ВКР. 1. Теоретический раздел 1 Расчет нагрузок, действующих на контактную подвеску
 Скачать 0.87 Mb.
|
|
Содержание Введение 1. Теоретический раздел 1.1 Расчет нагрузок, действующих на контактную подвеску 1.2 Расчет максимально допустимых длин пролетов 1.3 Разработка и обоснование схемы питания и секционирования контактной сети станции и прилегающих перегонов 1.4 Трассировка контактной сети перегона 1.5 Подбор опорно-поддерживающих конструкций 2. Технологический раздел 2.1 Текущий ремонт консолей 3. Экономический раздел 3.1 Расчет стоимости сооружения контактной сети на перегоне 4. Охрана труда и безопасность движения 4.1 Организационные и технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работающих. Условия труда в районе контактной сети 4.2 Технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ под напряжением 4.3 Технологический процесс комплексной проверки и ремонта консоли Заключение Библиографический список Введение Контактная сеть является важнейшим элементом системы тягового электроснабжения электрического транспорта. От надежной работы контактной сети во многом зависит успешное выполнение основной функции железнодорожного транспорта - своевременная перевозка пассажиров и грузов в соответствии с заданным графиком движения. Главная задача контактной сети - передача электроэнергии подвижному составу за счет надежного, экономичного и экологически чистого токосъема в расчетных метеоусловиях при установленных скоростях движения, типах токоприемников и значениях передаваемого тока. Основным элементами контактной сети с контактной подвеской являются провода контактной сети (контактный провод, несущий трос, усиливающий провод и пр.), опоры, поддерживающие устройства (консоли, гибкие поперечины и жёсткие поперечины) и изоляторы. При проектировании контактной сети выбирают число и марку проводов, исходя из результатов расчетов системы тягового электроснабжения, а также тяговых расчетов; определяют тип контактной подвески в соответствии с максимальными скоростями движения электроподвижного состава и другими условиями токосъема; находят длины пролета; выбирают длину анкерных участков, типы опор и поддерживающих устройств для перегонов; разрабатывают конструкции контактной сети в искусственных сооружениях; размещают опоры и составляют планы контактной сети на станциях и перегонах с согласованием зигзагов проводов и учетом выполнения воздушных стрелок и элементов секционирования контактной сети (изолирующих сопряжений анкерных участков и нейтральных вставок, секционных изоляторов и разъединителей). В последние годы на дорогах страны расширяется движение тяжеловесных и длинносоставных поездов, вводится в эксплуатацию новый электроподвижной состав большой мощности, повышаются скорости движения пассажирских и грузовых поездов, растет грузонапряженность. 1. Теоретический раздел 1.1 Расчет нагрузок, действующих на подвеску Из всего многообразия сочетаний метериологических условий, действующие на провода контактной сети, можно выделить три расчетных режима, при которых усилия (натяжение) в несущем тросе может оказаться наибольшим, опасным для прочности троса: - режим минимальной температуры - сжатие троса; - режим максимального ветра - растяжение троса; - режим гололеда - растяжение троса. Для этих расчетных режимов и определяют нагрузки на несущий трос. 1.1.1 Режим минимальной температуры Несущий трос испытывает только вертикальную нагрузку собственного веса и от веса контактного провода, струн и зажимов. Вертикальная нагрузка от собственного веса 1-го погонного метра проводов в даН/м определяется по формуле:   (1.1)где gт, gк - нагрузка от собственного веса одного метра несущего и контактного проводов, даН/м; следует взять  и  ; n - число контактных проводов; gс - нагрузка от собственного веса струн и зажимов равномерно распределенные по длине пролета принимается равной 0,05 даН/м для каждого провода.Главные пути станции и перегона:  1.1.2 Режим максимального ветра В этом режиме на несущий трос действует вертикальная нагрузка от веса проводов контактной подвески и горизонтальная нагрузка от давления ветра на несущий и контактные провода (гололед отсутствует). Ветер максимальной интенсивности наблюдается при температуре воздуха +  . Вертикальная нагрузка от веса проводов контактной подвески определена выше по формуле (1.1).Горизонтальная ветровая нагрузка на несущий трос определяется по формуле:  где Сх - аэродинамический коэффициент лобового сопротивления провода ветру определяется по таблице стр.105 [1];  - коэффициент учитывающий влияние местных условий расположение подвески на скорость ветра, определяется по таблице 19 стр.104 [1]; - нормативная скорость ветра наибольшей интенсивности, м/с; повторяемости 1 раз в 10 лет определяется по таблице 18 стр.102 [1];d - диаметр несущего троса, мм; стр.33 [1]. Горизонтальная ветровая нагрузка на контактный провод определяется по формуле:  где Н - высота контактного провода стр.26 [1]. Прямой участок и кривые различного радиуса:   Выемка глубиной до 7 м:   Насыпь высотой более 5 м :   Результирующая (суммарная) нагрузка на несущий трос в даН/м определяется по формуле:  (1.4)Выемка глубиной до 7 м:  Прямой участок, кривые различных радиусов:  Насыпь высотой более 5 м:  При определении результирующей нагрузки на контактный провод она учитываться не будет, т.к. в основном воспринимается фиксаторами. 1.1.3 Режим гололеда с ветром На провода контактной подвески в этом режиме действует вертикальная нагрузка от собственного веса, вес гололеда и горизонтальная нагрузка от давления ветра на провода контактной подвески, скорость ветра при гололеде минус  С, вертикальная нагрузка от собственного веса проводов контактной подвески определена выше.Вертикальная нагрузка от веса гололеда на несущем тросе даН/м определяется по формуле:   (1.5)где  - коэффициент перегрузки можно принять: = 0,75 - для защищенных участков контактной сети (выемка); 1 - для нормальных условий контактной сети (станция, кривая); = 1,25 - для незащищенных участков контактной сети (насыпь);  - толщина стенки гололеда на несущем тросе, мм.d - диаметр несущего троса, мм;  - 3,14.Толщина стенки гололеда на несущем тросе, мм определяется по формуле:  (1.6)где  - нормативная толщина стенки гололеда, мм; - коэффициент учитывающий влияния диаметра провода на отложение гололеда стр. 100 [1];  - коэффициент учитывающий влияние высоты расположения контактной подвески стр. 100 [1]. Для главных путей станции и перегона для несущего троса М-95 принимаем =0,98.Для выемки глубиной более 5м =0,6.Для прямого участка перегона и кривых различных радиусов =0,8.Для насыпи более 5м =1,1.Вертикальная нагрузка от веса гололеда на контактном проводе в даН/м определяется по формуле:  (1.7)где  - толщина стенки гололеда на контактном проводе, мм; на контактном проводе толщина стенки гололеда принимается равной 50% от толщены гололеда на несущем тросе  ; - средний диаметр контактного провода, мм  (1.8)где Н и А - соответственно высота и ширина сечения контактного провода, мм. Прямой участок и кривые различного радиуса:   Выемка глубиной до 7м:   Насыпь высотой более 5м:   Прямой участок и кривые различного радиуса:    Выемка глубиной до 7 м:   Насыпь высотой более 5 м:   Полная вертикальная нагрузка от веса гололеда на проводах контактной подвески в даН/м определяется по формуле:  (1.9)где  - равномерная распределенная по длине пролета вертикальная на грузка от веса гололеда на струнах и зажимах при одном контактном проводе, даН/м, которая в зависимости от толщены стенки гололеда составляет  Прямой участок перегона и кривые различных радиусов:  Выемка глубиной до 7м:  Насыпь высотой более 5м:  Горизонтальная ветровая нагрузка на несущий трос, покрытый гололедом в даН/м , определяется по формуле:  где  - нормативная скорость ветра при гололеде, м/с.  = 13 м/с. Прямой участок и кривые различных радиусов:  Выемка глубиной до 7м:  Насыпь высотой более 5м:  Горизонтальная ветровая нагрузка на контактный провод, покрытый гололедом в даН/м, определяется по формуле:  Прямой участок и кривые различных радиусов:  Выемка глубиной до 7м:  Насыпь высотой более 5м:  Результирующая (суммарная) нагрузка на несущий трос в даН/м, определяется по формуле:  (1.12)Прямой участок и кривые различных радиусов:  Выемка глубиной до 7м:  Насыпь высотой более 5м:  1.1.4 Выбор исходного расчетного режима Результаты расчета нагрузок, действующих на провода контактной подвески, сведены в таблицу 1.1; Сравнивая нагрузки различных режимов (режим минимальных температур, максимального ветра и ветра с гололёдом), определяем режим для последующих расчётов. Таблица 1.1 - Нагрузки, действующие на контактную подвеску, в даН
В результате расчетов было получено, что результирующая нагрузка в режиме максимального ветра больше нагрузки в режиме ветра с гололёдом, исходя из этого, принимаем расчётный режим - ветровой. 1.2 Определение длин пролетов на прямом и кривом участках пути Правилами устройства и технической эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог (ЦЭ-868). Рекомендуется выполнять длины пролетов по условию токосъема не более 70м. Длина пролета для прямого участка пути определяется по формуле:  (1.12)На кривых:  (1.13)Окончательно определяем длину пролета с учетом удельной эквивалентной нагрузки по формулам:  (1.14)На кривых:  где К - номинальное натяжение контактных проводов, даН;  - наибольшее допустимое горизонтальное отклонение контактных проводов; от оси токоприемника в пролете;  - на прямых и  - на кривых;а - зигзаг контактного провода,  - на прямых и - на кривых; - ветровая нагрузка на контактный провод, даН/м; - упругий прогиб опоры, м, взять из таблицы при соответствующей скорости ветра  ;R - радиус кривой, м. Далее определяем среднюю длину струны по формуле:  (1.14)где h - конструктивная высота подвески; g0 - нагрузка на несущий трос от веса всех проводов цепной подвески; Т0 - натяжение несущего троса при беспровесном положении контактного провода. Удельная эквивалентная нагрузка, учитывающая взаимодействие несущего троса и контактного провода при ветровом их отклонении, даН/м, определяется по формуле:  где Т - натяжение несущего троса контактной подвески в расчетном режиме, даН; Рт - ветровая нагрузка на несущий трос, даН/м;  - результирующая нагрузка на несущий трос, даН/м; - длина подвесной гирлянды изоляторов, м, длину гирлянды изоляторов можно принять: 0,16 м (длина серьги и седла) при изолированных консолях; 0,56 м при двух подвесных изоляторах в гирлянде, 0,73 м при трёх, 0,90 м при четырёх изоляторах; - длина пролёта, м.Окончательно определяем длину пролёта с учетом удельной эквивалентной нагрузки: Прямой участок перегона:     Выемка глубиной до 7м:     Насыпь высотой более 5м:     Принимаем длину пролета равную 45м. Кривая радиусом 1300 м:     Принимаем длину пролета равную 45м. Кривая радиусом 2000 м:     Дальнейшие расчёты сведём в таблицу 1.2. Таблица 1.2 - Длины пролётов на прямом и кривом участках пути
1.3 Разработка и обоснование схемы питания и секционирования контактной сети станции и прилегающих перегонов 1.3.1 Составление схемы питания и секционирования контактной сети Контактная сеть электрифицируемого участка для обеспечения надежной работой и удобства ее обслуживания делится на отдельные секции, электрически независимые друг от друга. Секционирование осуществляется изолирующими сопряжениями анкерных участков, секционными изоляторами, секционными разъединителями, врезными секционирующими изоляторами. Продольное секционирование предусматривает отделение контактной сети станции от контактной сети перегонов по каждому главному пути. Продольное секционирование осуществляется четырехпроленым и трехпролетным изолирующими сопряжениями, которые располагаются между входным сигналом и крайним стрелочным переводом. На изолирующих сопряжениях устанавливаются шунтирующие их продольные секционные разъединители, обозначающиеся заглавными буквами русского алфавита: А, Б, В, Г. Поперечное секционирование между путями осуществляется секционными изоляторами, поперечными разъединителями и врезными изоляторами в фиксирующих тросах поперечных и в нерабочих ветвях контактных подвесок. Поперечные разъединители, соединяющие контактные подвески разных секций станций, обозначаются буквой «П». Присоединение контактных подвесок путей, где производятся работы вблизи контактной сети, выполняют секционными разъединителями с заземляющими ножами; обозначают буквой «З». Современные требование предусматривают применение дистанционного и телеуправления секционными разъединителями, поэтому линейные, продольные и поперечные разъединители следует проектировать с двигательными приводами. Питание контактной сети от тяговой подстанции осуществляется питающими линиями (фидерами), обычно воздушными. Питаются фидерами: чётные пути Ф2, Ф4; нечётные Ф1, Ф3, Ф5. На двухпутных участках постоянного тока питание линии, отходящие от тяговой подстанции к контактной сети перегонов, проектируется отдельно на каждый путь. Фидерная линия, питающая станционные пути, выделяются отдельно. В питающих линиях контактной сети постоянного тока линейные разъединители уславливаются в местах присоединениях их к контактной сети. Разъединители питающих линий обозначаются «Ф» с цифровыми индексами. Схема питания секционирования станции представлена на рисунке 1.1.  Рисунок 1.1 - Схема питания и секционирования контактной сети станции 1.4Трассировки контактной сети перегона Трассировка контактной сети перегона Планы контактной сети перегона вычерчивают в масштабе 1:2000 на миллиметровой бумаге. Необходимую длину листа определяют исходя из заданной длины перегона с учетом масштаба и необходимого запаса в правой части чертежа на размещение общих данных и основной надписи. План контактной сети перегона вычерчивают в следующей последовательности: - предварительная разбивка перегона на анкерные участки. Расстановка опор на перегоне начинают с переноса на план перегона опор изолирующего сопряжения. Расположение этих опор на плане перегона должно быть увязано с их расположением на плане станции. Увязку осуществляют по входному сигналу, который обозначен и на плане станции; - наметка анкерных участков контактной сети, примерное расположение мест их сопряжений. В середине анкерных участков намечают места средних анкеровок, где впоследствие необходимо сокращать длины пролетов. Намечая анкерные участки подвески, необходимо исходить из следующих соображений: - количество анкерных участков на перегоне должно быть минимальным; максимальная длина анкерного участка контактного провода на прямой принимается не более 1600м; - сопряжение анкерных участков рекомендуется выполнять на прямых. В конце перегона находится трехпролетное изолирующее сопряжение; - далее расстановка опор на перегоне. Расстановка опор производится пролетами, по возможности равными допустимым для соответствующего участка местности, полученным в результате расчетов длин пролетов. Пролеты со средними анкеровками должны быть сокращены при компенсированной: два пролета на 5% максимальной расчетной длины для соответствующего участка местности; - обработка плана перегона. Выполнив расстановку опор и зигзагов контактного провода, производят окончательную разбивку контактной сети перегона на анкерные участки и вычерчивают их сопряжения. На рисунке 1.2 представлен проход контактной подвески в искусственных сооружениях.  Рисунок 1.2 - Проход контактной подвески в искусственных сооружениях 1.5 Подбор опорно-поддерживающих конструкций Подбор типовых поддерживающих и фиксирующих устройств выполняют при проектировании контактной сети путем привязки разработанных конструкций к конкретным условиям их установки. В проекте были использованы неизолированные швеллерные консоли №5 (НР-II-5). Консоли швеллерные маркируют НР (неизолированная с растянутой тягой) и НС (неизолированная со сжатой тягой. Подбор консолей в различных условиях установки осуществляют в соответствии с таблицами, разработанными в Трансэлектропроекте для районов с нормативной толщиной стенки гололеда до 20 мм включительно и со скоростью ветра до 35 м/с при повторяемости климатических нагрузок не реже одного раза в 10 лет. Подбор типовых неизолированных и изолированных консолей для линий постоянного и переменного тока выполняют в зависимости от типа опор и места их установки. Кроме того, для линий постоянного тока на прямых участках пути необходимо учитывать габарит установки анкерных опор. Типовые кронштейны разработаны металлические и деревянные. На металлических подвешивают провода линий ДПР, усиливающие, питающие, отсасывающие и провода обратного тока (на участках с отсасывающими трансформаторами). На деревянных кронштейнах крепят провода воздушных линий 6 и 10 кВ напряжением до 1000 В и волноотводные. Наставки и стойки применяют в тех случаях, когда высота опор недостаточна для установки необходимого кронштейна, а также, если требуется расположить провода над жесткой поперечиной. Надставки и стойки подбирают в зависимости от назначения, в необходимых случаях их проверяют на конкретные нагрузки. Жесткие типовые поперечины балочного типа представляют собой сквозные фермы прямоугольного сечения, состоящие из отдельных блоков. Решетка раскосная: направленная в вертикальных плоскостях и ненаправленная в горизонтальных. Поперечины в обычном исполнении, предназначенные для районов с расчетной температурой до -40С, изготовляют из стали ВСт3пс6 1-й и 2-й групп прочности. Поперечины комплектуют из двух, трех или четырех блоков в зависимости от длины расчетного пролета. Стыки блоков поперечин в обычном исполнении сварные, в северном исполнении - на болтах. Маркировка блоков поперечин в обычном исполнении - БК (крайний), БС (средний), в северном исполнении - БКС, БСС. К буквенному обозначению через черточку добавляется порядковый номер блока, например БКС-29. Типовые сочлененные фиксаторы, разработанные в Трансэлектропроекте, подбирают в зависимости от типа консолей и места их установки, а для переходных опор - с учетом расположения рабочей и анкеруемой ветвей подвески относительно опоры. Кроме того, учитывают, для какой из них предназначен фиксатор. В обозначениях типовых фиксаторов применяют буквы Ф (фиксатор), П (прямой), О (обратный). В маркировке имеются римские цифры I, II и т. д., характеризующие длины основных фиксаторов. В проекте были использованы фиксаторы марки ФО-II, ФП-III - на прямом участке перегона и насыпи, ФП-IV и ФО-V в кривых участках перегона, в выемке. Опоры контактной сети могут быть разделены на две основные группы: несущие, на которых имеются какие-либо поддерживающие устройства (консоли, кронштейны, жесткие или гибкие поперечины), и фиксирующие, на которых только фиксирующие устройства (фиксаторы или фиксирующие поперечины). В первом случае опоры воспринимают и вертикальные и горизонтальные нагрузки, во втором - лишь горизонтальные. В зависимости от типа поддерживающего устройства различают несущие опоры консольные (с однопутными или двухпутными консолями), стойки жестких поперечин (одиночные и спаренные) и опоры гибких поперечин. Консольные опоры обычно разделяют на промежуточные (на них крепится одна контактная подвеска) и переходные, устанавливаемые на сопряжениях анкерных участков и воздушных стрелках (на них крепятся две контактные подвески). Помимо нагрузок в плоскости, перпендикулярной к оси пути, опоры могут воспринимать усилия от анкеровки тех или иных проводов, создающих нагрузки в плоскости, параллельной оси пути. В этом случае опоры называют анкерными. Как правило, опоры контактной сети выполняют одновременно несколько функций, например переходная консольная опора может быть анкерной и, кроме того, поддерживать еще питающие провода. Для установки на вновь электрофицируемых линиях проектируют опоры типа СО для участков постоянного тока. Использованы опоры, закрепленные на фундаменте - раздельные, которые при соединении с фундаментом типа ТС становятся неразъемными. Опоры железобетонные - СС108.6-1, анкерные - СС108.7-3, переходные - СС108.6-2.В проекте были использованы подопорные плиты марки ОП-2; Анкеры типа ТА-1 и ТА-3. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
,м
,даН/м
,м
,м