 |
|
Дополнительные требования по проектированию конструкций опор воздушных линий электропередачи, открытых распределительных устройств и контактных сетей транспорта
16.1 Для конструкций опор воздушных линий электропередачи (ВЛ), открытых распределительных устройств (ОРУ) и контактных сетей транспорта (КС), как правило, следует применять стали С235, С245, С255, С285, С345, С345К, С375 по ГОСТ 27772, сталь марок 20 и 09Г2С по ГОСТ 8731 согласно приложению В.
В зависимости от назначения и типа их соединений конструкции опор подразделяются на группы (см. приложение В):
группа 1 - сварные специальные опоры больших переходов высотой свыше 60 м;
группа 2 - сварные опоры ВЛ, кроме указанных в группе 1; сварные опоры ошиновки и под выключатели ОРУ независимо от напряжения, сварные опоры под оборудование ОРУ напряжением свыше 330 кВ; конструкции и элементы КС, связанные с натяжением проводов (тяги, штанги, хомуты), а также опоры, указанные в группе 1, при отсутствии сварных соединений;
группа 3 - сварные и болтовые опоры под оборудование ОРУ напряжением до 330 кВ, кроме опор под выключатели; конструкции и элементы несущих, поддерживающих и фиксирующих устройств КС (опоры, ригели жестких поперечин, прожекторные мачты, фиксаторы), а также конструкции группы 2, кроме КС, при отсутствии сварных соединений;
группа 4 - сварные и болтовые конструкции кабельных каналов, детали путей перекатки трансформаторов, трапы, лестницы, ограждения и другие вспомогательные конструкции и элементы ОРУ, ВЛ и КС.
16.2 Болты классов точности А и В для опор ВЛ высотой до 60 м и конструкций ОРУ и КС следует принимать как для конструкций, не рассчитываемых на усталость, а для фланцевых соединений и опор ВЛ высотой более 60 м - как для конструкций, рассчитываемых на усталость, по таблице Г.3 приложения Г.
16.3 Литые детали следует проектировать из углеродистой стали марок 35Л и 45Л групп отливок II и III по ГОСТ 977.
16.4 При расчетах опор ВЛ, конструкций ОРУ и КС следует принимать коэффициенты условий работы, установленные в разделах 4 и 14, 7.1.2 и по таблице 45.
Для опор ВЛ, ОРУ и КС значение коэффициента надежности по ответственности γп следует принимать равным 1,0.
Расчет на прочность растянутых элементов опор по формуле (5) с заменой в ней значения Ry на Ru / γu не допускается.
16.5 При определении приведенной гибкости по таблице 8 наибольшую гибкость всего стержня λmax следует вычислять по формулам:
для четырехгранного стержня с параллельными поясами, шарнирно опертого по концам,
(201)
для трехгранного равностороннего стержня с параллельными поясами, шарнирно опертого по концам,
(202)
для свободно стоящей стойки пирамидальной формы (см. рисунок 15)
(203)
Обозначения, принятые в формулах (201) - (203):
l - геометрическая длина сквозного стержня;
b - расстояние между осями поясов наиболее узкой грани стержня с параллельными поясами;
h - высота свободно стоящей стойки;
μ = 1,25 (bs / bi)2 - 2,75(bs / bi) + 3,5 - коэффициент для определения расчетной длины,
где bs и bi - расстояния между осями поясов пирамидальной опоры соответственно в верхнем и нижнем основаниях наиболее узкой грани.
Таблица 45
| Элемент конструкций | Коэффициент условий работы γc |
| 1 Сжатые пояса из одиночных уголков стоек свободно стоящей опоры в первых двух панелях от башмака при узловых соединениях: | |
| а) на сварке | 0,95 |
| б) на болтах | 0,90 |
| 2 Сжатый элемент плоской решетчатой траверсы из одиночного равнополочного уголка, прикрепляемого одной полкой (рисунок 22): | |
| а) пояс, прикрепляемый к стойке опоры непосредственно двумя болтами и более, поставленными вдоль пояса траверсы | 0,90 |
| б) пояс, прикрепляемый к стойке опоры одним болтом или через фасонку | 0,75 |
| в)раскос и распорка | 0,75 |
| 3 Оттяжка из стального каната или пучка высокопрочной проволоки: | |
| а) для промежуточной опоры в нормальном режиме работы | 0,90 |
| б) для анкерной, анкерно-угловой и угловой опор: | |
| в нормальном режиме работы | 0,80 |
| в аварийном режиме работы | 0,90 |
| Примечание - Указанные в таблице коэффициенты условий работы не распространяются на соединения элементов в узлах. |
Рисунок 22 - Схема траверсы с треугольной решеткой
16.6 Расчет на устойчивость при сжатии с изгибом сквозного стержня с решетками постоянного по длине сечения следует выполнять согласно требованиям раздела 9.
Для равностороннего трехгранного сквозного стержня с решетками постоянного по длине сечения относительный эксцентриситет следует вычислять по формулам:
при изгибе в плоскости, перпендикулярной одной из граней,
(204)
при изгибе в плоскости, параллельной одной из граней,
(205)
где b - расстояние между осями поясов в плоскости грани;
β - коэффициент, равный 1,2 при болтовых соединениях и 1,0 - при сварных соединениях.
16.7 При расчете на устойчивость при сжатии с изгибом сквозного стержня с решетками согласно требованиям 9.3.1 и 9.3.2 значение эксцентриситета е при болтовых соединениях элементов следует умножать на коэффициент 1,2.
16.8 При проверке устойчивости отдельных поясов стержня сквозного сечения опор с оттяжками при сжатии с изгибом продольную силу в каждом поясе следует определять с учетом дополнительного усилия Nad от изгибающего момента М,вычисляемого по деформированной схеме.
Для шарнирно опертой по концам решетчатой стойки постоянного по длине прямоугольного сечения (тип 2, таблица 8) опоры с оттяжками значение момента М в середине длины стойки при изгибе ее в одной из плоскостей х - х или у - у следует определять по формуле
(206)
где Mq - изгибающий момент в середине длины стойки от поперечной нагрузки, определяемый как в балках;
β - коэффициент, принимаемый согласно 16.6;
N - продольная сила в стойке;
fq - прогиб стойки в середине длины от поперечной нагрузки, определяемый как в обычных балках с использованием приведенного момента инерции сечения Ief;
fn = 0,0013l - начальный прогиб стойки в плоскости изгиба;
δ = l-0,1Wl2/(EIef).
Здесь: l - длина стойки; Ief = Al2 / λ2ef,
где А - площадь сечения стойки;
λef - приведенная гибкость стойки, определяемая по таблице 8 для сечения типа 2 с заменой в формуле (16) λmaxна λх или λу соответственно плоскости изгиба. При изгибе стойки в двух плоскостях усилие Nad следует определять по формуле (124); при этом начальный прогиб fn следует учитывать только в той плоскости, в которой составляющая усилия Nad от момента Мх или Му имеет наибольшее значение.
16.9 Поперечную силу Q в шарнирно опертой по концам стойке с решетками постоянного по длине прямоугольного сечения (тип 2, таблица 8) опоры с оттяжками при сжатии с изгибом в одной из плоскостей х - х или у - у следует принимать постоянной по длине стойки и определять по формуле
(207)
где Qmax - максимальная поперечная сила от поперечной нагрузки в плоскости изгиба, определяемая как в балках.
Остальные обозначения в формуле (207) следует принимать такими же, как в формуле (206).
16.10 Для шарнирно опертой по концам решетчатой стойки постоянного по длине треугольного сквозного сечения (тип 3, таблица 8) опоры с оттяжками при сжатии с изгибом в одной из плоскостей х - х или у - у значение момента М в середине ее длины следует определять по формуле (206), а приведенную гибкость - по таблице 8 для сечения типа 3.
При изгибе стойки в двух плоскостях значение усилия Nad следует принимать большим из двух значений, определяемых по формулам:
(208)
При учете обоих моментов Мх и Му во второй формуле (208) начальный прогиб стойки в каждой из двух плоскостей следует принимать равным fn = 0,001l.
16.11 Поперечную силу Q в плоскости грани в шарнирно опертой по концам решетчатой стойке треугольного сквозного сечения опоры с оттяжками при сжатии с изгибом следует определять по формуле (207) с учетом приведенной гибкости λef, определяемой по таблице 8 для сечения типа 3.
16.12 Расчет на устойчивость сжатых элементов конструкций из одиночных уголков (поясов, решетки) следует выполнять, как правило, с учетом эксцентричного приложения продольной силы.
Допускается рассчитывать эти элементы как центрально-сжатые по формуле (7) при условии умножения продольных сил на коэффициенты αт и αd, принимаемые не менее 1,0.
В пространственных болтовых конструкциях по рисунку 15 (кроме рисунка 15, в и концевых опор) при центрировании в узле элементов из одиночных равнополочных уголков по их рискам при однорядном расположении болтов в элементах решетки и прикреплении раскосов в узле с двух сторон полки пояса значения коэффициентов αт и αd следует определять:
для поясов при 
≤ 3,5 (при > 3,5 следует принимать = 3,5) по формулам:
при 0,55 ≤ с/b ≤ 0,66 и Nmd / Nm ≤ 0,7
(209)
(210)
для раскосов, примыкающих к рассчитываемой панели пояса, по формулам:
при 0,55 ≤ с/b ≤ 0,66 и Nmd / Nm ≤ 0,7
(211)
(212)
Для пространственных болтовых конструкций по рисунку 15, г, д в формулах (210) и (212) следует принимать 0,45 ≤ с / b < 0,55.
В формулах (211) и (212) отношение расстояния по полке уголка раскоса от обушка до риски, на которой установлены болты, к ширине полки уголка раскоса принято от 0,54 до 0,6; при отношении, равном 0,5, коэффициент αd, вычисленный по формулам (211) и (212), должен быть увеличен на 5 %.
В пространственных сварных конструкциях из одиночных равнополочных уголков по рисунку 15, б, г (кроме концевых опор) с прикреплением раскосов в узле только с внутренней стороны полки пояса при Nmd / Nm ≤ 0,7 значения коэффициентов αm и αd следует принимать:
при центрировании в узлах элементов по центрам тяжести сечений αm = αd = 1,0;
при центрировании в узлах осей раскосов на обушок пояса αm = αd = 1,0 + 0,12 Nmd / Nm.
При расчете конструкций на совместное действие вертикальных и поперечных нагрузок и крутящего момента, вызванного обрывом проводов или тросов, допускается принимать αm = αd = 1,0.
Обозначения, принятые в формулах (209) - (212):
с - расстояние по полке уголка пояса от обушка до риски, на которой расположен центр узла;
b - ширина полки уголка пояса;
Nm - продольная сила в панели пояса;
Nmd - сумма проекций на ось пояса усилий в раскосах, примыкающих к одной полке пояса, передаваемая на него в узле и определяемая при том же сочетании нагрузок, как для Nm; при расчете пояса следует принимать большее из значений Nmd, полученных для узлов по концам панели, а при расчете раскосов - для узла, к которому примыкает раскос.
16.13 Расчетные длины lef и радиусы инерции сечений i при определении гибкости элементов плоских траверс с поясами и решеткой из одиночных уголков (см. рисунок 22) следует принимать равными:
для пояса lef = lm, i = imin lef = lef = lm1, i = ix;
для раскоса lef = ld, i = imin;
для распорки lef = lc, i = imin,
где ix - радиус инерции сечения относительно оси, параллельной плоскости решетки траверсы.
16.14 Гибкость первого снизу раскоса из одиночного уголка решетчатой свободно стоящей опоры ВЛ не должна превышать 160.
16.15 Отклонения верха опор и прогибы траверс не должны превышать значений, приведенных в таблице 46.
16.16 В стальных пространственных конструкциях опор ВЛ и ОРУ из одиночных уголков следует предусматривать в поперечных сечениях диафрагмы, которые должны располагаться в стойках свободно стоящих опор не реже, чем через 25 м, и в стойках опор на оттяжках не реже, чем через 15 м. Диафрагмы должны также устанавливаться в местах приложения сосредоточенных нагрузок и переломов поясов.
16.17 При расчете на смятие соединяемых элементов решетки в одноболтовых соединениях с расстоянием от края элемента до центра отверстия вдоль усилия менее 1,5d следует учитывать примечание 2 таблицы 40.
В одноболтовых соединениях элементов, постоянно работающих на растяжение (тяг траверс, элементов, примыкающих к узлам крепления проводов и тросов, и в местах крепления оборудования), расстояние от края элемента до центра отверстия вдоль усилия следует принимать не менее 2d.
16.18 Раскосы, прикрепляемые к поясу болтами в одном узле, должны быть расположены, как правило, с двух сторон полки поясного уголка.
Таблица 46
| № п.п. | Конструкция и направление отклонения | Относительное отклонение верха опоры (к высоте опоры) | Относительный прогиб траверсы и балки (к пролету или длине консоли) | ||||
| вертикальный | горизонтальный | ||||||
| в пролете | на консоли | в пролете | на консоли | ||||
| Концевая и угловая опора ВЛ анкерного типа высотой до 60 м вдоль проводов | 1 | 1 | 1 | Не ограничивается | |||
| Опора ВЛ анкерного типа высотой до 60 м вдоль проводов | 1 | 1 | 1 | То же | |||
| Промежуточная опора ВЛ (кроме переходной) вдоль проводов | Не ограничивается | 1 | 1 | » | |||
| Переходные опоры ВЛ всех типов высотой свыше 60 м вдоль проводов | 1 | 1 | 1 | » | |||
| Опора ОРУ вдоль проводов | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||
| То же, поперек проводов | 1 | Не ограничивается | Не ограничивается | Не ограничивается | |||
| Стойка опоры под оборудование | 1 | - | - | - | - | ||
| Балка под оборудование | - | 1 | 1 | - | - | ||
| Примечания 1 Отклонение опор ОРУ и траверс опор ВЛ в аварийном и монтажном режимах не нормируется. 2 Отклонения и прогибы по позициям 7 и 8 должны быть уменьшены, если техническими условиями на эксплуатацию оборудования установлены более жесткие требования | |||||||
16.19 В болтовых стыках поясных равнополочных уголков число болтов в стыке следует назначать четным и распределять болты поровну между полками уголка.
Число болтов при однорядном и шахматном их расположении, а также число поперечных рядов болтов при двухрядном их расположении следует назначать, как правило, не более пяти на одной полке уголка с каждой стороны от стыка.
Указанное число болтов и поперечных рядов допускается увеличить до семи при условии уменьшения значения коэффициента γb определяемого по таблице 40, умножением на 0,85.
16.20 Расчет на устойчивость стенок опор из многогранных труб при числе граней от 8 до 12 следует выполнять по формуле
(213)
где σ1 - наибольшее сжимающее напряжение в сечении опоры при ее расчете по деформированной схеме;
σcr - критическое напряжение, вычисляемое по формуле
(214)
В формуле (214) обозначено:
- условная гибкость стенки грани шириной b и толщиной t;
где 
следует принимать не более 2,4;
σ2 - наименьшее напряжение в сечении, принимаемое при растяжении со знаком «минус».
Многогранные трубы должны отвечать требованиям 11.2.1 и 11.2.2 для круглых труб с радиусом описанной окружности.