Ветровое отклонение одиночного провода

Ветровое отклонение одиночного (одинарного) провода при действии на провод равномерно распределенных по пролету вер­тикальной g и горизонтальной р нагрузок провод расположится в наклонной плоскости, как показано на рис. 4.3.

Обозначив через Ь_х величину горизонтального статического отклонения провода в точке на расстоянии х опоры и через у — провес провода в этой точке в направлении суммарной нагрузки q, из подобия треугольников получим

b_х = ур1 q.

Провес провода в любой точке пролета определяют:

b_x = px(l-x)l(2H),

где Н — натяжение провода в низшей точке провеса.

Наибольшее горизонтальное отклонение Ь_тах провод получит в середине пролета, где име­ет стрелу провеса/:

Ь_тах =рl² I (8H).

Выражения для опреде­ления ветровых отклоне­ний одиночного провода можно использовать и при расчете ветровых отклоне­ний контактного провода простых контактных под-

Рис. 4.3. Схема для определения статических отклонений одиночного провода ветром в различных точках пролета

весок, в которых провод расположен в плане между точками подвеса по прямой линии. Вместо Н надо под­ставить натяжение контакт­ного провода К.

В случае, когда точки подвеса контактного прово­да у опор в плане смещены от оси пути в разные стороны (провод относительно оси пути расположен зигзагообразно), его отклонения

Рис. 4.4. Схемы для определения допусти- мой длины пролета на прямом участке пути при заданном (а) и среднем (б) значениях зигзага контактного провода

от оси пути в горизонтальной плоскости при ветре будет опреде­ляться суммой отклонений b₁ и Ь₂ (рис. 4.4, а), значения которых могут быть найдены по формулам

b₁=р_кх(l-x)/(2K)

Ь₂=a(l-2x)/l,

де а — зигзаг контактного провода.

Отсюда получим статическое отклонение контактного провода Ь_кх от оси пути в любой точке пролета, расположенной на расстоя­нии х от опоры:

Наибольшее отклонение контактного провода от оси пути (или, что то же самое, на прямом участке пути оси токоприемника) бу­дет в точке, расположенной от опоры на расстоянии

С учетом этого

При различных зигзагах контактного провода у опор наиболь­шее его отклонение от оси пути при ветре можно определить еледующим образом. Обозначим а — среднее значение зигзага кон­тактного провода, т.е. Примем

а = 0,5(а₁ + а₂),

тогда согласно рис. 4.4, б получим

Наибольшее статическое отклонение провода в пролете:

Наибольшее допустимое значение пролета будет в том случае, когда наибольшее отклонение провода b_{K max} получится равным наибольшему допустимому отклонению провода от оси токопри­емника b_{к доп}. Поэтому, приняв b_{к тах} = b_{к доп} и решив его относи­тельно /, получим выражение для определения допустимой длины пролета l_тах на прямых участках пути при данных р_к, К, Ь_{к доп} и зигзагах в| и а₂:

При расчетах следует так выбирать знаки, чтобы получить мень­шее значение l_mах Верхние знаки соответствуют направлению вет­ра со стороны зигзага a₂, а нижние — со стороны а₁.

Обычно на большей части прямых участков пути контактный провод монтируют с одинаковыми зигзагами, т.е. а_х = а₂ (по абсо­лютной величине). Приняв а₁₌ а₂₌ а, получим выражение для оп­ределения допустимой длины пролета на прямых участках пути при равных зигзагах провода:

Рассматривая эту формулу, следует заметить, что допустимая Длина пролета растет с увеличением натяжения контактного про­вода К, допустимого отклонения b_{к доп} и уменьшается с увеличе­нием ветровой нагрузки р_к и зигзага а. Таким образом, ветроус­тойчивость контактной подвески зависит от расположения ее проводов в плане.

Рис. 4.5. Схемы для определения допустимой длины пролета на кривом участке пути (а) и отклонения кривой оси пути (б)

Схема для определения допустимой длины пролета на кривом участке показана на рис. 4.5, а. Отклонение кривой оси пути С мож­но определить с помощью схемы, показанной на рис. 4.5, б. Для треугольника ОАВ имеем

(l/1)² + (R-C)² = R².

Раскрыв скобки и пренебрегая сравнительно малым значением С², получим

С = l²/8R.

Максимальное ветровое отклонение контактного провода от оси токоприемника на кривом участке пути радиуса R при неодинако­вых зигзагах контактного провода у опор можно найти по формуле

При неодинаковых зигзагах а₁ и а₂, максимальное ветровое от­клонение контактного провода будет несколько смещено от сере­дины пролета. Это смещение определяется

Если b_{K max} = b_к и решить его относительно l, получим выраже­ние для определения допустимой длины пролета l_тах на кривых участках пути радиуса R при данных р_к, К, Ь_к и зигзагах а₁ и а₂.

При одинаковых зигзагах а_х = а₂ = а максимальное отклонение контактный провод получит в середине пролета:

и соответственно

В формулах (4.1) и (4.2) верхние знаки принимают при направ­лении ветра от центра, а нижние — к центру кривой. При расче­тах по формулам следует брать те знаки, которые дадут меньшее значение l_тах.

На кривых участках пути значения l_тах при нормальных зиг­загах контактного провода (а = 0,4 м) могут оказаться больше длины пролета l_тах, найденной для прямых участков. При про­ектировании длину пролета на кривых обычно ограничивают наибольшей длиной пролета для прямых участков, с учетом ко­торой определяют высоту опор и размещение на них поддерживающих устройств. Зигзаги контактного провода у опор (а_х и а₂) в таких случаях на­ходят из условия расположе­ния провода в середине про­лета по оси токоприемника. Расположение контактного провода в пролете при этом зависит от допустимого про­лета для прямого участка пути l_тах и радиуса кривой R (рис. 4.6, а—д).

Для обеспечения более рав­номерного износа контактных пластин (вставок) токоприем­ников зигзаг контактного про-

Рис. 4.6. Расположение контактного

провода в плане на кривых различных радиусов

вода у одной из опор а₁ при его расположении в пролете по схемам рис. 4.6, б, в принимают 0,3 м. Зигзаг контактного провода у другой опоры а₂ находят по формулам:

для рис. 4.6, б

для рис. 4.6, в

На кривых участках, радиус которых меньше, зигзаги контактно­го провода у опор принимают одинаковыми: а₁= а₂ = а (рис. 4.6, в) и 0,3—0,4 м в зависимости от радиуса кривой. В этом случае зигзаг кон­тактного провода у опор находят

где С — отклонение кривой оси пути.

Все приведенные выражения для b_{K max} и l_тах были выведены без учета изменения упругого прогиба опор на уровне контактного про­вода γ_к под действием ветровой нагрузки на опоры и провода. Значе­ние γ_к может достигать ±65 мм. Поэтому при определении длин про­летов контактных подвесок значение γ_к необходимо учитывать. В этом случае формулы для определения b_{K max} и l_тах будут иметь вид:

для прямых участков пути при одинаковых зигзагах контактно­го провода у опор

для кривых участков пути при одинаковых зигзагах контактного провода у опор