Железобетонные опоры

При строительстве, реконструкции, обновлении и капитальном ремонте контактной сети применяются предварительно-напряжен­ные центрифугированные опоры. В качестве напряженной армату­ры используется высокопрочная стальная проволока или термоупрочненные стальные стержни.

Для изготовления опор используется бетон низкой проницае­мости, высокой прочности и морозостойкости. По несущей спо­собности, трещиностойкости и деформативности опоры должны удовлетворять требованиям стандартов и проектов.

На электрифицированных линиях в эксплуатации находятся различные виды центрифугированных и двутавровых железобетон­ных опор. По характеру армирования они разделяются на типы:

• центрифугированные и двутавровые опоры с ненапряженной обычной арматурой — ЖБК и ЖБД;

• центрифугированные и двутавровые опоры, армированные только предварительно напряженной высокопрочной проволоч­ной арматурой диаметром 2,5—5,0 мм (струнобетонные) — СЖБК, СК, СКЦ, СКУ, С, СД;

• центрифугированные с предварительно напряженной стерж­невой арматурой — ГК, СП, СТ;

• центрифугированные опоры со смешанным армированием (на­пряженной или ненапряженной арматурой). У таких опор рабочая напряженная арматура выполняется из высокопрочной проволоки, как у струнобетонных, а ненапряженная — из горячекатанных стер­жней. По характеру размещения ненапряженных стержней опоры разделяются на два вида: с ненапряженной арматурой только в подземной части (СО, СКЦ ₀) и — по всей длине (СС, ССА).

Основные характеристики опор в зависимости от их типа и не­сущей способности заносятся в их маркировку. Ранее выпускавши­еся опоры, находящиеся в эксплуатации, в маркировке содержали три группы обозначений: первая группа — буквенная, обозначала марку опоры, вторая — числовая — несущую способность в тем, третья — числовая — длину опоры. Например, СКЦ-4,5-13,6 обо­значает «опора струнобетонная коническая центрифугированная, несущая способность 4,5 тс-м, длина 13,6 м».

Рис. 8.3. Графики нормативных моментов М_н железобетонных опор длиной 10,8 и 13,6 м; ВС и НС — верх и низ стойки опоры

По климатическим условиям железобетонные опоры могут экс­плуатироваться в районах с расчетной зимней температурой наи­более холодной пятидневки до -40 °С и выше, а также при темпера­туре наиболее холодной пятидневки ниже -40 °С до -55 °С, причем в последнем случае в маркировку опор добавляется буква «М».

По условиям эксплуатации в агрессивной воздушной среде цен­трифугированные опоры могут эксплуатироваться в неагрессив­ной, слабоагрессивной и среднеагрессивной среде без дополнитель­ных защитных покрытий. При сильноагрессивной среде на нижнюю часть опоры должны наноситься покрытия, а в марки­ровку опор добавлена буква «К».

Железобетонные нераздельные опоры могут устанавливаться в обычных необводненных грунтах, а также в районах с наличием пучинистых грунтов и вечной мерзлоты. В последних случаях дол­жны приниматься меры против выпучивания — в виде обмазок подземной части, анкеровки в вечномерзлом грунте. В особых ус­ловиях — обводненные и слабые грунты, торфяники — должны применяться раздельные опоры на фундаментах мелкого заложе­ния (ТСН, ФКА) или на сваях. На скальных грунтах должны при­меняться в основном раздельные опоры на фундаментах типа ФС или на шпуровых* фундаментах.

Железобетонные опоры могут применяться в сейсмических рай­онах с балльностью до 9 баллов.

Конструкция железобетонных центрифугированных опор рас­считана на значительные нагрузки и тяжелые условия работы. Они представляют собой полые конические трубы, в стенке которых равномерно по всему периметру располагается продольная рабо­чая арматура (рис. 8.4). Для обеспечения длительной стойкости арматуры в бетоне без коррозии толщина защитного слоя бетона с наружной стороны опор составляет 23 мм. Продольная армату­ра объединена в каркас с помощью металлической спирали арма­туры, навиваемой по всей длине арматуры. Для предотвращения растрескивания бетона при передаче на него усилий от предвари­тельно-напряженной арматуры, в верхнем торце опор устанавли­ваются усиливающие кольца, а в нижнем — навивается три до­полнительных витка спирали. По этой причине не допускается

* Скважина малого диаметра, пробуренная в скальном грунте.

Рис. 8.4. Железобетонные опоры контактной сети: а — центрифугиро­ванные стойки типов С, СС, СО длиной 15,6 м; б — то же 13,6 м, 10,8 и 10,4 м; в — армированные стойки типа С; г — то же СС и СО; 1 — заглушка; 2 — отверстия диаметром 35 мм для закладных деталей; 3 — вентиляционные отверстия диаметром 24 мм; 4 — заглушка нижняя; 5 — спираль; 6 — струны из высокопрочной проволоки; 7 — стерж­невая арматура; 8 — монтажное кольцо Z), = 290 мм (для всех опор), &2⁼ 446 мм — для стоек длиной 10,4 м, 450 мм — для стоек длиной 10,8 м, 492 мм — для стоек длиной 13,6 м, 524 мм — для стоек длиной 15,6 м

укорачивание изготовленных опор. По всей длине опор с внутрен-1 ней стороны для предотвращения стягивания каркаса при навивке спирали должны устанавливаться монтажные кольца.

Опоры изготавливаются из бетона по прочности на сжатие класса не ниже ВЗО. При этом не допускается применение пласти­фицирующих и других добавок, изменяющих проводимость бето­на. Бетон должен быть особо низкой проницаемости, иметь марку по морозостойкости для опор, эксплуатирующихся при расчет­ной зимней температуре до -40 °С включительно, не менее F150, ниже -40 °С (до -55 °С) — не менее F200.

Под морозостойкостью понимается количество циклов заморажи­вания и оттаивания бетона в водонасыщенном состоянии, при достиже­нии которого прочность бетона снижается на 15 %.

Толщина стенки бетона для опор несущей способностью 45, 60 и 80 кН-м должна быть 60, для опор большей несущей способности — 75 мм.

Для армирования опор в качестве предварительно-напряжен­ной рабочей арматуры может использоваться высокопрочная про­волока периодического профиля диаметром 4—5 мм (в ранее вы­пускавшихся опорах СЖБК 2,5—3,0 мм), термоупроченные стержни. Обычная арматура выполняется из горячекатанных стер­жней. Спиральная арматура выполняется из обычной проволоки периодического профиля диаметром не менее 4 мм, кольца _:— из обычной арматуры диаметром 6 мм.

Основными характеристиками опор являются их несущая способ­ность, характеризуемая величиной изгибающего момента в уровне УОФ до образования поперечных трещин, и деформативность, или жесткость. Деформативность опор как конструкций, определяемая по величине прогиба в уровне контактного провода, является одним из показателей, от которого зависит устойчивость токосъема, и должна составлять: для опор несущей способностью до 79 кНм — не более 100 мм; выше 79 кН-м — не более 125 мм.

В опорах всех типов должны предусматриваться отверстия: в верхней части — для установки закладных деталей, в нижней — вентиляционные отверстия для уменьшения перепадов температур снаружи и изнутри опоры, выравнивания влажности внутренней полости и исключения конденсации влаги на внутренней поверх­ности опор. Отсутствие вентиляционных отверстий способствует ускоренному образованию в опорах продольных трещин.

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 крепления на хомутах в обхват опор.

В верхних отверстиях для закладных деталей устанавливают изолирующие элементы для предотвращения прямого контакта арматуры опор с закладными деталями контактной подвески. Для опор контактной сети постоянного тока в верхних отверстиях пре­дусматривают двойную изоляцию. Первый уровень изоляции обес­печивают установкой закладных несъемных втулок в каждое от­верстие до бетонирования опоры, второй уровень — установкой съемных удлиненных втулок в отверстия, где предусмотрены зак­ладные детали для контактной подвески (рис. 8.5). На участках переменного тока в верхних отверстиях опор выполняют одиноч­ную изоляцию: применяют только удлиненные втулки, а заклад­ные втулки не устанавливают.

Рис. 8.5. Изолирующие втулки в стойках опоры: 1 — втулка изолирующая

закладная; 2 — то же удлиненная; 3 — деталь крепления тяги консоли;

4 — опора; 5 — закладной болт

Изолирующие элементы в опорах контактной сети постоянно­го и переменного тока должны обеспечивать электрическую изо­ляцию закладных деталей от арматуры с сопротивлением не менее 10 000 Ом (при сухой поверхности бетона и закладных деталей).

Электрическое сопротивление измеряют на каждой опоре мегаом-метром Ml 101 напряжением 500 В по схеме, приведенной на рис. 8.6. В старотипных опорах для измерения может быть использован вы­пуск заземляющей проволоки в вершине опоры, в новых опорах — диагностический проводник.

Ранее в опорах для контактной сети переменного тока зазем­ляющий провод для присоединения отводов к рельсу и консолям закладывали в бетон стоек при их изготовлении. Такая схема за­земления опоры в настоящее время не применяется из-за низкой надежности узлов подключения. Опоры на участках постоянно­го и переменного тока заземляют стальным прутком (спуском)

Рис. 8.6. Схема измерения полного электрического сопротивления: а — между закладными деталями и арматурой; б — между одной закладной деталью и арматурой; / — изолирующие элементы; 2 — опора; 3 — деталь; 4 — провод

диаметром не менее 12 и 10 мм со­ответственно, который проклады­вается снаружи стоек; пруток дол­жен быть изолирован от бетона стойки специальными прокладка­ми и закреплен хомутами.

В последнее время широкое при­менение получили раздельные желе­зобетонные опоры ССА (рис. 8.7), которые устанавливают на клино­видные фундаменты ФКА.

Технические характеристики опор С, СС, СО, СП, СТ приве­дены в табл. 8.1, а опор ССА — в табл. 8.2.

Узел крепления стойки ССА к фундаменту ФКА показан на рис. 8.8, технические характеристики клино­видных фундаментов ФКА и анке­ров КА приведены в табл. 8.3.

Рис. 8.7. Общий вид железобетонной консольной опоры контактной сети (стойки) ССА на фундаменте ФКА

Таблица 8.1