Механический расчет анкерного участка цепной полукомпенсированной подвески

Тип работы:
Контрольная
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Контрольная работа

Механический расчет анкерного участка цепной полукомпенсированной подвески

Дано

Марка проводов контактной сети:

несущего троса — ПБСМ-95;

контактных проводов — МФО-100.

Система тока: переменный.

Анкерный участок состоит из пролётов, м: 6,60 + 10,50 + 9,46 м.

Расстояние от опоры до первой простой струны, е. м — 10 м.

Минимальная температура, tmin = - 45

Максимальная температура, tmax = + 25

Ветровой район: I.

Гололедный район: III.

Форма гололеда — цилиндрическая.

Удельная плотность гололеда = 900 кг/м3.

Температура гололеда, tг = - 5.

Температура, при котором наблюдается максимальная скорость ветра, tV = - 5.

Характеристика воздушной газовой среды: среднеагрессивная к железобетонным конструкциям

Принимаем: контактная подвеска расположена на перегоне, на нулевом месте, в открытой равнинной местности с редким лесом, поэтому принимаем при расчетах принимаем — ветровой коэффициент kV = 1, гололёдный коэффициент kr = 1.

Введение

К устройствам контактной сети относят все провода контактных подвесок, поддерживающие и фиксирующие устройства, а также опоры с деталями, а к устройствам воздушных линий — провода различных линий (питающих, отсасывающих, усиливающих, электроснабжения автоблокировки и прочих потребителей) и конструкции для их крепления на опорах с контактной подвеской и на отдельных опорах.

Устройства контактной сети и воздушных линий подвергаются воздействиям различных климатических факторов (значительные перепады температур, сильные ветры, гололедные образования). Они должны успешно противостоять внешним воздействиям, обеспечивая бесперебойное движение поездов с установленными весовыми нормами, скоростями и интервалами между поездами.

В отличие от других устройств электрифицированной железной дороги, контактная сеть не имеет резерва, что необходимо учитывать в процессе проектирования, добиваясь возможно более высокой ее надежности в условиях эксплуатации.

1. Анализ исходных данных

1. 1 Основные требования к контактной подвеске

подвеска монтажный трос

Согласно ЦЭ-868 «Правилам устройства и технической эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог»:

Контактная подвеска во взаимодействии с токоприемниками должна обеспечивать бесперебойный токосъем при движении поездов с установленными скоростями, весовыми нормами, размерами движения при расчетных климатических условиях района, в котором расположен электрифицированный участок, с оптимальным значением износа (сроком службы) контактных проводов и контактных вставок (пластин) токоприемников.

Тип и площадь поперечного сечения контактной подвески для перегонов и станций выбирают в зависимости от скорости движения поездов, токовой нагрузки, климатических и других условий на основании технико-экономического сравнения вариантов. При этом учитывается возможное в перспективе повышение скоростей и размеров движения поездов и массы грузовых поездов.

В задании, согласно исходным данным, рассматривается подвеска: одинарная цепная подвеска с простыми опорными струнами, расположенными в точках подвеса несущего троса (рис. 1). На схеме, приведенной на рис. 2., штриховыми линиями показано расположение проводов при безпровесном положении контактного провода, а сплошными линиями — при более высокой температуре. Подобное расположение будут иметь провода цепных подвесок при отсутствии автоматического регулирования натяжения несущего троса.

Верхние концы опорных струн в рассматриваемой подвеске не имеют возможности перемещений, поэтому высота контактного провода у опор при изменении температуры, если не принимать во внимание крайне малое изменение длины струн (из-за небольших размеров), останется неизменной. В середине пролета контактный провод опустится на такое же расстояние, на которое переместится в этом месте несущий трос. Поэтому стрелу провеса контактного провода fx определяют как разность стрел провеса несущего троса Fx и при режиме беспровесного положения контактного провода Fo:

fx = Fx — F0

При значительном перепаде температур от минимальной до максимальной стрела провеса несущего троса изменяется в широких пределах; стрела провеса контактного провода также будет изменяться и может достичь значений, при которых для большой скорости движения невозможно будет обеспечить бесперебойный токосъем.

В опорных узлах расположены фиксаторы контактного провода. Часть веса этих фиксаторов воспринимается токоприемником при проходе под опорным узлом как сосредоточенная масса и увеличивает жёсткость подвески в этом месте. Несущий трос при нахождении токоприемника под фиксатором не разгружается и не поднимается. Всё это приводит к тому, что подъём контактного провода у опор не может быть значительным. При нахождении токоприемника в середине пролета несущий трос разгружается, так как уменьшается нагрузка, передающаяся на него от ряда струн. В результате несущий трос поднимается примерно на такое расстояние, что и контактный провод, подъем которого в середине пролета больше, чем у опор.

Таким образом, эластичность рассматриваемой системы подвески неравномерна по пролёту, что затрудняет обеспечение бесперебойного токосъёма при высоких скоростях движения поездов.

Поэтому область применения таких контактных подвесок — пути перегонов и станций при скорости движения поездов до 70 км/ч.

Согласно ЦЭ-868:

Конструктивная высота контактной подвески в местах крепления к поддерживающим конструкциям, кроме искусственных сооружений, должна быть 1,8 м, но не более 2,4 и не менее 1,5 м.

Контактная подвеска не должна допускать отжатие контактных проводов токоприемниками на расстояние более 250 мм при крайних расчетных значениях ветра, температуры и суммарного нажатия токоприемников электроподвижного состава.

Количество проводов в контактной подвеске и площадь их сечения определяются при проектировании. Марка (материал) многопроволочных проводов выбирается с учетом степени агрессивности воздушной среды.

При новом строительстве, обновлении и реконструкции контактной сети применение стальных тросов, кроме компенсаторных, не допускается.

На главных путях перегонов и железнодорожных станций должны применяться медные, низколегированные или бронзовые контактные провода площадью сечения 100 мм2. Их количество (один или два) зависит от величины снимаемых токоприемником токов. На участках скоростного движения поездов (161−200 км/ч) контактные провода должны быть площадью сечения 100 или 120 мм2 с возможностью обеспечения в неизношенном контактном проводе 1,2 кН.

Допускается применение одного контактного провода площадью сечения 150 мм2.

На путях железнодорожной станции и депо должен применяться медный контактный провод площадью сечения 85 или 100 мм2.

Таблица 1 — Характеристики контактных подвесок

Местоположение контактной подвески

Тип подвески

Род тока

Перегон

ПБСМ-95 + МФО-100

Переменный

1.2. Метеорологические данные

На основании данных метеорологических условий выбираем основные климатические параметры, повторяющиеся один раз в десять лет:

Ш диапазон температур из табл. 4.: -450 С +250 С;

Ш максимальная скорость ветра, для I-го ветрового района из табл. 8: vнор = 22 м/с;

Ш нормативная толщина стенки гололеда для гололедного района III из табл. 10: bн =15 мм;

Ш нормативная скорость ветра при глоледе vгн = 15 м/с;

Ш равномерно распределенная по длине пролета вертикальная нагрузка от веса гололеда на струнах и зажимах при одном контактном проводе и bн =15 мм.: gгс = 0,06 даН/м.

В зависимости от условий эксплуатации и характера электрифицируемого участка выбираются необходимые поправочные коэффициенты на порывистость ветра и интенсивность гололёда. Для общего случая принимаем их значения равными 1,0.

1. 3 Основные данные проводов подвески

Основные данные контактных проводов и несущего троса внесем в таблицы:

Таблица 2 — Основные геометрические и физико-механические параметры принятых в проекте контактных проводов

Параметры

Обозначение

Тип провода

МФ0−100

Фактическая площадь сечения, мм2

Высота, мм

Ширина, мм

Вес одного метра провода, даН/м

Коэффициент температурного линейного расширения, 10-6, 1/0С

даН/

Модуль упругости, МПа

Временное сопротивление разрыву, МПа

Номинальное натяжение, даН/м

S

Н

А

gк

24*

Е

вр

К

100

10,5

14,92

0,873

408

22,10

127 500

362,6

980

Таблица 3 - Основные геометрические и физико-механические параметры принятых в проекте несущих тросов

Параметры

Обозначение

Тип троса

ПБСМ-95 (биметалический сталемедный)

Расчетная площадь сечения, мм2

Диаметр троса, мм

Диаметр проволоки, мм

Число проволок

Высота сечения или диаметр, мм

Ширина сечения, мм

Вес одного метра троса — нагрузка от веса проводов, даН/м

Коэффициент температурного линейного расширения, 10-6 1/0С

даН/

Модуль упругости, МПа

Временное сопротивление разрыву, МПа

Максимальное натяжение, даН/м

Sр

DT

dT

n

Н, d

А

gТ

24*

Е

вр

Тмакс

93,3

12,5

2,5

19

12. 5

-

0,759

319

17. 93

171 600

735

1960

На рисунке 3 приведены эскизы контактных проводов и несущих тросов.

Контактный провод МФО-100

Несущий трос ПБСМ-95

Рис. 3 — Эскизы контактных проводов и несущих тросов

Определим максимально допустимое натяжение несущего троса и номинальное натяжение контактного провода К.

Максимально допустимое несущего троса в даН = 10Н

Тдоп = 0,95* (1)

— номинальный коэффициент запаса прочности: для биметаллических сталемедных многопроволочных тросов (ПБСМ) — не менее 2,5.

Тдоп = 0,95* = 2368,971 818 = 2369 даН.

Максимальное натяжение несущего троса Tmax обычно принимают несколько ниже Тдоп:

Для подвески типа ПБСМ-95 + МФО100:

Таблица 4

Номинальне натяжение компенсированного троса, Тном, даН

Максимальное натяжение некомпенсированного троса, Тmax, даН

Ориентировочные значения натяжения несущих тросов полукомпенсированной подвески

В режиме ветра максимальной интенсивности ТV при заданном значении температуры tmin,

В режиме гололеда с ветром Тг при заданном значении толщины корки гололеда, bг, мм

При беспровесном положении контактных проводов, Т0

-50

-40

-30

5

10

15

20 и более

1600

2000

0,8Tmax

0,85Tmax

0,9Tmax

0,75Tmax

0,85Tmax

0,95Tmax

Tmax

0,8Tmax

1600

1700

1800

1500

1700

1900

2000

1600

Номинальное натяжение новых контактных проводов К для МФО-100

К = 980 даН (табличные данные) [КОНТАКТНАЯ СЕТЬ И ВОЗДУШНЫЕ ЛИНИИ. Нормативно-методическая документация по эксплуатации контактной сети и высоковольтным воздушным линиям — СПРАВОЧНИК. 2001].

2. Определение распределенных нагрузок на несущий трос

Выделим три основных расчетных режима с учетом действующих метеорологических условий, при которых усилие (натяжение) в несущем тросе может оказаться наибольшим, опасным для прочности троса:

· режим минимальной температуры — происходит сжатие троса;

· режим максимального ветра — происходит растяжение троса;

· режим гололеда с ветром — происходит растяжение троса.

2. 1 Режим минимальной температуры

В этом режиме несущий трос испытывает нагрузку только вертикальную — от собственного веса (ветра и гололеда нет): tx = tmin = -45.

Рис. 4. Диаграмма действия нагрузки при минимальной температуре

Вертикальная нагрузка от собственного веса 1 м. проводов в даН/м:

g = gT + nK*(gK + gC), (2)

где gT и gK — нагрузки от собственного веса 1 м. несущего троса и контактного провода, даН/м (берем из справочных таблиц);

gC — нагрузка от собственного веса струн и зажимов, равномерно распределенная по длине пролета; значение его принимается равным 0,1 дан/м для каждого контактного провода;

nK — число контактных проводов.

g = 0. 759 + 1*(0. 873 + 0. 1) = 1. 732 даН/м.

2. 2 Режим максимального ветра

На несущий трос в этом случае действует вертикальная нагрузка от веса проводов контактной подвески и горизонтальная нагрузка от давления ветра на несущий трос (гололед отсутствует) tx = tVmax = -5.

Рис. 5. Диаграмма действия результирующей ветровой нагрузке

Вертикальная нагрузка от собственного веса 1 м. проводов найдена по формуле (2).

Горизонтальная ветровая нагрузка на несущий трос в даН/м определяется как

рт Vmax = Cx* * d*10-3 (3)

где Сх — аэродинамический коэффициент лобового сопротивления несущего троса ветру, для одиночных контактных проводов и несущих тросов контактной подвески с учетом зажимов и струн Сх = 1,25;

vH — нормативная скорость ветра наибольшей интенсивности, м/с, повторяемостью 1 раз в 10 лет (vH = 22 м/с);

kV — коэффициент, учитывающий влияние местных условий расположения подвески на скорость ветра, в соответствии с заданием — равен 1,0;

d — диаметр несущего троса.

рт Vmax = 1,25* *12,5 *10-3 = 472,65 625*10-3 = 0,473 даН/м

Согласно диаграмме действующих ветровых нагрузок (рис. 5) результирующая нагрузка:

qTVmax = (4)

qTVmax = = 1. 7956 даН/м.

2. 3 Режим гололеда с ветром

В этом режиме на трос действуют вертикальные нагрузки от собственного веса проводов контактной подвески, от веса гололеда на проводах подвески и горизонтальной нагрузки от давления ветра на несущий трос, покрытый гололедом при скорости ветра vг; tx = tГ = -5.

Рис. 6 Диаграмма действия нагрузки при гололеде с ветром

Вертикальная нагрузка от веса гололеда на несущем тросе в даН/м определяется как:

gГТ = 0,009*р*bT*(d + bT)*0.8 (5)

где bT — толщина стенки гололеда на несущем тросе (bT = kГ* bН = 1,0*15 = 15 мм),

d — диаметр несущего троса (12,5 мм);

gГТ = 0,0009*3,14*15*(12,5 + 15)*0.8 = 0,93 258 даН/м.

Вертикальная нагрузка от веса гололеда на контактном проводе в даН/м определяется как:

gГК = 0,009*р*bК*(dср. к + bК) (5)

где bК — толщина стенки гололеда на контактном проводе, мм;

dср. к — средний диаметр контактного провода, мм.

На контактных проводах толщину стенки гололеда на несущем тросе принимают 50% от толщины стенки гололеда на несущем тросе:

bК = 0,5* bТ = 0,5*15 = 7,5 мм (6)

Средний диаметр контактного провода:

dср. к = = = 12,71 мм (7)

тогда gГК = 0,0009*3,14*7,5*(12,71 + 7,5) = 0,42 835 даН/м

полная вертикальная нагрузка от веса гололеда на проводах контактной подвески:

gГ = gГТ + nK*(g ГK + g ГC), (8)

где g ГC — равномерно распределенная по длине пролета вертикальная нагрузка от веса гололеда на струнах и зажимах при одном контактном проводе. которая в зависимости от толщины стенки гололеда bН составляет при bН = 15 мм — 0,06 даН/м, тогда

gГ = 0,93 258 + 1*(0,42 835 + 0,06) = 1,42 093 даН/м

Горизонтальная ветровая нагрузка на несущий трос, покрытый гололедом при скорости ветра vГН =15 м/с:

рТГ = Cx* * (d+2**10-3 (9)

где Сх = 1,25 — аэродинамический коэффициент лобового сопротивления несущего троса;

= 1 — ветровой коэффициент;

d — диаметр несущего троса;

— нормативная скорость ветра при гололеде, 15 м/с.

рТГ = 1,25* * (12,5+2**10-3 = 0,550 даН/м.

Результирующая нагрузка на несущий трос (рис. 6 — векторная сумма) в режиме гололеда с ветром:

qГ = (10)

qГ = = 3,2 даН/м.

Из сравнения полученных значений результирующих нагрузок, действующих на несущий трос:

g = 1. 732 даН/м.

qTVmax = 1. 7956 даН/м.

qГ = 3,2 даН/м,

режимом наибольшей нагрузки является режим гололеда с ветром: qГ = 3,200 610 723 даН/м.

3. Определение длины эквивалентного и критического пролетов и установление расчетного режима

Данный анкерный участок имеет следующие пролеты

L пролета

n пролетов

60

6

50

10

46

9

Длина эквивалентного пролета в м. определяется как:

(11),

где li — длина i-го пролета;

n — число пролетов в анкерном участке.

= = =

= = = 51. 827 м.

Полученную длину округляем до целого числа:

Из теории механического расчета цепной подвески известно, что для определения по уравнению состояния несущего троса цепной подвески значения напряжения Тх при любой температуре tx и любой нагрузке qx, необходимо знать исходный режим, т. е. знать температуру t1 нагрузку q1 и соответствующее значение натяжения несущего троса Т1.

Так как первоначально из всех возможных натяжений несущего троса известно только его максимальное натяжение Tmax, то нужно установить, при каком из трех расчетных режимов для заданного типа подвески и заданных климатических условий в несущем тросе создаётся наибольшее натяжение, принять этот режим за исходный и считать температуру и нагрузку при этом режиме за t1 и q1, а Т1 = Tmax.

Таким исходным режимом может быть или режим минимальной температуры (tmin), при которой натяжение в несущем тросе может оказаться наибольшим за счет сжатия материала троса, или режим наибольшей дополнительной нагрузки — режим гололеда с ветром, при которых натяжение в несущем тросе может оказаться наибольшим за счет растяжения материала троса.

Для определения — какой из режимов для конкретных заданных климатических условий и заданного анкерного участка контактной подвески должен быть принят за исходный, необходимо рассчитать длину критического пролета для режима наибольшей дополнительной нагрузки.

Для режима гололеда с ветром критический пролет равен:

= Tmax* (12)

Для того, чтобы натяжение в несущем тросе при режиме гололеда с ветром создалось такое же, как и при заданной минимальной температуре и было бы равно Tmax, длина эквивалентного пролета заданного анкерного участка должна быть равна длине.

Возможные расчетные режимы:

= 1900* = 1900* =

= 79,76 353 = 80 м.

Получаем, что, т. е. 80 м. 52 м.

Исходный режим — режим минимальной температуры.

4. Определение натяжений несущего троса. Построение монтажной кривой Tx(tx). Составление монтажной таблицы

4. 1 Расчёт зависимости натяжения нагруженного несущего троса от температуры и построение монтажной кривой Tx(tx)

Расчет зависимости Tx(tx) выполняем по уравнению состояния несущего троса цепной полукомпенсированной контактной подвески

(13)

подвеска монтажный трос

В уравнении (13) величины с индексом «1» относятся к исходному режиму, при котором Т1 = Тmax (наибольшее допускаемое натяжение):

при режиме минимальной температуры

Т1 = Тmax = = 1650 даН;

t1 = tmin = -45;

q1 = g = 1. 732 даН/м.

величины с индексом «х» в уравнении состояния (13) — это искомые значения натяжения несущего троса Тх и соответствующие им значения температуры tx и нагрузки qx.

Принимаем qx = g = 1,732 даН/м для расчета зависимости натяжения несущего троса только от температуры, без учета влияния дополнительных нагрузок от ветра и гололеда.

Для упрощения расчета уравнение состояния (13) приводится к виду:

tx = A + (14)

где А, В и С — постоянные для данного расчета коэффициенты:

А = (15)

A = - 45 — = - 45 — 9. 339 935 803 + 92. 2 453 988 = 37. 6846

В = (16)

В = = 25 427 975,22 = 2,542 797 522*107

С = бES (17)

С = 17,93

tx = 37,685 + (18)

Произведем подстановку в уравнение (18) различные значения Тх с интервалом 200 даН и получим соответствующие им значения tx.

Таблица 5

Тх

2000

1800

1600

1400

1200

1000

800

tх

-67,5

-54,857

-41,618

-27,423

-11,584

+7,34

+32,798

Строим монтажную кривую Tx(tx)

Рис. 7. Монтажная кривая Tx(tx)

4. 2 Определение натяжений несущего троса при всех трёх расчетных режимах

Три расчетных режима:

§ при минимальной температуре Tt min

§ при максимальном ветре Tv max

§ при гололеде Тг

расчетный режим — режим минимальной температуры:

Tt min = Tmax= 1650 даН.

Определяем значения Tv max и Тг методом подбора по уравнению состояния несущего троса полукомпенсированной контактной подвески (14).

Для этого уравнения состояния величины с индексом «1» относим к исходному расчетному режиму, т. е.

Т1 = Тmax = = 1650 даН;

t1 = tmin = -45;

q1 = g = 1. 732 даН/м;

А = 37,6846;

С = 17,93.

Тогда уравнение (14) принимает вид:

tx = 37,685 + (19)

Величины с индексом «х» в уравнении состояния (19) следует вначале отнести к режиму максимального ветра, а затем — к режиму гололеда с ветром.

А). Определяем значение Tv max

Тогда в уравнении (19) qx = qv max = 1. 7956 даН/м.

Выполним подбор Тх — зададимся значением несколько большим, чем значение Тх на кривой, соответствующей температуре tx = tv max = - 5, или по таблице 4:

Пусть Тх = 1100 даН, тогда

tx = 37,685 + = 37,685+21,015−61,3497 = -2,65

берем теперь Тх = 1200 даН, тогда

tx = 37,685 + =37,685+17,6583−66,9269=-11,58

действительное значение Tv max находим методом линейной интерполяции:

Tv max = 1100 + =1100 + 26,3158 = 1126,32 даН

Б). Определяем значение Тг

Тогда в уравнении (19) qx = qг = 3,2 даН/м.

Выполним подбор Тх — зададимся значением несколько большим, чем значение Тх на кривой, соответствующей температуре

tx = tг max = - 5, или по таблице 4:

берем Тх = 1500 даН, тогда

tx = 37,685 + = 37,685 + 38,5774 — 83,6587 =

= -7,396

берем теперь Тх = 1450 даН, тогда

tx = 37,685 + = 37,685 + 41,2838 — 80,870 =

= - 1,9012

действительное значение Tг max находим методом линейной интерполяции:

Tг max = 1450 + =1450 + 28,1977 =

= 1478,2 даН

Отметим эти точки на монтажной кривой Tx(tx):

(Tv max; tv max) = (1126,32; - 5);

(Tг max; tг max) = (1478,2; - 5).

Рис. 8. Монтажная кривая Tx(tx) с обозначенными точками

(Tv max; tv max) = (1126,32даН; - 5); (Tг max; tг max) = (1478,2даН; - 5).

4. 3 Определение натяжения несущего троса при беспровесном положении контактных проводов

Для полукомпенсированной цепной подвески температуру беспровесного положения контактных проводов t0 обычно принимают несколько ниже, чем среднее значение температуры в заданном районе на величину t'. Тогда

t0 = - t' (20)

где t' = 15 для одиночных контактных проводов сечением 85…100 мм2 (у нас по заданию — МФО-100)

t0 = - 15 = - 10 — 15 = - 25.

По кривой Tx(tx) определим величину Т0:

Т0 = 1370 даН

Или аналитически:

T0 = 1200 + =1200 + 169,405 =

= 1369,405 даН 1370 даН.

Рис. 9. Определение Т0

4.4 Составление монтажной таблицы натяжения несущего троса

По монтажной кривой натяжения нагруженного троса Tx(tx) или аналитически определим значения натяжения несущего троса, соответствующие заданным значениям температуры tx:

tmin; - 20, t0 = 0, tmax; + 20 и составим монтажную таблицу

Таблица 6. Монтажная таблица

tx,

-45

-25

-20

0

+20

+25

Тх, даН

1651,1

1370

1306,3

1077,6

915,3

870,3

Или аналитически:

T-450С = 1600 + =1600 + 51,1 = 1651,1 даН

T-250С = 1200 + =1200 + 169,405 = 1369,405 даН

T-200С = 1200 + =1200 + 106,269 = 1306,269 даН

T00С = 1000 + =1000 + 77,573 = 1077,573 даН

T+200С = 800 + =800 + 115,344 = 915,344 даН

T+250С = 800 + =800 + 70,281 = 870,281 даН

Рис. 10 Определение значения натяжения несущего троса, соответствующие заданным значениям температуры tx:

tmin; - 20, t0 = 0, tmax; + 20

5. Расчет и построение монтажных кривых стрел провеса несущего троса и контактных проводов

5.1 Определение стрел провеса нагруженного несущего троса

Стрелы провеса нагруженного контактного проводом несущего троса Fx для каждого из заданных действительных пролетов, входящих в анкерный участок, определяем по формуле:

Fx = (21)

где

l — длина пролета, для которого рассчитывается стрела провеса несущего троса, (60; 50; 46 м);

е — расстояние от опоры до первой простой (нерессорной) струны, м (е = 10 м);

К — натяжение контактных проводов (К = 980 даН);

Т0 — натяжение несущего троса при беспровесном положении контактных проводов (Т0 = 1370 даН);

Тх — натяжение несущего троса, соответствующее температуре tx; Для которой рассчитывается значение стрелы провеса Fx, даН;

g0 — вертикальная нагрузка на несущий трос от веса всех проводов цепной подвески при беспровесном положении контактных проводов

(g0 = g = 1. 732 даН/м);

gx — вертикальная нагрузка на несущий трос от веса всех проводов цепной подвески, соответствующих расчетным условиям,

(gx = g0 = g = 1. 732 даН/м);

gтх — нагрузка от веса несущего троса при расчетных условиях

(g тx = gт = 0. 759 даН/м).

Расчет проведем в табличной форме

Таблица 7

tx,

Tx, даН

l1= 60 m

Fx=

l2= 50 m

Fx=

l3= 46 m

Fx=

-45

1651. 1

0. 51 761

0. 3663

0. 3137

-25

1370

0. 60 595

0. 4306

0. 367

-20

1306. 3

0. 63 021

0. 4486

0. 3857

0

1077. 6

0. 7377

0. 529

0. 4565

+20

915. 3

0. 842

0. 608

0. 5262

+25

870. 3

0. 877

0. 63 456

0. 5498

Значения Тх, соответствующие температурам tx, принимаем по монтажной таблице 6

Mi, Ni — числовые значения не зависящие от температуры (i= 1, 2, 3).

Mi = (22)

Ni = (23)

1. Kоэффициенты М

M1 =

M2 =

M3 =

2. Коэффициенты N

N1 =

N2 =

N3 =

Строим зависимости Fx(tx)

Рис. 11. Зависимости стрелы провеса нагруженного несущего троса Fx(tx)

5. 2 Определение стрел провеса контактных проводов

Стрелы провеса контактных проводов fKX определяются по формуле

(24)

Для расчета упростим формулу:

(25)

(26)

Составим расчетную таблицу

Таблица 8

tx,

Tx, даН

l1= 60 m

l2= 50 m

l3= 46 m

-45

1651. 1

-0,027

-0,0152

-0,0114

-25

1370

0

0

0

-20

1306. 3

0,007

0,004

0,003

0

1077. 6

0,036

0,02

0,015

+20

915. 3

0,6 065

0,034

0,0256

+25

870. 3

0,0683

0,0384

0,0288

Строим зависимости fKX(tx)

Рис. 12 Кривые стрел провеса контактных проводов fKX(tx)

Очевидно, что

при tx t0 = - 250C стрелы провеса меньше нуля и с увеличением температуры еще больше уменьшаются;

при tx = t0 = - 250C fKX(tx) = 0;

при tx t0 = - 250C стрелы провеса больше нуля и увеличиваются с повышением температуры.

6. Составление итоговой монтажной таблицы

Составим итоговую монтажную таблицу.

Таблица 9. Итоговая монтажная таблица

tx,

Tx, даН

l1= 60 m

l2= 50 m

l3= 46 m

Fx

fkx

Fx

fkx

Fx

fkx

даН

м

м

м

м

м

м

-45

1651. 1

0. 51 761

-0,027

0. 3663

-0,0152

0. 3137

-0,0114

-25

1370

0. 60 595

0

0. 4306

0

0. 367

0

-20

1306. 3

0. 63 021

0,007

0. 4486

0,004

0. 3857

0,003

0

1077. 6

0. 7377

0,036

0. 529

0,02

0. 4565

0,015

+20

915. 3

0. 842

0,6 065

0. 608

0,034

0. 5262

0,0256

+25

870. 3

0. 877

0,0683

0. 63 456

0,0384

0. 5498

0,0288

Выводы

В ходе работы по расчёту контактной сети заданного участка был произведен расчет нагрузок на провода контактной сети для заданных климатического, ветрового и гололедного районов. На основании расчетных нагрузок определены допустимые длины пролетов, разработаны планы контактной сети станции и перегона.

При выполнении механического расчета было определено:

режимом наибольшей нагрузки является режим гололеда с ветром: qГ = 3,200 610 723 даН/м.

расчетный режим — режим минимальных температур, т. е. наибольшее натяжение несущего троса возникает при минимальной температуре установленной для данного района.

Натяжение несущего троса Тх уменьшается с ростом температуры от tmin = - 45 до tmax = +25 с 1651,1 до 870,3 даН.

Зависимости стрелы провеса нагруженного несущего троса Fx(tx) от температуры свидетельствует, что она увеличивается с ростом температуры.

Кривые стрел провеса контактных проводов fKX(tx) показывают, что

при tx t0 = - 250C стрелы провеса меньше нуля и с увеличением температуры еще больше уменьшаются;

при tx = t0 = - 250C fKX(tx) = 0;

при tx t0 = - 250C стрелы провеса больше нуля и увеличиваются с повышением температуры.

Беспровесное состояние достигается при температуре t0 = - 250C

Список использованной литературы

1. Горошков Ю. И., Бондарев Н. А. Контактная сеть: Учебник для техникумов. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Транспорт, 1990. — 399 с.

2. Михеев В. П. Контактные сети и линии электропередачи: Учебник для вузов ж.д. транспорта. — М.: Маршрут, 2003. — 416 с.

3. Фрайфельд А. В., Брод Г. Н. Проектирование контактной сети. 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Транспорт, 1991. — 335 с.

4. Дворовчикова Т. В., Зимакова А. Н. Электроснабжение и контактная сеть электрифицированных железных дорог: Пособие по дипломному проектированию: Учебное пособие для техникумов ж.д. трансп. — М.: Транспорт, 1989. — 166 с.

5. Долдин В. М. (под ред.). Реконструкция и модернизация контактной сети и воз душных линий. Узлы и конструкции. Учебное иллюстрированное пособие, 2009 — 168 с.

6. Соколов Н. Л. Контактная сеть: Учебное иллюстрированное пособие для студентов техникумов, колледжей и учащихся образовательных учреждений ж.д. транспорта, осуществляющих начальную профессиональную подготовку. — М.: Маршрут, 2003. — 50 с.

7. Бондарев Н. А. Чекулаев В.Е. Контактная сеть: Учебник для студентов техникумов и колледжей ж.д. транспорта. — М.: Маршрут, 2006. — 590 с.

8. Правила устройства и технической эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог. Инструкция ЦЭ-197 — М.: Транспорт, 1994. — 118 с.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой