навантаження від тиску вітру на проводи та троси, вільні від ожеледиці всього за розрахунковими навантаженнями