Разработка схемы питания и секционирования контактной сети

1.1. Расчет нагрузок, действующих на провода контактной подвески, расположенных на боковых путях станции.

1.1.1. Нагрузки от собственного веса проводов

Вес контактного провода g кп и вес несущего троса g нт определяется в зависимости от марки провода по таблицам.

g кп= 0,89 даН/м

g нт= 0,85 даН/м

1.1.2. Нагрузка от собственного веса цепной контактной подвески.

g п= g нт+ n (g кп+ g c), даН/м, (1.1)

где g c= 0,05 даН/м – нагрузка от собственного веса струн и зажимов;

n =1 – число контактных проводов.

g п=0,89+1(0,85+0,05)=1,79 даН/м

1.1.3. Нагрузка на несущий трос от веса гололеда.

g гнт=n г 0,0009 b (d+ b ), даН/м (1.2)

где: n г- коэффициент перегрузки, учитывающий влияние высоты расположения провода на интенсивность гололедных образований;.[Л.2, с. 102];

n г'= 0,75 – для выемки

n г"= 1,25 – для насыпи

n г = 1 – для станции

b = к 'г к "г b н,мм (1.3)

где b – расчетная толщина корки гололеда,мм;

к 'г– 0,975 коэффициент, учитывающий влияние диаметра НТ на толщину гололедных образований.[Л.2, с. 101];

к "г – коэффициент, учитывающий влияние высоты расположения КП на толщину гололедных образований (на насыпи) [Л.2, с. 101 ]

Принимаем b = 20 мм.

g гнт= 1 *0,0009* 3.14 *20 (12,6+20)= 1,84даН/м

1.1.4. Нагрузка на контактный провод от веса гололеда.

g гкп= n г 0,0009 (d ср+ ), даН/м (1.4)

где d ср= – средний диаметр КП.

А и Н – ширина и высота сечения для контактного провода.[п.2. с.18, т.15]

g гкп=1 0,0009 3,14 ( + )=0,63 даН/м

1.1.5. Нагрузка от веса всех контактных проводов цепной контактной подвески, покрытых гололедом.

g гп= g п+ g гнт+ g гкп n (1.5)

g гп=1,79+1,84+0,63 1=4,26 даН/м

Принимаем g гп=4,26 даН/м.

1.1.6. Ветровая нагрузка на несущий трос при максимальном ветре.

р нт =с х , даН/м, (1.6)

где с х=1,2 – аэродинамический коэффициент лобового сопротивления ветру (для НТ) [Л.2, с. 106];

к v=1 – коэффициент ветрового воздействия в зависимости от рельефа местности [Л.2, с. 105,т. 19];

для выемки k v=0,65;

для насыпи k v=1,07.

р нт =1,2 =1,2 даН/м

1.1.7. Ветровая нагрузка на контактный провод в режиме максимального ветра.

р кп = с х , даН/м, (1.7)

р кп = 1,2 =1,15 даН/м

1.1.8. Ветровая нагрузка на несущий трос, покрытый гололедом.

р гнт = с х , даН/м (1.8)

р гнт = 1,2 =1,4 даН/м

1.1.9. Ветровая нагрузка на контактный провод, покрытый гололедом.

р гкп = с х (1.9)

р гкп =1,2 =0,86 даН/м

1.1.10. Суммарная нагрузка на несущий трос при максимальном ветре.

(1.10)

даН/м

1.1.11. Суммарная нагрузка на несущий трос в режиме гололеда с ветром.

(1.11)

даН/м

Расчет нагрузок, действующих на провода цепной контактной подвески, расположенных на главных путях станции, в выемке, на насыпи аналогичен, результаты расчет сводим в таблицу 1.1.

Таблица 1.1 Расчёт нагрузок, действующих на провода контактных подвесок.

Тип подвески	Для контактной подвески главного, прямого участка пути	Для контактной подвески боковых путей станции	Для контактной подвески главного, насыпь	Для контактной подвески главного, выемка
нагрузки, даН/м	g кп	0,85	0,84	0,85	0,85
g нт	0,89	0,586	0,89	0,89
g п	1,79	1,4	1,79	1,79
g c	0,05	0,05	0,05	0,05
g гнт	1,84	1,752	1,84	1,84
b , мм	20	20	20	20
g гкп	0,63	0,6	1,0	0,23
g гп	4,26	3,752	0,4	0,23
d ср, мм	12,3	11,28	12,3	12,3
р нт	1,2	1,07	1,5	0,5
р кп	1,15	1,05	1,4	0,5
р гнт	1,4	1,38	1,2	0,4
р гкп	0,86	0,83	0,82,0	0,3
	2,2	1,76	3,4	2,0
	4,5	4		2,5

1.2. Расчет максимально допустимой длины пролета контактной подвески.

1.2.1. Выбор расчетного режима.

Сравним горизонтальные ветровые нагрузки в двух режимах:

В режиме максимального ветра и в режиме гололеда с ветром.

По наибольшей нагрузке выберем расчетный режим

р кп > р гкп

1,39>1,15

Расчетный режим – режим максимального ветра.

Выбор нагрузок для дальнейших расчетов:

g п=1,79 даН/м р нт=1,48 даН/м

g кп=0,85 даН/м =2,3 даН/м

1.2.2. Расчёт максимально-допустимой длины пролёта без учёта эквивалентной нагрузки:

(1.12)

Ггде	К -	Номинальное допустимое натяжение контактного провода; к=1300 даН [ Л.3, с 18]
	bк.доп -	допустимое горизонтальное отклонение контактного провода от оси токоприёмника, м. bк. доп. = 0,5 м. [ Л.1, с. 23]
	а -	зигзаг контактного провода, а=0,3м. для прямого участка пути [Л. 1, с 23]
	-	прогиб опоры под действием ветра на уровне подвески подвеса контактного провода. =0,022м [ Л.4, с. 146]

1.2.3. Расчёт средней длины струны.

м

(1.13)

1.2.4. Расчёт эквивалентной нагрузки:

pэ = , даН/м

(1.14)

ггде	hu -	длина подвесной гирлянды изоляторов несущего троса. hu = 0,16м. при изолированной консоли(длина серьги и седла); [ Л.4, с. 146]
	-	допустимый прогиб опоры под действием ветра на уровне подвеса несущего троса. =0,03м [ Л.4, с. 146]
	Т- Т=Тном- Т=Ттах-	натяжение несущего троса. для компенсированных цепных контактных подвесок. для полукомпенсированных цепных контактных подвесок.

2.2.5. Расчёт максимально-допустимой длины пролёта с учётом эквивалентной нагрузки:

(1.15.)

м

1.2..6. Расчёты длин пролётов боковых путей станций, насыпи и выемки производятся аналогично по формулам 1.12 – 1.15. Результаты расчётов сведены в таблицу 1.2.

Для кривых участков пути расчет длины пролета производится в той же последовательности(пп1-5), формула для расчета длины пролета изменится:

(1.16)

Таблица 1.2.Результаты расчётов длин пролётов.

Согласно Правилам технического обслуживания и ремонта контактной сети и воздушных линий итоговые значения длин пролётов по условиям обеспечения качественного токосъёма не должны превышать 70 м.

3.1 Трассировка контактной сети на станции

План станции вычерчивают на листе миллиметровой бумаги в масштабе 1:1000. Ширина листа должна быть равна 297мм. Необходимая длина листа определяется в соответствии с заданной схемой станции, на которой указаны расстояния всех центров стрелочных переводов, светофоров, тупиков от оси пассажирского здания в метрах. При этом условно в левую сторону эти отметки приняты со знаком “ - “, а в правую – со знаком “+”. Требуемая длина чертежа может быть определена по отметкам входных светофоров.

Вычерчивание плана станции следует начинать с разметки тонкими вертикальными линиями через каждые 100м условных станционных пикетов в обе стороны от пассажирского здания (ПЗ), принимаемой за нулевой пикет.

На специальных выносках указывают пикетные отметки центров стрелочных переводов (ЦП); указывают марку крестовины стрелочного перевода.

Далее на план станции наносят здания, пешеходный мост, пассажирские платформы, тяговую подстанцию, входные светофоры и прочие искусственные сооружения с указанием их размеров, пикетных отметок и расстояний от оси ближайших путей.

Разбивку опор на станции следует начинать с наметки мест, где необходимо предусматривать устройства для фиксации контактных проводов. Такими местами являются все стрелочные переводы, над которыми должны быть смонтированы воздушные стрелки, и все места, где контактный провод должен изменить свое направление. На перекрестных воздушных стрелках

фиксирующее устройство следует располагать над ЦП. Допускается сдвинуть опору от центра перекрестного стрелочного перевода на 1 – 2 м в любую сторону.

Разбивку опор на станции следует начинать с горловин, где сосредоточено наибольшее количество мест фиксации контактного провода. Из намеченных необходимых мест фиксации производится выбор тех мест, где рационально установить несущие опоры. Обычно расстояния между намеченными местами фиксации не равны максимально допустимым пролетам; приходится отступать от максимальной расчетной длины пролета в сторону уменьшения. Если же установка только несущих опор приводит к значительному сокращению полетов, то следует рассмотреть возможность выполнения части воздушных стрелок фиксированными со специальных фиксирующих опор.

Главным условием при установке опор в горловинах станции является выполнение требования фиксации воздушных стрелок главных путей с несущих опор. У опор, фиксирующих стрелки, нужно расставить зигзаги.

Между опорами, установленными для фиксации стрелок и стрелочных кривых в обеих горловинах станции, остается расстояние, которое следует разбить на пролеты, близкие максимальным расчетным, стремясь к установке минимального числа опор. В качестве основного типа несущих конструкций при перекрытии от трех до восьми путей станции применяют железобетонные опоры с жесткими поперечинами. Под пешеходным мостом проектируют середину пролета наибольшей длины, чтобы пропустить контактные подвески путей под мостом без крепления к нему.

С одной стороны станции проектируют изолирующее трехпролетное сопряжение, а с другой стороны не на станции, а на

прилегающем перегоне проектируют нейтральную вставку.

Изолирующее трехпролетное сопряжение проектируют между входным сигналом и ближайшим к перегону стрелочным переводом станции по возможности на прямых участках пути.

Изолирующее сопряжение с двумя воздушными промежутками и нейтральной вставкой, находящейся между ними, должны быть расположены на перегоне за входным сигналом так, чтобы нейтральная вставка, по которой электроподвижной состав должен безостановочно проходить по инерции, не препятствовала остановке поезда у закрытого входного сигнала.

Когда расставлены опоры по всей станции, производится расстановка зигзагов. Расстановка зигзагов на воздушных стрелках была произведена ранее при установке опор в горловинах станции. Расстановку зигзагов по каждому пути начинают с зигзага, указанного на воздушной стрелке этого пути в одной из горловин станции. В средней части станции по каждому пути должны быть расставлены зигзаги поочередно направленные под каждой жесткой поперечиной то в одну, то в другую сторону от оси пути.

Сопряжение полукомпенсированной и компенсированной подвесок осуществляют, анкеруя первый анкерный участок перегона со стороны станции как полукомпенсированную подвеску, а второй его конец на перегоне как компенсированную подвеску; в середине этого анкерного участка проектируют среднюю анкеровку компенсированной подвески.

Анкерные участки контактных подвесок главных путей обычно трассируют от крайних в сторону перегона анкерных опор изолирующих сопряжений в одном конце станции до таких же опор на другом конце станции или на нейтральной вставке.

Полукомпенсированная контактная подвеска каждого бокового пути станции обычно выполняется одним анкерным участком. При

этом над съездом главных путей и стрелочными улицами обеих горловин станции желательно предусматривать отдельные анкерные участки.

После того как все анкерные участки протрассированы, подсчитывают их длину. В одном из средних пролетов анкерных участков предусматривают средние анкеровки.

Длина и номер анкерного участка указываются у каждой анкерной опоры.

Необходимые данные указывают в спецификациях.

3.2 Трассировка контактной сети на перегоне

План перегона вычерчивают на листе № 2, в масштабе 1:2 000. Заданный перегон примыкает к станции справа и начинается от входного све­тофора «О». Таким образом, перегон является продолжени­ем станции; местоположения опор на станции и перегоне должны быть увязаны между собой.

План перегона подготавливается для последующей рабо­ты в виде прямой линии, ниже которой помещается его спрямленный план и еще ниже — таблица, указанная на рис.3.5 или по форме, указанной в приложении 5 (табл.5.3).

Пикеты на плане перегона обозначаются по ходу километров в соответствии с заданием на проект. Кривые участки пути отмечают только на линии профиля с указа­нием направления поворота радиуса и длины кривой, все искусственные сооружения

наносят на условную прямую линию соответствующими обозначениями. Границы расположения высоких насыпей (высотой более 5 м) показывают на спрямленном плане перегона с указа­нием высоты насыпей.

Размещение опор контактной сети па перегоне выполня­ют на прямой линии плана перегона, начиная с переноса на эту линию опор изолирующего сопряжения станции, к ко­торому прилегает перегон. Привязку опор производят по входному сигналу «О», который обозначен и на плане стан­ции и на плане перегона. При этом надо иметь в виду, что на плане станции пикет сигнала «О» показан условный (от оси пассажирского здания), а на перегоне — действитель­ный.

Рис. 3.5

Далее пролетами, по возможности равными макси­мально допускаемой длине пролета для соответствующего участка пути, производится расстановка всех опор как про­межуточных. При этом разница в длине двух смежных про­летов не должна превышать 25% длины большего пролета.

Длины пролетов, расположенных частично на прямых и частично на кривых участках пути, следует принимать рав­ными максимально допускаемым длинам пролетов для кри­вых участков.

Все опоры располагаются с одной стороны пути, противоположной той, с которой предполагается укладка второго пути.

Опоры, располагаемые у искусственных сооружений и переездов, должны отстоять от края этого сооружения или от обочины переезда на расстоянии не менее 5 м. Те пролеты, в которых будут расположены средние анкеровки (что может быть установлено примерной наметкой расположе­ния анкерных участков), должны быть на 10% меньше, чем величина максимально допускаемого пролета.

При подходе к расположенному на перегоне мосту через реку следует прекратить расстановку опор примерно за 500 м до моста и произвести расстановку опор на мосту «с ездой понизу». Конструкция и габарит металлического моста через реку позволяют пропустить контактную подвеску, не изменяя её параметров и высоты контактных проводов. Несущий трос контактной подвески следует подвесить на мосту в трёх-четырёх точках так, чтобы длина пролёта не превышала 40-45 м. При этом желательно расположить точки подвеса симметрично относительно оси моста, предполагая, что мост – конструкция симметричная. На плане контактной сети показывают точками места крепления несущего троса.

Контактную подвеску искусственного сооружения желательно выделить в один анкерный участок так, чтобы мост находился в его середине.

После размещения опор у моста производится их привязка к ранее установленным опорам и разбивка опор за мостом до конца

перегона. При этом надо учесть, что на следующей станции также должен быть воздушный промежуток, поэто­му между входным сигналом и первой стрелкой следующей станции опоры должны быть расположены с учетом возмож­ности размещения этого воздушного промежутка.

Все пролеты обозначаются в соответствующих местах цифрами, подчеркнутыми снизу одной чертой. По окончании размещения всех опор производится разбивка перегона на анкерные участки. Дли­ны анкерных участков следует определять с учетом конкретного расположения кривых в их пределах, желатель­но, чтобы кривые участки пути были расположены ближе к середине анкерных участков. Сопряжения анкерных участ­ков должны выполняться по трехпролетной схеме и устра­иваться на прямых и на внешней стороне кривых участков пути. Устройство сопряжения анкерных участков на внут­ренней стороне кривых нежелательно, а на кривых радиу­сом менее 1 200 м вообще недопустимо.

Анкерные участки, примыкающие к станциям, выпол­няют со средними анкеровками компенсированной подвес­ки, но со стороны станции несущий трос не компенсируется.

Для компенсированных контактных подвесок длины ан­керных участков, расположенных целиком на прямых участках пути, должны быть не более 1 600 м, для скоростного движения – не более 1 400м(КС-160, КС-200). Если анкерный участок частично распо­ложен на кривой, то среднюю анкеровку смещают по воз­можности в сторону кривой.

После окончательной наметки мест анкеровок и нанесе­ния условных обозначений с номерами и длинами анкерных участков составляют их спецификацию по той же форме, что и для станции, и указывают места средних анкеровок.

Затем производят нумерацию всех опор (опоры изолиру­ющих сопряжений в нумерацию перегона не включаются). У каждой опоры производят расстановку зигзагов, начиная с первой опоры перегона, учитывая, что в кривых участках пути зигзаг направлен в стороны выгиба кривой.

Устанавлива­ют и записывают в соответствующие графы таблицы пикеты всех опор двумя цифрами (т. е. указанием расстояний от двух соседних пикетов) и габариты опор. Установку опор на прямых участках пути следует проектировать на рас­стоянии 3,1 м от оси пути до переднего края опоры. В выемках опоры устанавливают за кюветом с габаритом 4,9 м.