Железобетонные опоры

При строительстве, реконструкции и капитальном ремонте контактной сети применяют опоры из центрифугированного железобетона с предварительно напряженной арматурой из стальных проволок (струн). Такие опоры называют струнобетонными.

Железобетонные опоры контактной сети по прочности, деформативности и трещиностойкости должны удовлетворять требованиям стандартов и строительных норм и правил.

Струнобетонные конические центрифугированные опоры типов С и СО изготавливают в соответствии со стандартом.

В маркировке стоек, например СО-4,5-13,6; С-4,5-10,8, буквенный индекс означает сокращенное наименование стоек «Струнобетонные конические центрифугированные», первый цифровой индекс означает нормативный изгибающий момент М^нв тс∙м в сечении опоры на расстоянии 9,6 м от ее вершины, второй числовой индекс означает длину опоры в метрах.

Струнобетонные конические центрифугированные опоры типов С, СО, и СС, изготавливаемые в соответствии с ГОСТ-19330-91 разделяются на следующие типы:

• С - с проволочной напрягаемой арматурой;
• СО - с проволочной напрягаемой арматурой и ненапрягаемой стержневой арматурой в фундаментной части;
• СС - с проволочной напрягаемой и ненапрягаемой стержневой арматурой по всей длине конструкций.

В зависимости от вида и количества арматуры и класса применённого бетона стойки подразделяются на типы, обозначаемые соответствующими марками.

Марка стоек состоит из буквенно-цифровых групп, разделённых тире.

Первая группа содержит обозначение типа стойки и номинальные габаритные размеры: длину стойки в дециметрах и толщину стенки в сантиметрах, округленную до целого числа.

Во второй группе приводится порядковый номер стойки в зависимости от ее несущей способности - нормативного изгибающего момента.

В третьей группе содержатся обозначения дополнительных характеристик, отражающие условия эксплуатации стоек:

• М - для стоек, предназначенных к применению в районах с расчетной температурой наружного воздуха ниже минус 40 ⁰С,
• К - для стоек, предназначаемых к применению в газовой среде со среднеагрессивной степенью воздействия.

· Пример обозначения стойки:

· СС136.6-2МК - стойка типа СС, длиной 13600 мм, толщиной стенки 60 мм, второй несущей способности - нормативным изгибающим моментом 59 кН (6,0 тсм), предназначены для работы в районах с расчетной температурой наружного воздуха ниже -40⁰С при среднеагрессивной газовой среде.

Стойки с индексом «О» (особые) предназначены для установки только на участках постоянного тока с повышенной электрической коррозией и с требованиями повышенной безопасности. Стойки длиной 10,8 м, как правило, предназначены для установки на фундаменты в условиях сульфатной агрессивности грунтов. Стойки С и СО с М^н100 кН∙м (10 тс∙м) применяют только с разрешения МТК.

На стойках С и СО на расстоянии 9,6 м от вершины наносят несмываемой краской линию условного обреза фундамента, а выше нее — марку (тип) стойки.

Промежуточные опоры рассчитаны на нормативные изгибающие моменты М^н45; 60; 80 и 100 кН∙м, действующие поперек пути на уровне условного обреза фундамента, принятого на 0,5 м ниже верха головки рельса. Опоры запроектированы длиной 10,8 и 13,6 м; длина стоек без нижней заглушки соответственно 10,75 и 13,55 м.

Опоры могут эксплуатироваться в районах с расчетной зимней температурой наиболее холодной пятидневки до —40° С как в обычных грунтовых условиях, так и в пучинистых грунтах районов вечной мерзлоты и глубокого сезонного промерзания. Для установки в особых грунтовых условиях — на скальных грунтах, на болотах с торфяным слоем более 1 м, а также в сейсмических районах — опоры не рассчитаны.

Стойки опор типов С и СО представляют собой полые конические бесстыковые трубы из предварительно напряженного железобетона с армированием высокопрочной проволокой. Поперечное армирование принято в виде спирали. Для предотвращения стягивания продольной армату­ры при Навивке спирали по длине стоек предусмотрена установка монтажных колец. В стойках СО с М^н 45, 60 и 80 кН∙м армирование нижней части (у опор длиной 10,8 м от низа опоры на высоту 2 м, у опор длиной 13,6 м — на высоту 4 м) предусмотрено смешанным с установкой дополнительно восьми стержней ненапрягаемой арматуры. Смешанное армирование повышает трещиностойкость опор. Кроме того, ненапрягаемая арматура рассчитана на восприятие нормативного изгибающего момента, что исключает потерю несущей способности опоры в случае разрушения напрягаемой арматуры (струн) от электрокоррозии. В стойках С с М^н 100 кН∙м смешанное армирование предусмотрено в верхней части опоры (на длине 8,1 м), а в стойках СО сМ^н100 кН-м — на всей длине опоры. Толщина стенки стоек опор постоянна по длине и принята равной: для стоек С и СО с М^н 45, 60 и 80 кН∙м —60 мм, для стоек C и СО с М^н 100 кН∙м —75 мм.

Стойки опор запроектированы из бетона марок 400 и 500; продольная напрягаемая арматура (струны) — из высокопрочной проволоки периодического профиля диаметром 4—5 мм; ненапрягаемая арматура —-из горячекатаных стержней периодического профиля диаметром 10, 12 и 14 мм; спираль — из обыкновенной профилированной арматурной проволоки диаметром 3 мм; монтажные кольца — из стержневой горячекатаной круглой проволоки диаметром 6 мм. Сила натяжения напрягаемой арматуры (струн) для опор с М^н, равным 45, 60, 80 и 100 кН-м, составляет соответственно 375; 600; 865 и 1190 кН.

Рис. 11.2. Конструкция опоры СО-10-13,6:

1— напрягаемая арматура (струны); 2, 3 и 4 — ненапрягаемая арматура (стержни); 5 - спираль; 6 — монтажные кольца; 7 — отверстия диаметром 24 мм для закладных деталей; 8 — вентиляционные отверстия диаметром 24 мм

Жесткость опор оценивают по прогибу опоры на уровне контактного провода, расположенного на расстоянии 7,3 м от уровня условного обреза фундамента. Этот прогиб при действии нормативного момента М^нне должен быть более 100 мм.

В стойках опор всех типов предусмотрены отверстия: в верхней части — 11 сквозных конусных отверстий диаметром 33 (38) мм для закладных деталей, в нижней "части — восемь сквозных отверстий диаметром 24 мм для вентиляции с целью уменьшения влияния перепада температур наружной и внутренней поверхностей. В отверстия, расположенные в верхней части опор, закладывают болты, на которых крепят с помощью специальных деталей консоли, кронштейны и другие конструкции контактной сети и линии электропередачи. Такое крепление называют креплением на закладных деталях в отличие от ранее применявшегося крепления на хомутах в обхват опор.

В опорах (стойках) СО, устанавливаемых на участках постоянного тока с повышенной злектрокоррозией, стальные закладные детали изолируют как от бетона стенки отверстия, так и от наружной поверхности опоры с помощью изолирующих втулок из полиэтилена. В опорах (стойках) С, устанавливаемых на участках переменного тока, а также постоянного тока при отсутствии на этих участках электрокоррозионных процессов, закладные детали изолируют только от бетона стенки с помощью изолирующих трубок из морозостойкой резины. Изолирующие элементы в опорах для контактной сети постоянного тока должны обеспечивать изоляцию закладных деталей от арматуры опор с электрическим сопротивлением не менее 10000 Ом (при сухой поверхности бетона и закладных деталей).

Измеряют электрическое сопротивление опор на заводе мегомметром M1101 напряжением 100. Для измерения электрического сопротивления опор для контактной сети постоянного тока в вершине опоры предусмотрен выпуск арматуры — одной проволоки.

В опорах для контактной сети переменного тока заземляющий провод диаметром 10 мм закладывают в бетон стоек при их изготовлении, он имеет три наружных провода для присоединения отводов к рельсу и консолям. Опоры на участках постоянного тока заземляют проводом диаметром 12 мм, прокладываемым снаружи стоек; он должен быть изолирован от бетона стойки специальными прокладками и закреплен хомутами. Для подключения аппаратуры диагностики в случае укладки заземляющего провода в бетоне стоек СО и С, предназначенных для применения на участках постоянного тока, предусматривается один вывод заземления на поверхность опоры.

Анкерные опоры образуют из промежуточных опор с добавлением одной или двух металлических оттяжек, закрепляемых на железобетонном анкере. Стойки опор длиной 13,6 м и закапываемые фундаменты ТС устанавливают на специальные опорные плиты, воспринимающие вертикальные нагрузки. Оттяжки изготавливают из отдельных звеньев круглой стали диаметром 20 или 24 мм. Расстояние от оси анкера до оси опоры, указанное в скобках, относится к случаям установки опор в междупутьях (на станциях) или в выемках с габаритом 5,7 м.

Рис. 11.3. Анкерная железобетонная опора с оттяжками со стойкой длиной 13,6 м:

1 — стойка опоры; 2 — анкер типа ТА; 3 — опорная плита; УОФ — условный обрез фундамента; ВГР — верх головки рельса

Железобетонную анкерную опору с оттяжками, образованную, например, из стойки С-10-13,6, обозначают: С-10-40-13,6; такая опора рассчитана на нормативный изгибающий момент поперек пути 100 кН∙м, а в плоскости анкеровки проводов допускается условный момент 400 кН∙м (сумма моментов нагрузок от натяжения заанкерованных на опоре проводов относительно условного обреза фундамента не должна превышать 400 кН∙м).

Унифицированные железобетонные опоры используют также в качестве стоек жестких поперечин, фиксирующих опор, опор питающих и отсасывающих линий и специальных опор.