Расчет выполняется для анкерного участка на главном пути станции. В объем расчета входят: построение монтажных кривых для нагруженного и ненагруженного несущего троса и контактного провода, а также определение натяжений несущего троса при гололеде с ветром и ветре наибольшей интенсивности, определение стрел провеса контактного провода.
Расчет производится в следующей последовательности (§ 6.3 [2] ):
Определение эквивалентного пролета lэ:
(9.1)
где li – длина i-го пролета.
Установление исходного режима, при котором будет наибольшее натяжение несущего троса. Для этой цели необходимо определить критический пролет по формуле:
(9.2)
где Zmax – наибольшее приведенное натяжение подвески, даН;
Wгл , Wtmin – соответственно приведенные нагрузки на подвеску при
гололеде tгл и низшей температуре tmin, даН/м;
– коэффициент линейного расширения материала несущего троса,
◦С-1;
tгл – расчетная температура гололедных образований, ◦С;
tmin – наименьшая температура окружающей среды, ◦С.
Приведенные величины Zx u Wx определяются из следующих выражений (для режима Х):
(9.3)
(9.4)
где qx, g0 – соответственно результирующая нагрузка, действующая на
несущий трос в режиме Х и нагрузка от силы тяжести подвески, даН/м;
К – натяжение контактного провода (проводов), даН;
Т0 – натяжение несущего троса при беспровесном положении
контактного провода, даН;
φх – конструктивный коэффициент цепной подвески, определяемый по
формуле:
(9.5)
где l – длина пролета, м;
С – расстояние от опоры до первой нерессорной струны. При lэкв=60 м, С=10 м.
Если в результате расчета получилось lэкв>lкр, то исходным будет режим гололеда с ветром, т.е. наибольшее натяжение несущего троса Tmax возникает в этом режиме. Если lэкв<lкр – исходный режим при наименьшей температуре. Проверку правильности выбора исходного режима необходимо провести при сравнении результирующей нагрузки на несущий трос цепной подвески в режиме гололеда с ветром qгл (берется из пункта 3, раздел 3.6, формула 3.10) с критической нагрузкой qкр [2], с.146.
Zx = 1960 + 0,237 ∙ 1000 = 2197даН
lэкв<lкр,
следовательно, исходный режим при наименьшей температуре.
Проверка правильности выбранного режима:
;
qгл<qкр,
следовательно, исходный режим при наименьшей температуре, исходный режим выбран верно.
Определение температуры беспровесного состояния контактного провода t0. В расчетах принимают:
(9.6)
где t’ – коррекция на отжатие контактного провода токоприемником в середине пролета, t’ =10-15◦С.
ºС
Определение натяжения несущего троса при беспровесном положении контактного провода (Т0 ). Натяжение Т0 в этом случае может быть определенно по уравнению состояния свободно подвешенного провода, записанное относительно температуры беспровесного состояния контактного провода t0:
(9.7)
где q – результирующая нагрузка (исходным режимом является режим
lэ – эквивалентный пролет (см.пункт 9, раздел 9.1, формула 9.1), м;
g0 – см.пункт 3, раздел 3.1, формула 3.1, даН;
T0 – см.пункт 9, раздел 9.2, формула 9.4, даН.
В практических расчетах проводов и тросов часто возникает необходимость вычислять произведения 24 и ЕS, а также обратные им величины. В целях облегчения расчетов значения указанных величин для некоторых проводов, тросов и проволок приведены [2] табл.1.9.
В этом выражении величины с индексом «1» относят к режиму наибольшего натяжения несущего троса, а с индексом «0» - к режиму беспровесного состояния контактного провода. Решение управления начинается с задания величины Т0, приведенного в разделе 4. Далее пользуясь линейной интерполяцией, определяют это натяжение, соответствующее ранее выбранной температуре t0.
даН/м
Натяжение разгруженного Трх (без контактного провода) несущего троса определяется по уравнению состояния цепной подвески и удобно рассчитывать так:
(9.9)
где gн – нагрузка от силы тяжести несущего троса (см. пункт 3, раздел 3.1,
формула 3.1), даН/м;
g0 – нагрузка от силы тяжести подвески (если исходным режимом
является режим гололеда с ветром, то g0=qгл);
αн – см.пункт 9, раздел 9.2, формула 9.2, ◦С-1;
Ен – см.пункт 9, раздел 9.4, формула 9.7, МПа;
Sн – фактическая площадь сечения, мм2;
Для построения монтажной кривой Трх=f(tx) задаются несколькими значениями Трх . Вид этой кривой показан на рисунке 9.1.
- для tx = tнаим = -40ºC, при Трх =1830 даН:
- для tx = t0 = -12,5ºC, при Трх =1180даН:
- для tx = tгл = -5ºC, при Трх = 1020 даН:
- для tx = tв = +5ºC, при Трх = 800 даН:
- для tx = tнаиб = +35ºC, при Трх = 377 даН:
Стрелы провеса разгруженного несущего троса Fрх в различных пролетах анкерного участка
(9.10)
где gн – см.пункт 3, раздел 3.1, формула 3.1, даН/м.
По результатам расчетов для всех i-х пролетов строятся зависимости Fрх =f(tx), рисунок 3.
Для l1=lмакс== 70 м.
- для tx = tнаим = -40ºC, при Трх = 1830 даН:
- для tx = t0 = -12,5, при Трх = 1180 даН:
- для tx = tгл = -5ºC, при Трх = 1020 даН:
- для tx = tв = +5ºC, при Трх = 800 даН:
- для tx = tнаиб = +35ºC, при Трх = 377 даН:
Для l2=lэ=41 м.
- для tx = tнаим = -40ºC, при Трх = 1830 даН:
- для tx = t0 = -12,5, при Трх = 1180 даН:
- для tx = tгл = -5ºC, при Трх = 1020 даН:
- для tx = tв = +5ºC, при Трх = 800 даН:
- для tx = tнаиб = +35ºC, при Трх = 377 даН:
Для l3=lмин=35м.
- для tx = tнаим = -40ºC, при Трх = 1830 даН:
- для tx = t0 = -12,5, при Трх = 1180 даН:
- для tx = tгл = -5ºC, при Трх = 1020 даН:
- для tx = tв = +5ºC, при Трх = 800 даН:
- для tx = tнаиб = +35ºC, при Трх = 377 даН:
Результаты расчетов сводятся в таблицу 4 для построения монтажного графика, рисунок 3.