Курсовая работа: Расчет участка контактной сети станции и перегона

Если при трассировке контактной сети станции в правой горловине оказалось четырех пролетное изолирующее сопряжение контактных подвесок станции и перегона, расположенное до входного сигнала, то для его повторения на плане перегона нумерацию пикетов нужно начать за 2-3 пикета до заданного пикета входного сигнала. Выше и ниже прямых линий, представляющих оси путей, вдоль всего перегона размещаем данные в виде таблиц. Под нижней таблицей вычерчиваем спрямленный план линии.

Пользуясь размеченными пикетами, в соответствии с заданием на проект на плане путей показывают искусственные сооружения, а на спрямленном плане линии показываем километровые знаки, направление, радиус и длину кривого участка пути, границы расположения высоких насыпей и глубоких выемок, повторяем изображение искусственных сооружений.

Пикеты искусственных сооружений, сигналов, кривой, насыпи, и выемки обозначают в графе «Пикетаж искусственных сооружений» нижней таблицы в виде дроби, числитель которой обозначает расстояние в метрах до одного пикета, знаменатель – до другого. В сумме эти числа должны быть равны 100, т. к. расстояние между двумя нормальными пикетами равно 100 м.

Разбивка перегона на анкерные участки. Расстановку опор начинаем с переноса на план перегона опор изолирующих сопряжений станции, к которой примыкает перегон. Расположение этих опор на плане перегона должно быть увязано с их расположением на плане станции. Увязку осуществляем по входному сигналу, который обозначен и на плане станции, и на плане перегона следующим образом: определяют расстояние между сигналом и ближайшей к нему опорой по меткам на плане станции. Это расстояние прибавляем (или отнимаем) к пикетной метке сигнала и получаем пикетную отметку опоры. Затем откладываем от этой опоры длины следующих пролетов, указанных на плане станции, и получаем пикетные отметки опор изолирующего сопряжения на плане перегона. Пикетные отметки опор заносим в графу «Пикетаж опор» нижней таблицы. После этого вычерчиваем изолирующее сопряжение, т. к. это показано на плане станции, и расставляют зигзаги контактного провода.

Далее намечаем анкерные участки контактной сети и примерное расположение мест их сопряжений. После этого в серединах анкерных участков намечаем примерное расположение мест средних анкеровок с тем. Чтобы при разбивке опор пролеты со средней анкеровкой сократить по сравнению с максимальной расчетной длиной на данном участке перегона.

Намечая анкерные участки подвески, необходимо исходить из следующих соображений:

·  количество анкерных участков на перегоне должно быть минимальным;

·  максимальная длина анкерного участка контактного провода на прямой принимается не более 1600 м;

·  на участках с кривыми длины анкерного участка уменьшают в зависимости от радиуса и расположения кривой;

·  сопряжения анкерных участков рекомендуется, как правило, устраивать на прямых.

Если кривая по протяженности не больше половины длины анкерного участка (800 м) и расположена в одном конце или в середине анкерного участка, то длина такого анкерного участка может быть принята равной средней длине, допустимой для прямой и кривой данного радиуса.

В конце перегона должно находиться четырех пролетное изолирующее сопряжение разделяющее перегон и следующую станцию; опоры такого сопряжения относятся уже к плану станции и на плане перегона не учитываются. Иногда в исходных данных задается к проектированию часть перегона, ограничиваемая очередным четырех пролетное изолирующим сопряжением. Опоры такого сопряжения относятся к плану перегона.

Примерное расположение опор сопряжений анкерных участков отмечаем на плане вертикальными линиями, расстояние между которыми в масштабе примерно равно трем допустимым для соответствующего участка пути пролетам. Затем намечаем каким-либо условным знаком места расположения пролетов со средней анкеровкой и только после этого переходим к расстановке опор.

Расстановка опор на перегоне. Расстановка опор производится пролетами, по возможности равными допустимым для соответствующего участка пути и местности, полученным в результате расчетов длин пролетов.

Намечая места установки опор. Следует сразу же заносить их пикетаж в соответствующую графу, между опорами указывать длины пролетов, возле опор стрелками показывать зигзаги контактных проводов.

На прямых участках пути зигзаги (0,3 м) должны быть поочередно направлены у каждой из опор то в одну, то в другую сторону от оси пути, начиная с зигзага анкерной опоры, перенесенного с плана контактной сети станции. На кривых участках пути контактным проводам дают зигзаги в направлении от центра кривой.

В местах перехода с прямого участка пути в кривую зигзаг провода у опоры, установленной на прямом участке пути, может оказаться несвязанным с зигзагом провода у опоры, установленной на кривой. В этом случае следует несколько сократить длину одного - двух пролетов на прямом участке пути, а в некоторых случаях и пролета, частично расположенного на кривой, чтобы можно было у одной из этих опор разместить контактный провод над осью пути (с нулевым зигзагом), а у смежной с ней опоры сделать зигзаг контактного провода в нужную сторону.

Зигзаги контактного провода у смежных опор, расположенных на прямом и кривом участках пути, можно считать увязанными, если большая часть пролета расположена на прямом участке пути и зигзаги контактного провода у опор сделаны в разные стороны или большая часть пролета расположена на кривом участке пути и зигзаги сделаны в одну сторону.

Длины пролетов, расположенных частично на прямых и частично на кривых участках пути, могут быть при этом приняты равными или чуть большими, чем допустимые длины пролетов для кривых участков пути. При разбивке опор разница в длине двух смежных пролетов полукомпенсированной подвески не должна превышать 25% длины большего пролета.

На участках где часто наблюдаются гололедные образования и могут возникнуть автоколебания проводов, разбивку опор следует вести чередующимися пролетами, один из которых равен максимально допустимому, а другой – на 7-8 м меньше. При этом, избегая периодичности чередования пролетов.

Пролеты со средними анкеровками должны быть сокращены: при полукомпенсированной подвеске – один пролет на 10%, а при компенсированной – два пролета на 5% максимальной расчетной длины в этом месте.

Выбор поддерживающих устройств

1. Выбор консолей.

В настоящее время на участках переменного тока применяют неизолированные прямые наклонные консоли.

Условия применения неизолированных консолей в районах с толщиной гололеда до 20 мм и скоростью ветра до 36 м/с на участках переменного тока приведены в таблице

Таблица

Маркировка консолей: НР-1-5- неизолированная наклонная консоль с растянутой тягой, кронштейном из швеллеров №5, длина кронштейна 4730 мм.

НС-1-5- неизолированная консоль со сжатой тягой, кронштейном из швеллеров №5, длина кронштейна 5230 мм.

2. Выбор фиксаторов

Выбор фиксаторов производят в зависимости от типа консолей и места их установки, а для переходных опор- с учетом расположения рабочей и анкеруемой ветвей подвески относительно опоры. Кроме того, учитывают, для какой из них предназначен фиксатор.

В обозначениях типовых фиксаторов применяют буквы Ф- фиксатор, П- прямой, О- обратный, А- контактного провода анкеруемой ветви, Г- гибкий. В маркировке имеются цифры, характеризующие длины основного стержня.

Выбор фиксаторов сведен в таблицу

Таблица

3. Выбор жестких поперечин.

При выборе жестких поперечин прежде всего определяют требуемую длину жестких поперечин.

L'=Г1+Г2+∑м+dоп+2*0,15, м

Где: Г1, Г2- габариты опор поперечины, м

∑м- суммарная ширина междупутий, перекрываемых поперечиной, м

dоп=0,44 м – диаметр опоры в уроне головок рельсов

2*0,15 м – строительный допуск на установку опор поперечины.

Выбор жестких поперечин свожу в таблицу

Таблица

4. Выбор опор

Важнейшей характеристикой опор является их несущая способность- допустимый изгибающий момент М0 в уровне условного обреза фундамента. По несущей способности и подбирают типы опор для применения в конкретных условиях установки.

Выбор опор свожу в таблицу

Таблица

Механический расчет анкерного участка полукомпенсированной подвески

Для расчёта выбираем один из анкерных участков главного пути станции. Основной целью механического расчёта цепной подвески является составление монтажных кривых и таблиц. Расчёт выполняем в следующей последовательности:

1. Определяем расчётный эквивалентный пролёт по формуле:

, м; (16)

где li – длина i – го пролёта, м;

Lа – длина анкерного участка, м;

n – число пролётов.

Эквивалентный пролет для первого анкерного участка перегона:

2. Устанавливаем исходный расчётный режим, при котором возможно наибольшее натяжение несущего троса. Для этого определяем величину критического пролёта.

(17)

где Zmax – максимальное приведённое натяжение подвески, Н;

Wг и Wt min – приведённые линейные нагрузки на подвеску соответственно при гололёде с ветром и при минимальной температуре, Н/м;

- температурный коэффициент линейного расширения материала несущего троса 1/ 0С.

Приведённые величины Zx и Wx для режима “X” вычисляем по формулам:

, Н;

, Н/м;

при отсутствии горизонтальных нагрузок qx = gx выражение примет вид:

, Н/м;

при полном отсутствии дополнительных нагрузок gx = g0 и тогда приведённая нагрузка будет определяться по формуле:

Н/м; (18)

Здесь gx, qx – соответственно вертикальная и результирующая нагрузки на несущий трос в режиме “X”, Н/м;

К – натяжение контактного провода (проводов), Н;

Т0 – натяжение несущего троса при беспровесном положении контактного провода, Н;

jx – конструктивный коэффициент цепной подвески, определяемый по формуле:

,

Величина “c” в выражении означает расстояние от оси опоры до первой простой струны (для подвески с рессорным тросом обычно 8 – 10 м).

У полукомпенсированной цепной подвески контактный провод имеет возможность перемещения при изменении его длины в пределах анкерного участка за счёт наличия компенсации. Несущий трос также можно рассматривать как свободно закреплённый провод, так как поворот гирлянды изоляторов и применение поворотных консолей дают ему аналогичную возможность.

Для свободно подвешенных проводов исходный расчётный режим определяется сравнением эквивалентного Lэ < Lкр, то максимальное натяжение несущего троса Tmax,будет при минимальной температуре, а если Lэ > Lкр, то натяжение Tmax будет возникать при гололёде с ветром. Проверку правильности выбора исходного режима осуществляют при сравнении результирующей нагрузки при гололёде qгн с критической нагрузкой qкр

Натяжение несущего троса при беспровесном положении контактного провода определяется при условии, когда jх = 0 (для рессорных подвесок), по формуле:

(19)

Здесь величины с индексом “1” относятся к режиму максимального натяжения несущего троса, а с индексом “0” – к режиму беспровесного положения контактного провода. Индекс “н” относится к материалу несущего троса, например Eн – модуль упругости материала несущего троса.

5. Натяжение разгруженного несущего троса определяется по аналогичному выражению:

(20)

Здесь gн – нагрузка от собственного веса несущего троса, Н/м.

Значение A0 в равно значению A1 поэтому вычислять A0 нет необходимости. Задаваясь различными значениями Tрх, определяются температуры tx. По результатам расчетов построим монтажные кривые

Стрелы провеса разгруженного несущего троса при температурах tx в реальных пролетах Li анкерного участка:

Рис. 3 Стрелы провеса разгруженного несущего троса в реальных пролетах

7. Стрелы провеса несущего троса Fxi в пролёте li вычисляются из выражения:

,

; (22)

при отсутствии дополнительных нагрузок (гололёд, ветер) qx = gx = g, поэтому приведённая нагрузка в рассматриваемом случае:

,

,

; ;

Рис. 4 Стрелы провеса нагруженного несущего троса

Расчеты натяжения несущего троса при режимах с дополнительными нагрузками, где величины с индексом x относятся к искомому режиму (гололеда с ветром или ветер максимальной интенсивности). Полученные результаты наносятся на график.

8. Стрела провеса контактного провода и его вертикального перемещения у опор для реальных пролётов определяется соответственно по формулам:

, (23)

,

где ;

Здесь b0i – расстояние от несущего троса до рессорного троса против опоры при беспровесном положении контактного провода для реального пролёта, м;

H0 – натяжение рессорного троса, обычно принимают H0 = 0.1T0.

(24)

Рис. 6 Стрелы провеса контактного провода в реальных пролетах при дополнительных нагрузках

Выбор способа прохода контактной подвески в искусственных сооружениях

На станции:

Проход контактной подвески под искусственными сооружениях, ширина корторых составляет не более межструнного расстояния (2-12м), в т.ч. под пешеходными мостиками, может быть осуществлен по одному из трех способов:

- искусственное сооружение используется в качестве опоры;

- контактная подвеска пропускается без крепления к искусственному сооружению;

- в несущий трос включается изолированная вставка, которая крепится к искусственному сооружению.

Для выбора одного из способов необходимо выполнение соответствующего условия:

- для первого случая:

где  - расстояние от уровня головок рельса до нижнего края искусственного сооружения;

 - минимальная допустимая высота контактных проводов над уровнем головок рельса;

 - наибольшая стрела провеса контактных проводов при стреле провеса несущего троса;

 - минимальное расстояние между несущим тросом и контактным проводом в середине пролета;

 - максимальная стрела провеса несущего троса;

-длина гирлянды изоляторов:

 - минимальная стрела провеса несущего троса;

 - часть стрелы провеса несущего троса при минимальной температуре на расстоянии от наибольшего приближения к искусственному сооружению до середины пролета;

 - подъем несущего троса под воздействием токоприемника при минимальной температуре;

 - минимальное допустимое расстояние между токоведущими и заземленными частями;

 - допустимое расстояние от контактного провода до отбойника.

По результатам этого расчёта приходим к выводу,что для прохода контактной подвески под пешеходным мостом высотой 8,3 метра, в нашем случае необходимо использовать третий способ: в несущий трос врезается изолированная вставка,которая крепится к мосту.

На перегоне:

Контактная подвеска на мостах с ездой понизу и низкими ветровыми связями пропускается с креплением несущего троса на специальные конструкции, устанавливаемые выше ветровых связей. Контактный провод при этом пропускается с креплением под ветровыми связями с уменьшенной длиной пролета до 25 м. Высота конструкции выбирается из выражений:

- для полукомпенсированной подвески:

Список используемой литературы

1.  Марквардт К. Г., Власов И. И. Контактная сеть. – М.: Транспорт, 1997.- 271с.

2.  Фрайфельд А. В. Проектирование контактной сети.- М.: Транспорт, 1984,-397с.

3.  Справочник по электроснабжению железных дорог. /Под редакцией К.Г. Марквардта – М.: Транспорт, 1981. – Т. 2- 392с.

4.  Нормы проектирования контактной сети (ВСН 141 - 90). – М.: Минтранстрой, 1992. – 118с.

5.  Контактная сеть. Задание на курсовой проект с методическими указаниями-М-1991-48с.