Контактная сеть - Марквардт К.Г., Власов И.И

Author: Марквардт К.Г. Власов И.И
Tags: электроснабжение контактная сеть
Year: 1938
Similar
Контактная сеть
Контактные сети и линии электропередачи
Проектирование контактная сеть
Text
                    ЦЕНТРАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ УЧЕБНЫМИ ЗАВЕДЕНИЯМИ
КОНТАКТНАЯ
СССР—нкпс
ЦЕНТРАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ УЧЕБНЫМИ ЗАВЕДЕНИЯМИ
МАРКВАРДТ К. Г. и ВЛАСОВ И. И.
КОНТАКТНАЯ СЕТЬ
Утверждено
Центральным управлением учебными заведениями
Народного комиссариата путей сообщения
в качестве учебника для втузов НКПС
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ТРАНСПОРТНОЕ
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
МОСКВА ТРАНСЖЕЛДОРИЗДАТ 1938
В книге дается подробное описание кон-
струкций контактной сети и методов их расчета,
а также освещаются вопросы монтажа и экс-
плуатации. В книге богато использованы отече-
ственный и заграничный опыты.
В таком полном объеме, в сочетании теории
с практикой, книга появляется у нас впервые.
Кита \ тверждена Центральным управлением
учебными заведен ями Нг\ПС в качестве учеб-
ника дл-т транспортных втузов по специальности
электрификации железных дорог.
Цена 13 р.
Переплет коленкоровый 1 р. 50 к.
Переплет 75 к.
Отв. редактор С. Я. Крылов
Технический редактор П. А. Хитрое
Корректор А. С. Жилина
Сдано в производство 19/VII 1938 г.
Подписано к печати 20/VIII 1^38 г.
ЖДИЗ 51014 Заказ № 1418.
Уполном/ Главлита Б-45685 Тираж 4 000 экз.
Формат 72х1051(м Объем 37 п. л. +3 вклейки
Кол. зн. в печ. л. 71040
1-я тип. Трансжелдориздата,
Москва, Б. Переяславская, 46.
ОБЩАЯ ЧАСТЬ
§ 1. Краткий исторический обзор
Первые опыты применения электрической энергии для целей тяги относятся
к первой половине прошлого века. В 1831 — 1832 гг. появились первые электро-
двигатели, и вскоре, в 1834— 1835 гг., американец Томас Девенпорт построил
несколько вагонов, передвигавшихся при помощи энергии, получаемой от батарей
гальванических элементов.
Одновременно в 1834 г. русский физик Якоби построил первый большой
двигатель с постоянными магнитами и использовал свою установку для пере-
движения лодки по р. Неве в Петербурге, питая двигатель от 320 медно-цинковых
гальванических элементов.
Как в том, так и в другом случаях источники энергии и электродвигатели на-
ходились на одной и той же подвижной единице, и поэтому, естественно, передача
энергии от первых ко вторым не требовала специальной сети.
Однако такой способ питания двигателей, как известно, не получил боль-
шого распространения и сохранился лишь для отдельных специальных слу-
чаев. Для магистральных же или городских дорог из-за большой мертрой на-
грузки от веса аккумуляторов такое решение, естественно, не могло получить
широкого развития.
Пришлось отказаться от весьма соблазнительной идеи — электрического
локомотива, не связанного ни с какими стационарными установками, и пользо-
ваться энергией от электрических станций. Питание в этом случае производилось
или непосредственно от шин станции, или энергия сперва преобразовывалась на
подстанциях.
Естественно, что при такой схеме работы появилась необходимость в допол-
нительном устройстве, которое обеспечило бы передачу энергии от неподвижных
источников к перемещающимся электрическим локомотивам. Это соединительное
звено, к настоящему времени включающее в себя ряд всевозможных конструкций
и электрических устройств, принято называть контактной сетью.
Такая схема питания была принята при следующей попытке использования
электрической тяги в установке фирмы Сименс и Гальске, экспонировавшейся на
Берлинской промышленной выставке, где небольшой электрический локомотив,
движущийся с тремя вагонами по рельсам, получал ток от шины, уложенной
на деревянных подкладках между рельсами, и имел напряжение 130 в. Возврат
тока осуществлялся в этой установке через ходовые рельсы.
Эта схема питания подвижного состава с использованием ходовых рельсов
как одного из проводов сохранилась и до сего времени.
Точно так же сохранилось в принципе и применение жесткой шины в качестве
провода'(прямого), с той лишь разницей, что менялись сечение и форма шины, и,
кроме того, с повышением напряжения в ней деревянные подкладки были за-
менены изоляторами большей электрической прочности. Но несмотря на эти из-
менения, можно считать, что описанная система явилась прототипом современной
системы с контактным (третьим) рельсом.
Низкие по величине напряжения, применявшиеся в это время для целей
тяги, и возможность использовать дерево в качестве изоляции логически привели
к тому, что была создана система, в которой один ходовой рельс использовался
в качестве прямого провода, а другой — в качестве обратного.
Такая система была применена Эдиссоном на опытной линии в Меню-Парк,
з
а в 1881г. по такой системе начала работать дорога между Берлином и Гросс-
Ликтерфельде длиной 2,45 км, построенная фирмой Сименс и Гальске. В этой
установке рельсы служили проводником тока, для чего оси вагонов в ступицах
были изолированы от колес деревянными прокладками. Токоснимание осущест-
влялось либо при помощи щеток, скользящих по рельсам, либо при помощи
роликов, катящихся по этим рельсам. Напряжение в этой установке было уже
поднято до 160 в.
Дальнейшее развитие электрической тяги, естественно, вело к увеличению
мощностей локомотивов, протяженности линий и как логическое следствие из
этого — к увеличению напряжения.
Повышение же напряжения в свою очередь предъявляло новые требования
к изоляции сети.
Повышение напряжения за пределы 300 в заставило уже отказаться от шпал
как изоляторов, и прямой провод размещался на изоляторах, установленных либо
на шпалах, либо на специальных конструкциях, вынесенных за пределы габарита
подвижного состава.
В 1881 г. на электрической выставке в Париже была испытана система пи-
тания вагонов, предложенная Вернером Сименсом. В 1882 г. фирмой Сименс
и Гальске был открыт опытный участок под Берлином (рис. 1).
В этих системах энергия подво-
дилась при помощи воздушных про-
водов, укрепленных на стойках,
установленных вдоль пути; причем
как питание, так и возврат тока
происходили через воздушные про-
вода. Объяснение возникновению
такой системы можно найти в том,
что в предыдущих системах вслед-
ствие плохого состояния рельсово-
го пути (с точки зрения электри-
ческой проводимости) падение на-
пряжения в рельсах достигало
значительной величины. Поэтому,
вместо того чтобы уделить необ-
ходимое внимание улучшению про-
водимости рельсовой цепи, было решено прямой и обратный провода изолиро-
вать от рельсов. В системе, примененной на выставке, в качестве проводов
использовались трубки с пропилом внизу, в которые закладывались ползуны
(челноки), связанные с вагоном гибким проводом. Эти трубки для избежания
больших прогибов подвешивались к стальному тросу. Пг . этой системе и была
устроена первая электрическая дорога, соединяющая Франкфурт-на-Майне с
городом Оффенбахом, открытая с 1884 г. Это была первая элёкТрйчёская~до-
ротат верхним проводом при напряжении 300 в. При такой системе, однако,
весьма сложно было устраивать сеть на стрелках и пересечениях, поэтому при
увеличении применения электротяги и при необходимости электрификации
крупных разветвленных станций от этой системы пришлось отказаться.
В 1883 г. Сименс и Гальске построили в Северной Ирландии электрическую
дорогу, соединяющую Портуш с Бушмилем, на постоянном токе с напряжением
250 в. Здесь в качестве контактной сети использовался третий изолированный
рельс из таврового железа, укрепленный на деревянных стойках. Токоснимание
осуществлялось двумя стальными пружинами, скользящими по этому рельсу.
Обратным проводом служили ходовые рельсы.
В США начало применения электрической энергии для тяги относится к 1884 г.,
когда была оборудована трамвайная установка в Кливленде.
В 1885 г. в Канзас-Сити вместо трубок был подвешен круглый медный про-
вод. Токоснимание производилось сперва при помощи роликов, катящихся по
верхней поверхности провода, а затем — при помощи роликов, прижимавшихся
пружинами к нижней поверхности провода.
4
Несомненно, что описанные системы с двумя изолированными проводами
должны были стоить дороже, чем система с одним изолированным проводом, ис-
пользующая в качестве второго провода ходовые рельсы. Но вместе с тем эта си-
стема имела и свои преимущества, заключающиеся в том, что здесь не могли
иметь места неизбежные при использовании рельсов «блуждающие токи»,
ответвляющиеся от рельсов в землю и разрушающие близлежащие металлические
сооружения.
С другой стороны, большое расстояние между прямым и обратным проводами,
особенно при протекании части тока по земле (при использовании рельсов в каче-
стве второго провода), приводит к тому, что мешающее влияние на провода связи
также достигает существенной величины; при описанных же системах это влияние
почти не ощущается. Следует указать, что уже к этому времени упомянутые не-
приятные, явления стали заметный требовали принятия соответствующих мер.
И, наконец, только эта система применяется на троллейбусных линиях,
где по самой природе этого вида транспорта не может быть предложено ничего
другого, так как рельсовый путь отсутствует.
В последующих установках наибольшее применение получил роликовый то-
коприемник, и развитие контактной сети с воздушным проводом шло уже по пути
усовершенствования как самой сети, так и типа токоприемника. В США были за-
тем испробованы: замена ролика полым цилиндрическим валиком на шариковых
подшипниках и — просто скользящим контактом.
В первое время электрическая тяга получила главное распространение на
трамвайных линиях, причем Америка в короткое время обогнала в этом отношении
Европу, имея в 1897 г. трамваи в 28 городах с общей длиной трамвайных путей
'23 000 км при 40 000, вагонах, тогда как в
Европе к этому времени было около 1 500 км
трамвайных путей и 3 100 вагонов.
Контактная сеть во всех случаях пред-
ставляла голый медный провод, подвешенный
вдоль пути, сбоку или над путем на высоте
5 — 6 м. Подвешивался этот провод при по-
мощи изоляторов на расстоянии 30 — 40 м
на прямом пути и на несколько меньших —
на закруглениях. Поддерживался провод
или на поперечных тросах (проволоках), ко-
торые укреплялись на стоящих по бокам от
линии столбах (или в городе — на крюках в
стенах здания), или на кронштейнах, укреп-
ленных на опорах. В таком виде подвеска
контактного провода сохранилась и до сего
времени на трамваях и промышленном
транспорте, т. е. на дорогах, где движение
происходит с малой скоростью (рис. 2).
В этом случае, т. е. когда для подвески про-
вода применяются кронштейны, изоляторы
прикрепляются не прямо к ним, а посред-
ством коротких проволок. Такое крепление
контактного провода создает ему в местах
подвеса большую эластичность и улучшает
процессы токоснимания. ;
Почти одновременно с трамваями начали
развиваться пригородные и междугородные
для пассажирских перевозок.
И лишь к 1895 г. в США на линии Балтимор — Огайо была произведена
электрификация тоннеля в Балтиморе, где уже преобладало грузовое движение.
Большая скорость движения сравнительно с дорогами трамвайного типа и
и большая мощность локомотивов приводили к тому, что простая подвеска кон-
тактного провода начинала давать уже неудовлетворительное токоснимание.
электрические дороги, но только
5
При сохранении этой системы подвески для улучшения условий работы
провода его следовало бы подвешивать значительно чаще, т. е. увеличивать чис-
ло опор и удорожать систему. Стремление удешевить сеть, избегая применения
большого количества опор, увеличить ее эластичность и иметь частое подвешива-
ние контактного провода и привело к появлению так называемых цепных подве-
сок. В этих системах подвески контактный провод подвешивался на стальной про-
волоке, имеющей большой провес. В дальнейшем при переходе к электрификации
железных дорог, особенно при постоянном токе, потребовалось подвешивать
большое сечение проводов, и в этом случае представилось целесообразным и
для несущего троса цепной подвески использовать медный трос.
К числу первых опытов применения цепной подвески можно отнести системы,
при которых контактный провод подвешивался на двух несущих (поддержи-
ч	,	- вающих) тросах (рис. За). В таком виде
Рис. За
подвеска была применена на одной
из шведских ж. д. Сходная система
применялась и на дорогах США, но
там крепление провода производи-
лось при помощи жестких струн. В
дальнейшем же опыт показал, что такое
жесткое крепление провода ухудшает
условия токоснимания, и тогда был под-
вешен дополнительный провод ниже пер-
вого (рис. 36). Эту систему уже можно
рассматривать как прототип современной
компаундной подвески (рис. 4).
Попутно развивались и более легкие
системы цепной подвески с применением
одного провода, но обычное специальными
устройствами, позволяющими поддержи-
вать натяжение в контактном проводе по-
стоянным и достаточно высоким, что так-
же весьма благоприятно влияет на токо-
снимание. Цепная подвеска такого типа
одного из участков дорог СССР представ-
лена на рис. 5.
С дальнейшим развитием электротяги
в зависимости от напряжения, рода тока и
общих экономических условий системы сети получали различное конструктивное
решение как в отношении конструкции цепной подвески, формы поперечного се-
чения проводов, их материала, так и изоляции поддерживающих конструкций и т. д.
Из приведенно-
го краткого обзора
легко усмотреть,
что уже с самого
начала наметились
две системы сети,
т. е. система с кон-
тактным (третьим)
рельсом и система
с верхним проводом, причем, как видно из изучения этого вопроса, в начале боль-
шим предпочтением пользовалась первая система. Системы же сети с верхним про-
водом получили наибольшее распространение с увеличением напряжения сети.
Можно считать, что на сегодняшний день третий рельс главным образом ис-
пользуется на метрополитенах, в длинных тоннелях и, наконец, при благоприят-
ных метеорологических условиях и относительно невысоких напряжениях (как
правило, до 1 500 в) на пригородных дорогах, особенно если они связываются с ме-
трополитеном. Для магистральных же дорог, особенно в суровых метеорологи-
ческих условиях исключительное применение имеет система с верхим проводом.
6
Рис. 4
Началом применения электриче-
ской тяги в России можно считать
1892 г., когда в Киеве был построен элек-
трический трахМвай. В 1902 г. бельгий-
ской компанией был построен электриче-
ский трамвай в]£Екатеринославе (ныне
Днепропетровск). В таких же крупных го-
родах, как Москва, Петербург (ныне Ле-
нинград) Харьков и Одесса, появление
электрического трамвая относится к
1906— 1910гг.
В нашем Союзе электрификация же-
лезных дорог получила практическое
оформление только после Октябрьской
революции. До войны составлялись про-
екты электрификации различных уча-
стков, но практического разрешения
эти проекты так и не получили.
Первой электрифицированной доро-
гой НКПС явился пригородный участок
Северной (ныне Ярославской) ж. д. в
Москве.
Несколько ранее сходная по прин-
ципу была выполнена дорога Баку—Са-
бунчи, по условиям своей работы зани-
мающая промежуточное положение меж-
ду дорогами трамвайного типа и дорогами магистральными.
В дальнейшем как на этом участке, так и на других дорогах контактная сеть
получила ряд изменений, вызванных техническими и экономическими соображе-
ниями, причем все оборудование контактной сети выполнялось по нашим проек-
там и нашими заводами.
§ 2. Условия работы и основные элементы контактной сети
Для того чтобы дать общее представление о всех элементах устройства кон-
тактной сети и особенностях условий ее работы по сравнению с условиями
работы смежных с ней устройств, разберем эти условия работы и главней-
шие элементы, составляющие контактную сеть.
Такой сжатый обзор, как показывает педагогический опыт авторов, дает сразу
общую ориентацию читателю, мало знакомому с предметом данного курса (имею-
щим лишь знакомство с основной терминологией), и указывает место отдельных
вопросов, занимаемых в данном курсе, и взаимосвязь их с другими вопросами.
Рассматривая все устройства, которые отличают электрифицированную же-
лезную дорогу от дороги с паровой тягой, можно разбить их на следующие три
основные части:
1)	тяговые подстанции,
2)	контактная сеть,
3)	электрический подвижной состав.
Задача первой части заключается в преобразовании электроэнергии к видуг
необходимому для данного подвижного состава (изменение рода тока, напряже-
ния, частоты). Задачи второго элемента, т. е. контактной сети, связывающей между
собой подвижную нагрузку и источники питания (т. е. подстанции и подвижной
состав), наилучшим образом определены § 149 ПТЭ: «Контактная сеть на электрифи-
цированных участках должна обеспечивать бесперебойное токоснимание при
наибольших скоростях движения в любых атмосферных условиях». Наконец,
назначение третьего элемента (подвижной состав) само по себе ясно и не требует
каких-либо пояснений.
Рассматривая же условия работы всех трех упомянутых выше элементов
под углом зрения необходимости обеспечения бесперебойной работы участка, мы
можем легко установить, что их возможности в этом отношении весьма неравны.
Так, крайние звенья этой цепи по условиям планового ремонта имеют некоторый
резерв в виде резервного подвижного состава, резервных агрегатов и дублирова-
ния различных элементов на подстанциях, что дает возможность заменять отдель-
ные элементы оборудования и работать в ряде случаев с полным графиком дви-
жения даже при выпадении из работы одной подстанции вовсе. Контактная же
сеть по своей природе, как это должно быть очевидным без всяких пояснений,
такого резерва иметь не может.
При рассмотрении обособленно одной контактной сети такое несоответствие
возможностей резервирования может в результате повести к понижению общей
надежности работы участка независимо от выбранного резерва для остальных
частей. Приведенные соображения говорят о том, что при проектировании кон-
тактной сети, при изыскании наиболее экономически выгодных решений, следует
иметь особо осторожный подход к выборам «запасов прочности», особую тщатель-
ность в выборе методов расчета и, наконец, особую тщательность при выполнении
сети, помня все время, что повреждение одного какого-нибудь элемента сети мо-
жет выбросить из работы большую часть участка и нередко требует большого
времени для нахождения и устранения повреждения. Все это говорит о том зна-
чении и особой роли, какую играет контактная сеть в устройствах электрифи-
цированных дорог.
Для того чтобы получить первое представление о контактной сети и о всех вхо-
дящих в нее элементах, следует выбрать тот или иной порядок изложения, кото-
рый позволит свободно переходить от одного элемента к другому. Знакомиться
с элементами удобно в том порядке, в каком онй встречаются при сооружении
сети, или в том порядке, в каком они встречаются при проектировании. Опыт по-
казывает, что рассмотрение элементов, составляющих контактную сеть, их взаи-
мосвязь и разбор вопросов, определяющих задачи этих элементов, удобнее всего
вести в той последовательности, в какой встречаются эти элементы при проекти-
ровании сети.
Первым вопросом, с которым сталкивается проектировщик при составлении
проекта сети, является вопрос выбора электрической схемы сети (или, как ее
8
принято называть, схемы питания и секционирования сети). Ниже мы подробнее
разберем этот вопрос. Для того чтобы уяснить сущность этого вопроса, удобнее
всего обратиться к наипростейшей из возможных схем питания, представленной
на рис. 6. Здесь тяговая подстанция получает энергию при помощи линии переда-
этом случае контактная
и
сеть, состоя-
усиливающих проводов, вторым про-
«п^тцРтная ГРГпЬ
Питатилин
Центральная
станция
'Линия передачи
Рис. б
OmcacbtBaHJuiuu
провод
Тягодая
подстаниЛ
чи и передает ее в провода, питающие локомотивы.
Одним проводом является в
щая сама из цепной подвески
водом является рельсовый путь.
Питание контактной сети осущест-
вляется через два фидера, или,
как их называют: питающий фидер
(провод), соединенный с контакт-
ным проводом, и отсасывающий,
соединенный с рельсовой цепью.
Механическим расчетам кон-
тактной сети и составлению про-
екта конструкции предшествуют.
электрические расчеты контактной
сети. Эти электрические расчеты
охватывают вопросы выбора сече-
ния проводов, схемы питания и
секционирования и защиты от то-
ков короткого замыкания.
Данные, представляющие со-
бой результат электрического ра-
счета, служат основанием для
проектирования контактной сети в
Получив необходимые данные из электрического расчета, переходят к выбору
конструктивном оформлении.
ее
системы контактной сети для перегонов и станций.
Прежде всего выбор системы контактной сети идет по линии установления
наибольшей пригодности системы с верхним проводом или с третьим рельсом.
Для большинства участков наших дорог в силу климатических условий очевид-
но едва ли может стать вопрос о применении третьего рельса. Таким образом, даже
неглубокое изучение климатических условий (для большинства участков) заста-
вит остановиться на выборе системы верхнего провода. В свою очередь при верх-
нем проводе возможны как простая (так называемая трамвайная), так и цепная
подвески контактного провода. При значительных скоростях, тяжелых токо-
приемниках можно заранее ожидать, что наилучшее решение даст один из типов
цепной подвески. Таким образом, выбор системы сети с верхним проводом для ма-
гистральных дорог сводится к выбору той или иной системы цепной подвески,
после чего производят расчеты, на основании которых определяются длина про-
лета (расстояние между опорами), высота опор и положение проводов подвески
при различных метеорологических условиях.
После установления наиболее подходящей системы продольной подвески
разрабатывают основные узлы и конструкции цепной подвески, а также специаль-
ные конструкции контактной сети под искусственными сооружениями (путепро-
водами, тоннелями, мостами с ездой по низу и т. д.).
Следующим не менее важным вопросом, касающимся' конструктивной сто-
роны сети, является выбор типов поперечной конструкции, т. е. конструкции,,
при помощи которой продольная подвеска крепится к опорам.
Для однопутных и двухпутных участков обычно предпочитают консольную
подвеску (на кронштейнах), причем подвеску каждого пути, как правило,осуще-
ствляют на отдельных опорах, для чего на двухпутных участках опоры устанав-
ливаются по обеим сторонам путей.
Для многопутных участков на перегоне применяется подвеска контактной
сети на поперечных тросах или на опорах с жесткими поперечинами.
Следующим по порядку и одним из наиболее серьезных вопросов является,
вопрос проектирования опор и вопрос выбора материала и конструкций опор.
9
При выборе материала и конструкций учитываются соображения экономи-
ческие, технические и, наконец, связанные с общим видом электрифицированного
участка.
Большое внимание следует уделять вопросам взаиморасположения кон-
струкций контактной сети с другими конструкциями на участке. Так, например,
при автоматической блокировке на участке размещаются светофоры, и опоры
контактной сети могут эти сигналы сильно затемнять; в этом случае надлежит
разрешить этот вопрос таким образом, чтобы была достигнута достаточная ви-
димость сигналов путем размещения сигналов на мостиках при использовании
этих мостиков одновременно для контактной сети, размещения этих сигналов на
специальных Г-образных опорах или, наконец, размещения их на опорах кон-
тактной сети.
После окончания проекта, принципиально разрешающего вопросы выбора
основных конструкций, производят трассировку на местности.
Детально разрабатываются вопросы эксплуатации и составляется проект
организации эксплуатации.
Большое внимание уделяется разработке вспомогательных устройств, пред-
назначенных для эксплуатации, причем по возможности стараются использовать
эти устройства и для монтажа.
К числу таких устройств относится проектирование мастерских, строитель-
ных дворов, восстановительных и монтажных поездов, дрезин, лейтеров (пере-
движных лестниц), кранов, бетонировочных поездов и т. п. Детально разрабаты-
ваются монтажные процессы, выявляется необходимый штат, количество мате-
риалов и инструментов и составляется проект организации монтажа.
Bz результате всей работы составляются сметы и спецификации на материалы,
оборудование, инструменты, необходимые для сети; составляются строительные
и финансовые планы, согласованные с остальным строительством на участке,
где будет производиться электрификация, после чего и приступают к мон-
тажу сети.
Назначение данного курса и заключается в описании существующих кон-
струкций контактной сети, анализе их качеств и ознакомлении с методами меха-
нического расчета этих систем и с вопросами монтажа и эксплуатации.
Вопросы же, связанные с выбором сечения проводов, представляющие боль-
шой самостоятельный и сложный комплекс, в данный курс не входят и должны
явиться материалом для особого курса.
Есть, однако, один вопрос, который связывает между собой электрическую
и механическую части, — это вопрос питания и «секционирования» контактной
сети.
Действительно, если нельзя вести электрический расчет сечения проводов,
не выбрав ту или иную схему питания и секционирования сети, то и нельзя вы-
полнить проект сети в ее конструктивном оформлении, не зная, как она должна
быть секционирована. Эти соображения и заставляют нас включить в данный
курс раздел «Питание и секционирование контактной сети», выпустив из него все
элементы электрического расчета.
§ 3. Питание и секционирование контактной сети
При проектировании и эксплуатации контактной сети специфические особен-
ности ее устройства и условий работы заставляют особое внимание уделять
вопросам, связанным с повышением ее технической надежности. Это соображе-
ние получает особенное значение, если обратить внимание на то, что надежность
работы контактной сети теснейшим образом связана с работой всего участка.
Основным вопросом такого характера является вопрос выбора рациональной
схемы снабжения энергией электрифицированного участка. Если попытаться
разбить этот вопрос на его составные части, то в первую очередь должен быть рас-
смотрен вопрос выбора схемы присоединения контактной сети к источникам пи-
тания, или схемы питания, участка. Однако немалую роль играет и вопрос разде-
ю
ления контактной сети на отдельные части (секции), что делается для получения
возможности отключения в случае необходимости любой из этих частей.
Разделить при изучении эти два понятия (схема питания и схема секциони-
рования) друг от друга практически почти невозможно, так как вопросы, относя-
щиеся к схеме питания, тесно переплетаются с вопросами, относящимися к схеме
секционирования (схеме деления участка на части). Поэтому мы будем рассматри-
вать эти вопросы совместно.
При составлений схемы питания и секционирования какого-либо участка
приходится удовлетворять целому ряду требований. В первую очередь выдви-
гается ряд принципиальных соображений, непосредственно связанных с вопро-
сами надежности работы - участка, соображений, существенным образом влияю-
щих на выбор той или иной схемы. При этом в ряде случаев эти соображения
не могут быть проверены или подтверждены какими-либо техническими, а часто и
экономическими расчетами и базируются главным образом на опыте эксплуата-
ции существующих участков.
К таким принципиальным соображениям, которые приходится разрешать
в первую очередь при составлении проекта сети, могут быть отнесены вопросы
выбора двухстороннего или одностороннего питания отдельных участков, т. е.
параллельной или раздельной работы подстанций, схемы соединения проводов
(параллельной или раздельной), подвешенных над отдельными путями, и т. п.
В некоторых случаях на основании таких соображений может даже выбираться
расстояние между подстанциями, по первому взгляду не отвечающее требованиям
экономичности. Например, на участках с густым движением типа пригородных
глубоких вводов и т. п. часто размещают подстанции весьма близко друг от друга,
вне зависимости от расчета, стремясь лишь к увеличению технической надежности
в работе участка. Точно так же такие вопросы, как разделение на отдельные части
контактной сети на станционных путях, в депо, под искусственными сооружени-
ями ит. п., целиком основываются на подобных соображениях. Без большого
труда можно было бы значительно увеличить число таких примеров, когда от-
дельные моменты в схемах секционирования определяются лишь общими
соображениями.
С другой стороны, выбор схемы секционирования в большой степени коррек-
тируется требованиями селективной работы этой схемы. Требования эти сводятся
к следующему: если при повреждении какого-либо участка наступает короткое
замыкание, необходимо, чтобы поврежденная часть участка отключалась в воз-
можно короткое время, дабы последствия этого короткого замыкания были воз-
можно меньшими. Необходимо также, чтобы отключалась только эта часть участка
(дабы перерыв в работе этой части участка не отражался на неповрежденных
частях) и притом чтобы эта часть была возможно меньшей. Кроме того, ко всему
изложенному необходимо прибавить еще одно весьма существенное соображение:
для удобства эксплуатации схема секционирования должна быть возможно более
простой и логически ясной, т. е. она не должна быть загромождена секционными
разделениями, предусматривающими маловозможные или малонеобходимые схе-
мы работы. Назначение каждого секционного разъединения должно быть совер-
шенно ясно, а отсюда манипуляции разъединителями — весьма простыми.
Таким образом, если рационально построенная схема должна обладать столь
достаточной гибкостью, чтобы была достигнута возможность наиболее безболез-
ненно изъять из работы поврежденную (возможно меньшую) часть участка, то
все же не следует допускать слишком мелкого дробления контактной сети, так как
при этом значительно усложняется схема секционирования, что при аварийных
переключениях может повести к ошибочным действиям обслуживающего сеть
персонала.
Кроме того, при мелком дроблении схемы появляется необходимость в
устройстве большого количества секционных разъединений. Эти же конструк-
ции вследствие их большей сложности по сравнению с обычной подвеской
сами понижают общую надежность сети.
Следует отметить, что вопросы, связанные с расчетом защиты оа токов корот-
кого замыкания, относятся к вопросам электрического расчета сети, почему
н
здесь и неуместно на них останавливаться. Однако в результате этих расчетоа
сеть тем или другим путем будет разделена (секционирована), следовательно и кон-
струкция сети окажется в некоторой степени связанной с этими расчетами. Поэтому
целесообразно познакомиться и с основными соображениями, определяющим!!
схему секционирования участка.
Схема питания и секционирования участков. Прежде чем приступить к рас-
смотрению различных схем питания и секционирования, следует выявить те об-
щие качества, которыми должна обладать любая схема. Основным качеством каж-
дой схемы должна являться надежная защита от возможных коротких замыканий.
Достигается это тем, что фидеры подстанции, через которые энергия поступает
к контактной сети, присоединяются к шинам подстанции через специальные авто-
матические выключатели. В задачу настоящего курса не входит рассмотрение
требований, предъявляемых к этим выключателям, и особенностей их конструк-
ции, поэтому отметим лишь, что эти автоматические выключатели регулируются
таким образом, что они, не выключаясь, дают возможность питать участок при
любых нормальных нагрузках и выключаются, когда ток выходит за пределы их
регулировки. При коротком замыкании же ток достигает значений выше этой ре-
гулировки, выключатели выключаются, и разрывается цепь короткого замыкания.
В дальнейшем развитии схемы, как ниже будет видно, эти выключатели
могут получить применение и в других точках участка, удаленных от подстанции.
В этих случаях выключатели соединяют собой отдельные секции сети и имеют
в принципе то же назначение, т. е. отключать участок, на котором получило место
короткое замыкание.
Постановкой таких выключателей удается достичь того, что при коротком
замыкании выпадает уже не весь участок, питаемый от подстанции (когда выклю-
чается выключатель фидера подстанции), а меньшая его часть.
На рис. 7 представлена наиболее простая схема питания. Здесь каждая под-
станция питает части участка, примыкающие к ней слева и справа. У подстанции,
как и во всех других схемах, сеть электрически разделяется; на случай необхо-
димости соединения частей предусматривается разъединитель А. Это разде-
ление обеспечивает независимость о'дного участка от другого. При производстве,
какого-либо рода работ или при возникновении короткого замыкания на участке
отключается только один участок, а другой остается присоединенным к сети.
Разъединитель С при раздельной работе подстанций нормально разомкнут \
благодаря этому снятие напряжения на одной части участка не отражается на ра-
боте соседних участков.
При появлении короткого замыкания на какой-либо секции отключается
лишь соответствующий фидерный автоматический выключатель Ф.
Недостатком такой схемы является то обстоятельство, что при одностороннем
питании участка сеть, рассчитанная по допускаемым потерям напряжения, полу-
чается более тяжелой (большее сечение проводов), нежели при двухстороннем
питании 1 2. Этот недостаток устраняется замыканием разъединителя С, т. е.
1 В практике электрических железных дорог принято говорить: «нормально замкну-
тый (или разомкнутый) разъединитель» вместо «разъединитель замкнутый (или разомкну-
тый) при нормальной (неаварийной) схеме секционирования».
2 Мощность подстанций также в ряде случаев приходится увеличивать, так как ис-
пользование их ухудшается.
12
'переходом на параллельную работу подстанций. Однако такое решение в случае
большого расстояния между подстанциями дает новый недостаток, заключаю-
щийся в том, что при появлении короткого замыкания на одной из частей сети
выпадает из работы уже весь участок между двумя подстанциями, так как от-
ключаются выключатели обеих подстанций, через которые питается поврежден-
ный участок, что не всегда может быть признано допустимым. Для устранения
этого недостатка в большинстве случаев в середине участка отдельные секции
сети соединяются при помощи автоматических выключателей.
Соединение участков может осуществляться как одним, так и двумя выключа-
телями. Если устанавливается максимальный выключатель, могущий отключить
ток как одного, так и другого направления, а следовательно, и ток короткого
замыкания, на какой бы части участка короткое замыкание ниЪ^лучило место,
то устанавливается один выключатель (рис. 8). В случае же, если применяются
выключатели, способные отключать лишь ток одного направления (направленные
выключатели), то приходится устанавливать в точке раздела два выключателя
(рис. 9). Здесь Сх и С2—также автоматические выключатели (направленного типа).
Рис. 8	Рис. 9
установленные на отключение тока, превышающего определенную величину и
протекающего от шины а к сети. В этом случае отключается лишь тот выключа-
тель, который присоединяется к поврежденному участку. С другой стороны,
этот поврежденный участок отсоединяется от пункта питания при помощи авто-
матического выключателя Ф. Выключатели С, Сг и С2 (рис. 8 и 9) снабжены
устройством (при помощи реле напряжения), включающим эти автоматы как
только вновь появится напряжение на поврежденном участке, что может иметь
место лишь после устранения повреждения и включения фидера подстанции.
При такой схеме этот пункт секционирования не требует особого обслуживания,
автоматически разъединяя секции при повреждении участка и соединяя вновь
по устранении этого повреждения, т. е. как только при помощи выключателя Ф
будет дано напряжение в сеть.
Небольшое каменное строение, куда заключаются эти выключатели, и необ-
ходимое для их работы дополнительное оборудование (обычно запертое, постоян-
ного обслуживания здесь не требуется) располагаются на станции, остановочном
пункте или на перегоне. Это устройство, включающее в себя все оборудование,
называют секционным постом (или постом секционирования).
В тех случаях, когда есть основания считать, что отключение только части
участка при коротком замыкании не дает 'заметных преимуществ и можно до-
пустить при коротком замыкании выпадение из работы всего участка между
подстанциями, тогда секционного поста внутри участка можно не устраивать.
Тогда схема имеет, как уже выше отмечалось, тот же вид, как и на рис. 7,
с той лишь разницей, что разъединитель С в этом случае нормально замкнут, и
защита всего участка осуществляется выключателем Ф.
На двухпутных или многопутных участках, в случае, если контактные про-
вода отдельных путей между собой не соединяются, могут иметь место две схемы
питания в зависимости от того, принята раздельная или параллельная работа
подстанций (рис. 10). Та и другая схемы получают место в зависимости от того,
разомкнуты или замкнуты нормально разъединители С.
13
Параллельное соединение проводов отдельных путей обычно осуществляется
при помощи автоматических выключателей. Эти выключатели сосредоточиваются
в одном месте, обычно около середины участка между подстанциями в секцион-
ном посте.
На рис. 11 представлена типовая схема соединения проводов отдельных путей
в пункте секционирования. Представленное на этом рисунке устройство дает па-
Рис. ю
ционного поста. Вследствие этого
раллельное соединение проводов всех пу-
тей и соединяет между собой разделенные
в продольном отношении части сети также
при помощи автоматических выключателей.
Эта схема имеет исключительно боль-
шое применение на многопутных участках
наших и заграничных железных дорог.
Популярность этой схемы объясняется тем,
что она дает полную селективность в работе
при защите от токов короткого замыкания.
В этой схеме при коротком замыкании
на участке через автомат, питающий по-
врежденную часть участка, устремляется
ток, равный сумме токов, протекающих в
это время через остальные автоматы сек-
выключатель (установленный в расчете на
отключение именно этого направления тока) отключает со своего конца повреж-
денный участок от остальной сети. С другого коцца поврежденный участок
отключается также автоматом, установленным на питающем проводе под-
станции.
Выше указывалось, что рассматриваемая схема вполне обеспечивает селек-
тивную защиту от токов короткого замыкания. Это качество особенно наглядно
выступает в случае, если при одном секционном посте на однопутном или много-
путном участке короткое замыкание получает место у этого секционного поста.
В том случае, если этот пост расположен в середине участка, то токи, протекающие
через автоматы подстанций, получат почти одинаковую величину (так как сопро-
тивлением проводов, соединяющих сеть с шиной поста, можно пренебречь).
Однако отключается лишь автомат подстанции, питающий непосредственно
короткое замыкание (а не через шину поста). Достигается это тем, что автоматам
поста дают более низкую регулировку по сравнению с автоматами фидеров под-
станций. Поэтому автомат поста, присоединенный к поврежденному участку,
отключается раньше, чем у автоматов подстанции ток достигнет отключающей
величины.
Здесь следует указать на то, что (так как скорость нарастания тока короткого
замыкания весьма велика) такая работа очевидно возможна лишь-при очень боль-
шой скорости отключения. Достижение же необходимой в этом случае скорости
отключения обеспечивается применением так называемых быстродействующих
выключателей, описание которых можно найти в специальном курсе.
14
Все рассмотренные соображения, в результате которых появляется необхо-
димость секционирования контактной сети, теснейшим образом связаны с во-
просами защиты от токов короткого замыкания. Однако в ряде случаев сек-
ционирование сети должно быть произведено и по соображениям, непосред-
ственно не связанным с защитой оттоков короткого замыкания. К таким случаям
относятся почти все соображения, на основании которых выбирается схема
секционирования сети на железнодорожных станциях.
Контактная сеть станции, за исключением мелких остановочных пунктов
пригородных участков, отделяется от перегонов, образуя самостоятельные сек-
ционные участки. Схемы же секционирования сети на самой станции могут очень
сильно отличаться друг от друга в зависимости от схемы расположения пу-
тей на станции и от характера ее работы. Поэтому дать исчерпывающие и при-
годные для всех случаев схемы секционирования станций, несмотря на то, что
это было бы весьма полезно, не представляется возможным. Приводимые ниже
схемы секционирования дают лишь общие указания для первой ориентации в этом
вопросе и только в таком разрезе должны рассматриваться.
Составление схемы секционирования каждой отдельной станции может быть
произведено лишь после изучения схемы путей и специфики работы рассматри-
ваемой станции. Здесь полезно лишь отметить, что чрезмерное дробление стан-
ций на отдельные секции ведет к усложнению и может при манипуляциях с вы-
ключателями привести к отрицательным результатам. Это полезно отметить уже
хотя бы потому, что в погоне за достижением наибольшей гибкости в работе та-
кому дроблению иногда дают место. Количество отдельных секций на станции
должно устанавливаться в первую очередь в зависимости от схемы и характера
работы. Провода станционных путей, разбитые на ряд электрически разделен-
ных одна от другой групп, соединяются между собой при помощи устанавливае-
мых для этой цели секционных разъединителей.
Разъезды и малые станции однопутных линий с числом путей порядка четырех
обычно поперечного секционирования не имеют, т. е. провода рядом идущих путей
электрически не разъединяются. Все провода отдельных путей такой станции
объединяются в одну общую группу, электрически отделенную от перегонов сек-
ционными разъединениями, которые при нормальной схеме работы перекрывают-
ся замкнутыми разъединителями А и Б (рис. 12а). В случае же, если отдельные
пути имеют специальное назначение (погрузка, осмотр подвижного состава и т. п.).
то их провода следует отделить от остальной сети.
Рис. 12
На станциях однопутных линий с числом путей большим, чем в предыдущем
случае, провода главного пути с проводами нескольких (одного или двух) сосед-
них станционных путей выделяются в группу, отделяющуюся от проводов перего-
на и проводов остальных путей станции (рис. 126). Все прочие провода путей
станции объединяются во вторую группу и соединяются с первой через попереч-
ный секционный разъединитель. При необходимости эта группа путей отклю-
чается от проводов главного пути, и движение поездов по главным путям станции
поддерживается без перебоев. Разъединители П1 и П2 устанавливаются в том
случае, если общее сечение проводов контактной сети главных путей и путей, с
ними соединенных, меньше сечения проводов контактной сети на перегонах.
В случае же, если это сечение достаточно, то вместо П1 и П2 может быть уста-
новлен только один разъединитель П, что, конечно, проще и удобнее. В особых
случаях, как и в предыдущей схеме, могут выделяться и отдельные пути или
небольшие группы в отдельные секции.
15
При секционировании больших станций однопутных линий все пути станции
разбиваются на две-три группы. Эта разбивка увязывается с эксплуатационной
работой станции таким образом, чтобы при отключении одной из групп оставалась
возможность приема и отправления поездов на другие группы станции.
Для этой же цели станционные группы сети могут соединяться с проводами
перегонов посредством промежуточной группы контактной сети, благодаря нали-
чию которой прием с перегона и отправление на перегон поездов остаются возмож-
ными при отключении любой из станционных групп контактной сети. Снятие на-
пряжения на промежуточной группе сети, как и на перегоне, влечет за собой пол-
ный перерыв движения поездов в этом направлении; возможность же приема и от-
правления поездов с другого смежного со станцией перегона сохраняется (рис. 12в).
Особенностью схем секционирования многопутных и, в частности, двухпут-
ных участков является то, что провода главных путей в пределах станции так же,
как и на перегонах, отделяются друг от друга. При такой схеме движение на од-
ном главном пути может происходит независимо от отключения контактной сети
на другом главном пути (рис. 13а).
На двухпутных станциях, обычно если число путей на ней около пяти или
более, станционные пути, как и на станциях однопутных участков, отделяются
от главных и образуют третью группу, соединяющуюся через поперечные секци-
онные разъединители с главными путями (рис. 136).
При объемлющем расположении главных путей, как показано на рис. 13в,
также должна быть предусмотрена возможность присоединения группы проводов
станционных путей к проводам любого из главных путей, для чего устанавлива-
ются два поперечных разъединителя или один сдвоенный разъединитель. Попе-
речные разъединители П, дающие соединение главных путей, при нормальной
схеме работы разомкнуты и используются лишь при аварийных схемах и различ-
ных эксплуатационных переключениях.
Пример секционирования станции трехпутного участка дан на рис. 13г.
Здесь вся сеть секционирована на такое количество групп, чтобы провода главных
путей в пределах станции так же, как на перегонах, были отделены один от
другого.
На всех станциях провода путей, имеющих особое назначение, как-то:
провода пакгаузных путей, путей, на которых производятся осмотр и ре-
монт подвижного состава, т. е. во всех случаях, когда прикосновение к проводам
контактной сети более возможно, чем на других участках сети, отделяются от
проводов прочих станционных путей. Для присоединения их устанавливается
секционный разъединитель с заземляющим контактом. Этот разъединитель, от-
ключая свой участок сети, одновременно и заземляет его (рис. 14а).
Провода путей у электродепо выделяются также в особую группу. Если
же деповские пути имеют два отдельных, независимых один от другого тракцион-
ных пути для выхода на станцию, то провода путей у электродепо разбиваются
1б
на две группы с тем, чтобы была возможность выезда из депо на станцию незави-
симо от повреждения или отключения для ремонта одной из деповских групп
контактной сети (рис. 146).
В том случае, если в депо вводится контактный провод, в него также вклю-
чаются секционные изоляторы, располагаемые непосредственно перед воротами
депо. Каждый провод, введенный в депо, имеет отдельный секционный разъеди-
нитель, снабженный оптической сигнализацией (эта сигнализация служит для
предупреждения персонала, работающего по ремонту подвижного состава, о на-
личии напряжения в контактном проводе). Для обеспечения безопасности работы
по осмотру крышевого оборудования подвижного состава секционные разъедини-
тели снабжаются заземляющими контактами, служащими для заземления кон-
тактного провода, при отключенном положении разъединителя.
Все секционные разъединители, установленные на отдельных канавах элек-
тродепо (7, 2, 3 и 4), получают питание от общей шины, питаемой в свою очередь
через главный разъединитель Д (рис. 14в). Этот разъединитель располагается
обычно вблизи ввода напряжения в депо. Ввод же в депо выполняется подзем-
ным кабелем или воздушным проводом при помощи проходного изолятора.
Выше, разбирая различные схемы секционирования станций, мы полагали,
что питание сети станции от подстанции происходит через провода перегона.
В случае же, если подстанция располагается на рассматриваемой станции, то,
разбирая схему станции, необходимо одновременно рассмотреть и присоедине-
ние контактной сети к тяговым подстанциям. Присоединение контактной сети
к тяговой подстанции может осуществляться как подземным кабелем, так и воз-
душными питающими проводами.
В месте присоединения к сети питающих фидеров (проводов) устанавливаются
разъединители, дающие возможность отключения питающего провода от сети в слу-
чае его повреждения. Количество фидеров, выводимое с подстанции, зависит от
количества путей на участке, наличия депо, величины конструкции самой стан-
ции. Так, при расположении подстанции на разъезде или малой станции
однопутной линии питание контактной сети осуществляется тремя фидерами.
В этом случае два фидера (Фт Ф2) подводятся к перегонам, расположенным с
обеих сторон станции, а один — к станционным путям. Последний фидер явля-
ется в то же время и резервным на случай повреждения одного из питающих
главный путь перегонов (рис. 15а). При такой схеме, если Ф3 замкнут, то А и В
Рис. 15
разомкнуты; если же Ф3 разомкнут, то замкнут разъединитель А или В.
Если же подстанция располагается на малой станции двухпутной линии,
то к каждому из главных путей перегонов, прилегающих к станции, подво-
дится отдельный фидер, присоединяемый к сети при помощи своего разъ-
единителя (Фг, Ф2, Ф3 и Ф4). К проводам же станционных путей подводится
особый фидер, присоединяемый к сети посредством группы из трех разъедини-
телей (Ф5, Ф5',Ф5") (рис. 156). При отключенном главном разъединителе Ф5 два
других разъединителя могут служить в качестве поперечного секционного разъ-
единителя. Таким образом, здесь число фидеров достигает уже пяти.
При расположении тяговой подстанции на большой станции, секционирован-
ной на несколько групп, подвод питания к станционнььм путям осуществляется
также посредством группы разъединителей, дающей возможность параллельного
питания всех станционных путей и отключения в случае необходимости л юбой
группы (рис. 16а).
2 Контактная есть 226 /1	17
Если же на какой-либо из рассмотренных выше станций располагается депо,,
то для питания проводов путей электродепо предусматривают отдельный фидер.
Если это невозможно, питание электродепо производится от станционного фи-
дера через отдельный разъединитель (рис. 1бб).
Если секционный пост располагается на крупной станции, то питание сети
станции и особенно проводов деповских путей осуществляется через особые авто-
матические выключатели, присоединяющие эти части сети к шине секционного
поста. Такая схема питания дает возможность уменьшить зависимость работы
сети всего участка от работы сети этой станции и депо.
Рис. 16
Обозначения для секционных разъединителей, выполняющих одинаковые
задачи, обычно берут однотипные, например:
1)	продольные разъединители обозначают начальными буквами алфавита;
2)	фидерные разъединители (т. е. разъединители на питающих проводах)
обозначают буквой Ф с соответствующим значком (Фх, Ф2 и т. д);
.	3) поперечные разъединители обозначают буквой П; в тех случаях, когда
на станции устанавливаются несколько поперечных разъединителей, их можно
обозначать буквой П с соответствующим значком (77х, /72 и т. д.);
4)	разъединители деповские обозначают буквой Д;
5)	при групповом фидерном разъединителе главный разъединитель обозна-
чают буквой Ф с соответствующими значками, прочие же разъединители можно
обозначать цифрами 1, 2, 3 и т. д. или как это показано на рис. 156.
Буквенные и цифровые обозначения секционных разъединителей устанав-
ливаются таким образом, чтобы облегчить по возможности запоминание схемы
секционирования участка и название отдельных разъединителей. Для этого про-
дольные разъединители, расположенные, например, с северной стороны однопут-
ной станции, обозначаются буквой А, расположенные с южной стороны — бук-
вой Б, и т. д. На двухпутных станциях продольные разъединители по нечетному
пути обозначают соответственно буквами А и В, по четному — буквами Б и Г.
Фидерные разъединители, установленные по нечетному пути, обозначают буквой
Ф с нечетным значком, а установленные на четном пути — с четным значком.
Такая система дает возможность легко запомнить наименование разъединителей.
Главнейшие из разъединителей стремятся по возможности снабжать дистанцион-
ным управлением. Наилучшей и наиболее технически совершеной является си-
стема с диспетчерским управлением секционными разъединителями, т. е. система,
при которой управление разъединителями сосредоточивается в одном месте и по-
ручается одному лицу. При отсутствии же такой системы управление разъедини-
телями поручается обычно агентам сети, подстанции или железнодорожной
станции.
§ 4. Конструкция контактной сети при контактном (третьем) рельсе
Под контактным рельсом понимается специально укладываемый на изоля-
торы проводник с сечением, сходным в большинстве случаев с рельсом. Свое на-
18
звание эта система получила вследствие того, что в первых конструкциях для
этой системы в качестве контактного рельса и был использован ходовой рельс.
Любопытно отметить, что попытка применить жесткие провода в первый период
электрификации дорог имела место и для сетей с верхним проводом.
Так как при увеличении скоростей движения простая подвеска провода не
могла уже удовлетворять по условиям токоснимания, то и искали решения, при
котором можно было бы уменьшить или уничтожить стрелы провеса проводов.
В качестве примера можно привести линию Балтимор—Огайо, электрифици-
рованную в 1895 г. (на постянном токе 650 в), где были применены новый тип токо-
приемника (компании Дженераль Электрик, оборудовавшей электровозы) и же-
сткие железные провода, подвешенные над путями на особых поперечинах. Впо-
следствии, однако, ввиду неудовлетворительности и сложности такой подвески же-
сткий верхний провод в виде рельса был на этой линии перенесен вниз, и сеть
пришла к нормальной системе с контактным рельсом. Другой попыткой при-
менить жесткие железные провода было сооружение подземной дороги в Буда-
пеште, где в качестве провода (прямого и обратного) служило фасонное железо.
Правда, в этом случае основным соображением, определявшим применение же-
сткого провода, была недостаточная высота тоннеля подземной дороги, не
позволявшая использовать гибкие провода, отжимаемые токоприемником
кверху.
В последнее же время жесткие воздушные провода больше не применяются,
и в необходимых случаях они заменяются системой сети с контактным рельсом,
размещаемым внизу и не требующим сложных опорных конструкций.
В настоящее время система с третьим рельсом применяется для напряжений
в 1 500 в. Для более высоких напряжений были лишь отдельные попытки приме-
нить эту систему Ч Применяемый для этой цели рельс имеет вес от 20 до 75 кг/м
с проводимостью, колеблющейся относительно проводимости меди от г/6 до 1/10,
так что при средней проводимости 1/s сечение рельса в медном эквиваленте для
указанных выше весов лежит в пределах от 300 до 1 100 лш2.
Чтобы уменьшить число опорных изоляторов, на которых располагается кон-
тактный рельс, часто идут на применение тяжелых профилей при меньшей про-
водимости материала рельса.
Применение тяжелых профи-
лей, кроме того, дает возмож-
ность часто освободиться от
необходимости применять уси-
ливающие провода. Расстояние
между изоляторами контакт-
ного рельса обычно принимает-
ся от 3 до 6 м.
При жестком проводе, ка-
ким является контактный рельс,
постоянный надежный контакт
при всех колебаниях подвиж-
ного состава достигается уже
не за счет контактной сети, а
за счет устройства башмаков
(токоприемников) подвижного
К	L	М	о
Рис. 17
состава.
В зависимости от расположения контактной поверхности контактного
рельса можно различать два основных вида сети с контактным рельсом: 1) с верх-
ним контактом, когда башмак касается верхней поверхности контактного рель-
са, и 2) с нижним контактом, когда башмак скользит по нижней поверхности
контакта. Устройство при первом проще, но второй считают более удобным в тех
местах, где приходится ожидать гололедных образований на поверхности рельса и
1 На линии Нью-Йорк—Централь было применено напряжение 2 400 в.
2* 330/1
19
где по условиям обслуживания путей приходится остерегаться прикосновения к
ним служебного персонала.
В процессе своего развития контактный рельс получал самые разнообразные
формы поперечного сечения. Для примера наиболее употребительные формы
сечений контактного рельса, применяемых на американских железных доро-
гах, показаны на рис. 17.
На рис. 18 показана американская установка контактного рельса на различ-
ных железных дорогах; система с контактным рельсом, применяемая на париж-
Рис. 18
ском метрополитене, показана на рис. 19; как та, так и другая ясны без ооъясне-
ний из представленных рисунков.
Рельсы для увеличения проводимости прокатываются возможно большей
длины, а отдельные звенья в ряде случаев свариваются на большой длине.
На линии Кулоц-Модан отдельные
Рис. 19
звенья сварены длиной до 300 м. При-
менение рельсов большей длины уже
неудобно, так как при изменении тем-
пературы удлинения могут повести
к поломке опорных изоляторов.
В стыках рельса предусматри-
ваются температурные швы, т. е. на-
кладки, дающие свободное переме-
щение, а электрическое соединение
достигается гибкими приварными соединениями.
В первых конструкциях сети с контактным рельсом наибольшее распро-
странение имела система с верхним токосниманием, но в силу недостатков систе-
мы, при снегопадах и гололеде, кото-
рые сильнее сказываются при верх-
нем токоснимании, от нее стали от-
казываться.
На рис. 20 показана конструк-
ция контактного рельса на при-
городных участках Парижа. Здесь
применен тяжелый рельс (75 кг),
имеющий сечение 9 500 мм2 и сопро-
тивление 0,012 ом!км. Для более
надежного съема тока применяется
нижний контакт.
На берлинских пригородных и городских железных дорогах (работающих
на напряжении 850 в) также применен контактный рельс с нижним контактом.
20
о „ MO’JW
Рельс изготовлен из мягкого железа с проводимостью 8,9 ------- (рельсовая
мм
сталь имеет около 5 М° ^1. Вес рельса 40 кг/пог. м. Расстояние между опор-
млг ]
ными изоляторами выбрано равным 5 м.
На открытых участках для облегчения ухода и ремонта контактный рельс
располагается в междупутье. Длина отдельного звена 15 м. Температурные швы
предусмотрены через каждые 20 — 40 м.
Рис. 21
Рис. 23
Рис.^22
На всем протяжении во избе-
жание несчастных случаев кон-
тактный рельс защищен покры-
тием из досок, изолированных
пропитанными в масле проклад-
ками.
Общий вид контактного рель-
са с деревянным защитным кожу-
хом показан на рис. 21; на рис. 22
показан контактный рельс со
снятым с него защитным при-
крытием. Более ясно можно видеть крепление контактного рельса на рис. 23
(где он виден с торца): здесь видны половинки изолятора, железные накладки,
стягивающие их, и каучуковая прокладка между изоляторами.
Рис. 24а
Рис. 246
Расположение контактного рельса и токоприемника в нормальном виде
и на мостах показано на рис. 24а и 246; Во втором случае (токоснимание с бо-
21
ковой поверхности) форма рельса и его расположение позволяют отжать токо-
приемник и приблизить, таким образом, контактный рельс к оси пути, что
на мостах с малым по ширине габаритом является необходимым.
Переход с нижнего токоснимания на боковое происходит на протяжении
небольшого по длине участка, где контактная поверхность, поворачиваясь на 90°,
Рис. 25
переходит из горизонтального положения
в вертикальное. Общий вид такого пере-
хода показан на рис. 25, защитный покров
здесь снят.
На коротких мостах контактный рельс
проходит без напряжения и не имеет за-
щиты.
Для московского метрополитена им.
Л. М. Кагановича принята конструкция
контактного рельса с нижним токоснима-
нием. Контактный рельс располагается
сбоку от пути и подвижного ^состава.
Подвешивается этот рельс на кронштейнах, установленных на'шпалах. Токо-
снимание осуществляется при помощи специального башмака, скользящего
по нижней поверхности рельса. Контакт между башмаком и рельсом достигается
нажатием спиральной пружины, закрепленной вместе с токоприемником к тележ-
ке вагона. Токоснимание с нижней части дает возможность защитить контактный
рельс деревянным покровом с трех сторон и тем самым уменьшить опасность от
случайных прикосновений для обслуживающего персонала.
Контактный рельс изготовляется для лучшей токопроводим ости из легкой
мартеновской стали. Длина каждого звена рельса равна 12,5 м и вес 45,4 кг/м,
размеры же профиля можно видеть на рис. 26. Контактный рельс подвешивается
Сечение по а -б
Рис. 26
подошвой вверх, как это показано на рис. 27, при помощи изоляторов, состоящих
из двух половинок. Изоляторы эти изготовляются из фарфора и наружная поверх-
ность их покрывается
Части изолятора,
имея профиль, соот-
ветствующий профи-
лю рельса (рис. 28),
прижимаются к нему
при помощижожаных
прокладок, обеспечи-
вающих равномерную
передачу веса рельса
на изоляторы. Далее
усилия t’ передаются
на поддерживающие
скобы и уже через
глазурью.
Рис. 27
22
них — на кронштейн. Кронштейн выполнен из швеллера № 10 и в верхней
части имеет отверстие, через которое и вводится одна из скоб. Для равномер-
ного давления одной половины изоля-
тора на другую, вызываемого при
стягивании болтом скоб, между ними
прокладывается резиновая проклад-
ка — в паз между изоляторами.
Расстояние между опорными
кронштейнами колеблется в преде-
лах от 4,25 до 5,25 м.
Конструкция контактного рельса
в отличие от ходовых рельсов имеет
глухие стыки и температурные. В глу-
хих стыках рельсы устанавливаются
вплотнуЮхбез зазоров и соединяются	Рис. 28
при помощи накладок и болтов.
Для предотвращения отхода гаек применены пружинные шайбы Гровера.
Для улучшения проводимости концы рельсов, накладки, болты, гайки и шайбы
оцинковываются.
В температурных стыках (рис. 29) делается зазор и накладки устанавли-
ваются наглухо на одном конце рельса у стыка, другой же их конец не закреплен,
и поэтому смежный рельс может свободно перемещаться между накладками.
Рис. 23
Каждый пятый стык контактного рельса при установке его в тоннелях и
третий на поверхности выполняются в виде температурного стыка. Электропро-
водность такого стыка достигается применением двух электрических соедине-
ний. Каждое из этих соединений состоит из двух бронзовых наконечников с впа-
янными в них медными голыми гибкими кабелями. Один конец соединения
приклепывается к накладке, а другой закрепляется болтами на шейке переме-
Рис. 30
щающегося (относительно стыка) рельса. При сборке температурного стыка кон-
тактного рельса между отдельными звеньями оставляют зазор, величина ко-
торого зависит от температуры, при которой происходит сборка. Эти зазоры
задаются обычно в виде специальных таблиц зависимости зазора от темпера-
23
туры. Посредине между двумя температурными стыками устанавливаются про-
тивоугоны для сохранения нормальных зазоров в температурных стыках.
В местах расположения [стрелок и пересечений приходится устраивать
разрыв третьего рельса. Такой же разрыв устраивают и в местах секционирова-
ния при питании от различных фиде-
ров подстанций. Для плавного набе-
гания башмака токоприемника на
третий рельс в конечных точках у
разрыва устанавливаются отводы
(рис. 30) .Уклон этих отводов опреде-
Рис 3|а	ляется скоростью и направлением
движения. На московском метро-
политене им. Л. М. Кагановича на главных станционных и тупиковых путях
при набегании применяются отводы с уклоном 1 : 30 и при сбегании — 1 : 20..
| - Отвод /  20
 ф Отвод 1 '30
Рис. 316
на деповских же путях, где скорость
только отводы с уклоном 1 : 20.
На конце отвода во избежание
удара токоприемника в торец укре-
пляется специальный башмак из
бука. На рис. 30 дан отвод с укло-
ном 1 : 30.
Величина разрыва контактного
рельса на стрелках и глухих пере-
сечениях зависит от марки стрелки
и крестовины. На рис. 31а, 316 и
32 даны схемы расположения кон-
тактного рельса на стрелках мар-
ки 1/5 и 1/9 и на английской стрел-
ке. Из приведенных схем видно,
что с увеличением угла стрелки и
крестовины уменьшается величина
разрыва, и наоборот. Разрыв в
10,0 м (рис. 316) берется при по-
не превышает 20 км)час, применяются
Рис. 33
шерстном движении, при противошерстном же или двухстороннем движении
разрыв берется величиной в 9,0 м. Общий вид такого устройства отводов по-
казан на рис. 33.
24
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ
ТЕОРИЯ, РАСЧЕТ И КОНСТРУКЦИЯ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
ОТДЕЛ I
ПРОДОЛЬНАЯ ПОДВЕСКА
ГЛАВА I
НАГРУЗКА ПРОВОДОВ И ТРОСОВ
§ 1. Общие положения
Всякий провод или трос, подвешенный отдельно или участвующий в какой-
нибудь сложной системе подвески, подвергается действию различных факторов,
обусловливающих величину натяжения и стрелу провеса этого провода или троса.
К числу этих факторов относятся как собственный вес проводов и тросов, так и
нагрузки, появляющиеся в результате действия на провод различных атмосфер-
ных условий: осадки на провод (гололед, снег, иней) и давление ветра.
Рис. 34
Эти факторы создают так называемые
внешние, или добавочные, нагрузки, кото-
рые должны учитываться при расчете, так
как влияние их на натяжение проводов
весьма значительно Ч
Представление о возможных величи-
нах гололедных образований можно полу-
чить из рассмотрения рис. 34, где показан
обледенелый и покрытый изморозью
провод.
Один из примеров разрушений, вызы-
ваемых сильным гололедом, сопровождаю-
щимся также и ветром, показан на рис. 35,
Рис. 35
1 Ниже в этой главе при изложении вопросов, связанных с определением добавочных
нагрузок, будут приведены также и сведения, относящиеся к поддерживающим конструк-
циям, хотя к данному отделу (продольная подвеска) они прямого отношения и не имеют.
Однако эти сведения займут здесь незначительное место, дадут возможность в дальнейшем
избежать повторений и позволят собрать в одно место сходные по своей природе вопросы.
25
где представлена разрушенная металлическая опора одной из линий передач,
питающей подстанцию электрифицированного участка.
Эти добавочные нагрузки на проводах и тросах распределяются неравномерно
по их длине, так как и гололед, и давление ветра на различных участках практи-
чески различны. Однако, так как учесть неравномерность этого распределения
в расчетах не представляется возможным, то при всех расчетах проводов и тросов
эти нагрузки принимаются равномерно распределенными. В качестве расчетных
нагрузок принимаются средние величины из нагрузок, действующих по всей длине
провода рассматриваемого участка, отнесенные к единице длины.
Кроме добавочных нагрузок, действующих на провода, оказывает также
сильное влияние на натяжение проводов и изменение температуры. Влияние
этого фактора на изменение натяжения в проводах разбирается ниже, при вы-
воде расчетных формул, для различных типов подвески.
§ 2. Собственный вес
Любой провод и трос как всякое материальное тело имеют собственный вес,
представляющий при расчете вертикальную нагрузку. Эти нагрузки могут быть
взяты либо из сортамента проводов, где приводятся веса проводов, отнесенные
к единице длины, либо получены путем умножения удельного веса материала на
объем провода длиной в 1 м, т. е.
_ та/2-100-г„р	v
&пр 4- 100- 1000 4000 lnz”
где^р—вес 1 м провода в килограммах;
d — диаметр провода в миллиметрах;
у — удельный вес материала провода в граммах на 1 см3.
Здесь, как и ниже, при подсчете нагрузок, относимых к 1 м длины провода:
множитель 100 в знаменателе — перевод площади поперечного сечения в кв. сан-
тиметры; множитель 100 в числителе — длина провода в сантиметрах (так как
вес определяется для провода длиной в 1 м)\ множитель 1 000 дает перевод веса из
граммов в килограммы.
При многопроволочных проводах (тросах) по этой формуле должен подсчиты-
ваться вес каждой проволоки, затем для определения веса троса следует умножить
вес одной проволоки на их число.
Если подсчитывать вес многопроволочных проводов таким образом, то он
получится меньше действительного веса на 2 — 3%, что объясняется влиянием
скрутки проводов.
Однако в практических расчетах, учитывая незначительность ошибки и не-
которые условности, принимаемые при расчетах проводов, и для многопроволоч-
ных проводов часто определяют вес как для однопроволочного провода (если вес
берется не из сортамента проводов).
При некоторых системах подвески, речь о которых будет итти ниже, на про-
водах в пролете, между двумя опорами, располагается ряд клемм того или иного
назначения. Для упрощения расчета в большинстве случаев эти нагрузки добав-
ляются в виде дополнительной равномерно распределенной нагрузки к весу про-
вода.
§ 3.	Гололед
1.	Вид гололеда и его характеристики. Принято различать два вида гололед-
ных образований: чистый гололед (ожеледь) и изморозь (иней). Под первым
понимается налет сплошного, гладкого прозрачного льда, осаждающегося на раз-
личных предметах и, в частности, на проводах, под вторым — осаждения на про-
водах белого рыхлого кристаллического налета. Как показали наблюдения опыт-
ных гололедных станций НКПС, часто встречаются также и явления смеси
гололеда с изморозью.
Формы гололедных образований на проводах бывают весьма разнообразны.
Чаще других встречается эллиптическаяи форма гололеда, когда гололедные
26
образования в основном находятся с одной стороны провода. Кроме того, встре-
чаются круглая форма, яйцевидная, в виде сосулек и др.
Размеры гололедных образований оценивают так называемой интенсив-
ностью гололеда, под которой понимается диаметр обледенелого провода (причем
для сравнения интенсивностей обычно берут провод одного и того же диамет-
ра). Однако в практике чаще гололедные образования оцениваются толщиной
гололедной корки на проводах, причем часто эту величину также называют
интенсивностью гололеда.
В ряде случаев на отдельных участках наблюдались весьма сильные гололеды-
до 150 мм в диаметре. Но по данным метеостанций железных дорог Союза следует
считать, что образования чистого льда не выходят за пределы 80 мм. Гололеды же
больших интенсивностей представляют
собой уже смесь чистого гололеда с
изморозью. Удельный вес гололеда ко-
леблется чаще всего в пределах от 0,6
до 0,9 г/см3.
Эти соображения хорошо подтверж-
даются разультатами наблюдений, про-
изводившихся на станции Волноваха
Сталинской ж. д. На рис. 36 дана зависи-
мость между толщиной о и удельным
весом гололеда у. Из рисунка легко
усмотреть, что у падает при увели-
чении 5,
Большую роль при выборе расчет-
ной нагрузки играет и повторяемость
гололеда, так как к расчету обычно
Рис. 36
принимаются нагрузки, повторяющиеся
не реже одного раза в определенное число лет. Под повторяемостью гололеда по-
нимается обычно число случаев образования гололеда в год. При выборе нагрузок
повторяемость гололеда не может рассматриваться изолированно от интенсивности
гололеда, потому что, как правило, более интенсивные гололеды имеют меньшую
повторяемость. Наблюдатели, работающие в области изучения метеоусловий,
обычно не довольствуются указанными характеристиками, а оценивают, кроме
того, гололедные образования продолжительностью и длительностью гололеда.
Под продолжительностью понимают время, в течение которого гололед
находится на проводах. Эта величина, характеризующая устойчивость гололеда,
в среднем изменяется в пределах от нескольких часов до 10 суток. На дорогах
Юга, особенно в районе Донбасса, отмечалась продолжительность гололеда
с интенсивностью вЦОО мм более 15 суток.
Под длительностью гололеда понимается средняя величина общей продол-
жительности гололеда за зиму; эта величина достигает для района Донбасса
17 суток, в остальных районах Европейской части СССР она меньше.
Однако последние две характеристики, дающие общую оценку гололедности
того или иного района, не могут играть существенной роли при выборе расчет-
ных нагрузок. Действительно, если считать, что к расчету следует принимать
гололед, который повторяется хотя бы один раз в 5 лет, то уже не может играть
роли количество повторений его внутри одного и того же года.
Поэтому очевидно, что для целей механического расчета сети следовало бы
гололеды определенной интенсивности связывать с числом лет, через которые
образуются подобные гололеды.
О распределении повторяемости гололеда по месяцам можно получить пред-
ставление по данным, полученным на основе наблюдений метеостанций железных
дорог. Наиболее гололедным является декабрь (в среднем около 36% всех случаев
в год), далее идут январь (27%) и ноябрь (19%). В феврале и марте количество
случаев гололеда уже много меньше (8 — 9%), а в апреле и октябре совсем незна-
чительно (1 — 3%). Объединяя по признаку подверженности гололеду райо-
ны железных дорог Европейской части СССР и по признаку крайних дат
27
образования гололеда (начала и окончания), можно отметить, что по этим
признакам районы делятся приблизительно с северо-востока на юго-запад.
И соответственно даты меняются с 10 октября на дорогах Кировской, Ярославской
и им. Л. М. Кагановича до 10 декабря; на Закавказской ж. д. время возможного
окончания гололедных образований идет примерно таким же образом, т. е. с
12 марта на Закавказской ж. д. до 25 мая на Кировской дороге. В наиболее голо»
ледных районах начинаются гололедные образования во второй половине ноября
и кончаются в первой половине апреля.
2.	Условия образования, строение и процесс образования гололеда. Обра-
: ование гололеда обычно происходит или при быстрой смене холодного периода
теплым при наличии теплого, насыщенного водяными парами ветра, или при
выпадении переохлажденного дождя после периода сильных холодов. Изменение
температуры воздуха при образовании гололеда зависит от синоптического про-
цесса, вызвавшего это образование. Для Европейской части СССР наиболее харак-
терным является случай образования гололеда при натекании теплых потоков
воздуха на пространства, занятые холодным воздухом; иногда же замечаются и
обратные случаи, когда гололедные образования получают место вследствие за-
мещения теплых воздушных масс холодными. Температура, при которой обычно
наблюдаются гололедные отложения, колеблется около 0°, обычно более низкая—
на возвышенностях и приближающаяся к 0°—в нижних слоях атмосферы. Имеют
место случаи, когда гололедные образования возникали и при температуре не-
сколько большей 0°. Частицы переохлажденной воды, находящиеся в верхних
слоях атмосферы, выпадая в виде дождя, при соприкосновении с проводами
откладываются кругом провода в виде почти равномерного слоя. Если темпе-
ратура провода будет выше 0°, то образование гололеда на нем возможно лишь
в том случае, если тепло, отданное проводом при образовании гололеда, снизит
температуру провода хотя бы до 0°.
В случае же, если температура провода определялась протекающим по нему
током и если ток в проводе не изменился, то очевидно нагревание провода приведет
к опадению гололеда. Так как образование гололеда происходит при температуре,
близкой к 0°, то этим можно объяснить, что в различных нормах расчета линий
передач или контактных сетей чаще всего принимается, что гололед имеет место
лишь при температуре —5°.
Большое влияние на интенсивность гололеда и его повторяемость оказывают
высота расположения данного участка дороги над уровнем моря, высота распо-
ложения проводов над уровнем земли и т. п. Так, чем выше расположена местность,
тем сильнее и чаще гололедные образования.
Качественно такое же влияние оказывает и высота расположения проводов
относительно поверхности земли. Наличие в районе подвески проводов больших
водных поверхностей приводит к тому, что испарения с этих поверхностей, на-
носимые на провода холодным ветром или попадающие в холодные районы рас-
положения проводов, ведут к образованию гололеда. Влияние моря при этом может
сказаться и на достаточно большом расстоянии от него. В частности, особо тя-
желые гололедные условия в районе Донбасса и объясняют влиянием приноси-
мых ветром испарений с Азовского моря.
По специальным наблюдениям, производившимся за границей, было уста
новлено, что материал проводов также оказывает влияние на величину гололедны)
образований. Этими исследованиями было установлено, что при одном итомж(
сечении проводов наименьший гололед образовался на медных проводах и паи
больший — на алюминиевых (на последних Беспримерно на 13% получился боль-
шим). Стальные провода заняли среднее положение. Эти же исследования привел!
к выводу, что более интенсивно образование гололеда идет на проводах малы)
сечений.
Объяснение этому находят в том, что изменение температуры провода и окру
жающего воздуха происходит неодинаково. Так, при уменьшении температурь
воздуха до 0° и ниже, когда может начаться образование гололеда, провод вслед
ствие своей теплоемкости будет иметь температуру более высокую. При этом мед
ные провода и особенно провода больших сечений достигнут температуры появле-
28
ния гололедных образований позже, следовательно и вес гололеда на них будет
меньший.
3.	Ветер при гололеде. Ветер при обледенелых проводах в ряде случаев мо-
жет представить большую опасность, чем сам гололед, вследствие большой по-
верхности (парусности) обледенелого провода.
По имеющимся данным при анализе большего числа случаев, когда гололед
имел место на проводах, были установлены следующие совпадения скоростей
ветра с гололедными образованиями:
Ветер со скоростью 20 лцсек.............................
»	»	»	15	»	.........................
»	»	»	8	»	.........................
>	»	»	3	»	.........................
Без ветра .............................................
ко/
/о
25%
33%
34%
3%
С точки зрения направления ветра гололед чаще всего сопровождается вос-
точным и юго-восточным ветрами и, наоборот, при западном и северо-западном
направлении ветров гололед наблюдается редко.
Было замечено, что гололедные образования достигают своего максимума
при наиболее сильных ветрах; при уменьшении скорости ветра гололеды уже не
увеличиваются.
Установлено также, что ветер, направленный перпендикулярно к линии,
способствует наибольшим по величине образованиям гололеда (примерно на 23%
более, чем при других направлениях ветра).
Выше уже отмечалось, что наибольшую опасность представляет сочетание
гололеда максимальной интенсивности с ветром максимальной скорости. Чаще
регистрируются толщина
Рис. 37
других различными техническими условиями рекомендуется принимать к расчету
одно из следующих сочетаний: гололед максимальной интенсивности с ветром
v = 20 м/сек или гололед с ветром v = 15 м/сек.
4.	Определение веса гололедных образований. При наблюдениях за гололед-
ными образованиями, как уже отмечалось, чаще всего
корки ё и удельный вес гололеда (вес, приходя-
щийся на единицу объема) у, а в случаях, когда
образование имеет в сечении не круглую форму, а
близкую к эллиптической, то регистрируются и
главные оси эллипса.
Вес гололеда при круглой форме поперечного
сечения обледенелого провода (рис. 37а) на длине
в 1 м может быть определен по формуле:
я (О2 — rf2) 100
4 • 100.• 1000
где D — диаметр обледенелого провода в миллиметрах;
d — диаметр необледенелого провода 1 в миллиметрах;
у — удельный вес гололеда в граммах на 1 см3.
Значение коэфициентов здесь то же, что и выше (стр. 26).
Упростив приведенное выражение, получим:
gs =0,785.10-3 (D2 — d2') у кг.	(1,1)
В тех случаях, когда для какого-либо района нет достаточно проверенных
данных интенсивности гололедных образований и известно, что он не является
весьма гололедным, принимают в расчетах так называемый нормальный гололед,
т. е. цилиндрический гололед с толщиной корки ё = 10 мм (предусматриваемой
обычно и Техническими условиями) и удельным весом у = 0,9 кг/см2.
1 Если определяется вес гололеда на тросе, то в расчет должен войти диаметр опи-
санной окружности площади сечения троса (внешний диаметр). Для контактного провода
принимают также диаметр его окружности.
29
Тогда
= 0,785-IO-3 [(rf + 20)2 — ^2].о,9, ,
или окончательно:
(bl')
g2 = 0,028 (d + 10) кг/м,
где d — диаметр необледенелого провода в миллиметрах.
Если задаются не диаметр или толщина корки гололеда, а оси эллипса сече-
ния гололеда а и b (рис. 376), то вес гололеда может быть подсчитан по формуле:
gz =0,785.10-3 (ab — d2) 7 кг/м.	(1,1")
§ 4.	Изморозь
Изучению вопросов, связанных с изморозью, уделяется обычно меньше вни-
мания, так как ввиду небольшой плотности она представляет для проводов мень-
шую опасность, чем гололед.
Наблюдения в этом случае относятся главным образом к случаям максималь-
ных образований изморози.
Однако при частых сменах морозной погоды оттепелями изморозь или обле-
деневает, или соединяется с гололедом и в этом случае уже может представить
значительно большую опасность для проводов.
Если морозная погода держится, то обычно изморозь на проводах, не дости-
гая больших интенсивностей, осыпается. •
Наибольшие величины изморози, выходящие за пределы 100 мм, были за-
мечены только на дорогах Юга и представляли по своему строению ряд оледенелых
слоев. При образовании изморози на первый оледенелый слой отлагался следую-
щий, отвердевал, затем другой и т. д. Наибольшие изморози наблюдались главным
образом в январе, т. е. несколько позже, чем гололеды.
Воздух во время образования изморози бывает насыщен частицами воды (ту-
ман), причем это насыщение происходит вследствие понижения температуры возду-
ха. Переохлажденные частицы воды, приходя в соприкосновение с проводами
(имеющими температуру ниже 0°), кристалли-
зуются на поверхности провода, образуя измо-
розь, причемзначительные изморози получают
место при сильном насыщении влагой воздуха
и при небольшой скорости ветра, все время на-
носящем* на провода частицы воды. При на-
правлении ветра, перпендикулярном оси про-
вода, изморозь будет отлагаться так, как это
показано на рис. 38а, т. е. на наветренной
стороне провода. Затем под действием этой
эксцентрично приложенной нагрузки про-
вод повернется, и отложение будет продолжаться, в результате чего придет
к виду, представленному на рис. 386.
При направлении ветра вдоль проводов они покрываются изморозью равно-
мерно по всей поверхности, как это показано на рис. 38в. Но большую массу и
большую плотность изморозь получает при направлении ветра, перпендикуляр-
ном проводу.
Форма изморози бывает весьма различной. Так, изморозь образуется в виде
игл (напоминая колючую проволоку), бахромы, щетки и т. п.
Удельный вес изморози изменяется в очень широких пределах — от 0,05 до
0,7 г)см3. Средняя величина удельного веса изморози лежит около 0,15—0,2 г/см3.
Определение веса изморози может быть произведено по тем же формулам, что и
для гололеда.
а)
Направление
ветра &
Рис. 38
§ 5.	Снег
Снеговую нагрузку приходится учитывать лишь при проектировании раз-
личных поддерживающих конструкций контактной сети. На проводах обычно
30
снеговая нагрузка не учитывается, так как она практически на них не удер-
живается.
Подробные данные о снеговых нагрузках для различных районов СССР можно
получить из соответствующего ОСТ. Здесь мы лишь приведем самые краткие све-
дения 1 об этой нагрузке, так как при расчетах конструкций с ней приходится
сталкиваться реже, чем с другими, а также потому, что она вообще играет меньшую
роль. Снеговая нагрузка в килограммах на 1 м2 горизонтальной проекции поверх-
ности определяется в зависимости от средней из максимальных толщин снегового
покрова на земле (в конце зимы), установленной за ряд лет (обычно за 10 лет)
наблюдениями ближайшего метеорологического пункта. Эта нагрузка зависит от
наклона поверхности к горизонтали и может быть взята из табл. 1.
Таблица 1
1 № районов!	Высота снегового покрова в см	Снеговая нагрузка в кг}м2 горизонтальной проек- ции при углах наклона поверхности							
		0°	10°	20°	30°	35°	40°	45°	50°
0	Район без устойчивого покрова .	25	25	25	25	25	25	25	0
1	При высоте покрова ^30 см . .	40	45	50	50	40	30	25	0
2	При высоте покрова^ 60 »	. .	80	90	100	100	80	60	40	0
3	При высоте покрова>60 »	. .	120	135	150	150	120	90	60	0
Для открытых местностей, подверженных частым зимним ветрам (со ско-
ростью 12 м/сек и выше), указанные нагрузки ОСТ разрешается снижать на 50%,.
но принимать их к расчету не менее 25 кг/м2. Для закрытых же местностей (линия
в лесу, у крупных строений и т. п.) снеговую нагрузку, наоборот, увеличивают
на 25%.
Для получения некоторого представления о высотах снегового покрова
в различных районах СССР приводятся в табл. 2 данные крайних пределов высот
покрова по отдельным районам. Эти данные представляют собой выборки из Кли-
матологического справочника по СССР.	~	о
г	Таблица 2
Название местности	Наибольшая высота снего- вого покрова в различных местностях района в см	Примечание для случаев, вы- деляющихся в данном районе
Северная область 		от 55—78	Щугор — 95 см
Ленинградская область 		42—63	Имандра (Хибины) —80 см, Усть-Ижора — 28 см, Краколье — 32 см
Карельская АССР		52—62	
Западная область 		25-54	
Московская область		37—56	
Ивановская промышленная область . . .	44-63	
Горьковская область 		 49—77	
Татарская АССР		57—60	
Куйбышевская область		43—57	Орск — 30 см
Воронежская область		16—41	
Сталинградская область 		13—48	Орапжерейн. промысел — 3 см
Северокавказский край 		6-29	
' Дагестанская АССР		5—9	
Крымская АССР		2—4	
Белорусская ССР		14-32	Новое Королево—40 см, Горки — 42 см
Украинская ССР		2—30	
Челябинская область 		42-84	
Западносибирский край		22—65	Туруханск — 109 см
Казахская ССР		24—44	Казалинск — 9 см
1 Приводимые сведения являются выдержками из ОСТ 4535/3.
31
§ 6.	Ветер
Среди нагрузок, действующих на провода и опорные конструкции контактной
сети, значительное место занимает нагрузка, вызываемая давлением ветра на про-
вода.
1.	Структура ветра. Строения воздушных течений в большой мере зависят
от их скорости; так, можно указать, что параллельными эти течения бывают лишь
при малых скоростях ветра. При увеличении же их скоростей в воздухе возника-
ют сложные вихревые движения, которые определяются также неровностями зем-
ной поверхности и различием в температурах соседних масс воздуха. Эти вихре-
вые движения, закономерность в величине и направлениях которых, естественно,
установить практически невозможно, могут иметь весьма различные диаметры
вплоть до 10 км, В силу этих причин структура ветра не может быть сплошной,
т. е. ветер дует толчками, в промежутках между которыми может иметь место
ветер значительно меньшей скорости или даже штиль. Толчки эти по времени
весьма коротки, обычно заключаются в интервале 0,5 — 2,0 сек., причем все время
они меняются как по скорости, так и по направлению. Таким образом, когда на
основании каких-либо источников получена средняя скорость ветра, то следует
иметь в виду, что скорость ветра в отдельные моменты времени может превосхо-
дить среднюю на 50 — 70%, при этом чем выше средняя скорость ветра, тем
сильнее все эти отклонения.
С увеличением высоты повторяемость этих толчков уменьшается. Однако
в пределах тех высот конструкции, с какими приходится иметь дело в контактной
сети, это соображение существенной роли играть не может. Следует, однако,
отметить, что опасность от этих толчков (пульсаций) может играть существенную
роль лишь в случае возникновения резонанса.
Последний же возможен, если период пульсации совпадает с периодом соб-
ственых колебаний сооружений. При расчетах конструкций влияние отдельных
толчков на прочность сооружения не учитывается, так как этим толчкам противо-
поставляется инерция тела.
Насколько существенными являются эти соображения говорит хотя бы уже
то обстоятельство, что простые конструкции анемометров не могут уловить этой
пульсации, и только особо чувствительные приборы улавливают ее.
2.	Определение скорости ветра. Скорость ветра, принимаемая в расчет при
составлении проектов, должна быть взята в результате анализа долголетних на-
блюдений. Такими наблюдениями занимаются в различных точках СССР метеоро-
логические станции. В табл. 3 даны наименование ветров и оценка их скорости в
различных системах измерения (м/сек) и по 12-бальной системе Бофорта, приня-
той у нас, в Союзе. С помощью этой таблицы можпо установить скорость ветра по
внешним признакам.
Скорость ветра, вводимая в расчет, естественно, не может быть дана одина-
ковой для различных районов и должна выбираться по данным соответствующего
района. В качестве примера можно указать, что в центральной части РСФСР мак-
симальная скорость ветра редко превышает 20 м/сек, тогда как в районе Новорос-
сийска (при норд-остах) скорость ветра доходит до 40 м/сек.
Представление о максимальных скоростях в различных районах можно
получить из табл. 4.
В случае, если проектируемый учас-
ток сети лежит в местности, защищенной
от действия ветра, в лесу с высокими де-
ревьями, в выемке у высоких зданий ит. п.,
то обычно принимают к расчету значитель-
но меньшую скорость ветра. Эта скорость
ветра может быть определена нижесле-
дующим образом: ветер, встречающий на
своем пути препятствие, не затрагивает
часть воздуха за препятствием в объеме
ДВС (рис. 39), называемом ветровой тенью. Следовательно, и сооружения, по-
падающие в эту ветровую тень, не подвергаются действию ветровой нагрузки.
32
Таблица 3
Балл	I	Словесное обозна- чение	Внешние признаки	Скорость ветра м[сек j км!час
	—			
°'	Полный штиль	Дым поднимается вертикально. Листья неподвижны. Поверхность воды абсолютно гладкая	0-0,5	0—1,8
1	Очень легкий ве- тер. Едва тянет	Дым едва отклоняется. Листья почти неподвижны. Спокойная вода	0,5—1,5	1,8—5,4
2	Легкий ветер	Ветер едва ощутим лицом. Листья ше- велятся	1,5—3,0	5,4—10.8
3	Слабый ветер	Колеблются малые ветки с листьями. Легкое волнение на воде	3,0-5,0	10,8—18,8
4	Умеренный ветер	Вымпела растягиваются. Колеблются ветви без листьев. Ровная волна, иногда барашки	5,0—7,0	18,8—25,0
5	Свежий ветер	Колеблются большие ветви. Ветер чув- ствуется рукой. Море покрыто барашками	7,0—10,0	25,0-36,0
б	Сильный ветер	Деревца гнутся. Колеблются большие сучья. Водяная пыль срывается с гребня волн	10,0-12,0	36,0—43,0
7	Крепкий (очень сильный) ветер	Колеблются стволы небольших деревьев; Волны вогнутые, между крупной волной мелкие с барашками. Гребни волн сры- ваются ветром	12,0—14,0	43,0-50,4
8	Очень крепкий ве- тер	Ломает ветви и сучья, гнет большие де- ревья. Человек не может говорить против ветра. При ходьбе против ветра прихо- дится нагибаться. Сильное волнение на море	14,0-16,0	50,4—57,6
9	Шторм	Гнет большие деревья и ломает ветви. Очень сильное волнение на море	16,0—18,0	57,6—64,8
10	Сильный шторм	Вырывает с корнем деревья	18,0-23,0	64,8 -82,8
11	Жестокий (очень сильный) шторм	Сносит крыши. Производит большие раз- рушения	23,0—30,0	82,8—108,0
12	Ураган	Производит опустошения	Более 30	Более 126
Наблюдения проф. А. И. Кайгородова показывают, что между углом а в гра-
дусах и скоростью ветра (в метрах в 1 сек.) существует соотношение:
а == 2v.
Таким образом, зная АВ, AD и DE, можно установить величину угла а, а следо-
вательно установить и величину максимальной скорости, действующей на про-
вода. Так:
tg“ AB--DE ’
и соответствующая скорость ветра
ОСТ на ветровую нагрузку предлагает для сооружений, защищенных
редкой растительностью или небольшими постройками, уменьшать скорости
ветра, полученные для открытого места, на 40% и в случае защиты обширными
древесными насаждениями или крупными постройками — на 55%.
I Контактная сеть 206/1	оо
Таблица 4
Название местности	Скорость вет- ра в м/сек	Название местности	Скорость вет- ра в м/сек
Алма-Ата		20	Новороссийск		45
Акмолинск 		23	Орел .			22
Архангельск		30	Оренбург 		24
Астрахань 		24	Омск		25
Ашхабад		22	Пенза		29
Барнаул 		25	Пермь 		24
Батуми 		29	Петровск		36
Вологда		24	Полибино 		25
Ворошиловград		23	Ростов-на-Дону		22
Василевичи 		24	Сахалин 		22
Владивосток 		29	Самарканд 		23
Гудаур 		32	Саратов .			25
Горький 		25	Свердловск . .			23
Златоуст 		25	Семипалатинск 		28
Иваново		25	Скопин 		22
Иркутск		29	Смоленск 		30
Казалинск		20	Ставрополь 		20
Казань		25	Ташкент			23
Киров 		23	Томск		25
Курск		19	Тюмень		22
Ленинград 		24	Тбилиси 		26
Ленкорань 		35	Тотанкой (Крым)		22
Магарач (Крым)		24	Умань		23
Москва		29	Урюпинская		24
Николаев		31	Харьков 		20
Никольск (Вологодский)		34	Чита		25
		Ереван 		23
3.	Ветровая нагрузка. В 1933 г. Всесоюзным комитетом стандартизации пред-
ложено определять ветровую нагрузку по формуле:
Р = Kq,
где Р — давление ветра в килограммах на 1 м2, нормальное к воспринимающей
поверхности;
К — коэфициент обтекания, зависящий от формы и положения подверженного
ветру объекта;
q —• скоростной напор ветра в килограммах на 1 м2, соответствующий рас-
четной скорости ветра. Напор в зависимости от скорости определяется формулой:
у v2
q ~9,8l'~2 ’
где у —• вес 1 м3 воздуха = 1,23 кг/м3 при давлении 760 мм и температуре 15°;
9,81 — ускорение силы тяжести в м/сек2',
v — расчетная скорость ветра в м/сек.
Упростив, получим:
V2
q “Тб ’
и соответственно
р _
16
34
В расчетах применительно для линий передач и контактных сетей распростра-
нена формула вида:
Р = ад2,	(1,2)
где а также называют коэфицентом обтекания.
По ОСТ (1933 г.) для коэфициентов К даны значения для плоских поверхно-
стей К = 1,4, и следовательно
1.4
а =	= 0,088.
*	16
Этот же коэфициент дается и для каркасов без заполнения, решеток, ферм,
и следовательно его надо принимать и для металлических решетчатых опор.
В этом случае при определении давления на переднюю ферму вводится в расчет
фактическая поверхность стержней фермы. При определении же давления вет-
ра на вторую ферму (заслоненную от ветра первой фермой) в расчет берется
уже произведение из фактической поверхности этой фермы на отношение jL, где
F — площадь контура первой фермы, / —- площадь отверстий первой фермы.
В ОСТ эти положения даны для случая, когда обе фермы имеют одинаковую схе-
му. Очевидно не будет большой ошибки использовать эти положения и для слу-
чая, когда рисунки решетки в параллельных фермах одной опоры не совпадают.
Для вертикально стоящих цилиндров, башен и труб (ОСТ 4335/2)
К = 0,60,
и следовательно
0,60
а = -~х~ = 0,038.
16
Уменьшение коэфициента а для цилиндрических поверхностей по сравнению
с плоскими поверхностями объясняется лучшими условиями обтекания их воздуш-
ными струями. Для цилиндров же малого диаметра а получается большим, так
как вследствие сильных разрежений за ними увеличивается всасывающее действие
этих разрежений. В общесоюзных нормах на линии передачи принято: для плоских
поверхностей а = 0,09, для цилиндрических опор и проводов а = 0,06. Эти же
коэфициенты принимаются и для контактной сети.
Чаще всего при расчетах приходится встречаться со скоростями ветра v =
= 15 м/сек; v=20 м/сек и р=30 м/сек, поэтому удобно дать для этих скоростей
ветра простые для пользования формулы. Так, для плоских поверхностей давле-
ние на площадь, равную 1 м2, при скорости ветра ^=15 м/сек-.
р = 0,09-152-1,0 = 20,3 кг/м2;
v = 20 м/сек — р = 36 кг/м2;
v = 30 м/сек—р = 81 кг/м2.
Для проводов и цилиндрических опор давление, приходящееся на 1 м длины,
может быть определено из выражения:
а^2^-1,0	.
Р =	1000
где d — диаметр провода или опоры в миллиметрах;
1 000 — коэфициент перевода диаметра в метры;
1,0 —длина в метрах.
Отсюда можно найти в соответствии с приведенными выше коэфициентами
обтекания давления на провода и опоры
при скорости ветра <и = 15 м)сек р = 0,0136с/ кг 1м
»	»	»	v = 20	»	р = 0,024 d	»
»	»	»	v = 30	»	р = 0,054 d	»
3» 330/1
35
d во всех приведенных формулах остается в миллиметрах, относится к внеш-
нему диаметру (описанной окружности).
В том случае, если давление ветра определяется для гололедного режима,то
под d следует понимать диаметр обледенелого провода. Если же гололед эллип-
тической формы, то вместо диаметра должна войти длина вертикальной оси се-
чения гололеда.
§ 7.	Результирующие нагрузки
В случае, если расчет проводов ведется для режимов, когда имеется и гололед,
_ и ветер, то должны быть учтены результирующие нагрузки,
\	получающиеся от сложения обеих нагрузок.
З'у	Так как нагрузка от собственного веса и гололеда составляет
* \ с нагрузкой от ветра прямой угол (рис. 40), то результирующая
нагрузка может быть найдена из выражения:
Ч = /	)2+pV	(1,3)
Рис. 40 где Ч — результирующая нагрузка, действующая на провод, в
килограммах на 1 пог. м;
gnP — собственный вес провода в килограммах на 1 пог. м;
gs — вес гололеда на проводе в килограммах на 1 пог. м;
р — давление ветра на провод в килограммах на 1 пог. м.
Угол, составляемый силой q с вертикалью, может быть найден из выражения;
cos<l> = ^b^-.	(1,4)
При определении результирующей нагрузки для случая, когда действует
лишь один ветер, а гололеда нет, очевидно можно пользоваться этими же форму-
лами, положив лишь g? = 0.
Тогда
q = V g2nP+p\	(ЬЗ )
и соответственно
cos ф =	.	(1,4')
Ч
Выше мы уже вскользь упоминали о том, что данные об интенсивностях и
повторяемости гололеда, о давлениях ветра и изменениях температур и другие
факторы, характеризующие метеорологические условия данного района, получают
на основании проводимых метеорологическими станциями наблюдений. Результаты
этих наблюдений обычно представляются в виде таблиц, дающих зависимость
между интенсивностью гололеда или скоростью ветра и их повторяемостью.
Большую роль играет при расчетах совпадение отдельных неблагоприятных
факторов, т. е. ветра с гололедом, гололеда с низкой температурой и др. Для вы-
бора того или иного сочетания нагрузок необходимо также знать повторяемость
этих сочетаний.
Выбор расчетных нагрузок и их сочетаний должен производиться на основании
специальных норм на проектирование сооружения.
§ 8. Температура
Большую роль при проектировании всякого рода подвески проводов и, в част-
ности, для контактной сети играет диапазон изменения температуры в течение года
в районе построения сети. Это изменение температуры сильно отражается на про-
висаниях и натяжениях проводов и существеннейшим образом влияет на выбор
системы подвески проводов (а подчас и определяет этот выбор).
Из табл. 5 можно получить представление о диапазоне изменения температур
в различных пунктах СССР.
36
Таблица 5
Название местности	Минимальная температура	Максимальная температура	Название местности	Минимальная температура	Максимальная температура
	в град.	Цельсия		в град. 1	Цельсия
Архангельск 		—44,8	+32,9	Новозыбков		—33,5	+33,5
Александровск		—33,3	—	Новороссийск		—27,0	+38,9
Астрахань 		—29,8	+38,4	Николаев		—28,7	+39,1
Алушта		— 15,7	—	Орел		—36,2	—
Анапа 		—22,3	+34,8	Оренбург 		—41,7	+39,0
Боровичи 		—39,7	+ 33,0	Орджоникидзе		—27,7	+38,0
Бежецк		—	+32,7	Одесса		-25,0	+34,9
Вологда 		—41,8	4-33,8	Пи нега		—47,4	——
Воронеж 		—36,5	+40,8	Псков 		—	+32,4
Вольск 		—41,4	+ 40,4	Петрозаводск		—38,1	+33,3
Валуйки 		—38,5	—	Пенза		—41,4	+36,8
Вышний-Волочек		—38,8	—	Пятигорск		—30,6	+39,8
Владимир		—	+ 33,2	Полтава		—31,4	+38,2
Горький 		—39,4	+ 35,7	Ростов (Ярославский) . . .	—39,3	+33,4
Дербент 		—	+34,4	Ростов-на-Дону		—28,1	+38,7
Елабуга 		—42,2	—	Рязань 		—40,5	+36,6
Жиздра		—40,0	—	Сол овец		—46,5	+26,8
Житомир		—32,6	+34,4	Сыктывкар (Усть-Сысольск)	—44,9	+33,9
Имандра (Хибины) ....	—40,7	+29,8	Сосновск 		—35,3	—
Иваново 		—41,7	+34,9	Смоленск 		—35,3	+31,6
Кемь		—40,8	+34,5	Сталинград 		—34,6	+41,0
Курск 		-30,5	+35,0	Солигалич 		—50,1	+32,7
Камышин . . ;		—	+ 40,8	Сызрань 		—42,6	+40,1
. Калинин 		—41,6	—	Симферополь 		—30,2	+37,8
Калуга 		—37,9	+ 34,5	Севастополь 		-29,1	+36,4
Кинешма		—42,7	—	Судак 		— 17,5	—
Кострома		-40,9	+32,4	Ставрополь 		—29,8	+35,1
Киров 		—40,8	+33,5	Сочи		-12,6	+34,4
Козьмодемьянск		—42,4	+36,4	Троицко-Печерское ....	—50,2	—
Казань		—43,4	+37,6	Тамбов 		—38,7	+39,2
‘ Керчь 		—25,6	+34,0	Тула		38,4	+34,0
Краснодар		-29,0	+37,4	Троицк 		—	+35,2
Киев		—30,0	+36,3	Таганрог		—27,5	+36,7
Каменец-Подольск ....	—29,0	+37,9	Туапсе		— 19,0	+35,8
Кирово 		—32,4	+37,6	Ульяновск 		—39,6	+37,9
Ленинград 		—34,6	+32,0	Усть-Цыльма		-51,1	—
Москва		—40,8	+35,4	Умань		—33,0	+35,6
Минск		-33,0	+33,1	Феодосия		—25,1	+ 36,3
Могилев 		—34,0	+35,4	Холмогоры		—	+31,7
Махач-Кала		—25,7	+36,3	Харьков 		—36,9	+37,4
‘ Мариуполь		—28,6	+35,4	Херсон 		—31,4	+39,5
Мелитополь 		—30,0	+40,5	Шлиссельбург 		-40,3	+32,0
Никольск 		—45,0	+35,2	Щугор		—51,1	—
Новгород		—37,0/	+ 32,9	Ялта		—	+ 37,4
ГЛАВА II
МЕХАНИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ПРОСТОЙ ПОДВЕСКИ
Основными вопросами проектирования подвески электрических проводов
независимо от их назначения являются определение запасов прочности отдельных
проводов, входящих в эти системы подвески, и выбор оптимальных геометричес-
ких размеров схемы, как-то: величина пролета, провес проводов, высота опор
и т. п.
Разрешение этих генеральных вопросов проекта производится на основании
тем или другим образом установленных расчетных данных; поэтому очевидно,
37
что правильный расчет гарантирует как безопасность и бесперебойность работы
сети, так и совпадение представлений проектирующего о работе подвески с ее
фактической работой.
Изложенное в настоящем отделе и посвящается изучению именно этих во-
просов. Однако прежде чем перейти к рассмотрению последующего, мы отметим
здесь некоторые общие положения, относящиеся равным образом ко всем рас-
сматриваемым ниже подвескам. В том случае, если мы будем рассматривать про-
вод, подвешиваемый непосредственно к опорной конструкции, то такую подвеску
будем называть простой подвеской. Взяв какую угодно другую систему подвески
независимо от ее конструкции, можно легко увидеть, что она будет представлять
собой то или иное сочетание отдельных проводов. Переходя же к рассмотрению
какого-либо одного провода, подвешенного к двум точкам опоры, независимо от
того, участвует ли он в какой-либо другой системе подвески, составляя часть ее,
или висит свободно, можно отметить некоторые общие и верные для всех случаев
положения.
Суть этих положений станет ясна, если мы разберем нижеследующее. Всякий
провод представляет собой растянутый стержень, опирающийся на несколько то-
чек опор и изгибающийся под действием веса. Расчет же этого стержня будет по-
лучать принципиально различный характер в зависимости от длины и жесткости
этого стержня. Длина стержня определяется расстоянием между опорными точ-
ками, к которым он крепится, а жесткость зависит от материала поперечных раз-
меров и конструкции стержня (однопроволочный или многопроволочный провод).
Так, если длина его незначительна, а жесткость достаточно велика, то он представ-
ляет собой балку, и все законы, установленные строительной механикой для такого
случая, приложимы и к данному. Наоборот, при значительном увеличении длины
этого стержня (между опорными точками) влияние его жесткости уменьшается,
и при определении формы его провисания можно полагать, что мы имеем дело с со-
вершенно гибкой нитью, т. е. с нитью, изгибающий момент в любом сечении
которой равен нулю. Такое допущение при определении указанных выше геомет-
рических размеров схемы не дает сколько-нибудь ощутительной погрешности.
Точно так же и определение напряжений может вестись для всего провода в пред-
положении, что изгибающий момент равен нулю. Лишь для некоторых точек в ме-
стах приложения сосредоточенных нагрузок сказывается влияние изгибающего
момента. Такими сосредоточенными нагрузками в контактной сети являются
опорные реакции и давление токоприемника.
При изучении работы подвески мы будем рассматривать все провода как гиб-
кие нити, т. е. будем пренебрегать влиянием изгибающегЪ момента, как это всегда
и делается. Влияние же момента в точках приложения нагрузок мы затем рас-
смотрим особо.
§ 1. Точные уравнения провисания гибкой нити
Если совершенно гибкая однородная нить постоянного поперечного сечения
висит между двумя точками, то под действием собственного веса в нити возникают
растягивающие напряжения.
Обозначим: q — вес единицы длины нити в килограм-
мах на 1 м; I — расстояние между точками опоры
в метрах (так называемый пролет); / — стрелу про-
веса нити в метрах и Н — растягивающее усилие в самой
нижней точке в килограммах.
Стрелой провеса называют расстояние, измеренное
по оси симметрии на длине от проекции на нее опорной
точки до наинизшей точки провода. В том случае, если
опорные точки располагаются на различной высоте, то
РИС. 41	вводят понятия о двух стрелах провеса (относительно
одной и другой точек подвеса).
Для исследования кривой провисания нити в плоскости этой кривой распо-
ложим горизонтальную ось ОХ и вертикальную ОУ (рис. 41). Выделим элемент
38
нити dL, на который действуют натяжения Т и 7\, заменяющие действие отбро-
шенных частей нити, и направленные по касательной к нити. Вес этого элемента
dq можно принять пропорциональным длине элемента:
dq = qdL.
Из условий, что сумма горизонтальных проекций всех сил на ось X равна
нулю, получим:
Т cos а = 7\ cos (а + da) = Н,
где — приращение на длине dx угла а, образованного касательной сосьюХ-ов.
Из этого уравнения легко усмотреть, что горизонтальная составляющая на-
тяжения Н по длине всей нити остается величиной постоянной, и следова-
тельно изменение натяжения нити по ее длине может иметь место лишь за счет
вертикальной составляющей.
Из условий, что сумма проекции всех сил на ось У равна нулю, получим:
Н (У + ^у') — Ну'—qdL = Q,	(а)
где y' = tg a;
dy’— приращение углового коэфициента касательной (т. е. величины tga).
Из уравнения (а) имеем:
Hdy' = qdL.
Заменив
dL =	1 + у'2 • dx,
получим:
Hdy' = q у/1 -\-y'2-dx.
Разделив переменные, находим:
dy' = dx
у 1 _|_у2 пг ’	' '
где
Интегрируя уравнение (Ь), получим:
с г г х -f- Сг
аге Shy = —!
m
откуда
х 4“ Сг ,
Sh —5—- = v,
ш
или, разделив переменные:
Sh ------dx = dy,
m
Интегрируя еще раз, получим уравнение искомой кривой:
।	1 х 4~ C-t
у 4- С2 — meh -------,
ш
или
щ (	_£±_£Л
У + С2-=-^-\ет 4-е т )-
Поместив начало координат в точку (—С/, —С2), заменим приведенное
уравнение более простым:
У = -а \?т + ет) = mCh -Х .	(1,5)*
£	т
39
Уравнение полученной кривой носит название цепной линии. Легко увидеть,
что ось ординат в выбранной нами новой системе координат есть ось симметрии
кривой, так как положительные и отрицатель-
ные значения х при равной их абсолютной
величине дают одно и то же значение у.
Положив же в этом выражении х = 0, мы
увидим (рис. 42), что у = т — отрезку на
оси у.
При составлении дальнейших расчетных
формул, учитывающих изменение натяжения
и стрелы провисания нити при изменении
температуры или нагрузки, приходится опери-
ровать с длиной нити. Длину нити между
точками С(о,т) и D(x, у) можно найти из
выражения:
X
Lx = f / 1 +У2 dx = j J/^ 1 4-SA2-^- dx= J Ch^dx — mSh.	(1,6).
bo	b
Длину всей нити между точками подвеса можно получить, заменив х один
раз расстоянием точки наибольшего провеса (вершина цепной линии) до одной
точки подвеса и второй раз до другой и затем сложив эти длины. Длина нити
в этих полупролетах (рис. 42) представится выражением:
La = mSh ~
LB = mSh — ,
т
и общая длина нити:
т ( Sh — + Sh — .
у т т)
(1,6')
В случае, если точки опоры лежат на одной высоте и следовательно
L = 2mSh
2т
(1,6')
Получив основные выражения, характеризующие
цепную линию, мы можем установить закон изменения
натяжения нити по ее длине и придать физический
смысл величине т.
Разрезав рассматриваемую нить в точках С и D, от-
бросив части АС и DB и заменив их действие силами, по-
лучим вид, представленный на рис. 43. Здесь обе силы
(Н в точке С и Тх в точке D) направлены по касательной
к кривой в точках их приложения.
Так как вес нити на длине CD равен qLx, а горизонтальная реакция
остается постоянной (что выше было доказано), то очевидно, что
TX=VH*+q2Li ;
40
величину же Н можно определить следующим образом: возведем в квадрат выра-
жения (1,5) и (1,6) и вычтем из левой части первого левую часть второго, так же
поступим и с правыми частями, тогда получим:
у2 — Lx=m*( Ch* ---Sh* —1 ,
л	\ т т /
или заменив
Ch* — — Sh* — = 1,
tn tn
будем иметь:
j/2 — Ах = tn2.
Но так как т = —, то отсюда можно получить:

Н2
<72’
или преобразовав
О2 = Н* + q*L2.
Заменив в выражении для Тх подкоренное выражение величиной q*y*, полу-
чим, что
Тх = qy-
Таким образом, натяжение в любой точке (х, у) равно весу нити по длине, рав-
ной ординате этой точки в выбранной системе координат.
При х = 0, как мы уже отмечали, у = т, тогда
То = Н = qm.
Изложенное можно продемонстрировать следующим
(рис. 44): если бы мы пожелали оставить отрезок CD (рис.
42 и 43) в равновесии, заменив действие отброшенных ча-
стей АС и DB (рис. 42) или сил Н и Тх (рис. 43) дей-
ствием вертикально висящих концов нити (как бы полагая,
что в точках С и D имеются ролики, вращающиеся без
трения), то оба конца должны были бы быть по длине равны
ординатам этих точек (т. е. их нижние концы должны быть
на одном уровне, касаясь оси абсцисс).
§ 2. Упрощенное уравнение провисания гибкой нити
1. Расположение точек опоры на одной высоте. Предложенные выше урав-
нения провисания нити для практических условий можно с успехом заменить урав-
нением параболы, причем если это придаст некоторое удобство и экономию во
времени при определении у по заданному Н или наоборот, то при учете изменения
Н или у при изменении условий температуры и нагрузки, о чем мы будем гово-
рить ниже, такая замена становится необходимой. Это объясняется тем, что со-
ставление точных расчетных формул в этом случае встречает большие матема-
тические трудности.
Раскладывая правую часть уравнения (1,5) в ряд Маклорена, получим:
у2	у4
•>’“'” + 2iS + 4W + -	(с>
Перенеся начало координат в точку наибольшего провеса С (рис. 42), полу-
чим выражение для стрелы провеса:
у2	у 4
у= х  + —____I-	(Й)
у 2!/и'4!т3 +"
41
Разложив так же правую часть уравнения (1,6") в ряд Маклорена, получим:
- -ь (— Y -1+ ( 1 Г 1
2т \2т) *3!+ \2т ) *5!
L = 2т
(e)
Для условий, встречающихся в практике, т. е. когда пролет I во много раз
больше стрелы провеса /, подсчет стрел провеса и длины проводов можно произ-
водить приближенно, оставляя в уравнении (d) первый член и в уравнении (е) пер-
вые два члена.
Эти упрощения и дают возможность представить уравнение кривой провиса-
ния нити в виде параболы. Подставив значение т в выражение (d), получим:
qx2
У~2Н-
(1,7)
Следовательно, стрела провеса нити в точке О (рис. 45) при точках опоры,
, 1 \
расположенных на одном уровне (заменив х=-х I,
f=^_.
J 8Н’
воспользовавшись формулой (1,8), представим
4/	2
У =	*2>
у в виде:
(1,8)
(1,9)
или в общем случае при т=^0
, 4/ .
у = т + р 'х 
(1,9')
Длина нити, по подстановке т в выражение (е), определится из формулы:
+ 24 • №’
(1,Ю)
или, преобразовав ее при помощи уравнения (1,8):
А =/
(1,Ю')
Если, как это иногда бывает удобно, перенести начало координат в точку
подвеса нити (рис. 46) и заменить у на /—у и х на — х, то уравнение кри-
вой провисания нити получит вид:
4/х
(1,Н)
42
Максимальное усилие в нити в общем случае будет иметь место в точке под-
веса у той опоры, где имеется наибольшая вертикальная составляющая опорной
реакции (А или В):
тА = ун2 + д2-, I	(
TD = //? + B2, J
где (рис. 42) A=qa и B=qb.
При расположении точек подвески на одной горизонтальной прямой
А = £=Х
(Ы2)
и
ТА=ТВ =
(Ы2')
Из формулы (1,7) можно получить выражение для тангенса угла наклона каса-
тельной с осью (Х-ов), продиференцировав для этого выражение (1,7), по-
лучим:
х q*
I
и для точки опоры при х =-7)-
1g - -i№
(1,13)
(1,13')
или, выразив через геометрические размеры [из формулы (1,8)], получим:
tg ?i = у-
Упрощенные формулы (1,7), (1,8) и (1,10)
могут быть также получены непосредственно
из рассмотрения условий равновесия при
допущении, что сила тяжести пропорцио-
нальна не длине элемента, как это было при-
нято выше при начале вывода, а его проек-
ции на горизонтальную ось.
В этом случае, взяв
относительно точки С для
47), получим уравнение:
сумму моментов
отрезка ОС (рис.
Hy — qx =0,
и отсюда та же формула (1,7):
2
dx.
qx2
У ~ 2Н'
Длина нити может	быть определена	из	выражения:
1	L
2	2_________
L = 2	j	/1	+у'2	dx =	2
О	о
Воспользовавшись тем, что величина — много меньше единицы, можем без
7/
большой погрешности заменить выражение
/ а г\ %
1 + т
43
как бы произвольно добавив к левой части весьма малую величину:
1 Iq-^y
4 \Н) '
Подставив последнее значение под интеграл и произведя интегрирование,
получим ту же формулу (1,10):
'24 -И2'
2. Расположение точек опоры на разной высоте. Если точки опоры не нахо-
дятся на одной горизонтали (рис. 48), то сперва определяют расстояние а и b
Рис. 48
Рис. 49
по горизонтали от вершины кривой (точка О) до вертикалей, проходящих через
точки опоры.
- Полагая, как и выше, вес пропорциональным длине проекции нити, найдем,
что веса частей О А и ОВ нити соответственно будут равны qa и qb. Обозначив че-
рез / и Д проекции частей АО и ОВ нити на вертикаль, получаем следующие два
уравнения моментов сил относительно точки О:
0)
fH-qa^- = Q.
£
(b)
Вычитая уравнение (Ь) из уравнения (а) и подставив й= /х—/, получим:
hH = ±-	—
(с)
Второе уравнение для определения а и b будет:
а + b — I.
(Ф
Решив уравнения (с) и (d), получим:
Подставляя в уравнение (а) вместо b его выражение, получим Для определе-
ния Н уравнение:
44
откуда
H = q¥
(1,15)
Из уравнений (1,14) и (1,14') видно, что а и b положительны и что точка наиболь-
шего провеса находится между опорами, когда
hH I „ qP
1Т<2-, пли «<24-.
Это условие будет удовлетворено, если перед радикалом в уравнении (1,15)
взять знак минус. Знак плюс перед радикалом соответствует случаю, при котором
растягивающее усилие Н так велико, что параболическая кривая, изображающая
провисание нити, имеет свою вершину слева от опоры А, как показано на рис. 48
пунктиром.
Для определения натяжений и стрел провеса можно случаи с разной высотой
точек подвеса привести к случаю с расположением точек подвеса на одинаковой
высоте.
Продолжим кривую провода АОВ до пересечения с прямой BtBf проведенной
горизонтально (рис. 49) из высшей точки подвеса В. Тогда
/-Й-	<М6')
Вычитая уравнение (1,16') из уравнения (1,16) и принимая во внимание, что
разность стрел провеса равна Л, получим:
Л	(/?-/!).	(1,17)
0/7
Так как
z = y + y.	(а)
ТО
А =	2/(4-/2),
«ткуда
/	7
к-к - -qT.
Решив совместно уравнения (а) и (Ь), получим:
1 ql
(b)
(1,18)
Определяемая уравнением (1,18) величина пролета носит название фиктив-
ного пролета. Этот фиктивный пролет и дает возможность привести случай нити
с разной высотой точек подвеса к случаю нити с однаковой высотой их, причем
вводимая в рассмотрение фиктивная нить ВОВ! имеет кривую провисания, совпа-
дающую с кривой действительной нити АОВ, а, следовательно, натяжение ее при
данных атмосферных условиях будет равно натяжению действительной нити.
Следует, однако, заметить, что введение фиктивного пролета для пересчетов
при изменяющихся атмосферных условиях дает некоторую неточность, тем боль-
шую, чем больше разность высот точек подвеса нити по сравнению с действи-
тельной длиной пролета I.
При Л = (0,10 — 0,15) I указанная ошибка получает величину 3 — 4%. Эта
неточность объясняется следующим обстоятельством. Если для какого-то ре-
46
жима температуры и нагрузки был определен фиктивный пролет 1г и при помощи
этого пролета были определены стрелы провеса и натяжения, то при переходе к
другому режиму, сопровождающемуся измене-
нием кривой провисания, пользование фиктив-
ным пролетом даст натяжения и стрелы про-
веса, соответствующие кривой провисания
АО^А± (рис. 50), т. е. кривой, отличной от дей-
ствительной, так как действительная нить АОВ
будет проходить не через точку а через
точку В, чем и определятся упомянутые выше
неточности.
§ 3.	Изменение натяжений и стрел провеса провода при изменении атмосфер-
ных условий (уравнение состояния)
Под изменением атмосферных условий понимается как изменение темпера’
туры, вызывающей изменение длины провода, а следовательно стрелы провеса и на-
тяжения, так и нагрузки, приходящейся на единицу длины провода, вызывающей
также изменение длины провода, стрелы провес# и натяжения.
При расчете проводов, зная стрелы провеса и натяжения, соответствующие
одному режиму температуры и нагрузки, необходимо иметь возможность опреде-
лять стрелы провеса и натяжения, соответствующие другому режиму темпера-
туры и нагрузки.
Обозначим:
t± — начальная температура, т. е. температура, соответствующая первому
режиму (°Ц);
qr —• нагрузка, приходящаяся на единицу длины провода при начальной
температуре, в килограммах на 1 м;
Н± —натяжение провода при начальной температуре и нагрузке в кило-
граммах;
— длина провода при начальной температуре и нагрузке в метрах;
/х — стрела провеса при начальной температуре и нагрузке в метрах;
qi9 Hi9 Lt и /. —. те же величины, соответствующие второму режиму;
а — коэфициент линейного удлинения материала провода;
Е — модуль упругости в килограммах на 1 сж2;
S —. площадь поперечного сечения провода в кв. сантиметрах.
При температуре /г. длина провода, если положить, что натяжение осталось
неизменным, получится равной:
L' = LX [1+а
Однако изменение длины провода поведет к изменению стрелы провеса, а сле-
довательно, и к изменению натяжения; изменение нагрузки, приходящейся на
единицу длины, в свою очередь вызовет изменение натяжения в проводе и
следовательно стрелы провеса. Изменение натяжения на величину Hf — Нх из-
менит начальную длину L' (по закону Гука) до величины:
L" = L' fl + —
V + Es /
Следовательно, одновременное изменение температуры и нагрузки вызовет
удлинение провода (положительное или отрицательное), и окончательная длина
будет равной:
Открыв квадратные скобки, получим:
= Lx + Lx<x (t,-	+ Lx	+Lxa (tt- tx)
46
Пренебрегая последним членом как малой величиной второго порядка и вы-
читая из обеих частей уравнения начальную длину Llt получим приращение дли-
ны провода:
дЬ = L, - Zj =	- t.) + L.
Учитывая, что длина провода L для обычно применяемых соотношений у-
незначительно отличается от длины пролета I, примем для определения прираще-
ния Lj = I, получим:
ЛЬ =/а (f, — 1Х) +/—-1*	(а)
С другой стороны, приращение длины может быть представлено как разность
между начальной и конечной длиной [формула (1,10)]:
ДЛ = 7 —/ =/fi.LZM	л2_8_2±	(b)
AZ, Li Li I i + з /2 J Z ( + 3 z2 /	3 /2	3 I '	'
Заменив в уравнении (a) H при помощи формулы (1,8), получим:
AL = Za(^-^)-|-gL-g|L_.	(с)
Приравняв выражения (Ь) и (с), получим:
Q
Умножив обе части уравнения на у I, будем иметь:
^2/—б4 Д/7=	/2а^;—^~б4	‘
Легко видеть, что формула (1,19) совершенно симметрична. Если в среднем
3
члене правой части открыть скобки и перенести член I2 и влево, то формула
о
и по начертанию будет совершенно симметричной. В таком виде этой формулой
можно пользоваться, полагая известным режим с индексом 1 и определяя вели-
чины для режима с индексом/. Пользование возможно и в обратном порядке, т. е.
полагая известным режим с индексом i и определяя величины для режима с ин-
дексом 1.
Однако формула (1,19) получила наибольшее распространение в том виде,
как она написана.
При проведении расчета для ряда режимов удобно заменять индекс i после-
довательно индексами 2, 3, 4 и т. д.
Уравнение (1,19) по подстановке известных величин получает вид:
9 А-
ft — jr = Bi,	(1,20)
Ji
где
А = I
и	1	64 ES
S1 = /?+A
Если от начального режима при температуре t (данные для которого по-
лагаются известными) нужно перейти к ряду других режимов, характеризу-
емых температурой t( и нагрузкой qit то целесообразно в уравнении (1,19) оста-
47
вить t.t и q( в буквенном выражении, т. е. после всех .упрощений придать
формуле вид:
где
fl~^ = Dti+G,
. D = — Ра G = 7i2_________— Pat_____ —
64ES’	8	’	71	8	1	64 ESfx ’
и, подставляя затем Д и qv соответствующие интересующему нас режиму, на-
ходить Д.
Соответствующее натяжение Ht определяется по формуле (1,8):
н
Hi~ 8fi'
(1,21)
'	Г В том случае, когда нагрузка q( является геометрической сум-
мой вертикальных и горизонтальных нагрузок, плоскость располо-
/ <р\\ жения провода будет наклонена к вертикали на некоторый угол<а.
S: -\Xj. Этот же угол <р будет составлять равнодействующая нагрузка qf с
: вертикалью. Если необходимо установить для этого режима высо-
9np9i ТУ пРовоДа от земли, то следует определить вертикальную проек-
цию стрелы провеса провода /',-. Очевидно она может быть найдена
Рис. 51 из подобия треугольников на рис. 51:
~"Д^-s	(1,22)
4l
кубического уравнения (1,20) можно произвести графическим путем,
Решение
придав ему вид /3,=Вг fi+ Д и находя точку пересечения кубической параболы
по уравнению у = /Д с прямой линией у =	+ Д- Однако на практике урав-
нение (1,20) обычно решается подбором, на что требуется несколько минут, при-
чем^может быть достигнута любая степень точности.
На рис. 52 показан способ подбора на счетной линейке. Значения, обведенные
кружками, к решению данного уравнения не относятся. Установив нить визира
Рис. 52
на величину Д (на нижней шкале L), подводим предполагаемое значение /,. на
движке (шкала М) под нить визира, тогда на верхней шкале (N) движка под
д
нитью визира получаем /2;, а у начала движка (на шкале Е)-Д. Если разность
А-	1
между/2,- и у2 получилась менее В, (с учетом знаков), то движок следует сдвигать
влево (Д растет, а падает), в противном случае — вправо (/2. падает, а —
растет) до тех пор, пока эта разность не станет равна В{.
48
Примерный расчет. Предположим, что в результате расчета и
различных упрощений получилось уравнение:
у2 1^б = 0)48з
Ji
Возможные пределы, в которых будет находиться величина /г, легко устано-
вить,’положив вместо 1, 2 и т. д. В нашем примере, положив /• = 1/и, получим
1 66
левую часть (1----меньше нуля, при правой части (0,483) больше нуля. Это
говорит о том, что следует/г взять больше единицы. Взяв/~2/и, получим слева (2—
1 66
— -Ау-) величину большую, нежели справа; таким образом, устанавливаем, что
Д должно лежать в пределах 2>/г> 1.
Поставив нить визира на величину 1,66 (шкала L), подведем под эту нить
предполагаемое значение на движке (шкала М) fi9— хотя бы 1,5. Получим
А
/z2=2,25 (шкала N) и	что опять будет говорить о том, что Д лежит ниже;
подвигая (как указывалось выше) движок вправо, придем в результате к положе-
нию, показанному на рис. 52, получив / = 1,34 т.
Не следует, однако, думать, что положение, приведенное на рис. 52, соответ-
ствует лишь разобранному уравнению, так как величины Д и /f, большие или мень-
шие соответствующих величин решенного уравнения в 10п, будут отмечаться на
линейке таким же образом. Так, например, положение на линейке могло бы соот-
ветствовать и уравнению:
^2 0J66 = -0,118,
откуда получилось бы:
Л =0,134 т.
При постоянной нагрузке, т. е. если переход от первого режима
ко второму сопровождается лишь изменением температуры от до tt, в форму-
ле (1,19) и qt заменяются через q:
~ 64ESft=	+ 8 /2а« — *i) ~64£Sfi	(1’23^
Соответственно изменяются в уравнениях (1,20) и (1,21) и буквенные коэфи-
циенты Ai Bi и G (путем замены qt и qj.ua q ).
Натяжение в проводе будет определяться по той же формуле (1,8):
Н=—.
1 8fi
В остальном, как в смысле придания уравнению (1,23) наиболее удобного ви-
да, так и в смысле методов решения этого уравнения, рассматриваемый случай
не отличается от предыдущего.
При постоянной температуре, т. е. если переход от первого
режима ко второму сопровождается лишь изменением нагрузки от qr до форму-
ла (1,19) после приравнения = tj получит вид:
,2	Zq^ = 2	3?XZ4
Ji	^ESfj J1	MESfj
(1,24)
В уравнениях (1,20) соответственно изменится коэфициент Bi9 правая часть
уравнения (1,21) заменится величиной Bi,	/
Натяжение и в этом случае определится по формуле (1,8).
Связь между натяжениями различных режимов.
Если в выражении (Ь) (стр. 47) заменить / через Н или воспользоваться фор-
мулой (1,10) вместо (1,10') и оставить выражение (а) (стр. 47) без изменения,
да
4 Контактная сеть ц И
то можно связь между двумя режимами установить и через натяжения при этих
режимах. В этом случае формула получает вид\

^PES_4
24//?	1
q2 FES
24 H2
— ESa.(ti — tj).
(1,25)
Решение этого уравнения может быть произведено тем же путем, как и урав-
нения (1,19). После подстановки всех известных величин в уравнение, оно полу-
чит вид:
//г-^ = В;,	(1,26)
Г1 i
где
q2l2ES
1	24
и
Bi = Hr —	— ESa (tt — /х);
‘	1	24//?	’	17
или если нужно, как было положено и при решении уравнения (1,19), от началь-
ного режима перейти к ряду других режимов, то, оставляя qt и tt в общем виде,
можно уравнению (1,26) придать вид:
‘ Н2
где
r-l*ES
24 ’
D = ESa-,
G = H1—	+ ESat^
1	24//?
Аналогично изложенному выше таким же образом может быть дана формула
и для разнообразных частных случаев, т. е. при qt — qr или tt = tv
Решение уравнения (1,26) может быть, так же как и уравнения (1,19), про-
изведено на счетной линейке. На рис. 52 показан и способ решения уравнения:
Для этой цели на шкале Р отметим нитью визира величину А,- ,затем подведем
движок таким образом, чтобы предполагаемое значение Ht (на шкале М) стало
также под нить визира. Тогда очевидно на шкале N мы под нитью визира получим
А-
значение Н2, и на шкале Р у начала движка значение -т^.
Н?
Для проверки правильности выбранного значения //,• следует лишь из вели
А-
чины вычесть величину и сравнить с величиной В,. Если разность получает
ся выше Bi, то для ее уменьшения надо очевидно перемещать движок вправо (Я,-па
А-
дает, а —‘-2 растет), и если разность меньше В,, то перемещать влево (Н{ растет
А, ’	„ „
а -^2 падает) до тех пор, пока разность не станет равна В,. Соответствующее зна
чение на шкале М и даст искомую величину //,-.
50
Примерный расчет. Положим, что в результате расчета и различных
упрощений получилось уравнение:
„	275• 10е	,
П:--------g-- = I 162.
Н21
Наметив предварительно Н{= 1 000 кг и Hi = 2 000 кг, мы можем легко усмот-
реть, что действительная величина лежит в пределах
2 000 < Н,< 1000.
Положив Hi например 1 500 кг и получив левую часть более правой, мы получаем
в конце концов положение, представленное на рис. 52, при котором левая часть
уравнения становится равной Bit при этом Ht = 1 340 кг.
Как указывалось выше, это положение на линейке может давать решение и
и при значении большем или меньшем в 10” раз величины 275 • 106 и других
значениях В,.
Полученные формулы (1,19) и (1,26) дают возможность, зная стрелы провеса
или натяжения для одного какого-либо режима температуры и нагрузки, устано-
вить эти величины для любого другого режима, характеризуемого заданными на-
грузкой и температурой.
Таким образом, чтобы приступить к расчету, необходимо еще до расчета за-
даться какой-либо одной величиной (т. е. натяжением или стрелой провеса) для
какого-либо одного режима. Это даст возможность, как уже указывалось, перей-
ти ко всем остальным интересующим нас режимам. Однако прежде чем говорить о
выборе этой исходной величины, следует ясно представить сущность задачи меха-
нического расчета подвески.
Выше уже указывалось, что основной задачей расчета всякого рода подвески
провода является установление запасов прочности и геометрических ее размеров,
причем здесь с точки зрения подхода к расчету могут встретиться два различных
положения. Нетрудно представить себе, что, подвешивая провод, можно получать
различные стрелы провеса, задавая различные натяжения.
В том случае, если основной задачей подвески является передача энергии
локомотивам через перемещающиеся токоприемники, то, как мы увидим ниже,
для улучшения процессов токоснимания следует задавать проводу возможно
большее натяжение. Однако даже й в том случае, когда подвешиваемый провод
не служит для целей токоснимания (например усиливающий провод), часто
представляется целесообразным иметь в нем возможно большее натяжение. Это
объясняется тем, что с увеличением натяжения уменьшается стрела провеса
провода. Последняя же при заданной минимально допустимой высоте провода от
поверхности земли определяет наименьшую высоту опор, а следовательно более
дешевую подвеску. В некоторых же случаях, когда указанные факторы не могут
играть роли (например если высота опор определяется другими факторами или
если опоры готовы и имеют достаточный запас по высоте), то задаются, наоборот,
максимально допускаемой стрелой провеса провода.
Независимо от того, какие условия будут положены в основу расчета, он про-
изводится не только для режимов, дающих наибольшие натяжения или стрелы про-
висания, но и обычно для ряда других режимов. Так, например, для определения
отклонения подвески под действием ветра устанавливают величину натяжения
в проводе при этом режиме. Учитывая, что монтаж подвески может происходить
при различных температурах, производят расчеты для ряда режимов, отличаю-
щихся друг от друга лишь температурой (обычно берут интервал 10 — 15° между
смежными расчетными режимами). Получив ряд значений для натяжений и стрел
провеса, сводят эти данные в таблицы или представляют их в виде кривых (зави-
симости натяжений и стрел провеса от температуры). Пользование этими табли-
цами и кривыми дает возможность независимо от температуры монтажа, при
другом режиме, от которого мы повели расчет, получить заданные параметры
(натяжение или стрелу провеса). При монтаже подвески монтер или бригадир,
производящий монтаж, получает такую таблицу и для каждой отдельной темпе-
4* 000/1
51
ратуры выбирает соответствующее натяжение. Назначение этих кривых и таб-
лиц определило их название как монтажных кривых и монтажных таблиц.
Установив таким образом желательность получения в проводе для большин-
ства случаев возможно более высоких натяжений, следует установить, при каком
из режимов натяжение достигнет наибольшей величины и для этого-то режима
принять максимально допускаемое натяжение.
Как уже указывалось выше, причинами увеличения натяжения провода мо-
гут явиться как понижение температуры, так и повышение нагрузки (вес льда,
давление ветра).
В том случае, если изучение метеоусловий района в результате укажет на
возможность совпадения при каком-либо режиме этих факторов, то несомненно,
что наибольшее наряжение в проводе будет иметь место именно при этом режиме.
Однако, как правило, результаты наблюдений, проводимых в течение ряда лет ме-
теорологическими станциями, и различные технические условия указывают на
то, что при наименьшей температуре не имеет места добавочная нагрузка.
Это обстоятельство вносит в расчет некоторую неопределенность, так как за-
ранее уже не представляется возможным указать, какой из этих режимов (режим
наименьшей температуры или режим наибольшей добавочной нагрузки) следует
считать исходным (т. е. дающим в проводе наибольшее натяжение).
Положив произвольно, что какой-либо из режимов даст наибольшее натяже-
ние в проводе, можно, приняв его за исходный, т. е. допустив, что Н± = Ндот
пользуясь формулой (1,8), установить Д, затем при помощи формулы (1,19)
определить /2 и, наконец, при помощи формулы (1,8) Н2, где /2 и Н2 будут
относиться ко второму тяжелому режиму. Переход от Нг к Н2 можно совершить
и непосредственно, пользуясь формулой (1,25). Однако возможно, что этот второй
режим даст Н2 > Нг и, следовательно, больше допустимого, а это заставит
проделать весь расчет сначала, положив в основу второй режим, т. е. приняв
уже за «исходный*, и уже после определять по тем же формулам стрелы
провеса и натяжения для других режимов.
Как видно из дальнейшего, этой неопределенности все же можно избе-
жать, сравнивая величину заданного пролета с так называемым критическим
пролетом;
§ 4. Критический пролет
Расчеты и практика показывают, что соотношение натяжений в проводе при
различных условиях температуры и нагрузки в большой степени зависит от вели-
чины пролета.
При рассмотрении этой зависимости можно заметить некоторую закономер-
ность, заключающуюся в том, что с увеличением длины пролета разность между
натяжением при наименьшей температуре и натяжением при наибольшей доба-
вочной нагрузке уменьшается, при некото-
ром значении пролета проходит через ноль
и после принимает отрицательное значе-
ние, увеличиваясь по абсолютной величине
по мере увеличения пролета. Таким обра-
зом, при некоторой величине пролета
(рис. 53), которую называют критической
(обозначим 1кр), для данного провода и
метеорологических условий данной местно-
сти максимальное натяжение в проводе
будет возникать как при наинизшей темпе-
ратуре, так и при наибольшей добавочной
нагрузке. Зная же величину этого крити-
ческого пролета, можно для других вели-
чин пролетов уже сразу указать, какой из
режимов явится более тяжелым.
Приняв изложенное выше условие, определяющее критический* пролет
(равенство натяжений при наименьшей температуре и наибольшей добавочной
52
нагрузке), можно дать и математическое выражение для критического пролета
в зависимости от максимального натяжения, характеристик провода и метеоро-
логических условий.
Для этой цели мы используем уравнение (1,25), отнеся все величины с индек-
сом i к режиму наибольшей добавочной нагрузки, а величины с индексом 1—кре-
жиму наименьшей температуры.
Таким образом, введя обозначения:
—температура, соответствующая наибольшей добавочной на-
грузке (°Ц);
qt = ?max— наибольшая нагрузка в килограммах на 1 ж;
= fmin — наименьшая температура (°Ц);
<?! = нагрузка, соответствующая наименьшей температуре в кило-
граммах на 1 м
положив, что
Hl = Н1 = Нтах
(определение критического пролета) и соответственно заменив I = 1кр, полу-
чим согласно формуле (1,26):
~~2^ (?tnax qtmin) = °- (^max ^min),
24/7 max
откуда	___________________
/	_ гт 1 / 24а (^max /min)
^kp — "max I/ -------------2	*	(М')
*	^max <?/min
Если приходится вести расчет для провода с пролетом больше критического,
то надлежит за исходный режим (т. е. режим, соответствующий наибольшему на-
тяжению в проводе) принимать режим, соответствующий наибольшей добавочной
нагрузке, а для пролетов меньше критического принимать за исходный—режим,
соответствующий наименьшей температуре.
Подтверждение этого положения можно найти в следующем: отнеся опять
в формуле (1,25) величины с индексом i к режиму наибольшей добавочной нагрузки,
а величины с индексом 1—к режиму наименьшей температуры и заменив в по-
следнем члене а (/.— tj, пользуясь формулой (1,27),
/2	2	2
Л (^тах /min) , г (^тах ^/min)*
24/Утах
получим:
#max l2ES Qtmin l2ES 1кр / л2 2	_ ц и
о7772 оТТ/2 \?niax — tf/minj — П max "/min,
^тах 24/7zmin 24/7тах
и отсюда, преобразовав, получим:
/2
24
Z 2
I 7тах
4 тах
min
Ht min
/2
1кр
2Т
^тах
z_j2
"max
Qi min
//max
Нq max	Н/min
ES
Из рассмотрения этого выражения легко притти к заключению, что оно при
I > 1кр может иметь смысл только в случае, если Н тах > т. е. HqTnax =
= //max, так как если предположить, ЧТО Htm\n = //max, Т. е.	Hqmax, то
правая часть равенства даст отрицательное значение. Сравнивая же слагаемые
левой части уравнения, видим, что коэфициент перед скобкой в первом слагаемом
левой части уравнения больше коэфициента перед вторым слагаемым, а первый
член первой скобки больше соответствующего члена второй скобки, вторые же
члены скобок равны; в результате левая часть дает положительное значение,
а следовательно предположение, что //^max<//Zmin, приводит к абсурду.
Точно так же для пролета	1кр> Н/min~//max и Н^max <С///min, так как в пред-
положении, ЧТО //^rnax> ///min И //gmax = //max, Правая ЧаСТЬ ПОЛучаеТСЯ ПОЛО- /
53
жительной, а левая отрицательной, т. е. такое предположение также приводит
к абсурду. Таким образом, приведенные рассуждения подтверждают правиль-
ность изложенных выше соображений относительно выбора исходного режима.
§ 5. Критическая температура
Как мы отмечали выше, в тех случаях, когда нет смысла давать проводу наи-
большее натяжение, особый интерес представляет максимальная стрела провеса,
которая может получить место как при наибольшей добавочной нагрузке, так и
и при наибольшей температуре. Всегда, однако, можно подобрать (расчетом) та-
кую температуру, при которой стрела провеса будет равна стреле провеса при наи-
большей добавочной нагрузке. Такую температуру называют критической. Зная
эту температуру и сопоставляя ее с действительной максимальной (расчетной)
данного района, можно решить, при каком режиме стрела провеса получит мак-
симальное значение.
Заменив в формуле (1,19):
<7,=<7тах—наибольшая добавочная нагрузка;
/;=^тах— температура, соответствующая наибольшей добавочной нагрузке;
. критическая температура;
— нагрузка, соответствующая критической температуре (собственный
вес), и приняв ft = /г = /, получим:
/2 9тах11 _ f2
J	64 ESf J	8
или преобразовав:
7/max—’
_ gmaxl8 , ,	— f\_____
8ESf ^max Гк) 8£S/‘
Заменив:
Qmax^2  rr
gy — ",2max>
получим:
H —
nQmax _	/7	> \	углах
• ~Eg- - « (t?max— Г*)	gg
или
4k
Qmax
tk—
(1,28)
Таким образом, если наивысшая температура в данном районе выше крити-
ческой, то наибольшая стрела провеса будет иметь место при наивысшей темпера-
туре; если наивысшая температура в данном районе ниже критической, то наи-
большая стрела провеса будет иметь место при наибольшей добавочной нагрузке.
§ 6.	Анкерный участок и расчет провода при неодинаковых расстояниях
между опорами
Для того чтобы обеспечить независимость одной части подвески от другой,
в случае если на одной из них оборвались провода, как контактные сети, так и ли-
нии передачи выполняются в виде отдельных участков, механически раз-
деленных друг от друга. Такое разделение дает, кроме того, упрощение
монтажа, так как последний может выполняться отдельными участками.
Достигается такое разделение тем, что один конец провода определенной длины
закрепляется (анкеруется) на специальной более мощной опоре, способной вое-
54
принять кроме веса провода и его натяжение. Затем после подвески этого провода
к ряду промежуточных опор (воспринимающих только вес провода, льда и дав-
ление на провод ветра) он закрепляется другим концом на следующей такой же
мощной специальной опоре. Опоры, на которых производится закрепление (анке-
ровка) провода, называют анкерными опорами, а расстояние между анкерными
опорами одного провода называют анкерным участком (или анкерным пролетом).
Выше, рассматривая расчет провода, мы полагали, что имеем дело с одним проле-
том. Если пролеты между каждой парой опор, входящих в анкерный участок,
будут одинаковы, то очевидно, что все сказанное выше для одного пролета
целиком сохраняет значение и для рассматриваемого случая, т. е. расчет провода
разбираемого анкерного пролета следует вести как для одного пролета между
парой смежных опор. Если же расстояния между смежными опорами будут раз-
личны, то расчет провода несколько изменится, так как при изменениях темпе-
ратур и нагрузок смежные пролеты будут получать различное изменение натя-
жения, а следовательно к точке подвеса (если она неподвижна) будут приложены
с двух сторон различные натяжения. Разность этих натяжений будет стремиться
сместить точку подвеса в сторону большей силы. В этом случае изменение натя-
жения при неподвижных точках подвеса (жесткая опорная конструкция и шты-
ревые изоляторы) будет происходить отлично от случая при подвижных точ-
ках подвеса (поворотные кронштейны или подвесные изоляторы, или то и другое
вместе).
В первом случае длина пролета будет неизменна, во втором же за счет смеще-
ния точки подвеса будет несколько изменяться и длина пролета. Вследствие этого
и изменение натяжения в проводах в обоих случаях будет происходить по различ-
ным законам.
Разберем в первую очередь случай жесткого (неподвижного) закрепления то-
чек подвеса, а затем случай, когда точки подвеса имеют возможность перемеще-
ния. В первом случае очевидно при расчете следует с величиной критического
пролета сравнить наибольший и наименьший пролеты, имеющиеся в анкерном
участке.
Здесь могут получить место три случая: оба пролета, наименьший и наиболь-
ший, больше критического, оба пролета меньше критического и, наконец, величи-
на критического пролета заключена между значениями наибольшего и наимень-
шего пролетов. Рассмотрим эти случаи.
1.	Если оба пролета больше критического, то очевидно исходным явится ре-
жим наибольшей добавочной нагрузки, причем, как ясно из изложенного, при вы-
воде критического пролета, резче будет меняться натяжение при переходе от ис-
ходного к другим режимам у пролета большей величины. Таким образом, если
задаться при исходном режиме для обоих пролетов максимально допускаемым
натяжением, то при какой-либо другой температуре (например температуре,
при которой будет происходить монтаж) натяжение получится меньшим в расчете
подвески, проделанном для большего пролета. Отсюда ясно, что для монтажа не-
обходимо будет руководствоваться этой величиной, так как если принять боль-
шую величину (полученную в расчете по меньшему пролету), то для исходного
режима, в большом пролете, натяжение в проводе выйдет за допускаемые пределы.
2.	Аналогично разобранному, если оба пролета будут меньше критического,
то расчет следует вести по наименьшему пролету, приняв за исходный — режим
наименьшей температуры; это ясно уже потому, что задав одинаковое натяжение
двум различным пролетам при минимальной температуре, мы получим при дру-
гих режимах меньшее натяжение у пролета меньшей величины, а следовательно
для составления монтажных таблиц или кривых и будет необходимо взять имен-
но эту меньшую величину.
3.	Если наибольший пролет больше критического, а наименьший меньше
критического, то необходимо вести расчет как для того, так и для другого пролетов
и при составлении монтажных таблиц выбрать для одной и той же температуры
наименьшее из полученных значений.
В тех же случаях, когда приходится вести расчет провода, точки подвеса ко-
торого имеют возможность перемещаться, задача расчета усложняется, так как
натяжение по всей длине анкерного участка будет одинаковым (внутри каждого
55
отдельного режима). Изменяться натяжение будет в общем случае отлично от
того, как оно менялось бы в каждом отдельном пролете при закрепленных точках
подвеса. Можно, однако, доказать, что для каждого анкерного участка с любым со-
четанием расстояний между точками подвеса можно подобрать такой пролет, при
котором изменение натяжения будет происходить таким же образом, как в этом
анкерном участке, причем, как можно будет увидеть ниже, определение длины
этого пролета весьма несложно.
Введение же в расчет этого пролета позволяет заменить анкерный участок,
в котором провод имеет различные расстояния^между точками подвеса, одним так
называемым эквивалентным пролетом и тем самым значительно упростить задачу
расчета.
Обозначим через llt 1п— длины пролетов анкерного участка (рис. 54) и
соответственно стрелы провесов через Д, /2, • • • > /л> Длины проводов—через Ll,Li,...,Ln
и через 1Э , /э и L3 — эти же величины для эквивалентного пролета.
Рис. 54
Воспользовавшись формулой (1,10), можно представить длину провода всего
анкерного участка при первом режиме, характеризуемом нагрузкой qx, темпера-
турой и натяжением Hlt выражением:
2	i=n	2	' = "
2Аг1\	24/71
и точно так же для второго режима длина провода может быть представлена вы-
ражением:
i = n
2 i==n
Ё /?•
24//!
Приращение длины при переходе от первого режима ко второму, таким обра-
зом, может быть представлено в виде:
2	' п
24н!"
С другой стороны, как и при выводе уравнения состояния для одного пролета,
это удлинение можно представить как сумму удлинений, получивших место от из-
менения температуры и натяжения, г. е. в виде:
li tj) Ч	li.
Приравняв одно выражение другому, получим:
2 1 =п	2 i = п	i = n	i = n
56
i=n
Упростив это выражение и разделив обе части его на s , получим:
i = n
S
, з
Q2
24H22
91
S 24/У?

(a)
С другой стороны, рассматривая уравнение (1,25), заменив индекс i на ин-
декс 2 и отнеся его к эквивалентному пролету 1Э, будем иметь:
212	2,2
<121э _ д\1э _
24 Н22	24 Н2
(As — ^i) Н—
(Ь)
Сравнивая выражения (а) и (Ь), легко видеть, что при равных натяжениях,
нагрузках и температурах, входящих в формулы для анкерного участка и экви-
валентного пролета с одинаковыми индексами, должно иметь место равенство:
или
или в.общем виде:
(1,29')
(1,29>
Заменив этой величиной /э различные пролеты одного и того же анкерного
участка, можно вести уже расчет по этому пролету, зная, что в дальней-
шем натяжения в различных пролетах будут равны натяжению, полученному
в расчете по эквивалентному пролету. Расчет в этом случае и сравнение с крити-
ческим пролетом при выборе исходного режима и т. п. будут вестись по эквивалент-
ному пролету, т. е. как если бы у нас вообще был только один пролет провода.
§7. Условия работы контактного провода при простой подвеске
До сих пор мы рассматривали подвеску проводов только с точки зрения их
расчета на прочность и определения стрел провисания при различных атмосфер-
ных условиях. Если же мы перейдем к рассмотрению условий работы контактного
провода, с учетом воздействия на него токоприемника, то появится ряд дополни-
тельных требований к подвеске.
Выше, разбирая условия работы свободно подвешенного провода (провод ли-
нии передачи, провод связи и т. п.), мы указывали, что наилучшим решением
вопроса является такое, при котором стрелы провеса получают наименьшую ве-
личину. При этом опоры также получают наименьшую высоту, и линия оказывает-
ся наиболее экономичной. Там же мы указывали, что если по каким-либо причи-
нам эти соображения не могут иметь место (готовые опоры достаточной высоты
или подвески на каких-либо конструкциях, высота которых определялась други-
ми факторами), то нет особого смысла задавать проводу при исходном режиме
максимально допустимое натяжение.
57'
Переходя к рассмотрению условий работы контактного провода, мы должны
будем притти к выводу, что наилучшие условия работы мы получим при наиболь-
шем натяжении в контактном проводе, так как в этом случае движение токосъем-
ного устройства на подвижном составе (токоприемника) по контактному проводу
будет происходить значительно спокойнее. Последнее объясняется тем, что с уве-
личением натяжения в контактном проводе уменьшается его стрела провеса, и тра-
ектория токоприемника получает более спокойный характер. Эти вопросы движе-
ния токоприемника по контактному проводу или находящиеся в прямой зависи-
мости от них вопросы токоснимания, естественно, играют главную роль в выбо-
рах системы подвески и оценке ее работы.
Для уяснения этих положений необходимо разобраться в сущности процес-
сов токоснимания и влияния на него различных факторов.
' Во всех случаях, т. е. какую бы систему подвески мы ни рассматривали и ка-
кую бы конструкцию ни имел токоприемник, основной фактор, обеспечивающий
надежный контакт между ними, будет один и тот же. Фактором этим, как и во
всех других случаях, когда необходимо получить надежный контакт между двумя
какими-либо контактными поверхностями, является достаточное нажатие одной
на другую. Для получения этого нажатия токоприемник снабжается специальным
пружинным устройством, прижимающим токоприемник к контактному проводу.
Контактный провод поднимается под действием этого нажатия токоприемника, раз-
гружает опору, воспринимавшую до появле-
ния токоприемника весь его вес, и передает
часть своего веса на токоприемник, вызывая
тем самым необходимую реакцию.
Рассмотрим траекторию движения контакт-
ной части токоприемника в свете выставленных
выше соображений для наиболее простого
случая, когда все точки подвеса лежат на
одной высоте.
На протяжении всего пролета высота контактного провода изменяется не-
прерывно, но у точки подвеса характер изменения резко меняется,т. е. направле-
ние провода как бы ломается.
Угол перелома, обозначенный на^рис. 55а через а, может быть выражен че-
рез угол наклона касательной к проводу в точке подвеса следующим образом:
. а = 180 — 2<рг
С другой стороны, рассматривая выражения (1,13') и (1,13"), можно легко
прийти к выводу, что угол при одном и том же натяжении провода пропорциона-
лен длине пролета и при одном и том же пролете прямо пропорционален стреле
провеса провода (а следовательно обратно пропорционален его натяжению).
Так как положение провода в большой мере определяет форму траектории то-
коприемника, то очевидно, что уменьшение этого угла даст более спокойное
токсснимание. Под действием нажатия токоприемника провод поднимается, и
поэтому контактная часть токоприемника, совершая сложное движение при
движении поезда, получает траекторию, не совпадающую с кривой провисания
провода. Это движение в основном складывается из поступательного движения
поезда и вертикального перемещения под действием пружин. Кроме того, вся
картина значительно усложняется за счет накладывающихся на это движение
колебательных движений, вызываемых как колебаниями токоприемника, так и
колебаниями подвижного состава и контактного провода.
Оставляя в стороне эти факторы, вносящие усложнение в форму траектории
токоприемника, примем во внимание лишь два указанных перемещения контакт-
ной части токоприемника.
Во все время движения по пролету токоприемник прижимается к проводу
с некоторой силой (нажатие токоприемника). На величину этой силы кро-
ме силы нажатия пружинами Q оказывают влияние еще и две другие силы: си-
ла трения в шарнирах токоприемника, обозначим ее через 1¥, и сила инерции
58
массы токоприемника Ма, где М — приведенная масса токоприемника1 , а —
ускорение этой массы.
Поэтому для той части, где токоприемник перемещается вниз, выражение для
силы нажатия токоприемника на провод может быть написано в виде:
Qt — Q 4- IV Ма.
(1,30)
Здесь к нажатию токопрйемника, вызываемому действием пружин, добавля-
ются сила трения в шарнирах и сила инерции, так как обе эти силы противодей-
ствуют понижению контактной части токоприемника. При движении же поезда
по той части пролета, где токоприемник движется вверх, эти силы вычитаются из
величины Q, так как они, препятствуя подъему токоприемника, уменьшают его
нажатие на сеть, т. е. в этом случае указанное выражение принимает вид:
Qr — Q — W — Ma.
Очевидно, чти при перемещении токоприемника вверх он будет касаться
провода лишь до тех пор, пока скорость перемещения его под действием пружин
будеттакова, что при заданной скорости движения поезда он будет иметь возмож-
ность поднять свою контактную часть на величину, равную изменению ординаты
кривой провисания контактного провода.
Таким образом, до тех пор пока будет иметь место соотношение
Q > W + Ма,
токоприемник будет оказывать давление на контактный провод. Предельным
явится положение:
Q - W + Ма.
В этом случае будет достигнуто только касание; для получения же надежного
контакта необходимо, чтобы сила Q была больше суммы сил W и Ма.
Если обозначить минимальную силу нажатия, необходимую для получения на-
дежного контакта, через Qrmin, то должно получить место следующее соот-
ношение:
Q Qrmin + IV 4“ Ма.
В случае же, если в какой-либо точке сила нажатия Q за счет действия пру-
жин станет уже недостаточной, т. е. получит место соотношение:
Q<W + Ма,
тотокоприемник оторвется от контактного провода в точке А (рис. 556) и вновь
придет с ним в соединение уже на другом пролете в точке В,
Если такой отрыв токопри-	нчпрМе
емника и, следовательно, разрыв •	дбиженшГ
цепи произошли во время по- /X.
требления поездом тока, то неиз-	X.
менно должна возникнуть между
проводом и токоприемником
вольтова дуга. Появление же	Рис 55б
вольтовой дуги приводит к ря-
ду нежелательных явлений.
Во-первых, высокая температура вольтовой дуги, нагревая провод, понижает
его механические свойства. Это обстоятельство объясняется тем, что для контакт-
ного провода используется медный твердотянутый провод, при нагреве же проис-
ходит отжиг его (в месте нагрева), что и ведет к понижению прочности. По этим
 1 При вертикальных перемещениях токоприемника отдельные элементы его имеют раз-
личные ускорения, поэтому для рассмотрения динамического усилия, передающегося лы-
жами пантографа на провод, всю его массу заменяют некоторой «приведенной массой». Эта
приведенная масса, имея ускорение, равное ускорению лыж токоприемника, даст то же
динамическое усилие, что и действительная масса при различных ускорениях отдельных
элементов.
59
же причинам для медных проводов, подвергающихся большим натяжениям, не
разрешается применять горячую пайку.
Во-вторых, в месте образования дуги происходит так называемое подго-
рание провода, связанное с повреждением его поверхности, а это явление в даль-
нейшем само может послужить причиной искрообразования. Повреждается
также и контактная поверхность токоприемника.
Кроме того, токоприемник, пройдя расстояние от А до В, наносит удар контакт-
ному проводу в точке В. При большой инерции массы токоприемника и инерции
массы контактного провода этот удар может быть весьма чувствительным и ве-
сти к усиленному местному износу провода. Кроме того, под влиянием удара и про-
вод, и токоприемник приходят в колебательное движение, т. е. токоприемник
вновь отрывается от провода и затем опять приходит в соприкосновение с прово-
дом. Таким образом, электрическая цепь, замкнувшаяся вновь в точке В, опять
разрывается, что ведет к указанным выше последствиям.
В результате описанных явлений части провода, лежащие близко от точек
подвеса, изнашиваются и теряют механические качества скорее, чем остальная
часть провода: Ослабление же одной части провода может привести к обрыву его
со всеми вытекающими отсюда последствиями.
Следует подчеркнуть, что равномерный износ провода не представляет та-
кой опасности, так как с уменьшением площади поперечного сечения провода од-
новременно уменьшается и натяжение
в этом проводе, т. е. напряжение
остается примерно постоянным (мы
здесь не учитываем изменения влия-
ния токоприемника).
Рассмотрим кривую провеса меж-
ду точками А и В, если внутри про-
лета приложена нагрузка на-
правленная снизу вверх (нажатие
токоприемника) (рис. 56а).
Рис. 56а
Вертикальные составляющие опорных реакций могут быть легко определены,
если взять сумму моментов сил относительно точек А и В; так, для определения
реакции А возьмем сумму моментов сил относительно точки В:
у — Qt (1—х)—А1=Ъ,
откуда
Полагая, что натяжение в проводе равно И (при поворотных кронштейнах
и подвесных изоляторах его можно считать не зависящим от нажатия токоприем-
ника, так как оно будет поддерживаться за счет смежных пролетов), определим
величину у. Для этой цели возьмем сумму моментов сил, лежащих слева отточки С,
относительно этой же точки. Получим:
подставив А, будем иметь:
отсюда уравнение траектории токоприемцика (если не учитываются силы инер-
ции и трения) получает вид:
(1,31)
Подставляя в это уравнение различные значения х, можно построить кривую
у=/(х). Отсюда можно установить и величину QT, при которой траектория токо-
приемника примет вид горизонтальной прямой. Положив у == 0, получим:
п I — х qx
__Qr ---------_=0;
отсюда
п _ Q1
i
Таким образом, если давление идеального токоприемника (без трения и влия-
лия массы) будет равно половине веса провода в одном пролете, то траектория по-
мучит вид прямой. Точка же подвеса получит подъем лишь в том случае, если
QT станет больше вертикальной реакции, т. е. ql.
На рис. 566 кривая I показывает положение контактного провода в со-
стоянии покоя, т. е. когда отсутствует влияние нажатия токоприемника. Кривые
11 и 111 показывают положение провода в случае, если токоприемник находится
в точках С или D. Пунктирная линия (кривая IV), соединяющая между собой
эти точки, представляет траекторию контактной части токоприемника.
В случае, если мы пренебрежем влиянием сил трения и сил инерции токо-
приемника, т. е. будем полагать, что во всех точках пролета провод испытывает
одно и то же нажатие токоприемника (что могло бы иметь место при идеальном
токоприемнике), то кривая IV получит симметричную форму.
Положение, представленное на рис. 566, получит место, если полагать, что
0/г	, и на рис. 5бв — если Qt >ql- В последнем случае провод под-
нимается и в точках подвеса. В случае, если-— < QT < ql, то кривые располо-
жения провода и траектория токоприемника будут иметь тот же вид, что и
на рис. 5бв, с той лишь разницей, что точки А и В останутся в начальном
положении.
При истинном положении вещей, т. е. если принять во внимание и
и силы W, и Ма, картина несколько изменится. Опуская влияние удара то-
коприемника о провод после перехода его со смежного пролета на рассматривае-
мый и вызванные им колебания, начнем рассмотрение так, как если бы с полной
скоростью токоприемник перемещался от А до В (рис. 566).
При учете влияния указанных сил W и Ма пока траектория будет итти на
понижение сила будет больше, нежели во второй части траектории, когда она
будет итти на повышение, причем внутри каждой из этих частей давление токо-
приемника также не будет оставаться постоянным, так как влияние сил W и Ма
будет сказываться на нем различным образом. Предположим, что фт<-у-,т. е.
точки подвеса неподвижны и траектория имеет выпуклость вниз, тогда получим,
что в самом начале пролета ускорение а должно быть наибольшим, а следователь-
но, и сила Qттакже будет иметь наибольшее значение. Затем по мере приближе-
ния токоприемника к вершине кривой траектории давление будет уменьшаться,
61
дойдя у вершины кривой до QT = Q- Далее, силы W и Ма уже будут вычитаться
из силы Q, и так как величина силы Ма будет увеличиваться по мере прибли-
жения к концу пролета, то, следовательно, сила нажатия будет уменьшаться.
Характер изменения нажатия токоприемника может быть представлен диаграм-
мой QT =f(X) на рис. 56г.
На рис. 56г показаны кривые: I— положения контактного провода в покое;
II—положение провода при прохождении токоприемником точки С; III—траекто-
рия контактной части токоприемника в случае (как и на рис. 566), если силу на-
жатия токоприемника считать постоянной; IV — траектория контактной части
токоприемника с учетом влияния сил IV и Ма. В последнем выпуклость кривой
траектории смещается в сторону движения.
Кроме указанных факторов на форме траектории отразится и горизонтальная
сила Р, создаваемая в основном трением между контактной частью токоприем-
ника и проводом. Эта сила также поведет к еще большему смещению выпуклости
траектории контактной части в сторону движения поезда.
В случае же, если, как мы разбирали выше, в последней части пролета сила QT
станет недостаточной, т. е. получит место положение, когда Q<W + Ма, то,
как указывалось выше, токоприемник оставит провод и получит вновь контакт
лишь на следующем пролете.
Такое положение представлено на рис. 56д. В этом случае в точке С сила на-
жатия стала равной нулю, и токоприемник оторвался от провода.
Полагая применительно к рис. 56в, что Qt^xjI при учете влияния сил W
и Ма, можно увидеть, что нажатие токоприемника станет меньшим в левой'
части, так как высота контактной части токоприемника здесь увеличивается.
В правой же части пролета нажатие увеличится, так как токоприемник прину-
жден опускаться.
Вид диаграммы нажатия токоприемника и кривой его траектории для это-
го случая показан на рис. 56е.
Если теперь предположить, что для какого-то момента времени величина Q
станет меньше суммы W + Ма, то под влиянием силы инерции Ма токоприем-
ник, пройдя точку В, оторвется от провода и вновь встретит его уже в точкеD
(рис. 56ж). Очевидно, что и здесь отрыв токоприемника дает те же резуль-
таты, что и в случае, разобранном на рис. 56д. Отсюда между прочим можно
притти к заключению, что чрезмерное повышение нажатия токоприемника
также сопровождается весьма неприятными явлениями. Таким образом, не-
верно было бы думать, что бороться с отрывом токоприемника в случае,
представленном на рис. 56д, можно во всех случаях повышением нажатия
токоприемника на сеть. Точно так же, как мы выше уже упоминали, нельзя
получить надежного токоснимания при малом нажатии на провод. Последнее
можно объяснить тем , что, во-первых, при малом нажатии на сеть получается
62
большое сопротивление контакта, и во-вторых, незначительное колебание то-
коприемника или провода буде т вести к разрыву цепи, сопровождаясь подго-
ранием провода. В случае, если	то пунктирные кривые на
рис. 56е и 5бж пройдут через точки
подвеса. В отношении же кривых IV
сделать определенного заключения в
Рис. 5бж
Рис. 5бе
общем случае нельзя, так как подъем точек подвеса будет зависеть от величин
сил W и Ма. Характер же кривых и для этого случая будет иметь тот же
вид, что и на рис. 5бе и 5бж. Основываясь на всем изложенном, нетрудно уже
сделать заключение, что с увеличением натяжения в проводе токоснимание
улучшается и, наоборот, с увеличением скорости движения и массы токо-
приемника токоснимание ухудшается. Увеличивая же вес контактного провода,
также можно уменьшить влияние воздействия токоприемника на сеть, сохраняя
величину его нажатия.
С другой стороны, уменьшение стрелы провеса, а следовательно и угла ф,
может быть достигнуто за счет уменьшения длины пролета. Однако использование
последней меры ведет к значительному удорожанию сети. Поэтому для улучше-
ния токоснимания прибегают главным образом к первой мере, т. е. к увеличе-
нию натяжения; точнее, однако, было бы сказать, не к увеличению натяжения,
а к поддержанию более высокого цатяжения при всех режимах.
Максимально допускаемое натяжение в проводе определяется его прочностью
и поэтому, естественно не может выбираться как угодно большим. При повышении
же температуры натяжение падает и соответственно растет стрела провеса, что
ведет к ухудшению токоснимания. Для борьбы с этим явлением применяют
так называемую сезонную регулировку натяжения ъ проводе. При применении
же сезонной регулировки натяжения, идею которой мы изложим более подробно
ниже, меняется несколько и метод расчета.
§ 8. Особенности расчета контактного провода при простой подвеске
Задачей расчета простой подвески контактного провода, так называемой
трамвайной подвески, как и всякой другой, является установление натяжений и
стрел провеса провода при различных температурах.
Ведется расчет подвески по выведенной выше общей формуле (1,19) следую-
щим образом: задаются максимально допустимым натяжением в контактном про-
воде и относят его к наиболее тяжелому режиму. При простой подвеске контакт-
ного провода обычно применяют небольшую величину пролета (около 35 м), что
дает возможность получить небольшие стрелы провеса провода и тем самым
достичь хорошего токоснимания. Ввиду того что такой пролет фактически
всегда оказывается меньше критического, исходным получается режим мини-
мальной температуры.
Относя к этому режиму все буквенные обозначения в формуле (1,19) с индек-
сами 1, а буквенные значения с индексами i — к поверяемому режиму, определяем
63
для него величину Д, по которой, пользуясь формулой (1,8), находим соответ-
ствующее натяжение в контактном проводе. .
При больших диапазонах изменения температуры изменение натяжения в про-
воде также получается весьма большим. Не имея возможности как угод-
но повышать напряжение в проводе при минимальной температуре, так как
оно ограничивается прочностью провода, мы будем получать при макси-
мальных температурах очень малые натяжения, а следовательно, и недопустимо
большие с точки зрения токоснимания стрелы провеса. Во избежание этого яв-
ления даже при сравнительно небольших скоростях движения, которые имеют
место на дорогах трамвайного типа, *как уже было отмечено, прибегают к сезон-
ной регулировке натяжений в контактном проводе, чтобы не давать ему (натя-
жению) падать ниже определенного предела. Сущность этой регулировки заклю-
чается в том, что весной натяжение в контактном проводе повышают (подтягивая
провод до натяжения, близкого к максимально допустимому, принятому для
данной подвески), а осенью, наоборот, уменьшают до такой величины, чтобы
зимой при наименьших температурах оно не превосходило допускаемых пре-
делов. Прибор для этой регулировки в большинстве случаев представляет собой
натяжной винт, при помощи которого можно несколько изменить длину провода.
Изменение натяжения в проводе в зависимости от изменения температуры
при применении сезонной регулировки удобно представить графически, как это
показано на рис. 57. Здесь точка А соот-
ветствует минимальной температуре; натя-
жение в проводе в это время достигает мак-
симальной величины. При повышении тем-
пературы натяжение в проводе падает, из-
меняясь по кривой АВ. Таким образом,
если бы не была применена сезонная регу-
лировка, то при максимальной темпера-
туре натяжение упало бы до величины,
характеризуемой точкой В.
Разделив все время года на два сезо-
на с таким расчетом, чтобы диапазоны
изменения температур внутри каждого се-
зона были примерно одинаковы, задаю!
максимальное натяжение проводу при ми-
нимальных температурах обоих сезонов.
Назначение температурных пределов того и другого сезона производят такш
образом, чтобы они несколько перекрывали друг друга (дД рис. 57).
При температурах, лежащих внутри этого перекрытия, и следует произво
дить регулировку натяжения, чтобы натяжение не падало ниже намеченных пре
делов при зимнем сезоне и не выходило за допускаемые пределы при летнем сезоне
Таким образом, на основании всего изложенного нетрудно притти к выводу
что, рассчитывая трамвайную подвеску, пользуясь формулами (1,19) и (1,25)
для зимнего периода, т. е. в пределах от /min до /'max, под Д следует понимать/п D
под Д и —величины, соответствующие Нтах (при температуре Д). При переход!
же к летнему сезону, т. е. при изменении температуры в интервале между /'mini
/max, под Д и надо понимать величины, соответствующие Нтах при температур
/'min. В остальном же расчет никакого отличия от расчета провода без сезонно!
регулировки иметь не будет.
§ 9. Примерный механический расчет простой (трамвайной) подвески
с сезонной регулировкой
Требуется выполнить механический расчет простой трамвайной подвесю
контактного провода с сезонной регулировкой, т. е. определить натяжения истре
лы провеса провода для приведенных ниже режимов и составить монтажнуи
таблицу.
64
Сечение провода 5=100льи2; длина пролета I =30 м; вес провода gnp =0,89 кг/м;
наружный диаметр d = 11,8 мм; модуль упругости Е = 1,3-106 кг/см2;
температурный коэфициент а = 17-10'6; наибольшее допускаемое напряжение
в проводе <здоп=12 кг/мм2; максимальная температура /тах = +40°; минимальная
температура/тш =—30°; гололед—нормальный (толщина корки 10 мм и удель-
ный вес 0,9 кг/см3 при / = —5° и ветре и = 20 м/сек).
Кроме того, требуется определить натяжение и стрелу провеса при ветре
л) = 20 м/сек и / = +5°.
Сезоны регулировки: летней от 0 до +40°, зимней от —30 до +10°.
а)	Определение расчетных нагрузок.
1.	Собственный вес провода:
gnp =0,89 кг/м.
2.	Вес гололеда на 1 м провода [формула (1,Г)]:
gs = 0,028 (d + 10) = 0,028 (11,8 + 10) = 0,61 кг/м.
3.	Давление ветра у=20 м/сек на 1 м провода без гололеда [формула (1,2')]:
рв = 0,024 d = 0,024-11,8 = 0,284 кг/м.
4.	Давление ветра v = 20 м/сек на 1 м провода при гололеде:
рг = 0,024(d + 20) = 0,024(11,8 + 20) = 0,763 кг/м.
5.	Результирующая нагрузка на провод при ветре v = 20 м/сек без голо-
леда [формула (1,3')]:
qe = /g*p+p2e = j/0,892+0,2842 = 0,935 кг/м.
6.	Результирующая нагрузка на провод при ветре v = 20 м/сек и голо-
леде [формула (1,3)]:
qs = /(g„p+g-e)2+pl = 1/(0,89 4-0,61)2 4-0,7632 = 1,68 кг/м.
б)	Выбор исходного режима (определение критического пролета)
[формула (1,27)]:	_______________
>	__ гг "I / 24а (/gmax /min) .
1кр — л max I/ — 2	~~2	’
г Ч max	Ч /min
//max = одоп S = 12 • 100 = 1 200 кг;
qm&x = Яг = 1,68 кг/м; qtmin = gnp = 0,89 кг/м;
I - 1 200	( ~ 5 + 30)
lKP 1200|/	1,882 —0,892	85,3 ж
Так как I = 30 м меньше 1кр = 85,3 м, то исходным режимом будет наи-
меньшая температура.
в)	О п р е д е л е н и е натяжений и стрел провеса при
различных режимах.
Зимний сезон /min = —30°; /'max = 4-10°.
Исходный режим зимнего сезона:
/х = /min = —30°; qr = gnp = 0.89 кг/м; ...
I	*
Нг = Hmax ~ 1 200 кг;
^Z2 _0,89-302_
8А/2 — 8-1200 “
0,0835 м.
Постоянные At и В, уравнения (1,20) будут равны:
А‘ 64ES 64-1,3 • 10е • 1,0	°'0292(+
5 Контактная сеть 201/1
65
в ___ /2 I 3 -2 , .	.	_ ( г2 /2 /	A L 3 /2 / _____
5, -/i +g-/ ь(1{ — ti) — 64£5^- V 1 ~ 8" atl ~ Q4ESfJ + ~8 lati~
3-0,89-30*
= 0,08352 4- 4- 302
О
17 . 10-6-30_______________________
64.1,3.106.1,0-0,0835
+ 3--302-17-10-% = — 0,133 + 5,75- 10-3f;.
О
Если при выборе расчетного режима для зимнего сезона, когда имеет место
гололед, исходным оказался режим минимальной температуры, то не может быть
сомнений, что для летней регулировки температуру /min = 0° определит исход-
ный режим.
Итак:
t min — 0 J /щах — 4" 40°.
Исходный режим летнего сезона:
= /'min = 0°; q1 = gnp = О>89 кг/м; = Ятах = 1 200 кг;
(М2_0,89-302 Л
8%	8-1200 °’0835 м-
Постоянные At и В( уравнения (1,19)
будут равны:
_ Зд,В _	3-30*
Ai ~ MES “
64-1,3-10е	°’0292?<':
з ,а + ЗдгВ \ ,
8 Utl MESfj +
3	3
_]__± Pa.ti = 0,08352-|302-17 • 10-6 X
8	8
3 • 0,89 • 304
Bt = (fi
3
А________~	________|_ _4_ QA2 у
64-1,3-106-1,0-0,0835^ 8
40 -30	40 О 40 40 40 401 X 17 • 10 6ti —	0,305 4- 5,75 • 10 3
Подставляя в выражения для А; и
Рис. 58	Bj зимнего и летнего сезонов соответ-
ствующие значения, найдем /£ [формула
1,20], // [формула (1,22)] и Ht [формула (1,8)]. Расчет для экономии места сво-
дим в таблицу.
Рассматривая полученные результаты, можно заметить, что ряд цифр, отно-
сящихся к зимнему сезону, повторяется и при летнем сезоне. Такое положение
отнюдь не является случайным, так как как для одного, так и для другого сезо-
на натяжение в проводах при изменении температуры и неизменной нагрузке бу-
дет зависеть только от натяжения при наименьшей температуре (сезона) и от темпе-
ратуры данного режима. Таким образом, если натяжение при —10° (зимний се-
зон) определяется изменением натяжения от величины 1 200 кг при —30° за счет
повышения температуры (на 20°), то то же самое можно сказать и о температуре
20° (летний сезон).
«6
Результаты расчета представлены на рис. 58 и в та^л. б.
Таблица б
i	0	Qi	Наличие дополни- тельных нагрузок	Ai	Bi	А.	l = Bi	h	1i'	Hi
i н 0 —'	СМ	1 1 £ & о	о	0,89 0,89	—	0,026	— 0,248	0,026 '•—/г 0,026 1 3	/з	= —0,248	0,0835 0,10	0,0835 0,10	1 200 1 000
GO с е з	— 10°	0,89	—	0,026	— 0,1905		= — 0,1905	0,125	0,125	800
4	— 5°	1,68	Гололед	0,049	— 0,162	0,049 14	/1 0,026 /25	/. 0,0273	= — 0,162	0,23	0,205	820
СП НИР	0°	0,89	и ветер	0,026	— 0,133		= — 0,133	0,165	0,165	605
и м	+5°	0,935	Ветер	0,0273	— 0,104		= -0,104	0,195	0,185	540
00 7	+ 10°	0,89	—	0,026	— 0,075	0,026	= - 0,075	0,215	0,215	465
и с	0° +5°	0,89 0,935	Ветер	0,0273	— 0,276	0,0273 /з	= —0,276	0,0835 0,095	0,0835 0,09	1 200 1 ПО
2 к о	4-10°	0,89	—	0,026	— 0,248	0,026 7 3	/з 0,026 П	= —0,248	0,10	0,10	1 000
3 ° I'x’	+20°	0,89	—	0,026	— 0,1905		= — 0,1905	0,125	0,125	800
[ и н	+ 30°	0,89	—	0,026	-0,133	0,026 1Г	= —0,133	0,165	0,165	605
5 н о	+40°	0,89	—	0,026	— 0,075	0,026 /.	= — 0,075	0,215	0,215	465
6										
Более просто выглядят
кривые изменения натяже-
ния стрел провеса и натяже-
ний подвески, не имеющей
сезонной регулировки.
В качестве примера при-
ведены кривые (рис. 59) для
алюминиевого усиливающе-
го провода А-185 при про-
; лете I — 90 м.
Здесь точки, обведен-
ные кружками, относятся к
режиму при t — —5°, голо-
леде и ветре v — 20 м/сек, а
отмеченные крестиками—к
 режиму при /=-|-5о и вет-
ре v = 20 м/сек.
. 5» 220 t
67
§ 10. Влияние жесткости провода на напряжение в нем
1. Напряжения в проводе у точки подвеса. Обычно расчеты провода ведутся
по формулам, выведенным в предположении, что контактный провод является
гибкой нитью. В действительности дело обстоит несколько иначе, так как провод
обладает жесткостью и, следовательно, получает дополнительные напряжения за
счет изгиба у точек подвеса и у токоприемника (при подъеме его токоприемником).
Если бы провод не о.бладал жесткостью, то угол, образуемый касательной
к кривой его провисания в точке подвеса, мог бы быть определен, как известно
из формулы (1ДЗ') (при расположении точек подвеса на одной высоте и отсутст-
вии токоприемника на рассматриваемом пролете):
. Я1
*Ч‘=2Н’
где q — нагрузка (вес) провода в килограммах на 1 м;
I — длина пролета в метрах;
Н — натяжение провода в килограммах.
Однако в действительности, так как провод обладает жесткостью, макси-
мальный угол наклона касательной р получается не у точки подвеса, а не-
сколько далее, как это показано на рис. 60а. Для определения утла р очевидно
можно воспользоваться приведенной выше формулой, заменив там величину I
через /1( но так как величина / незначительно отличается от величины /х, то, сле-
довательно, и р будет незначительно отличаться от Фр
Рассматривая часть провода, расположенную над точкой подвеса, и распо-
ложив оси координат, как указано на рис. 606, с началом в точке перегиба, где
изгибающий момент будет равен нулю, можем изгибающий момент в сечении про-
вода в точке с координатами х, у (рис. 60b) представить в виде:
Мх = Ну.
Уравнение кривой прогиба может быть найдено из известного выражения:
d2y _ Мх
dx2~El ’
где Е — модуль упругости провода в кг[см2',
I — момент инерции площади поперечного сечения провода в см*.
Заменив в этом выражении Мх, можем написать:
= Ну
ах2 Ё1 '
Для решения этого выражения, как обычно, введем подстановку у = екх, тогда
получим:
К2 6** = ^ eix,
откуда
68
или
т. е.
Кх= +
Н iz _
EI И
Е1 ’
где
= К; К,
— К,

У = Аекх — Ве~кх,
(1,32)
где А и В — постоянные уравнения.
Легко видеть, что при х = О и у = 0.
В выводе не учтено влияние собственного веса рассматриваемой части
провода, но так как эта величина незначительна, то большого влияния она
оказать не может. Наибольшее напряжение, как это легко понять, провод испы-
тывает у точки подвеса. А так как касательная к проводу в этой точке должна
быть горизонтальна, то очевидно, что угол наклона этой касательной к оси х
должен быть равен (рис. 60в):
Без большой погрешности (особенно при больших х по сравнению с у) можно
в уравнении (1,32) пренебречь вторым членом, тогда получим:
у = Ае*х,
и, следовательно, для точки подвеса
tg =
где у0 соответствует точке подвеса, или
V -LS1
Уо~ К '
Изгибающий момент в точке подвеса получится в виде:
Мо = НУо = Н^ = Н.	=—,
ЁТ
2
и соответственно
(1,33)
, _М0
J°_ W •
Рассматривая условия работы контактного провода и для первого прибли-
жения полагая, что момент инерции для него может быть найден как для круг-
лого медного провода, получим:
nd2
4 -°;
/ = w = — •
64 ’	32 ’
69
тогда
°о = ^E-Xd = ^Е-^.	(Ь34)
у О	У <3
Для меди Е = 13 000 кг!мм2 и у = 0,0089 г/ш«3; тогда
а0 = 0,0089 / 13000 -4 = 0,0089• 1,14- 1024= =	;	(1,34')
у о	у а	у <з
здесь I в метрах, а а в килограммах на 1 мм2.
Из полученной формуАг легко усмотреть, что с увеличением напряжения
от растяжения провода падает напряжение от изгиба.
Для получения общих напряжений следует очевидно к напряжениям от из-
гиба прибавить напряжения от растяжения.
Результаты, получаемые при пользовании формулой (1,34'), показывают,
что во всех случаях напряжение в проводе, возле точки подвеса, выходит за
пределы упругости, а увеличение натяжения в проводе не ведет к увеличению
напряжения в части провода, у точки подвеса.
Необходимо подчеркнуть, что формула получена в предположении, что
материал и при всех условиях следует закону Гука. Такое положение очевид-
но неверно, так как эти напряжения выходят за предел упругости, и провод
получает остаточные деформации. Это соображение позволяет притти к выводу,
что на самом деле распределение напряжения по сечению произойдет по какому-то
другому более сложному закону. Однако во всяком случае можно иметь уверен-
ность, что напряжения по сечению распределятся значительно равномернее.
Таким образом, получаемые на основании дан-
*-----с-----*i ного исследования результаты следует рассматри-
вать лишь с качественной стороны. Количествен-
----------]	ная же сторона не может быть отражена формулой,
I	так как явление протекает (за пределом упругости),
Qt'	повинуясь законам, не укладывающимся в матема-
Рис. 61	тическую формулу.
2. Напряжение в проводе у токоприемника. Рассматривая движение токо-
приемника по проводу, нетрудно видеть, что здесь мы имеем дело с тем же явле-
нием, что и у точки подвеса, с той лишь разницей, что в формулу (1,34) войдет
вместо I величина Г (рис. 61). С другой стороны, легко видеть, что величина
ч
где Qt—нажатие токоприемника на провод;
q — вес 1 м провода при сечении в S мм2.
Подставив значение /' в формулу (1,34'), получим:
<з0 = 1,015 -0-т- - ,
ЧУ 6
или для меди, заменив q = 0,0089 S кг/м-.
(1,35)
<*о
1,015 QT _.н Qt
0,0089’s/a
Для получения полного напряжения в проводе это напряжение, так же как
и в предыдущем случае, следует сложить с нормальным напряжением.
Определяемая по этой формуле величина нажатия токоприемника при
условии, чтобы суммарное напряжение не выходило за пределы упругости,
получается очень небольшой (близкой к половине нажатия, принимаемого на
наших дорогах).
70
Однако здесь следует учесть, что при первом же проходе токоприемника про-
вод получает остаточные изменения, которые увеличивают его упругость и повы-
шают напряжения в проводе, когда он находится в состоянии покоя, но зато при
прохождении токоприемника эти напряжения уменьшаются.
Это можно представить следующим образом: в спокойном состоянии провод за-
нимал положение, указанное на рис. 62а; напряжение, одинаковое по всему сече-
нию провода, равнялось ах. Затем под давлением токоприемника провод занял по-
ложение, показанное на рис. 626, и к напряжению ах добавилось напряжение
Рис. 62а	Рис. 626	Рис. 62в	Рис. 62г
з2, что в сумме должно было дать эпюру напряжения, показанную на рис. 62в.
Но если сумма напряжений о1 + превзойдет предел упругости провода, то он
вытянется таким образом, что напряжение в верхней части провода получится
несколько меньшим суммы а в нижней — соответственно больше разности
°i — °2> т- е- эпюра будет приближаться к виду эпюры на рис. 62а, а предел упру-
гости провода в этом случае повысится, т. е. при повторной нагрузке мы встретим-
ся с более высоким пределом упругости. Если же теперь удалить с рассматривае-
мого пролета токоприемник, то провод вернется в начальное положение, и на-
пряжение получит вид, представленный на рис. 62г. Из рисунка видно, что
провод получает как бы новый изгиб в обратную сторону, верхняя часть провода
разгружается, а нижняя загружается дополнительно.
Если вновь приложить давление, равное давлению токоприемника, то напря-
жение получит вид, близкий к приведенному на рис. 62а. Таким образом, есть
основание думать,что можно допустить нажатие токоприемника примерно в два
раза большим, нежели определяемое по формуле (1,35).
Увеличение нажатия сверх указанных пределов поведет к повторному выходу
напряжений в проводе за пределы упругости поочередно то в ту, то в другую сто-
роны, что поведет к усталости металла, а в дальнейшем и к его разрушению.
ГЛАВА III
, ЦЕПНЫЕ ПОДВЕСКИ}
Рассматривая условия токоснимания при простой подвеске контактного про-
вода, мы установили, что с увеличением скорости движения и применения тяжелых
токоприемников процесс токоснимания значительно ухудшается, причем это ухуд-
шение выражается в том, что у точек подвеса контакт нарушается, провод подго-
рает и подбивается, за счет чего срок его службы значительно уменьшается.
В качестве мер борьбы с этими явлениями могут быть использованы решения,
ведущие к уменьшению стрелы провисания провода. Такими решениями являют-
ся увеличение натяжения и уменьшение длины пролета. Первое достигается при-
менением сезонной регулировки натяжения и используется на дорогах трамвай-
ного типа, а второе — более частым подвешиванием провода. В случае же, если
бы мы пожелали применить простую подвеску на магистральных железных
дорогах, то очевидно указанной меры (сезонная регулировка) было бы недоста-
точно для достижения хороших условий токоснимания, особенно на тех участ-
ках, где применяются тяжелые токоприемники и движение происходит с большой
скоростью.
71
Тяжелые токоприемники с солидной контактной частью (лыжи пантографа)4
обычно применяются на дорогах постоянного тока, так как при относительно низ-
ких напряжениях, применяемых при электрификации железных дорог на постоян-
ном токе, и больших мощностях электровозов приходится снимать большие токи.
Однако влияние веса токоприемника может сказаться лишь при значительной
скорости движения, что имеет место при движении по перегону или главным
путям станции, если на ней предусмотрено безостановочное движение.
На второстепенных же станционных путях, где движение может происходить
только с малой скоростью, возможность использования простой подвески кон-
тактного провода не исключена.
В тех случаях, когда участок электрифицирован на трехфазном токе и при-
ходится подвешивать рядом два провода (в качестве третьего провода использу-
ются обычно рельсы), применение более сложных систем встречает препятствия,
так что в этом случае приходится итти на применение простой подвески.
На рис. 63 в качестве примера показана простая подвеска, примененная
на железнодорожной станции электрифицированного участка.
Рис. 63
Таким образом, если еще на станционных путях и представляется возможным
использовать простую подвеску контактного провода, то для перегонов и главных
путей станций, если к тому же на участке применяются тяжелые токоприемники,
применением лишь сезонной регулировки при сохранении нормальной величины
пролета простой подвески (около 35 м) надежного токоснимания добиться не уда-
лось бы, поэтому пришлось бы в этом случае значительно уменьшить величину
пролета. Уменьшение же величины пролета повлекло бы к увеличению числа
опор и в результате к значительному удорожанию контактной сети.
Значительно лучшим решением является цепная подвеска, дающая возмож-
ность осуществить йодвеску контактного провода при меньшем рас-
стоянии между точками подвеса, причем увеличение числа этих точек подвеса
не сказывается заметно на стоимости подвески. Достигается такая возможность
«частого» подвешивания тем, что контактный провод подвешивается не непо-
средственно к опорам, а при помощи промежуточного элемента, так называемого
несущего троса (или продольно-несущего троса).
Этот несущий трос 7 при помощи изоляторов 2 подвешивается к опорам
(рис. 64), находящимся на большом расстоянии друг от друга, на прямых участ-
72
Рис. 64
ках пути примерно в пределах от 60 — 90 лг. Контактный же провод 3 подвеши-
вается к этому тросу при помощи так называемых струн 4 (вертикальных под-
весок) в нескольких точках по длине пролета.
Таким образом, цепная подвеска дает возможность получить частое под-
вешивание контактного провода не только без увеличения числа опор, но даже,
наоборот, дает возможность значительно уменьшить их число. Следует отметить,,
что на электрических железных дорогах постоянного тока, как правило, по усло-
виям электрического расчета одного
контактного провода бывает недоста-
точно, и в этом случае, если несущий
трос выполняетсямедным(или бронзо-
вым), то он выполняет одновременно
две задачи. Таким образом, необходи-
мость применения второго продоль-
ного провода (несущий трос) опреде-
ляется не только особенностью кон-
струкции цепной подвески, так как и
при применении простой подвески
провода для уменьшения сопроти-
вления сети пришлось бы подвесить
дополнительные провода. Практи-
чески на дорогах постоянного тока,
даже при применении медного несу-
щего троса, приходится или подвеши-
вать еще и усиливающие провода 5
(так как сечения проводов цепной
подвески оказывается недостаточно), или применять особые типы цепных подве-
сок с вспомогательными проводами (подробнее об этом ниже).
Слева на опоре виден короткий кронштейн, на котором подвешен усиливаю-
щий провод 5. Этот усиливающий провод через определенные промежутки соеди-
няется гибким проводом 6 с проводами цепной подвески. Контактный провод
в горизонтальной плоскости укрепляется к опоре при помощи так называемого
фиксатора 7. Более подробно мы со всеми этими элементами встретимся далее,
здесь же лишь отметим, что фиксатор представляет собой стальную трубу, в ко-
торую включен изолятор 8 (у опоры).
Возвращаясь к рассмотрению качеств цепной подвески, отметим, что при
такой подвеске контактного провода кривую его привисания удобнее рассмат-
ривать как состоящую из двух кривых, наложенных друг на друга. Так, с одной
стороны^ контактный провод провисает между струнами на длине так назы-
ваемого струнового пролета (эту стрелу провеса называют «местной»), с дру-
гой стороны, контактный провод, будучи подвешен к несущему тросу, естественно,
получает большее или меньшее провисание по всей длине пролета при изме-
нениях стрелы провисания несущего троса (эти стрелы провисания называют
общими).
Можно отметить, что в отношении стрел провеса между струнами при цепной
подвеске при условии, что в проводе будут поддерживаться достаточной вели-
чины натяжения не может возникнуть тех опасений, что имели место при про-
стой подвеске, так как расстояние между точками подвески здесь много меньше.
Выше, при рассмотрении условий токоснимания простой подвески, мы уста-
новили, что одним из основных факторов, определяющих качество токоснимания
со стороны, зависящей от сети, является угол «перелома» провода а у точки под-
веса. Там же мы установили, что он находится в зависимости от угла (рис. 55а),
так как с уменьшением растет а, и токоснимание улучшается. Величина же угла
может быть получена из формул (1,13') и (1,13"):
71 " 2/7
73-
и
tg <?1 =
Расшифровывая последнее выражение, мы можем отметить, что на величину
угла влияет не абсолютное значение стрелы провеса / (при различной величине
* /
пролетов), а относительное, т. е.
Таким образом, оценивая качества цепной подвески провода с точки зрения
общих стрел провеса, мы должны считаться очевидно не со всей стрелой провеса
контактного провода, а с относительной.
Выше мы отметили, что общая стрела провеса контактного провода опре-
деляется изменением стрелы провеса несущего троса. Поэтому очевидно наиболь-
ший интерес с точки зрения токоснимания должна представить не вся стрела
провеса несущего троса, а лишь изменение ее или, точнее, относительное (к дли-
не пролета) изменение стрелы провеса троса.
Опираясь на эти соображения, можно легко доказать, что с точней зрения
токоснимания цепная подвеска имеет неоспоримые преимущества при различных
изменениях температуры.
Использовав уравнение (d) (стр. 47), можно написать:
Разложив разность квадратов /2;— f\ на произведение их суммы и разности
и разделив обе части этого уравнения на -у (/г + fj),
получим:
ft-h
или, приняв для оценки величины без большой погрешности/г4-
получим:
fj ~ /1 _	(+ Л t )
I ~ 16А (г
Отсюда видно, что изменение стрелы провеса провода/г—Д обратно пропор-
ционально /х.	®
Если теперь положить для упрощения рассуждения, что приращение tg <рх
пропорционально приращению стрелы провеса, т. е. что
д tg	,
то можно написать:
I За(^.—£х)
-------{j-A
l 4
или заменив = ---------, получим:
/i tg Vi ~
. .	1	3 a (t{ — г\)	, .
A tg <рх = т-----.	(а
tg срх 4
Таким образом, если положить, что при какой-то температуре общая стрела
провеса контактного провода была равна нулю и под величиной <?х понимать
угол наклона касательной и кривой провисания несущего троса, то очевидно
д <ох определит величину того же угла для контактного провода.
74
Выражение для Д tg <рх было нами выведено при условии подвески свободного
провода; ниже мы увидим, что если отнести это выражение к несущему тросу, то
оно будет давать несколько увеличенные значения, так как натяжение в контакт-
ном проводе будет уменьшать Д'^ троса. Пренебрегая, однако, этим обстоятель-
ством, к невыгоде цепной подвески, для одного и того же диапазона измене-
ния температуры, напишем для простой подвески с углом и цепной с углом ф2
выражения для Д tg ф:
для простой подвески	. ,	1 За (^ — fx) Д tg ф, = 		—; 61 tg фх	4
для цепной подвески	1 За(^ —G) 6	tg ?2	4
Так как, коэфициент пропорциональности в обоих равенствах один и тот
же, то положив, что и а в обоих случаях одно и то же, можем получить отношение:
Atg<px tg ф2
Д tg ф2 tg <рх ‘
Таким образом, мы видим, что приращение угла наклона касательной к кри-
вой провисания провода (троса) в точке подвеса обратно пропорционально на-
чальному значению тангенса угла в этой точке.
Из выражения же (1,13') мы видим, что tg фх пропорционален величине
пролетов и нагрузки, т. е. величинам, имеющим большое значение в цепной под-
веске. Положив, что при некотором режиме, например при- наименьшей темпе-
ратуре, натяжение Н для обоих случаев будет близко одно к другому, мы не вне-
сем существенной ошибки в наши рассуждения, так как все же соотношение
ql	„	_	_
4т- для цепной всегда будет больше, нежели для простои подвески.
Л
На основании изложенных соображений можно притти к выводу, что изме-
нение угла ф2 у несущего троса, или, что то же, угол д<р2 контактного провода, при
цепной подвеске будет меньше, чем изменение угла у контактного провода при
простой подвеске.
Если же теперь обратить внимание на то, что для простой подвески контакт-
ного провода угол будет определяться суммой	тогда как для цепной под-
вески угол g2 провода определяется только д<р2 троса, то с точки зрения влияния
угла на качество токоснимания станет совершенно очевидным преимущество
цепной подвески перед простой. Если к этому еще добавить, что цепная подвеска
является значительно более эластичной, чем простая, и дает возможность зна-
чительно увеличить длину пролета, то станет ясным, почему на железных дорогах,
где приходится иметь дело с большими скоростями и тяжелыми токоприемниками,
она получила исключительное применение.
Выше, при рассмотрении процессов токоснимания для простой подвески
контактного провода, мы установили зависимость качества этих процессов от
стрелы провисания контактного провода. Точно так же и при цепных подвесках
стрела провисания контактного провода в большой мере будет определять ка-
чество токоснимания. При ознакомлении с идеей цепной подвески выше мы
указывали, что контактный провод имеет два рода стрел провисания—местные и
общие. Первые при заданном напряжении контактного провода зависят от ве-
личины струнового пролета и поэтому без существенных затрат могут быть
изменяемы по нашему желанию.
Общие же стрелы провеса, как мы также отмечали выше, определяются из-
менением стрелы провисания несущего троса. Соображения, связанные с вы-
бором этой стрёлы провисания, мы изложим ниже.
В дальнейшем при оценке влияния общих стрел провеса на токоснимание при
всех рассуждениях и выводах мы для упрощения будем полагать, что число
струн бесконечно велико, т. е. провод подвешен во всех своих точках. Такое
предположение позволит нам заниматься изолированно рассмотрением лишь
общих стрел провеса.
75
§ 1. Условия работы цепной подвески и выбор температуры беспровесного
положения
Легко видеть, что, монтируя цепную подвеску, при некоторой температуре
можно, подбирая ту или иную длину струн, задать контактному проводу любую
стрелу провеса — положительную или отрицательную, т. е. расположить его
выпуклостью книзу, или кверху, или, наконец, придать ему форму горизонталь-
ной прямой. Если мы остановимся на последнем решении, то очевидно такое по-
ложение1 останется лишь до того момента, пока не изменится температура или
нагрузка (гололед и ветер), так как вслед за изменением этих факторов изменится
и стрела провеса несущего троса, а следовательно, и контактный провод получит
ту или иную стрелу провеса. Выбирая температуру для положения, когда кон-
тактный провод должен быть горизонтальным, так называемую температуру
беспровесного положения, мы можем оказывать влияние на величины стрел
провеса контактного провода при других режимах, а следовательно, и на качество
токоснимания. Отсюда можно сделать заключение, что нельзя вопрос о выборе
температуры беспровесного положения отрывать от вопросов' токоснимания.
Прежде чем перейти к изучению работы различных систем подвесок необходимо
ознакомиться с вопросами токоснимания. В первую очередь мы остановимся
на рассмотрении положения проводов цепной подвески при различных усло-
виях, температурах и влиянии на это положение выбранной температуры бес-
провесного положения провода.
Рассмотрим положение проводов цепной подвески при различных условиях
температуры и нагрузки, предположив, что при некоторой температуре /0, лежа-
щей в интервале между максимальной и минимальной температурой данного
района, контактный провод гори-
зонтален, т. е., иначе говоря, обо-
значим температуру беспровесного
положения через /0. Тогда оче-
видно подвеска примет вид, пред-
ставленный на рис. 65а и 656
сплошными линиями.
Если же теперь произойдет
повышение температуры до значе-
ния t (или увеличение нагрузки),
то это поведет к увеличению стре-
лы провисания несущего троса,
а следовательно, контактный про-
вод получит провес, равный прира-
щению стрелы провеса несущего
троса. В этом случае подвеска при-
мет вид, представленный пункти-
ром на рис. 65а.
Если же, наоборот, температура получит значение t более низкое, чем тем-
пература f0, соответствующая горизонтальному расположению провода, то стрела
провеса несущего троса уменьшится, а следовательно, контактный провод получит
выгиб кверху или, как говорят, отрицательный провес. В этом случае подвеска
получит вид, представленный на рис. 656 также пунктиром. При этом в обоих
случаях очевидно стрела провеса контактного провода будет тем больше, чем боль-
ше разность между температурой рассматриваемого режима и температурой бес-
провесного положения, т. е. чем больше (по абсолютной величине) разность t — tQ.
Из изложенного нетрудно видеть, что если температуру беспровесного по-
ложения приближать к наименьшей температуре, отрицательный провес будет
уменьшаться, зато будет увеличиваться провес положительный. При расчете
подвески, как это будет видно из последующего, имеется возможность выбрать
в качестве температуры беспровесного положения любую температуру. Таким
образом, становится ясным, что, прежде чем приступить к расчету, надо выбрать
наивыгоднейшее значение для температуры беспровесного положения.
76
Эта наивыгоднейшая температура, как уже указывалось, должна выбираться
по условиям токоснимания, т. е. таким образом, чтобы при максимальных откло-
нениях температур от температуры беспровесного положения была возможность
производить токоснимание в достаточно надежных условиях.
Наилучшим с точки зрения токоснимания является положение, при котором
контактная часть токоприемника двигается по горизонтальной прямой. При
заданной величине нажатия токоприемника на провод такое положение может
быть достигнуто только при определенной кривой провисания провода. При всех
же других кривых провисания провода будет иметь место отклонение от этого
положения. Поэтому и вопрос будет уже стоять об установлении наиболее прием-
лемых отклонений от указанного наилучшего положения.
Прежде чем перейти к рассмотрению поведения провода, отметим, что подъем
провода в случае цепной подвески в большей мере определяется подъемом троса.
Положим, что к цепной подвес-
ке, показанной сплошной лини-
ей на рис. 66а, приложена под
третьей струной слева сила QT,
рассмотрим, как изменится рас-
положение проводов подвески.
Под действием уменьшения на-
грузки струны трос на этой ча-
сти пролета приподнимется. Если
предположить, что сила QT неве-
лика, то струна останется в растянутом состоянии, контактный провод получит
выгиб кверху и над силой QT будет иметь вершину. Следует подчеркнуть,
что сумма сил QT и натяжения струны С теперь станут больше натяжения,
которое раньше имела струна С. Это объясняется тем, что указанная сумма
сил поддерживает частично и смежные части провода, которые раньше
целиком передавали свою нагрузку соответствующим струнам. Таким обра-
зом, приложение силы QT под струной С ведет, одновременно к разгрузке
смежных струн. Уменьшение нагрузки несущего троса поведет к уменьшению
натяжения в нем, и если теперь предположить, что в точках А и В трос закреплен
неподвижно, то эти точки будут испытывать различное натяжение с обеих сторон.
Такое закрепление может иметь место при креплении троса штыревыми изолято-
рами к неподвижной конструкции. В этом случае слева от А и справа от В будет
действовать натяжение несущего троса То — то, которое имело место в данном
пролете до приложения к проводу силы QT- Справа же от А и слева от В, т. е.
внутри данного пролета, натяжение несущего троса уменьшится на некоторую
величину дТ. В этом случае часть провода, лежащая на другой половине пролета,
опустится ниже своего прежнего положения. Если же положить, что трос в точ-
ках А и В имеет свободу перемещения, то под действием возникающей разности
натяжений точки А и В раздвинутся, натяжение практически достигнет прежней
величины, и расположение проводов получит вид, представленный на рис. 656
верхними пунктирными линиями.
Взятое нами предположение, что натяжение остается близким к постоянному,
имеет за собой достаточно оснований, так как в большинстве случаев несущий
трос крепится на подвесных изоляторах, сами изоляторы крепятся на так назы-
ваемых консолях (кронштейнах), которые также дают возможность перемещения
точке подвеса. В рассматриваемом случае подъем провода практически опреде-
ляется подъемом несущего троса. Влияние натяжения контактного провода
здесь очень незначительно.
Если продолжать увеличивать силу Qt,to сумма сил: натяжения струны С
и силы QT, оставаясь все еще больше прежнего натяжения струны, когда сила QT
отсутствовала, будет расти медленнее этой силы, т. е. натяжение струны будет
все время уменьшаться. Наконец, наступит такое положение, когда натяжение
струны станет равно нулю, и струна ослабнет.
При дальнейшем увеличении силы QT струна будет оставаться в ослабленном
состоянии, и подъем провода над силой QT будет уже определяться как подъемом
77
троса над смежными струнами, так и подъемом самого провода между этими
струнами, причем и в этом случае разница в подъемах троса и провода над силой
Qt будет невелика, т. е. опять подъем провода в основном будет определяться подъ-
емом троса.
Разобранное положение представлено на рис. 666. Повышение контактного
провода между струнами будет итти по тем же законам, что и для простой под-
вески, т. е. будет обратно пропорционально натяжению контактного провода. При
дальнейшем увеличении силы QT картина расположения проводов будет иметь тот
же вид до тех пор, пока сила QT не разгрузит также и смежные струны.
В том случае, если сила Qt будет приложена в промежутке между струнами,,
подъем провода уже при любом значении силы Q т будет больше подъема троса
(рис. 66в), так как подъем троса будет равен подъему струн, а провод будет иметь
дополнительный подъем между струнами. В остальном все приведенные рассуж-
дения сохранят свою силу и для этого случая расположения силы QT.
Итак, можно притти к выводу, что
главным образом будет определяться
От
Рис. ббв
величина подъема контактного провода
величиной подъема несущего троса.
Последний же, если опять отбросить
незначительное влияние натяжения
в контактном проводе, может быть
определен по формулам, выведенным
для простой подвески. Но в данном
случае вместо веса провода, входив-
шего в выводы и формулы при про-
стой подвеске, должен войти вес про-
вода и траса, т. е. вес всей цепной
подвески. Следовательно, можно
притти к заключению, что подъем про-
водов под действием токоприемника
будет тем меньше, чем больше будут
вес и натяжение проводов цепной
подвески, и, следовательно, токосни-
мание в этом случае будет более спо-
койным.
Особенную силу имеют эти сооб-
ражения, как и в простой подвеске,
при применении тяжелых токоприем-
ников, больших нажатий на сеть и
большой скорости движения. Также можно притти к выводу, что увеличение
длины пролета при сохранении всех остальных качеств системы неизменными,
т. е. если не принять каких-либо специальных мер, может повести к ухудше-
нию токоснимания.
Таким образом, и здесь, как и в простой подвеске контактного провода,
увеличение натяжения дает кроме возможности уменьшить высоту опор еще и
улучшение токоснимания. С этой точки зрения районы, где исходным является
гололедный режим, находятся в невыгодном положении, особенно если прихо-
дится рассчитывать на гололеды большой интенсивности. Действительно, приняв
для такого режима максимально допустимое натяжение в тросе, мы для всех осталь-
ных режимов будем получать тем меньшее натяжение, чем большая интенсивность
гололеда была принята в расчет.
До сих пор рассмотрение вопроса расположения проводов подвески под
действием силы нажатия токоприемника мы вели, опуская влияние сил инерции
токоприемника и подвески. В действительности и в рассматриваемом случае,
как и при простой подвеске, сила нажатия Qt токоприемника на контактный
провод при движении может быть представлена формулой:
Qt = Q — Ма — W,
где Qt—сила нажатия токоприемника на сеть;
Q — нажатие, определяемое действием пружин токоприемника;
IV — сила трения в шарнирах токоприемника;
78
М — масса (приведенная) токоприемника;
а — ускорение приведенной массы токоприемника в вертикальном направ-
лении.
Отбрасывая пока влияние сил W и Ма, т. е. полагая, что на всем протяже-
нии будет действовать лишь одна постоянная сила Q, что может иметь место
при движении токоприемника с идеальными (без трения) шарнирами с очень малой
скоростью (или при идеальном токоприемнике) мы получим траекторию токо-
приемника в виде кривой II (рис. 67). Сплошными линиями (кривая I) показано
расположение проводов цепной подвески при отсутствии токоприемника на рас-
сматриваемом пролете.
В действительности же действие сил W и Ма исказит траекторию движения
токоприемника, сместив выпуклость кривой в сторону движения, причем здесь
также скажется и влияние силы Р, создаваемой трением между контактной
частью токоприемника и проводом. В результате траектория примет вид, представ-
ленный на том же рис. 67 кривой III,
Таким же образом скажется давление токоприемника на сеть при других по-
ложениях провода; так, например, при наименьших температурах (fmin < и,
следовательно, при первоначальном положении провода, представленном на
рис. 68а сплошной кривой, траектория токоприемника получит вид одной из пунк-
тирных кривых в зависимости от скорости движения, и наоборот, при высшей.
температуре (/max > /о) и начальном положении провода, представленном на
рис. 686 сплошной кривой, траектория токоприемника получит вид одной из
пунктирных кривых.
Таким образом, увеличение давления токоприемника при наименьших тем-
пературах ведет к увеличению выпуклости кривой его траектории, а при макси-
мальной температуре, наоборот, — к уменьшению этой выпуклости. И если при
минимальной и максимальной температурах провод будет иметь одинаковые
по величине отрицательный и положительный прогибы, то траектория токо-
приемника получит большую выпуклость при минимальной температуре. По-
этому в последнее время эту температуру выбирают таким образом, чтобы траек-
тория токоприемника имела одинаковые по величине положительные и отрица-
тельные выпуклости, получающие место при наибольших и наименьших тем-
пературах данного района.
Опытным порядком установлено, что в таком случае для применяющихся
у нас токоприемников и их нажатий на провод температуру беспровесного
положения следует брать на 10 — 15° ниже средней арифметической величи-
ны между максимальным и минимальным значениями температур данного райо.
79
она. Последнее положение, т. е. допущение равного отклонения траектории вверх
и вниз, пока не имеет за собой достаточной опытной проверки, и весьма возможно,
что опыт заставит сместить температуру беспровесного положения в ту или дру-
гую сторону, так как природа явления, имеющего место при токоснимании, в том
и другом случаях несколько различна. Действительно, если проход под опорой при
наивысших температурах может происходить так же, как это было показано на
рис. 556 и 55д, то при наименьших температурах токоприемник, перемещаясь
сл?ва направо, будет наносить удар в точке А (рис. 69,— сходно с положением,
показанным на рис. 56е и 56ж) и затем, отрываясь, давать искрение и подгорание
провода.
Метода расчета, дающего форму траектории токоприемника, с учетом всех
динамических усилий, на сегодняшний день не существует, поэтому точно устано-
вить расчетом стрелы кривой траектории не представляется возможным.
В некоторых системах подвески, как это мы увидим ниже, у опор располага-
ются конструкции, при определенной схеме расположения препятствующие вер-
тикальному перемещению провода, т. е. создают так называемую жесткую точку
в проводе. В этом случае описанное
'	Подгорание явление удара получит особенно ярко
* выраженный характер. По этим сооб-
ражениям следует избегать примене-
/ \	ния конструкций, дающих такую же-
/	\	сткую точку. Попутно можно отметить,
что такие же явления, но в меньшей
степени, имеют место и в том случае,
Рис. 69	если на проводе где-либо располагает-
ся сосредоточенная нагрузка (как, на-
пример, стыковая клемма, секционный изолятор и т. п.); в этой точке вслед-
ствие увеличенной массы подвеска при прохождении токоприемника не может
дать той же подвижности в вертикальном направлении, как на остальной длине,
что и вызывает удар. В этих местах приложения сосредоточенных сил или на-
грузок провод как бы частично утрачивает свою эластичность, почему эти
точки и называют жесткими. Чем больше таких жестких точек в сети и чем
более явно они выражены, тем хуже токоснимание.
§ 2.	Классификация цепных подвесок
Как мы уже отмечали, в настоящее время цепные подвески в различных стра-
нах и на различных дорогах получили ряд разнообразных решений. Это раз-
нообразие определялось различными требованиями по условиям токоснимания,
предъявляемым к цепным подвескам на дорогах постоянного и переменной
тока, различием атмосферных условий на отдельных участках дорог, а такж
и патентными ограничениями, заставляющими отдельные фирмы в обход патента
изыскивать новые системы подвесок.
Существующие системы подвесок могут быть подразделены по следующи
признакам:
1)	по способу подвешивания контактных проводов;
2)	по способу натяжения проводов;
3)	по расположению проводов подвески в горизонтальной проекции (в плане)
Изучение или рассмотрение работы подвески в зависимости от способа под
вешивания контактного провода и натяжения проводов подвески должно произво
диться как при отсутствии токоприемника на данном пролете подвески, так и
учетом его воздействия на сеть. В первом случае основными факторами сравнени
являются натяжения и стрелы провисания проводов в различных условиях темпе
ратуры и нагрузки и их взаимное расположение. Во втором случае, т. е. когда то
коприемник находится на рассматриваемой части участка, рассмотрение должн
итти по линии выявления условий токоснимания в зависимости от конструкци
подвески, т. е. опять от способа натяжения и расположения проводов в вертикал
ной проекции. Классификация по третьему направлению — по расположена
so
проводов в горизонтальной проекции или, иначе, в плане — также должна осве-
щать два вопроса. Первым является один из наиболее существенных вопросов,
встречающихся при проектировании контактной сети, рассматривающий положе-
ние проводов подвески под действием давления ветра. Сущность этого вопроса
заключается в том, что под действием ветра контактный провод может настолько
отклониться от оси пути, что при заданной ширине токоприемника не будет
обеспечен контакт, так как провод в этом случае сойдет с токоприемника.
При таком положении токоприемник под действим пружин поднимется выше
провода и затем в том месте, где провод имеет меньшее отклонение (ближе к опо-
рам), токоприемник наедет на провод своей конструкцией, что может повести либо
к обрыву провода, либо к поломке токоприемника.
Вторым вопросом, которым приходится заниматься при рассмотрении распо-
ложения проводов в горизонтальной проекции, является вопрос, связанный
с обеспечением равномерного износа токособирательных пластин токоприемника.
* Это качество подвески достигается обычно либо тем способом, что контактный
провод в горизонтальной проекции ведут зигзагообразно, смещая и закрепляя его
при помощи фиксаторов поочередно у каждой опоры в ту и другую стороны от-
носительно оси пути, либо не закрепляя его вовсе, т. е. давая большую возмож-
ность подвеске колебаться в плоскости, перпендикулярной оси пути, и тем самым
приходить в соприкосновение с токоприемником на большой ширине его контакт-
ной части. Ниже, при рассмотрении отдельных систем подвески, мы более под-
робно остановимся на рассмотрении этих особенностей.
При рассмотрении вопросов, связанных с расчетом простой подвески, мы ука-
зывали, что на протяжении всей длины линии подвеска не выполняется в виде од-
ной целой механически неразрывной конструкции. Наоборот, она на протяжении
всей линии разбивается на ряд так называемых анкерных участков или анкерных
пролетов. Точно так же и при цепной подвеске обычно вся линия разделяется на ряд
участков, и в концах этих участков провода цепной подвески закрепляются на опо-
рах. Такое закрепление концов проводов цепной подвески на опорах называют,
как и выше, анкеровкой проводов, а опоры, на которых производится эта анкеров-
ка, соответственно называют анкерными опорами. Максимальное расстояние между
этими анкерными опорами, или длина анкерного участка, для цепных подвесок
лежит обычно в пределах от 1,2 —1,6 км (в зависимости от системы подвески
и расположения ее на прямом участке или на кривой). В отдельных случаях по
условиям местности (особенно на железнодорожных* станциях) приходится длину
пролета уменьшать. Анкерные опоры, так же как и в простой подвеске, имеют зна-
чительно большую прочность, так как они рассчитываются не только на нагрузки,
передаваемые подвеской и на промежуточные опоры (вес, давление ветра и неурав-
новешенные составляющие на кривых), но также и на максимальное натяжение
в проводах. Более подробно мы рассмотрим этот вопрос ниже, в отделе расчета
поддерживающих конструкций. На этих анкерных опорах и осуществляется или
жесткое закрепление проводов, или располагаются приборы для натяжения про-
водов, позволяющие изменять натяжение или поддерживать его постоянным.
1.	Классификация цепных подвесок по способу подвешивания контактных
проводов. По способу подвешивания контактных проводов можно разбить все
существующие системы подвесок на два типа:
а)	одиночная цепная подвеска;
б)	компаундная цепная подвеска, или цепная подвеска с вспомогательным
проводом.
а)	Одиночная цепная подвеска. Под одиночной цепной под-
веской понимается подвеска, при которой контактные провода (один или два)
подвешиваются при помощи струн непосредственно к продольному несущему
тросу, как это было нами описано выше. Здесь полезно лишь отметить, что в слу-
чае применения подвески с одним контактным проводом она может дать хорошее
токоснимание при больших скоростях движения и тяжелых токоприемниках
только при достаточном сечении этого провода и большом натяжении в нем. На
дорогах же переменного тока, где вследствие применяемых высоких напряжений
приходится иметь дело с токами меньшими по величине и, следовательно, можно
6 Контактная сеть 271/1
81
пользоваться более легкими токоприемниками, эта подвеска может дать достаточ-
но хорошие результаты и при меньших натяжениях в проводе.
В тех же случаях, когда подвеска с одним контактным проводом не дает на-
дежного токоснимания вследствие недостаточного веса подвески, значительно луч-
шее решение должна дать подвеска с двумя проводами. Оба контактных провода
обычно вешаются на один несущий трос, причем они могут быть подвешены либо
на одну и ту же струну, либо при помощи различных струн (обычно в этом случае
в шахматном порядке, т. е. струна второго провода располагается в середине
струнового пролета первого провода). Увеличение веса и общего натяжения про-
водов подвески, достигаемое применением двух проводов, ведет к улучшению
токоснимания.
б)	Компаундная цепная подвеска. Компаундная цепная
подвеска представляет собой цепную подвеску с вспомогательным проводом, рас-
полагаемым между несущим тросом и контактным проводом. Подвеска контактного
провода в этом случае произво-
дится к вспомогательному прово-
ду (рис. 70), а последний уже в
свою очередь крепится к несу-
щему тросу. Общий вид этой си-
стемы показан на рис. 71.
Эта система подвески осо-
бенно удобна в том случае,
когда по условиям питания не-
обходимо иметь сечение прово-
дов контактной сети, превышаю-
щее сечение контактного прово-
да и несущего троса. При других
системах подвески в этом случае
приходится вешать сбоку от опор
усиливающие провода, в процес-
се токоснимания не принимаю-
щие участия.
Рассматриваемая же под-
веска дает возможность избе-
жать применения дополнитель-
ных конструкций и изоляторов
для подвески этих усиливающих
проводов. В этом случае, правда,
несколько утяжеляется работа
поддерживающих конструкций,
так как вес вспомогательного тро-
са в этом случае прикладывается
на большем плече, чем обычно вес
Рис. 71	усиливающих проводов, и соз-
дает момент того же знака, что
и вес цепной подвески. Существенным преимуществом подвески является то, что
она, получая большую массу, находящуюся в непосредственной близости к токо-
приемнику, и меньшие стрелы провеса контактного провода между струнами, обес-
печивает хорошее токоснимание даже и при меньших натяжениях в проводах под-
вески. Последнее же качество, как будет видно ниже, дает возможность упростить
конструкции подвески.
Наибольшее распространение данная подвеска получила в США (например на
дорогах Иллинойс—Централь, Лакаванна—Делавер, Пенсильванская, Чикаго—
Мильвоки) и во Франции (Париж-Орлеан, Южные). В последнее время этот тип
подвески применен на участке Брюссель—Антверпен (Белгия).
2.	Классификация цепных подвесок по способу натяжения проводов. В за-
висимости от способов анкеровки контактного провода и несущего троса или в зави-
симости от характера изменения натяжения в них при изменяющихся условиях
82
температуры и нагрузки можно различать следующие системы цепных подвесок:
а)	некомпенсированная подвеска (цепная подвеска с жесткой анкеровкой не-
сущего троса и контактного провода);
б)	подвеска с сезонной регулировкой (цепная подвеска с жесткой анкеров-
кой несущего троса и сезонной регулировкой натяжения в контактном проводе);
в)	полукомпенсированная подвеска или подвеска с компенсированным кон-
тактным проводом (цепная подвеска с жесткой анкеровкой несущего троса и с ав-
томатической компенсацией температурных удлинений контактного провода);
г)	компенсированная подвеска (цепная подвеска с автоматической компенса-
цией температурных удлинений в несущем тросе и контактном проводе);
д)	самокомпенсированная подвеска (или подвеска с транспозицией проводов).
Кроме этих систем можно было бы назвать и другие, но на них мы останавли-
ваться не будем, так они практического распространения не получили.
а)	Некомпенсированная подвеска. При некомпенсирован-
ной системе цепной подвески контактного провода как несущий трос, так и кон-
тактный провод жестко закрепляются на анкерных опорах, и натяжение в обоих
проводах, при изменении атмосферных условий, изменяется в широких преде-
лах. Преимущество этой системы, заключающееся в ее простоте сравнительно с
другими системами, не покрывает все же большого ее недостатка. Недостаток
этот заключается в том, что при высоких температурах (в жаркие летние дни) на-
тяжение контактного провода сильно падает, что, как уже ясно из изложенного,
выше, неблагоприятно отзывается на токоснимании.
С целью несколько улучшить^токоснимание применяют незначительную дли-
ну струнового пролета (уменьшая ее в некоторых случаях до 4 м\.
К большому недостатку некомпенсированной системы также надо отнести то,
что при незначительном натяжении провода он ветром может быть отнесен от оси
пути на значительно большее расстояние, чем при других системах подвески.
Поэтому при такой системе подвески, если она пролегает в местности, не защищен-
ной от действия ветра, приходится уменьшать величину пролета, т. е. прибегать
к мере, ведущей к удорожанию сети.
Обычно на магистральных железных дорогах некомпенсированная система
встречается в виде подвески с вспомогательным приводом (компаундной). Хорошее
токоснимание при этой системе подвески достигается применением бронзовых
контактных проводов, допускающих значительно более высокие натяжения по
сравнению с медными проводами.
б)	Подвеска с сезонной регулир овк.ой. В этой системе под-
вески анкеровка несущего троса производится так же, как и в предыдущей, а ан-
керовка контактного провода — либо при помощи
'стяжных муфт (рис. 72), либо каких-нибудь других X.
приспособлений, дающих возможность изменить на- v	___Г|
тяжение несущего троса и контактного провода. JL I I I I I I
Регулировка натяжений при этой системе подвески
производится (только в контактном проводе) обычно
два раза в год (весной и осенью). Весной произ-	рис. 72
водится увеличение натяжения (подтягивание),
а осенью — уменьшение натяжения (отпускание), т. е. таким же образом, как и
при простой подвеске контактного провода.
Во избежание больших колебаний подвески при проходе токоприемника
и для улучшения токоснимания и при этой системе подвешивают обычно два кон-
тактных провода.
Расстояние между струнами в этой системе берется от б до 8 м. Такая срав-
нительно малая величина струнового пролета принимается для того, чтобы не по-
лучить большие местные стрелы провеса, особенно для участков с большими ско-
ростями движения.
В подвесках с вспомогательным тросом сезонная регулировка натяжения
может производиться как в контактном проводе и вспомогательном тросе, так и
только в контактном проводе. В последнем случае контактному проводу создается
возможность перемещения относительно вспомогательного троса.
6* 271/1
83
'При некомпенсированной системе подвески и подвеске с сезонной регулиров-
кой величина пролета для одиночных подвесок колеблется около 45 м и для ком-
паундных подвесок при больших натяжениях в проводах доходит до 90 м.
К достоинствам таких подвесок можно отнести следующее: а) при обрыве
контактного провода натяжение его резко снижается, поэтому повреждение распро-
страняется на небольшой участок; б) при кривых малого радиуса и при большом
их количестве эти подвески при увеличении натяжения провода дают увеличение
прогиба опор; поэтому при наименьших температурах прогиб опор будет наиболь-
шим (мы опускаем влияние добавочных нагрузок). При повышении же температу-
ры прогиб опор будет уменьшаться, вследствие этого контактный провод будет
располагаться по окружности большего радиуса, и поэтому натяжение в проводе
будет падать медленнее, чем это имело бы место на прямом участке пути. Таким об-
разом, изменение прогиба опор как бы несколько компенсирует изменения удли-
нений провода. Естественно, однако, что это влияние прогиба в большой мере бу-
дет зависеть от жесткости опор.
Основными недостатками этих систем подвесок являются: а) малые пролеты
(при одиночной цепной подвеске), так как при высоких температурах уменьшение
натяжения контактного провода может дать большие ветровые отклонения;
б) большое количество струн, которые почти сводят на-нет экономию от относи-
тельной простоты этой системы.
в)	Полу компенсированная подвеска. Эта подвеска,
иначе называемая подвеской с компенсированным контактным проводом, пред-
ставляет цепную прдвеску с жестко анкерованным
\	несущим тросом неавтоматической компенсацией тем-
____________пературных удлинений контактного провода (рис. 73).
< I Г~Т I I I j	В этой системе подвески независимо от условий
температуры и нагрузки натяжение контактного про-
®	вода остается постоянным, постоянство натяжения до-
Рис- 73	стигается чаще всего натягиванием провода при по-
мощи грузов, подвешиваемых к концу провода через ролики или через коленчатый
рычаг. В некоторых подвесках постоянство натяжений достигается включением
специальных пружин в контактный провод.
Для включения натяжных приспособлений в провода1 цепные подвески
разделяются на анкерные участки. На концах этих(1 анкерных участков, на
анкерных опорах, прохода анкеруются тем или иным способом в зависимости
от выбранного способа натяжения проводов.
84
Схема анкерного участка полукомпенсированной подвески дана на рис. 74.
На концах анкерного участий располагаются анкерные опоры, на которых и осу-
щестЁляется закрепление проводов.
Опоры, не воспринимающие натяжения контактных проводов и не-
сущие лишь вертикальную нагрузку и нагрузку от ветра, называются промежу-
точными. Эти промежуточные опоры в случае, если провод на прямом участке
ведется зигзагом, а также на участках кривой, воспринимают еще и составляющие
горизонтальных усилий, возникающих от натяжений контактного провода.
Опоры, стоящие между анкерными опорами двух смежных анкерных проле-
тов, называются переходными. Около этих опор провода подвески изменяют на-
правление, отходя на анкерную опору. На приведенном рисунке показано рас-
положение контактного провода с зигзагом относительно оси пути. Удерживается
контактный провод в соответствующем положении при помсщи фиксаторов.
Схему устройства натяжного приспособления — компенсатора для анкеровки
контактного провода полукомпенсированной цепной подвески — можно видеть
на том же рис. 74. Здесь трос крепится через изолятор непосредственно к опоре,
а контактный провод крепится к опоре при помощи подвижного блока. Один конец
цепи (или троса), перекинутой через подвижной блок, крепится к опоре, а второй
конец через неподвижный блок связан с грузом.
Полукомпенсированная подвеска при прочих равных условиях дает значи-
тельно более благоприятное токоснимание при больших скоростях и тяжелых
токоприемниках, нежели подвески, рассмотренные выше, и с успехом применяет-
ся на магистральных железных дорогах. В СССР она завоевала исключительное
применение как дающая удовлетворительное токоснимание при применяющихся
у нас тяжелых токоприемниках, сравнительно больших скоростях и при подвеске
даже одного (или, как говорят, одиночного) контактного провода, т. е. при мень-
шей затрате цветных металлов, что является крупным преимуществом этой систе-
мы. Хорошее токоснимание достигается в этой системе подвески за счет постоян-
ного высокого натяжения в проводе.
Местные стрелы провеса получаются меньше соответствующих стрел провеса
в предыдущей системе.
Данная подвеска несколько сложнее в монтаже и, давая упомянутые выше
технические и экономические выгоды, требует дополнительных расходов по обо-
рудованию анкеровок автоматической компенсацией (расходы, которые отсутству-
ют в предыдущей системе).
Кроме того, подвеска имеет некоторые специфические особенности, отсутствую-
щие в рассмотренной выше системе. Если представить себе, что контактный провод
' одним концом закреплен неподвижно, а другим— при помощи груза, то продоль-
ные перемещения контактного провода в пролетах, близких к пунктам этой под-
вижной анкеровки, получат относительно большую величину. Вследствие же
этих перемещений угол наклона струн, особенно лежащих в серединах крайних
пролетов, может получить большую величину. В крайних пролетах это будет иметь
место потому, что здесь удлинение провода, вытягиваемое на себя грузом, будет
наибольшее. Вследствие же перекоса струн в них появляются горизонтальные со-
ставляющие, воспринимающие на себя часть натяжения контактного провода при
повышениях температур и дополнительно нагружающие контактный провод при
понижениях температур. В первом случае в пролетах, близких к середине анкер-
ного пролета, натяжение провода может настолько снизиться, что сведется на-нет
эффект от автоматической компенсации. Во втором случае понижается запас проч-
ности контактного провода.
Во избежание того и другого струны, которые при крайних температурах могут
получить недопустимо большой перекос, выполняются таким образом, чтобы они
имели свободу перемещения относительно несущего троса или контактного провода.
Такие струны называются скользящими (рис. 74—в середине двух крайних
пролетов слева), наклонные струнки жестко прикреплены к тросу и подвижно к кон-
тактному проводу. Здесь для ясности чертежа показано по одной скользящей стру-
не в крайних пролетах. Другой мерой борьбы с большим углом перекоса является
увеличение длины струн. Однако увеличение длины струн ведет к увеличению вы-
85
соты опор, почему нельзя считать рациональным пользование только этой мерой.
Неодинаковость натяжения по длине провода будет'получаться еще и за счет
реакции фиксаторов. При применении этой подвески на кривых (особенно малого
радиуса) фиксаторы, перемещаясь относительно оси пути, воспринимают на себя
часть натяжения контактного провода (рис. 75) или также дополнительно его на-
гружают. На этом рисунке сплошными линиями показано расположение фикса-
тора и провода при средней температуре; в этом случае натяжения в проводе по
обе стороны от фиксатора равны. При изменении температуры груз компенсатора
переместится, вследствие этого фиксатор повернется относительно опоры, и подвес-
ка в плане займет вид, показанный на рис. 75 пунктиром.
Вследствие того что теперь фикса-
тор будет расположен уже не радиально,
в нем возникнет дополнительное усилие,
направленное вдоль по проводу, и поэто-
му (обозначая эту составляющую через
ДК) усилия по обе стороны от фик-
сатора будут разниться на величину
дК. Таким образом, поворот фиксато-
ров дает те же недостатки, что и перекос
струн, а потому на кривых малого радиу-
са при такой подвеске для уменьшения
влияния перекоса фиксаторов приходит-
ся уменьшить длину анкерного пролета.
Практически обычно анкерные участка выполняются таким образом, что на
обоих концах провода подвешены грузы. В этом случае при обрыве провода дей-
ствие оставшегося груза может привести в расстройство весь анкерный пролет.
В случае же, если работа одного из приборов автоматического натяжения несколь-
ко нарушилась, то опять-таки действовал бы больше второй груз, что повело бы
к сильному перекосу струн. Для того чтобы избежать указанных недостатков и раз-
делить сферы действия грузов по длине пролета, необходимо в середине пролета
создать в контактном проводе одну неподвижную точку. В тех же случаях, когда
анкерный пролет по условиям места получается по длине равным половине нормаль-
ного пролета (600 — 700 м), компенсация удлинений провода осуществляется
только с одной стороны. В этом случае необходимость в устройстве неподвижной
точки отпадает.
При двухсторонней же компенсации для создания этой неподвижной точки
в контактном проводе он в середине анкерного участка привязывается специаль-
86
ними наклонными струнами к несущему тросу. Схема этого устройства показана
на рис. 74; устройство это называется средней анкеровкой.
Осуществление постоянного натяжения контактного провода, как мы уже
упоминали, производится при помощи грузовых компенсаторов или пружин.
Компенсация при помощи пружин встречается значительно реже, так как
требует точной регулировки пружин и вследствие этого более сложна.
Полукомпенсированная система подвески находит себе применение и при
компаундной подвеске. На рис. 76 представлена компаундная подвеска с компен-
сацией температурных удлинений контактного провода. Контактный провод в этом
случае крепится к вспомогательному проводу таким образом, что у него сохра-
няется способность продольного перемещения.
Полукомпенсированная подвеска нашла себе широкое применение на элек-
трифицированных дорогах. На наших дорогах до последнего времени применяется
почти исключительно эта система подвески. Пролеты на прямых участках при этой
системе подвески колеблются обычно в пределах от 70 до 80 м. Большие вели-
чины пролетов (до 100 м) применяются на хорошо защищенных от действия
ветра участках.
Расстояние межку струнами берется 12,5 — 13,0 м.
Напряжение контактного провода при этой системе подвески обычно лежит в
пределах 8— 10 кг!мм2.
К достоинствам данной подвески помимо указанных выше можно отнести:
значительное увеличение длины междуструновых пролетов, что практически почти
покрывает удорожание этой системы за счет ее некоторого усложнения; постоян-
ное и довольно высокое натяжение контактного провода дает хорошее токоснима-
ние и препятствует отклонению его ветром, что дает возможность применять зна-
чительно большие пролеты и, следовательно, с этой стороны удешевлять подвеску;
несколько более легкие опоры (на кривых и анкерные) по сравнению с предыдущей
подвеской, так как натяжение в проводе здесь не достигает величин, получаемых
при низких температурах в предыдущих системах.
Основными недостатками этой подвески являются: 1) распространение повреж-
дения при обрыве контактного провода на большую длину анкерного участка (при
обрыве у средней анкеровки — на половину длины анкерного пролета), так как
натяжение контактного провода сохраняет все время свою величину; 2) возмож-
ность заедания компенсаторов, которое может повести к увеличению натяжения
провода выше допускаемых, пределов.
В отношении обрыва контактного провода следует, однако,указать на то, что в
последних конструкциях этой системы подвески компенсатор устраивается таким
образом, что при обрыве провода блок заклинивается, и подвеска начинает работать
как некомпенсированная, т. е. натяжение в проводе падает, и влияние обрыва
провода распространяется на небольшую длину анкерного участка.
г)	Компенсированная подвеска. Компенсированная подвес-
ка представляет цепную подвеску с автоматической компенсацией температурных
удлинений в несущем тросе и контактном проводе (рис. 77).
При этой системе подвески, для того чтобы трос имел возможность переме-
щаться вдоль пути, обычно применяют поворотные консоли.
По тем же соображениям, какие определили необходимость средней анкеров-
ки контактного провода в полукомпенсированной подвеске, и в рассматриваемой
-системе необходимо иметь одну неподвижную точку для троса и провода. Чтобы
создать эту неподвижную точку (в продольном направлении), средняя по длине
анкерного пролета консоль анкеруется на соседние опоры (рис. 78).
8Т
При подвеске же проводов на поперечных тросах такая возможность продоль-
ного перемещения может быть создана за счет отклонения подвесных изоляторов.
В этом случае во избежание большого перекоса изоляторов можно вешать их на
специальные удлиненные серьги, создавая тем самым большую свободу переме-
В
Рис. 79а
щения несущему тросу.	(
Основным достоинством этой системы является неизменность положения кон-
тактного провода при всех температурах. При изменении же нагрузки, т. е. при
 появлении гололеда или дейст-
вия ветра, натяжение несущего
троса не увеличивается, и стрела
провеса поэтому' получается
большей по сравнению с подвес-
ками с некомпенсированным не-
сущим тросом, что является су-
щественным недостатком этой
системы подвески.
Для того чтобы устранить
этот недостаток, в последнее
время применяют останов или
упор, который должен препят-
ствовать значительному увели-
чению стрелы провеса несущего
троса. Схема этого устройства
показана на рис. 79а и 796.
Компенсация удлинений прово-
дов подвески при этой схеме про-
исходит с помощью грузов, под-
вешенных к проводу через блоки
(рис.79а), или посредством колен-
чатого рычага (рис. 796).
Здесь а—коромысло, к которому анкеруются трос и провод, б—груз, при по-
Рис. 796
мощи которого осуществляется постоянное натяжение в проводах, виг — соот-.
ветственно блок и рычаг, связывающие коромысло с грузом, и, наконец, д — оста-
нов, представляющий собой стержень, дающий возможность тросу при переме-
щениях груза свободно перемещаться в ту или другую сторону, но лишь до тех
пор, пока точка А не уходит от опоры В на величину, равную длине останова.
Идея этих устройств заключается в том, что до появления гололедных обра-
зований система должна сохранить натяжения в проводах постоянными. С появле-
нием же гололеда грузы поднимаются, и останов д приходит в свое крайнее левое
положение, препятствуя дальнейшему перемещению троса. После этого натяжение
в тросе увеличивается уже также, как и в системах с жестко анкерованным несу-
щим тросом.
Следует отметить, что перемещение останова может получить место не только
при появлении гололедных нагрузок, но также и при уменьшении температуры
(за счет сокращения длины несущего троса). Это приведет к увеличению натяжения
в несущем тросе и уменьшению стрелы его провеса, т. е. так же, как в полуком*
пенсированной системе.
д)	Самокомпенсированная система (подвеска с
транспозицией проводов). Эта система подвески состоит из двух
контактных проводов, причем каждый из них поочередно выполняет функции
несущего троса (рис. 80а и 806).	f
В каждом пролете, или через несколько пролетов, контактный провод, посте-
пенно повышаясь от середины пролета, поднимается к точке подвеса, провод, ис-
пользущий функции троса, идет от этой же точки, заменяя собой провод.
Основной принцип действия системы с транспозицией проводов заключается
в том, что удлинение той части провода, где он является контактным проводом,
переходит в ту часть, где он несет функции троса, давая этим несколько большую
стрелу провеса всей подвески.
88
Таким образом, температурные удлинения провода как бы несколько компен-
сируются, вследствие чего натяжение колеблется в меньших пределах, чем при
некомпенсированной системе.
и J п	I	п
Рис. 80а	Рис. 806
/
3.	Классификация цепных подвесок по расположению провода в горизон-
тальной проекции. При рассмотрении способов расположения цепной подвески в
плане мы будем попутно рассматривать отклонения проводов при действии на
подвеску ветра, для чего на всех схемах мы будем пунктиром указывать такое
положение контактного провода.	*
В зависимости от расположения проводов подвески в плане можно различать
следующие системы цепных подвесок:
1)	вертикальные системы:
а)	без фиксаторов,
б)	с фиксаторами на прямом участке,
в)	с фиксаторами на участке кривой,
г)	цепные подвески с фиксирующими опорами,
д)	цепные подвески с оттяжным тросом;
2)	полукосая система;
3)	косые системы на прямом участке и на участке кривой.
1.	Вертикальные системы. Вертикальной системой подвески называется цеп-
ная подвеска с вертикальным расположением струн. Эта подвеска в зависимости
, от способов крепления контактного провода у опор имеет две схемы:
а)	Подвеска без фиксаторов на прямых участках пути (рис.81).
При этой схеме, получившей большое применение в США, несущий трос рас-
пологается по оси пути, а контактный провод .
подвешивается свободно к несущему тросу и у
опор не имеет специального крепления.	д’
Ветровые отклонения контактного провода *
при этой системе подвески, при прочих равных *
условиях, получаются большими, чем при под-
весках, использующих фиксаторы, поэтому про-	Рис- 81
леты приходится брать несколько меньшими.
При высоких же натяжениях в тросе стрела его провеса получается меньшей,
и соответственно отклонение провода под действием ветра, перпендикулярного оси
пути, также меньшим,а, следовательно,про лет может быть взят несколько большим.
При движении поезда подвеска получает поперечные колебания, колеба-
ния от ветра; в свою очередь поперечные колебания имеет и токоприемник, так что
точка соприкосновения провода и токоприемника все время несколько переме-
щается по токоприемнику, обеспечивая этим самым более равномерный износ его.
В защищенных от ветра местностях эта система подвески может быть исполь-
зована и при достаточно большой длине пролета. Основные преимущества этой
системы: простота за счет отсутствия фиксаторов, т. е. конструкций, удерживаю-
щих подвеску в определенном положении у опоры в горизонтальной плоскости,
и отсутствие жестких точек, которые создаются в контактном проводе весом и
усилиями в фиксаторах.
Основным недостатком этой системы, как мы уже сказали, является малая
величина пролета.
На представленном рисунке показаны в плане расположение несущего
троса и контактного провода в состоянии покоя в отклоненном положении.
, Мы предполагаем, что подвеска выполнена на подвесных изоляторах, поэтому при
отклоненном положении подвески в плане они видны (При штыревых изоляторах
точки подвеса троса остались бы у опоры).
8а
б)	Подвеска с фиксаторами на прямом участке
(рис. 82 ). В этой системе несущий трос и контактный провод ведутся зигзагооб-
разно относительно оси пути (т. е. смещаясь относительно оси пути то в ту, то в
в другую стороны), причем на всем протяжении оба остаются всегда в одной вер-
тикальной плоскости.
Такое ведение провода дает /более равномерный износ пластин токоприемни-
ка, чем в предыдущем случае. Применение фиксаторов дает возможность значи-
тельно увеличить длину пролета, так как ветровые отклонения провода умень-
Рис. 82
шаются. В этом случае, т. е. при применении фиксаторов, ведение провода зигза-
гообразно относительно оси пути становится необходимым, так как незначитель-
ные отклонения провода под действием ветра и проходящих токоприемников
не обеспечат равномерного износа токоприемника. Для упрощения на рис. 82
в отклоненном положении показан лишь контактный провод. Отклонение прово-*
да от оси пути обозначено на рис. 82 буквой у.
Существенным недостатком этой системы является необходимость применять
кронштейны различной длины, так цак несущий трос ведется зигзагообразно
относительно оси пути. Общий вид участка, оборудованного такой подвеской,
можно видеть на рис. 368.
в)	Подвеска с фиксаторами на участке кривой (хордовая под-
веска, рис. 83). На участке кривой несущий трос и контактный провод крепятсяс
внешней стороны кривой, а средней своей
частью подвеска заходит внутрь кривой. Такое
расположение дает возможность использовать
большие по величине пролеты. Длина пролета
и в данном случае, как и на прямых участках,
ограничивается величинами допускаемых от-
клонений.
г) Цепные подвески с фик-
сирующими опорами. В отличие
от предыдущих эта система подвески позволя-
ет значительно увеличить основной пролет,
т. е. пролет между несущими (воспринимаю-
щими вес подвески) опорами. При увеличении
основного пролета в 1,5—2 раза более обыч-
ного во избежание больших (недопустимых)
ветровых отклонений контактного провода в середине основного пролета устанав-
ливаются специальные фиксирующие опоры (рис. 84), задача которых заключается
в фиксировании контактного провода при действии ветра в направлении, перпенди-
кулярном оси пути. Увеличение пролета, естественно, ведет к увеличению стрел про-
веса несущего троса, следовательно к увеличению высоты поддерживающих опор и
их веса, но число их, как указано, уменьшается. Фиксирующие же опоры не несут
вертикальной нагрузки и связаны с подвеской только в середине пролета (в точке
наибольшего провисания несущего троса), и поэтому получают меньшую высоту
^незначительный вес. Общий вид такой подвески на кривой показан на рис. 85.
Рассматриваемый тип подвески может быть выполнен различно в зависимости
от того, устраивается ли зигзаг у фиксирующей опоры Ф (рис. 86) или контактный
провод в этом месте проходит над осью пути (рис. 87). В последнем случае пролет
по условиям ветровых отклонений получается меньшим.
90
Рис. 85
д) Подвески с оттяжными тросами. При расположении
подвески на кривых малого радиуса иногда с внешней стороны от оси пути на опо-
рах крепится специальный оттяжной трос, который связывается с цепной подвес-
кой в двух или трех местах между опорами.Это дает возможность получить большие
пролеты между опорами. В каче-
стве вспомогательного троса иногда
используют усиливающие провода,
подвешенные на тех же опорах.
На рис. 88 показан общий вид
такой системы подвески.
2.	Полукосая система (рис. 89).
В этой системе подвески несущий
трос закрепляется у опор над осью
пути, а контактный провод ведется
зигзагообразно. В положении покоя
(т. е. при отсутствии давления вет-
ра) контактный провод и несущий
трос в плане имеют вид кривых.
Это объясняется тем, что в наклон-
ных струнах возникают горизон-
тальные составляющие, направлен-
ные перпендикулярно оси пути, ко-
торые стягивают, т. е. приближа-
ют, контактный провод и трос
навстречу друг другу. Отклонение
контактного провода под действием
ветра в этой системе несколько мень-
ше, чем в предыдущей, так как при
наклонном положении струн гори-
зонтальные составлящие их натяже-
ния противодействуют отклонению провода. Однако вследствие малого наклона
струн в расчете это обычно не учитывается, и считают, что ветровые отклоне-
ния этой системы те же, что и у вертикальной подвески с фиксаторами.
91
Эта система подвески довольно проста в выполнении, дает возможность по-
лучить достаточно большие пролеты и против вертикальной системы имеет то пре-
имущество, что не требует для прямого участка пути различных по длине крон-
штейнов. Система эта получила в нашем Союзе исключительное распространение.
Общий вид участка одной из наших железных дорог, оборудованного такой
подвеской, был показан на рис. 4.
3.	Косые системы. При косой подвеске струны занимают наклонное положение
с значительно большим углом наклона, чем в полукосой, и поэтому влияние го-
Рис. 91
ризонтальных составляющих натяже-
ния струн становится столь значи-
тельным, что дает возможность при-
менять большую длину пролета.
а) Косая подвеска на
прямой (рис. 90). В^этой системе
подвески несущий трос и контактный
провод получают отклонение от оси
пути у каждой опоры в противополож-
ные стороны. Эти отклонения при пере-
ходе от одной опоры к другой меняют
свой знак, т. е. если у одной опоры
трос, был сдвинут влево, а провод
Рис. 92
вправо, то у смежной опоры они будут сдвинуты в противоположные стороны.
Эта система дает возможность увеличить пролет по сравнению с вертикальной
подвеской. Объясняется это тем, что при действии ветра (на рисунке снизу вверх)
в левой части пролета, т. е. там, где можно ожидать максимальных сме-
92
щений провода от оси пути при действии ветра, так как провод здесь сдвинут от
оси пути в ту же сторону, в какую относит его ветер, струны стремятся притянуть
провод к тросу, т. е. как бы частично фиксируют его положение. Такое же поло-
жение будет иметь место и в правой части пролета при действии ветра в обратную
сторону.
Общий вид этой системы при подвеске ее на поперечных тросах и кронштей-
нах показан на рис. 91 и 92.
Так же как и при вертикальной подвеске, косая подвеска может быть выпол-
нена с фиксирующими опорами (рис. 93), что позволяет увеличить длину пролета.
б) Косая подвеска на уча ст к е кривой. Подвеска контакт-
ного провода к несущему тросу наклонными струнами дает прекрасные резуль-
таты при расположении подвески на кривой, так как здесь удается получить зна-
чительно большие пролеты. Несу-
щий трос в этой подвеске, как и
в хордовой, выносится за ось
пути на внешнюю сторону, но
на большую величину. Контакт-
ный же провод под действием
своего натяжения стремится сдви-
нуться к центру окружности (рис.
94а), но этому препятствуют стру-
ам
Рис. 93
кп
нт
ны, удерживающие провод над
осью пути. Под действием натяжения провода струны располагаются
наклонно, чем и определяется их реакция, удерживающая контактный провод над
осью пути. Эти же реакции струн препятствуют отклонению провода под дей-
ствием ветра к центру кривой.
В обратную же сторону отклонению препятствует собственное натяжение
провода (стремящееся сместить его к центру кривой). Эти особенности конструк-
ции и позволяют увеличить длину пролета при этой подвеске.
Такая система подвески выполняется как с фиксаторами, так и без них. Во вто-
ром случае необходимо, чтобы радиус кривой пути совпадал с радиусом кривой
провода. Такое положение и показано в плане на рис. 94а. Еслй же радиус кривой
провода не совпадет с радиусом кривой пути, то на опорах ставятся фиксаторы,
дающие возможность держать провод около оси пути, как это показано на
рис. 946.
Рис. 946
ф
Применять фиксаторы приходится на кривых очень малых и очень больших
радиусов. На кривых же средних радиусов подвеска может устраиваться без фик-
саторов.
Уяснить необходимость применения фиксаторов в указанных случаях можно
из следующего: при малых радиусах кривых под действием натяжения контакт-
ного провода струны займут положение, близкое к горизонтальному, что
нежелательно.
При больших же радиусах кривых струны будут иметь небольшой наклон,
и поэтому фиксирующее действие на контактный провод скажется очень слабо,
что приведет к необходимости ставить фиксаторы.
Основным качеством этой системы является то, что при повышениях темпе-
ратуры провод, удлиняясь, занимает более низкое положение, смещаясь (в пла-
93
не) за ось пути (от центра), струны же принимают положение более близкое к
вертикальному.
Таким образом, натяжение в проводе изменяется в значительно меньших пре-
делах, чем при хордовой системе подвески, почему эта подвеска может дать хоро-
шие показатели работы (с точки зрения токоснимания) и без применения автомати-
ческой компенсации. Это тем более ценно, что, как уже указывалось, действие
автоматической компенсации на кривой затрудняется наличием фиксаторов (не-
избежных при хордовой подвеске). При косой же подвеске без фиксаторов имеется
еще и то преимущество, что мы избавляемся от этого элемента сооружения и не
имеем в проводе жестких точек у опор.
При этой системе подвески струны обычно устраиваются жесткими. Однако
при проходе токоприемника под струнами жестких точек не получается, так как
струны поворачиваются относительно несущего
троса и тем самым дают возможность проводу
легко приподняться, т. е. подвеска сохраняет
свою эластичность.
В случае, если опора устанавливается^
внешней стороны кривой, консоли получаются
очень короткими, так как трос расположен
близко к опоре, а следовательно легкими и
дешевыми.
Основным же недостатком этой подвески
следует считать большую сложность ее в мон-
таже и необходимость применять более слож-
ные крепления струн. Однако не может быть
сомнений, что описанные достоинства системы
перекрывают ее недостатки, что подтверждает-
ся хотя бы широким ее применением на доро-
гах США и Западной Европы.
Такая подвеска получила большое распро-
странение в США, где впервые применена на
дороге Нью-Йорк—Нью-Хэвенни и Норфольк-
Западная, в последнее время на дорогах
Пенсильванской, Чикаго—Южный берег —
Мильвоки — Вест-Честер—Бостон, Вирджиния, Детройт—Толедо—Оронто и др.г
в Англии (Ланкастер — Маркамб—Хеймаш) и во Франции (Южные ж. д.).
На рис. 95 показан общий вид косой подвески на кривых участках пути.
§ 3. Контактная сеть на дорогах трехфазного тока
При трехфазном токе над путем подвешиваются два провода, изолированные
друг от друга, а в качестве третьего провода используются ходовые рельсы.
Вследствие большой сложности контактная сеть при трехфазном токе боль-
шей частью выполняется по принципу простой подвески. На рис. 96 показан об-
щий вид контактной сети при трехфазном токе на двухпутном участке, подвешен-
ной на Т-образных деревянных опорах.
Общий вид станции, оборудованной такой подвеской, дан на рис. 97. Сеть
в этом случае получается значительно более сложной, так как все время встре-
чаются и пересекаются провода различных фаз, требующие сложной изоляции
друг от друга.
В случае выполнения контактной сети по принципу цепной подвески она
получает вид, указанный на рис. 98.
Даже при выполнении контактной сети в виде простой подвески при трех-
фазном токе приходится встречаться с большими затруднениями при осуществле-
нии стрелочных переходов и пересечений, так как приходится изолировать про-
вода различных фаз, поэтому цепная подвеска на дорогах трехфазного тока встре-
чается как исключение.
94
Схема сети одного из стрелочных переходов показана на рис. 99. Обозначения,,
данные на этом рисунке, позволяют видеть все элементы стрелочного перехода.
Здесь провода первой фазы верхнего пути и второй фазы нижнего, не пре-
рываясь, проходят над стрелочным переводом. Во вторые же провода до их пересе-
чения вставляются секционные изоля-
торы (приспособления, изолирующие одну
ветвь подвески от другой и вместе с тем
обеспечивающие проход токоприемника).
После этих секционных изоляторов встав-
ляются так называемые нейтральные про-
вода, т. е. провода, не имеющие напря-
жения. Следовательно, проходя по этим
проводам, токоприемник только одним
из своих бугелей (токособирающая часть)
соединяется с напряжением. Двигатель в
этом случае получает питание однофазным
током (при асинхронных двигателях и при
имеющемся уже вращении он продолжает
давать тяговое усилие). Нейтральные про-
вода по мере сближения с неразорванны-
ми фазовыми проводами подымаются вы-
ше, и токоприемник переходит с них на
последние, после чего и восстанавли-
вается нормальное питание двигателей
электровоза. В той части, где нейтральные
провода уже не имеют соединения с токо-
приемником, они могуг быть заменены	Рис* 96
тросами (анкерующие тросы обозначены
пуктиром) и при помощи их натянуты (заанкерованы) на поддерживающую
конструкцию.
Общий вид выполнения подвески на стрелочном переходе показан на
рис. 100.
§ 4. Особенности работы и устройства цепных подвесок при скоростном дви-
жении
При переходе на участке к скоростному движению кроме ряда требований,
какие выдвигаются к устройству пути и подвижному составу, появляется ряд тре-
бований и к контактной сети. Эти требования в большинстве случаев не опреде-
ляются какими-либо принципиально новыми явлениями, сопровождающими про-
цессы токоснимания при скоростном движении. Явления эти отмечались и при
движениях с меньшими скоростями, но они выражались в столь слабой форме,
что с ними можно было легко мириться, так как практически ничего угрожаю-
щего они с собой не несли. При переходе же к большим скоростям влияние их на-
столько усиливается, что приходится принимать специальные меры к устранению
или, вернее, ослаблению этого влияния.
Выше мы уже указывали, что основными мерами по улучшению токоснима-
ния являются увеличение веса подвески и повышение натяжения в проводах,
уменьшающие их отклонение под действием нажатия токоприемника.
С этой же точки зрения (уменьшение отклонений) подвески с меньшими дли-
нами пролетов также имеют преимущества. Последнее объясняется тем, что тогда
как у опор подвеска будет иметь почти одинаковую эластичность при больших и ма-
лых пролетах, в середине пролета, эластичность будет больше у большего про-
лета. Наиболее сильно должно сказываться влияние перечисленных факторов
при скоростном движении.
Следует отметить, что изменения систем подвески,' связанные с переходом
к скоростному движению, имеют место главным образом в странах, использую-
щих легкие подвески. Это объясняется тем, что тяжелые подвески (ком-
95
Рис. 97

$6
шундная система с двумя проводами) при больших натяжениях в проводах
дают возможность работать с большими скоростями без каких-либо особых
переустройств.
Выше, при рассмотрении процессов токоснимания при цепной подвеске, мы
отметили основные факторы, препятствующие плавному проходу токоприемника
под всеми точками сети и тем вызывающие ухудшение токоснимания. К числу
этих факторов относится в первую очередь то обстоятельство, что не удается до-
биться прямолинейной или близкой к прямолинейной траектории токоприемника.
Объясняется это тем, что в середине пролета несущий трос, частично разгружаясь
от нагрузки провода, поднимается на большую величину, чем поднимается про-
вод при прохождении токоприемника под опорой. В результате этой выпуклости
траектории кверху проход токоприемника по проводу на второй половине пролета
(по направлению движения) сопровождается явлением, сходным с явлением удара.
Явление же это ведет к усиленному износу провода, подбиванию, подгоранию
и т. п.
Эти явления особенно сильно проявляются при отрицательных температурах,
когда и без токоприемника провод имеем отрицательный прогиб.
Поэтому, естественно, что наиболее простой явилась бы мера, при которой
изменения стрелы провеса с изменением температуры были бы незначительны.
В этом случае контактному проводу можно было бы дать небольшое постоянное
провисание такой величины, при которой токоприемник, поднимая провод, имел
бы траекторию, приближающуюся к горизонтальной линии, плавно проходя ча-
сти провода, расположенные под точками подвеса несущего троса. Для этой це-
ли несущий трос следовало бы выполнить из материала, имеющего возмож-
но меньший коэфициент линейного удлинения. В таком случае даже большие
колебания температур дали бы незначительное удлинение троса, а следова-
тельно, и стрелы провеса троса и провода изменялись бы в небольших пре-
делах.
Указанным качеством в большой мере обладают стале-никелевые сплавы, по-
чему они с успехохМ и могли бы быть использованы для указанной цели. Однако
высокая стоимость тросов, изготовляемых из этих сплавов, не позволяет рас-
считывать на то, что они получат сколько-нибудь большое применение в цепных
подвесках.
Другой системой, при которой стрела провеса троса не изменяется при изме-
нении температуры, является компенсированная система подвески, разобранная
нами выше. В этой системе при всех изменяемых температурах практически мож-
но считать натяжение в несущем тросе и контактном проводе постоянным.
В действительности некоторая разница натяжений в проводах смежных
пролетов может иметь место за счет возникающей силы трения при повороте
кронштейнов и фиксаторов, однако эта разница столь мала, что ее без всякого
опасения можно не принимать во внимание.
При движении с небольшими скоростями эта система в большой мере утрати-
ла свою популярность, так как она не давала в этих условиях существенных пре-
имуществ перед полукомпенсированной подвеской, конструктивно являясь бо-
лее сложной. С введением же больших скоростей она вновь выдвигается на пер-
вый план как система, имеющая большие преимущества перед другими. Для
улучшения токоснимания при этой системе подвески контактному проводу да-
ют такую стрелу провеса, чтобы токоприемник, поднимая его, двигался по ли-
нии, близкой и прямой. По данным, относящимся к заграничным железным до-
рогам, можно судить о том, что в большинстве случаев эта система дает хорошее
решение и при скоростях движения, доходящих до 150 км!час при легких токо-
приемниках и небольших нажатиях их на провод.
При применении полукомпенсированной подвески изменение стрелы провеса
троса неизбежно, и поэтому для достижения надежного токоснимания при боль-
ших скоростях предлагаются другие меры. Как мы уже отмечали, контактный про-
вод у опор при изменениях температуры получает незначительный подъем и по-
нижение сравнительно с частью провода, лежащей в середине пролета, и не полу-
чает никакого понижения, если у опоры расположены струны. Нетрудно притти
'7 Контактная сеть 344/1
97
к выводу, что причиной малых вертикальных перемещений провода у опор являет-
ся малое перемещение части несущего троса вблизи от опорной точки, кото-
рая сама не получает никаких вертикальных перемещений при изменениях тем-
пературы. Таким образом, логическим выводом из приведенных соображений
явилось решение подвешивать провод, лежащий у опор, к точкам троса, полу-
чающим перемещения. Это достигается применением Y-образной (рессорной)
струны (рис. 101). Отличие от обычной подвески фиксатора в этой части провода
здесь заключается в том, что подвеска осуществляется не непосредственно к
несущему тросу (у его опорной точки), а при помощи дополнительного троса,
прикрепляемого к несущему тросу на расстоянии 10— 15 м от точки подвеса его
к опоре. При изменении температуры точки несущего троса, в которых крепится
этот дополнительный трос, получают повышение или понижение и, кроме того,
небольшое продольное перемещение, вследствие чего повышается или понижа,-
ется и точка крепления фиксатора. Кроме того, при изменениях температуры
дополнительный трос также и сам получает изменение стрелы провеса.
Таким образом, подъем или опускание рассматриваемого участка провода
и фиксатора определяется суммой этих перемещений.
Выбирая же ту или иную стрелу провеса дополнительного троса, можно из-
менять величину этой второй составляющей, т. е. регулировать изменение по вы-
соте для части провода, лежащей у опор.
В этом же направлении и по тем же причинам изменится и траектория токо-
приемника; этим и можно объяснить, что рассматриваемая система дает хорошее
токоснимание при высоких скоростях движения, даже при жесткой анкеровке
несущего троса, т. е. заметно изменяющейся его стреле провеса. Расположение
Y-образной струны должно очевидно выбраться таким образом, чтобы траекто-
рия токоприемника приближалась к горизонтальной линии.
На рис. 102 и 103 показан общий вид такой системы подвески на кронштей-
нах и на поперечных тросах. При этой системе подвески провод, подымаясь и опу-
скаясь, изменяет свое положение по высоте (относительно головки рельса) на
большую величину, чем при прямой струне, поэтому и подвеску следует распо-
лагать несколько выше, чем обычно. Однако разница по высоте столь незначи-
тельна, что она не может оказать существенного влияния на стоимость соору-
жения.
Следует отметить, что при этой системе особое внимание надлежит обращать
на положение фиксатора в его верхнем положении, так как при большом подъеме
его конца у контактного провода он может получить наклон к опоре, и тогда про-
ходящий токоприемник может сбить его своей лыжей. Устранить это можно
применением соответствующим образом изогнутого фиксатора.
До сих пор мы рассматривали влияние различной эластичности подвесок по
длине пролета на работу их при скорости движения. Другим же фактором, также
чрезвычайно неблагоприятно отражающимся на токоснимании (особенно при
больших скоростях), является наличие в проводе «жестких точек».
Такие жесткие точки главным образом получаются у мест расположения
фиксаторов, причем влияние их на токоснимание определяется весом фиксаторов и
в некоторых случаях (сжатые фиксаторы) и вертикальными составляющими сил
в них. Применение Y-образной струны, несомненно, смягчает проход токоприем-
ника у фиксатора, но совсем не исключает его влияния. Для улучшения работы
в этих случаях применяют облегченные фиксаторы, у которых перемещается в
вертикальной плоскости лишь часть, имеющая малый вес.
98
Другое решение рассматриваемых нами вопросов дает новая система подвески
фирмы ВВС (рис. 104). Эту систему следует рассматривать как развитие систем
Рис. 104
косой подвески на прямой. Разница, од-
нако, заключается в том, что в рассматри-
ваемой системе к несущему тросу добав-
ляется дополнительный трос, представля-
ющий как бы ответвление несущего троса.
В вертикальной проекции получается
вид, сходный с рассмотренной выше си-
стемой^ Y-образной струной. В плане
же несущий трос и дополнительный раз-
водятся в противоположные стороны,
и последний • также подвешивается к
опорной конструкции. Фиксатор в этой
системе отсутствует, и фиксирование про-
Рис. 105
вода производится струнами, получаю-
щими в данном случае наклонное положение. На рис. 104 такая подвеска по-
казана сплошными линиями. Для большей ясности на рис. 105 даны распо-
ложение проводов у опор и основные размеры, характеризующие это распо-
ложение.
7»	226 1
99
На рис. 104 показана эта система подвески в двух проекциях. На той и дру-
гой проекциях сплошными линиями показана подвеска при средней температуре
и при отсутствии ветра.
Рассматривая вертикальную проекцию, мы видим, что изменения положе-
ния контактного провода в этой системе подвески при изменениях температуры
и нагрузки сводятся к тому, что он занимает более или менее высокое положе-
ние, оставаясь близким к горизонтальному положению. Эти положения провода
показаны на рисунке пунктиром. В плане показано отклонение проводов под дей-
ствием ветра. Наибольшее отклонение провода от оси пути в этом случае, как и
следовало ожидать, получилось у опоры, так как здесь провод сдвинут от оси
пути, а под давлением ветра, направленного в сторону этого сдвига, провод
отклоняется еще больше (так как фиксаторов в этой системе не имеется).
При расположении этой подвески на участке кривых (рис. 106) она по свое-
му характеру приближается к косой
подвеске на кривой.
Контактный провод здесь зани-
мает положение, также сходное с по-
ложением провода в косой подвеске
на кривой с фиксаторами. По усло-
виям же работы она ближе подходит
к косой подвеске на кривой без фик-
саторов (так как и при расположении
на кривой фиксаторы в этой системе
отсутствуют). Дополнительный трос в
Рис. 108
этом случае отводится от оси пути в ту же сторону, что и несущий трос, так
как оттягивать провод приходится от центра кривой, в середине пролета несу-
щим тросом и дополнительным тросом у опор.
Это расположение можно видеть на рис. 106. Сплошными и пунктирными
линиями здесь показаны те же положения провода, что и на рис. 104. Так же
1 по
!
как и в предыдущем случае, для большей ясности на рис. 107 дано распо-
ложение проводов у опор на участке кривой и приведены основные размеры,
характеризующие это расположение.
Общий вид такой системы подвески на поперечных тросах дан на рис. 108.
Эта система подвески дает очень небольшую разницу по высоте в положении
контактного провода в середине пролета и в точке подвеса, но при ветровом
отклонении она, естественно, дает отклонения от оси пути большее, чем под-
вески с фиксаторами. При сравнении же ее с -подвесками без фиксаторов она
получает и в этом отношении преимущества.
Указанного недостатка (значительные отклонения контактного провода
под действием ветра) лишена система, представленная на рис. 109а и 1096.
Здесь контактный провод фиксируется с двух сторон, и поэтому отклонения
Рис. 109а	Рис- 1096
получаются значительно меньшими, что
дает возможность допустить большую длину
пролета.
На рис. 109а и 1096 даны два способа
крепления дополнительного троса и гибкого
элемента, фиксирующего расположение кон-
тактного провода. Также для общей ориен-
тировки приведены на рис. 1096 главные
размеры этой системы подвески. Общий
вид такой системы подвески на поперечных
тросах дан на рис. ПО.
Таким образом, учитывая все изложен-
ные врше соображения, относящиеся к
особенностям работы и конструкции под-
вески при скоростном движении, можно
притти к выводу, что улучшение токосни-
мани^Г при увеличении скорости движения
может итти по следующим путям:
а)	применение высоких, мало изменяю-
щихся натяжений в проводах подвески;
б)	увеличение веса подвески;
Рис. по
Ю1
в)	удаление жестких точек (пружинная подвеска фиксаторов);
г)	подвеска части контактного провода, лежащей у опоры, к точкам несу-
щего троса, удаленным от опоры на 10 — 15 м.
На дорогах с легкими токоприемниками (дороги переменного тока) и при
легких системах подвесок (одиночная цепная подвеска) использование указа-
ний, приведенных в пп. «в» и «г», обеспечивает хорошее токоснимание при
больших скоростях движения.
Несомненно, что использование этих положений даст улучшение работы
легких подвесок и при тяжелых токоприемниках, но указать степень этого
улучшения и величину скоростей, до которых сможет осуществляться доста-
точно надежное токоснимание, затруднительно.
Тяжелые же подвески (особенно при небольших величинах пролетов), не-
сомненно, при тяжелых токоприемниках с точки зрения токоснимания име-
ют преимущества.
ГЛАВА IV
РАСЧЕТ ЦЕПНЫХ ПОДВЕСОК
Переходя к расчету цепных подвесок, прежде всего следует отметить те
особенности работы подвески, которые не позволяют вести расчет несущего троса
при помощи формул, выведенных для гибкой нити, а также предпосылки, кото-
рые кладутся в основу вывода формул расчета несущего троса цепной под-
вески. Выше уже было указано основное свойство подвески, заключающееся
в том, что при низких температурах контактный провод получает отрицательный
провес, т. е. изгибается выпуклостью кверху, а при высоких температурах или
при больших добавочных нагрузках получает положительные стрелы провеса,
т. е. изгибается выпуклостью книзу, переходя при некоторой температуре через
горизонтальное положение.
Рассматривая цепную подвеску при той температуре, когда контактный про-
вод расположен горизонтально, можно притти к заключению, что назависимо
от величины натяжений контактного провода весь его вес будет восприниматься
несущим тросом, так как при горизонтальном положении контактного провода
вертикальные слагающие натяжения в нем равны нулю.
В этом случае, т. е. при горизонтальном положении контактного провода
(или, как говорят, при беспровесном положении) и большом числе струн, вес кон-
тактного провода может рассматриваться как дополнительная равномерно рас-
пределенная нагрузка на несущем тросе. Для указанного режима при устано-
влении связи между цтрелой провеса и натяжением троса можно пользоваться
формулой (1,8). Однако пользование этой формулой и при других режимах,
а также формулой (1,19) для перехода к другим режимам может внести нежела-
тельную ошибку, так как в этих случаях уже нельзя будет предполагать, что вес
контактного провода полностью и равномерно воспринимается несущим тросом.
Остановимся подробнее на этом вопросе и попутно установим влияние ве-
личины натяжения контактного провода на стрелу провисания несущего троса.
Если согласно рис. 111 вырезать среднюю часть провода сечениями т — т и
п — п, то в результате получим три схемы равновесия отрезка провода при раз-
личных режимах температуры, приведенные на рис. 112а, 1126 и 112в, где пока-
зано расположение отрезка и действующих на него сил. Здесь N — натяжение
струн, G — вес отрезка провода, К — горизонтальные и К^' и К2' — вертикаль-
ные составляющие натяжения провода.
Уравнение равновесия еУ = 0 для этих случаев получит вид:
для случая «а»
N = G;
для случая «б»
N = G - (К/ + К/);
для случая «в»
N = G + (К/ + К,').
102
Рис. Ill
Таким образом, если вес провода в случае «а» целиком воспринимается тро-
сом (через струну), то в случае «б» трос в средней части несколько разгружается
от веса провода и, наоборот, в случае «в» середина троса дополнительно загру-
жается. Это перераспределение нагрузки провода между струнами оказывает
тормозящее влияние на изменение стрелы провеса несущего троса, разгружая
середину троса при повышении температуры, когда его стрела провеса увеличи-
вается, и загружая середину при
понижении температуры, когда
его стрела провеса уменьшается.
На рис. 113 условно пред-
ставлены несущий трос и ха-
рактер распределения нагруз-
ки его весом контактного про-
вода при
Кривая
несущего
а
к
различных условиях.
1 дает положение
троса при беспро-
Рис. ИЗ
веском положении. Соответственно кривая 7 на диаграмме нагрузки дает ха-
рактер распределения нагрузки. При беспровесном положении нагрузка от
контактного провода на несущий трос распределяется равномерно, и несущий
трос по форме весьма близок к параболе (если пренебречь, как и при простой
подвеске, неравномерностьюраспределения его собственного веса подлине пролета).
При повышении температуры диаграмма нагрузки получает характер, по-
казанный кривой 2. Соответственно кривая провисания искажается, получая
в крайних частях пролета относительно большее провисание. При понижении
температуры получается обратная картина: диаграмма нагрузок получает вид,
представленный кривой 3. Кривая провисания троса искажается, отклоняясь
от параболы уже в другую сторону, т. е. кривая как бы заостряется, так как и
здесь от начального положения больше отклоняются (относительно) крайние части
троса, нежели середина. Если в последнем случае часть веса контактного провода
передается непосредственно, минуя трос, на опорную точку, то все же в расчетах
для упрощения полагают, что весь вес провода воспринимается несущим тросом.
Точно так же, обходя значительные усложнения, к которым повел бы точ-
ный учет распределения веса контактного провода по несущему тросу, полагают
в отличие от рис. 113, что нагрузка троса при всех режимах остается равномерно
распределенной по длине пролета, т. е. предполагается, что кривая провиса-
ния троса и провода при всех режимах будет оставаться параболой. Влия-
ние же на стрелу провеса несущего троса перераспределения веса от контак-
тного провода учитывается таким образом, как будто контактный провод при
/>70 часть своего веса несет сам, передавая его на опоры через ближайшие к
ней струны. Учитывая же, что кроме нагрузки от веса провода у большинства
подвесок в точках у опор располагаются еще и сосредоточенные нагрузки от ве-
са фиксаторов и вертикальных составляющих их усилий (при сжатых фикса-
103
торах направленные вниз), можно воспользоваться предположением, вносимым
в свои расчеты инж. Надерером, полагающим, что в этой точке контактный про-
вод не имеет возможности перемещаться в вертикальной плоскости. При та-
ком предположении для режимов с t<tQ провод, удерживаясь в этих точках,
будет как бы дополнительно равномерно нагружать несущий трос. Следует
упомянуть о методе, рекомендуемом инж. Тимофеевым х, учитывающим возмож-
ности этого перемещения, но не учитывающим влияния сосредоточенной нагруз-
ки. Принимая во внимание, что метод, построенный на использовании первой
предпосылки, дает несколько больший запас при расчете натяжения несущего
троса, а также то, что он имеет исключительное распространение на наших до-
рогах, мы и займемся выводом расчетных формул, построенных на этой предпо-
сылке.
§ 1. Расчет некомпенсированной вертикальной или полукосой подвески 1 2
Для вывода расчетных формул обозначим через:
qt — равномерно распределенную нагрузку на единицу длины подвески (вес всех
элементов подвески, гололеда и давление ветра) в килограммах на 1 метр3;.
—	стрелу провеса несущего троса при любом режиме в метрах;
—	стрелу провеса контактного провода при любом режиме в метрах;
Fq — стрелу провеса несущего троса при беспровесном положении контакт-
ного провода в метрах;
\	— длину наименьшей струны в метрах;
7	\ — горизонтальную составляющую натяжения несущего троса в килограммах;
Ki — то же в контактном проводе в килограммах;
I — длину пролета в метрах;
Е — модуль упругости несущего троса в килограммах на 1 гл/2;
S — площадь поперечного сечения троса в кв. сантиметрах;
а — коэфициент линейного удлинения материала троса.
Примечание. Обычно в практике в силу малых стрел провеса несущего троса по
сравнению с величиной пролета во всех расчетах (так же, как и для простой подвески)
горизонтальную составляющую натяжения троса принимают равной полному натяжению.
Прежде’’ чем приступить к выводу расчетных формул, примем ряд предпо-
сылок, значительно упрощающих вывод и не влияющих существенно на конеч-
ные результаты расчета.
Так, будем полагать, что: а) число струн бесконечно велико; б) в точках
у опор контактный провод не имеёт свободы перемещения как вниз, так и вверх;
в) изменением длины струн при изменении
температуры вследствие их малой длины
можно пренебречь; г) влияние перекоса
струн не сказывается при всех темпера-
турах; д) влияние соседних пролетов на
рассматриваемый не сказывается, или,
что то же, все пролеты в анкерном участке
имеют одинаковую длину.
Для составления общего уравнения,
связывающего основные параметры си-
стемы, рассмотрим условия равновесия по-
ловины пролета (рис. 114). Здесь и Kt—
натяжения троса и проводов — силы, заме-
няющие действие отброшенные частей подвески /на рассматриваемую подвеску.
Пунктиром показана подвеска при беспровесном положении контактного провода.
1 сэт, том ш.
2 Так как горизонтальные составляющие, нормальные к оси пути, в струнах полуко-
сой подвески незначительны, то при выводе формул они не учитываются.
3 При подвеске без фиксаторов трос воспринимает и давление ветра на контактный
повод. При подвеске с фиксаторами в расчетах принимается, что это давление ветра на
трос не передается.
104
n	Qi1
Полагаем, что — вес рассматриваемой части — приложен в середине
длины пролета в соответствии с нашей предпосылкой о параболической форме
кривой провисания провода. Уравнение моментов относительно точки А пред-
ставится выр аже нием:
Т'Д+К (F;+>)-F£(Fo + »-^-.^- = O,
откуда получим:
fa.l2 \ 1
т,= (-T+F°Ki)	(I’36)
Это уравнение устанавливает основную зависимость между натяжением и
стрелой провеса несущего троса цепной подвески, подобно тому как это уста-
навливалось формулой (1,8) в простой подвеске.
Раскрыв в этом выражении скобки, можно придать ему вид:
Но так как стрела провеса контактного провода /г определяется раз-
ностью стрел провеса троса при данном режиме—Ff и при режиме беспровес-
ного положения—Fo, т. е.
f. = Fr-F0,	(1,36')
ТО
В этой форме выражение очень хорошо демонстрирует влияние натяжения
контактного провода при различных его провисаниях на величину натяжения
в несущем тросе, уменьшающее 7\ при положительных значениях Д. и увели-
чивающее при отрицательных.
Если же придать этому уравнению форму:
(Р ______________________________________ Р \	72
то легко видеть, что член, стоящий в скобке, как бы играет роль эквива-
лентной (переменной, зависящей от Fo — F,) нагрузки q3. Таким образом, и
расчет несущего троса есть тот же расчет гибкой нити, но с переменной на-
грузкой:
= q{ + 8Kt	(1,36").
Подставляя это выражение эквивалентной нагрузки q3 в формулы расчета
гибкой нити (простой подвески), можно вести весь расчет несущего троса цепной
подвески по этим формулам.
Ниже, однако, мы дадим формулы в наиболее употребительном виде.
Попутно можно отметить, что/при Kt = О и при F; = Fo, как и для слу-
чая простой подвески, получим:
Т =
Рассматривая в дальнейшем натяжение несущего троса в функции от изме-
нения температуры и нагрузки, можем частично использовать формулы, выве-
денные для гибкой нити. Обозначим, как и при простой подвеске, через:
/х — начальную температуру;
qt— нагрузку при температуре	в килограммах на 1 м;
105
F± — стрелу провеса несущего троса в метрах при температуре /х;
7\ — натяжение несущего троса в килограммах при температуре /х и нагрузке
на всю подвеску qt;
qit и — те же величины, соответствующие второму режиму.
Связав равенством выражения (а) и (Ь) § 3 гл. I, можем написать:
3 z -Za(Z,	ES .
Подставив принятые обозначения, получим:
Полагая, что все величины, входящие в это выражение (за исключением
7г и F;), известны, составим формулу, удобную для определения Ft.
Выразив при помощи (1,36) Ti через Fi и Fx через 7\, т. е. заменив
Т{= (-[- + FoKi ) 77~Ki’
Fi ( 8 +Fo/<1 ) Fi + Ki
подставив в (а), получим:
3/[Fi	(^8 +	(Л4-/<1)2. /а^г +
j	| p ZZ \	1 ZZ p
ES \~8~ rQiXi I F. 21 1
*	8
или, разделив обе части уравнения на — и перенеся члены, содержащие
F-, в левую часть:
(-fT+F°Ki )+
oZSo \ О	/ * i &
+ (’4+^? (7a^?“£tri+K')-	(1'37)
Выражение (1,37)] имеет вид:
F?-^ = Bif	(1,38)
где
Л _ 8^2 (Qi^ t р \
8FS \ 8 + Г°Л£ /
и
_ 3/2а	(q^ V 1	3Z2
Bi 8 (li ^i) + (’8 +^0^1) (Л + ATi)2 8ES^T1 + K^'
Рассматривая уравнение (1,37), видим, что для определения Ft кроме по-
стоянных величин I, Е, S и а, заданных величин, относящихся к первому ре-
жиму qt и Т1( и заданных величин, относящихся ко второму режиму /г и qif
необходимо для определения F{ еще знать Fo, и К;, т. е. стрелу провеса не-
сущего троса при беспровесном положении контактного провода и натяжение
контактного провода при обоих режимах.
106
Для определения величин К; и Кх 'можно принять, что изменение натя-
жения в контактном проводе происходит по тому же закону, что и в жестком
стержне, концы которого заделаны и не могут перемещаться и который, следо-
вательно, получает максимальное натяжение Ктах при температуре /min.
Такое предположение при незначительном расстоянии между струнами,
а следовательно небольших местных стрелах провеса провода, не может дать
заметной ошибки и было бы совершенно справедливо в случае, если бы число
струн равнялось бесконечности. При таком положении удлинение провода при
изменении температур должно равняться удлинению (с обратным знаком отно-
сительно первого) от изменения натяжения в нем.
В соответствии с этим можно написать следующее равенство:
„ /4	4	\	Ki Ктах
ak\ti ‘min) —  -—т—,
Ek Sk
где Ek — модуль упругости материала контактного провода в кг/см2;
ak — коэфициент линейного удлинения материала контактного провода;
Sk — площадь поперечного сечения провода в квадратных сантиметрах;
fmin — минимальная температура;
ti — конечная температура, т. е. температура, для которой определяется
натяжение в контактном проводе;
Ктах — натяжение контактного провода в килограммах при температуре /min;
Ki — то же при температуре tt.
В этом выражении левая часть дает удлинение единицы длины провода при
изменении температуры от /min до а правая часть — изменение натяжения
провода за счет его упругого удлинения (по закону Гука). Так как разность
Ъ — tm\n положительна, то разность Ki —Ктах должна быть отрицательна,
потому что удлинение провода от температуры при той же длине провода сопро-
вождается уменьшением удлинения от натяжения, т. е. уменьшением натяжения.
Преобразовав это выражение, получим:
Kf — Ктах	ak Ek Sk (ti Anin)-	(1,39)
Как уже отмечалось, для решения уравнения (1,37) относительно Ft
необходимо знать еще и величину Fo.
Вообще говоря, задача могла бы быть разрешена, если удачно задаться ве-
личиной Fo. Однако, если взять Fo чрезмерно малым, то при переходе к наиболее
тяжелым режимам, т. е. к режиму при наименьшей температуре или наибольшей
добавочной нагрузке, в несущем тросе могут возникнуть натяжения больше
допускаемых. С другой стороны, чрезмерное увеличение Fo поведет к увеличе-
нию высоты опор, а следовательно к удорожанию контактной сети. Кроме то-
го, как это следует из изложенного выше и с точки зрения токоснимания,
желательно в тросе иметь более высокие натяжения, т. е. меньшие F.
Поэтому целесообразно найти такое значение Fo, которое обеспечивало бы
при переходе к исходному (т. е. наиболее тяжелому) режиму возможность по-
лучить в несущем тросе максимально допускаемое натяжение.
Для этой цели может быть использовано уравнение (1,37). Если в нем зна-
чения с индексами 1,т. е. /г, и Кг, отнести к режиму, соответствующему беспро-
весному положению контактного провода1 с соответствующим изменением ин-
декса i на 0, то можно будет F,- приравнять Fo.
С другой стороны, чтобы выбранная стрела провеса Fo обеспечивала при
исходном режиме получение допускаемого натяжения, за величины с индек-
сами 1 следует принять значения, относящиеся к исходному режиму, т. е. даю-
щему наибольшее натяжение несущего троса.
В этом случае под Кх понимается натяжение контактного провода для того
режима, при котором в несущем тросе имеет место максимальное натяжение
(практически при гололедном режиме или режиме минимальной температуры).
z 1 При режиме беспровесного положения, как правило, считается, что дополнительные
нагрузки не имеют места независимо от температуры t0.
107
В соответствии с изложенным формула (1,37) для определения
мет вид:
Fo при-
р2___3Z*_ /	। р js \ 1 ^Fa ,, _ , ч ,
F° 8FS \ 8 +F°K° ) Fo 8	°	+
/2	'2	1	___3F_
(7max+Ai)2 8ES ^max + Ro)-
расположив члены по степеням Fo,
If2	_/
Q2J ° 4(7'max + A'1)2'
Т max
FSa]—64 ES
4-FoKx
Открыв скобки, упростив и
1_______*1
(T'max 4“ ‘
Fo
3Fa ’
“Г
2 /2
(А)-^)+24а(7т’х.
получим:
(I >40)

Уравнение (1,40) имеет вид:
A0F30 — B0F20 - C0F0 - £>0 = 0,
W	Л°	(Tmax + ZQ2 ’
дх12-Кг .
° 4(Tmax + K1)2 ’
p __ ЗРа	.________q2 I2______Tmax .
° ~ ’ 8 Ц 0	1)Ф 24a (Гтах + Ki)2	ESa J ’
p =^o±_
0 64ES ’
Таким образом, выбрав температуру беспровесного положения /0 и определив:
соответствующую нагрузку q0 (собственный вес подвески), взяв для исходного ре-
жима соответствующие /х, qr и допустив для него Tmax=°Tdon-S, где атд0„—допу-
скаемое напряжение на растяжение для материала несущего троса в килограм-
мах на 1 см2, можно получить (решая подбором) из уравнения (1,40) значение Fo.
Некоторая неопределенность расчета все же остается; заключается она
в том, что мы заранее поможем указать, при каком режиме можно ожидать наи-
большего натяжения, т. е. ' какой из режимов следует принять за исходный
(практически режим гололеда или минимальной температуры). При расче-
тах простой подвески этот вопрос разрешается определением критического про-
лета, в случае же расчета цепной подвески вывести формулу для определения
критического пролета не удается.
Поэтому обычно наугад намечают, какой из режимов может оказаться наибо-
лее тяжелым, и определяют по формуле (1,40) стрелу провеса при беспровес-
ном положении контактного провода, а затем уже по формуле (1,37) определяют
стрелы провеса и по формуле (1,36) натяжения для остальных режимом и в пер-
вую очередь для режимов, которые по предположениям могут также дать зна-
чительные натяжения несущего троса и контактного провода.
Из расчета может выясниться, что при другом режиме натяжения получили
большую величину, т. е. напряжение в материале троса получилось более до-
пускаемого. В таком случае приходится производить расчет снова. Расчет будет
иметь тот же порядок, разница лишь будет заключаться в том, что стрела про-
веса беспровесного положения Fo будет определяться по уравнению (1,40) при
условии, что вместо величин с индексами 1 будут подставлены значения, отно-
сящиеся к наиболее тяжелому режиму (который теперь уже известен).
Определение исходного режима можно произвести и несколько иначе. Для
этого надо определить Fo по уравнению (1,40) несколько раз (обычно два при го-
лоледе и минимальной температуре), задаваясь поочередно наиболее тяжелыми
режимами. Очевидно тот режим, который определит наибольшее Fo, т. е. наи-
108
меньшее То, и явится исходным, так как для него будет иметь место наибольшее
нарастание натяжения троса при переходе от режима t0 к исходному.
После того как определена стрела провеса Fo несущего троса при беспро-
весном положении контактного провода, определяются стрелы провесов для
всех остальных интересующих нас режимов по формуле (1,37), затем по фор-
муле (1,36) определяют натяжения при этих режимах.
Определение вертикальной проекции стрелы провеса троса при наличии
горизонтальных нагрузок может производиться по формуле, аналогичной
формуле (1,22) простой подвески;
F;=Ff g'fl + gf.,	(1,41)
Hi
где gn — вес 1 м подвески в килограммах;
g2 — вес гололеда на 1 м подвески в килограммах;
qt — результирующая нагрузка в килограммах.
Особенности расчета при неодновременной под-
веске двух, контактных проводов. В ряде случаев на электри-
ческих железных дорогах в первый период эксплуатации подвешивается только
один контактный провод, но учитывается, что в дальнейшем должен быть под-
вешен и второй контактный провод к тому же несущему тросу.
Такое положение может получить место или по Условиям питания, когда
на первое время достаточно одного контактного провода, а затем предполагается
подвесить второй, или по условиям токоснимания, когда предполагается в бу-
дущем перейти к большим скоростям, более тяжелым токоприемникам, большим
нажатиям их на сеть и т. п. Можно было бы, конечно, для монтажа выполнить
независимо один от другого два расчета, т. е. расчет подвески с одним проводом
и расчет подвески с двумя проводами, задаваясь в каждом случае при исходном
режиме максимально допускаемым напряжением в тросе. В дальнейшем же при
монтаже подвески с одним проводом и довеске второго провода руководствовать-
ся полученными величинами стрел провеса и натяжений.
Легко видеть, что при таком способе расчета и установления натяжений для
подвески с одним проводом нельзя было бы просто подвесить второй про-
вод, предоставив натяжению в несущем тросе достичь какой угодно величины.
Действительно, если мы весь расчет подаескц с одним проводом вели таким
образом, что при условиях, соответствующих исходному режиму, в тросе воз-
никало максимально допускаемое натяжение, то после подвески второго провода,
как только получат место условия, соответствующие исходному режиму, натя-
жение в тросе выйдет за допускаемые пределы. Поэтому при таком способе рас-
чета после подвески второго провода пришлось бы производить перерегулировку
натяжений в несущем тросе таким образом, чтобы это натяжение пришло в со-
ответствие с величинами, полученными в расчете подвески с двумя проводами.
Однако такая перерегулировка натяжения в несущем тросе, особенно в условиях
интенсивного движения на участке, весьма затруднительна. Поэтому обычно
при неодновременной подвеске обоих проводов поступают несколько иначе.
Расчет и монтаж подвески с одним проводом выполняют таким образом,
чтобы при подвеске второго провода в тросе устанавливалось бы натяжение,
соответствующее расчету подвески с двумя проводами. Таким образом, расчет
и монтаж должны быть выполнены так, чтобы уже при двух проводах, если по-
лучат место условия температуры и нагрузки, соответствующие исходному ре-
жиму, в тросе возникло бы максимально допускаемое натяжение. Нетрудно по-
нять, что при соблюдении указанного условия, при подвеске лишь одного кон-
тактного провода, в несущем тросе ни при каких условиях натяжение не может
получить указанную максимальную величину.
Из приведенного выше метода расчета легко усмотреть, что расчет подвесок
(т. е.. определение стрел провеса и напряжений) может быть произведен лишь в том
случае, если для одного из режимов будет известно натяжение или стрела провеса.
Для удовлетворения этого условия мы и начинали расчет с исходного ре-
жима, т. е. режима, когда натяжение в проводе достигает максимальной допу-
109
стимой величины. В данном же случае, т. е. при подвеске только одного провода,,
мы теряем эту возможность, и, следовательно, обычный ход расчета здесь не
может быть использован, так как заранее единственно известным оказывается
натяжение в тросе при исходном режиме и двух проводах (максимально допу-
скаемое).
Необходимость же определения величин стрел провеса и натяжений в тросе
и при одном проводе заставляет создавать такой метод расчета, который позво-
лил бы связать расчетом оба случая нагружения подвески (одним и двумя прово-
дами), т. е., зная натяжение (максимальное) при двух проводах, определять на-
тяжения при одном проводе. Очевидно только такой расчет даст возможность
правильно установить величину натяжений в тросе при одном контактном проводе.
Таким образом, мы автоматически приходим к выводу, что если в первое время
предполагается подвесить один провод, а в дальнейшем второй, то расчет при-
ходится вести в обратном порядке, задаваясь натяжениями в тросе при двух
проводах, и уже затем переходить к определению натяжения в тросе при одном
проводе.
Этими последними натяжениями (при одном проводе) и можно, следователь-
но, руководствоваться при монтаже подвески, будучи уверенными, что в даль-
нейшем при подвеске второго провода натяжения в тросе получат заданную ве-
личину (соответствующую расчету подвески с двумя проводами).
Можно представить себе этот расчет таким оСфазом, что мы (мысленно) как
бы вешаем два провода в соответствии с требованиями расчета подвески с двумя
проводами, а затем один снимаем и измеряем стрелы провеса и натяжения в тросе.
Очевидно этими последними и следовало бы руководствоваться при монтаже
подвески с одним проводом. Легко понять, конечно, что эти величины должны
быть установлены не таким образом, так как это практически невозможно, да
и не нужно, потому что можно их найти расчетом.
Следовательно, если подвеска осуществляется таким образом, что вешается
сперва один провод, а затем второй, то расчет должен вестись так, как если бы
сперва были подвешены два провода, а затем перешли бы к одному.
Необходимо, однако, остановиться еще на одной особенности, связанной
с подвеской второго провода. Выше были изложены принципы, на основании
которых выбирается температура беспровесного положения контактного про-
вода; предположим, что и для двух, и для одного контактного провода были
установлены температуры беспровесного положения — соответственно /02 и /01.
Если представить себе, что подвеска второго провода происходит как раз при
температуре /01, т. е. когда до подвески второго провода первый находился в бес-
провесном положении, то очевидно, что после подвески второго контактного
провода оба контактных провода получат положительный провес, и затем при
переходе к температуре /02 они в общем случае не будут иметь беспровесного по-
ложения. Если для упрощения положить (как это и принимают в практике) /02 =
=/01, то приведенные соображения выступят с особой ясностью.
Таким образом очевидно, что для того, чтобы получить вновь беспровесное поло-
жение проводов, необходимо будет изменить длину струн. Хотя эта мера свя-
зана также с кропотливой работой на эксплуатируемом участке, все же она в
условиях движения много проще, чем изменение натяжения в несущем тросе \
Принципиально правильней было бы, однако, в расчетах брать величины
/02 и ^oi различными. Действительно, выше мы установили, что, учитывая
воздействие токоприемника на контактную сеть (поднимания проводов),
следует температуру беспровесного положения брать ниже средней арифме-
тической, от максимальной и минимальной температур, на 10 — 15°. Однако
очевидно, что при подвеске двух проводов влияние токоприемника скажется
не столь заметно, и поэтому температура беспровесного положения может быть
приближена к указанной средней арифметической температуре. В том же слу-
чае, когда /02 > /01, при подвеске второго провода (если подвеска была выпол-
1 Ниже, при ознакомлении с методами монтажа и регулировки натяжения в тросе,
это станет вполне ясным.
110
йена при /01) и затем при переходе к /02 стрела провеса троса еще больше уве-
личится, т. е. уменьшать длину струн придется на большую величину.
Посмотрим теперь, каким образом с точки зрения расчета удобнее всего от
параметров подвески с двумя проводами перейти к параметрам подвески с одним
проводом. В общем случае задача очевидно представится в такой форме: изве-
стны натяжения и стрелы провисания в тросе и проводе для двух проводов при
некотором режиме, также известны и нагрузки, и температуры при двух и одном
проводах. Кроме того, известна и стрела провеса несущего троса при беспровесном
положении двух проводов, а требуется найти стрелы провеса и натяжения троса
при одном проводе для какого-либо заданного режима.
В такой форме задача получается весьма сложной, но ее удается упростить,
если воспользоваться тем, что при беспровесном положении несущий трос цеп-
ной подвески может рассчитываться как простая подвеска.
Воспользовавшись этим соображением, мы можем в расчете произвести пе-
реход от двух контактных проводов к одному при беспровесных положениях.
Иначе говоря, зная величину стрелы провисания при двух проводах, темпера-
туры /02 и /0] и соответствующие нагрузки подвеску (вес ее при двух и одном
контактных проводах), можно определить величину стрелы провеса несущего
троса при одном проводе. Так как расчет перехода от двух контактных
проводов к одному совершается при беспровесных положениях контактных про-
водов, т. е. влияние натяжения проводов на натяжение троса не сказывается,
то он может быть произведен по формуле простой подвески (1,19). Приняв
обозначения:
/02 — температура беспровесного положения при двух контактных проводах;,
101 — то же при одном контактном проводе;
Fo2 — стрела провеса несущего троса при беспровесном положении и при
двух контактных проводах [определяется по формуле (1,40) при тем-
пературе /02];
F01 — то же при одном контактном проводе (искомая) (при температуре /01);
q02 — вес подвески при двух контактных проводах;
q01 — вес подвески при одном контактном проводе,
определим стрелу провеса несущего троса при беспровесном положении (одного)
контактного провода по формуле [см. формулу (1,19)]:
f01 “64Е57?01 = f 02+8“ 12“Уо2— *oi) — 64£S/?02 •	t1’42)
В практике проектирования, как мы уже упоминали, /02 считают равным /01;
в этом случае формула (1,42) принимает вид:
,2 _ 3^0114 _ р2 ________ 3</02/4
01	64fS/701	02 №ESF02
(1,42')
Натяжение несущего троса для этого же беспровесного положения контакт-
ного провода определяется по формуле (1,8):
г __
01 87%Г
Далее, заменяя в формуле (1,37) на /01, q2 на q01 (для одного провода),
Кх на К01 (т. е. для температуры /01), 1\ на То1, определим для заданных значений
ti и qt соответствующее значение Ft для каждого провода остается тоже,
что и ранее при двух проводах). И, наконец, натяжение для каждого режима
определится по формуле (1,36).
Определение натяжений в разгруженном тросе.
В большинстве случаев монтаж цепной подвески ведется таким образом, что в пер-
вую очередь подвешивается несущий трос, закрепляется на анкерных опорах,
устанавливается в нем необходимое натяжение и после уже подвешиваются
контактные провода (один или два).
ill
•5$
Для установления этого натяжения в несущем тросе необходимо знать его
величины для всех температур, при которых может вестись монтаж. Определе- I
ние этих натяжений должно вестись таким образом, чтобы затем при
подвеске контактных проводов натяжение ни при одном режиме не вышло за
допускаемые пределы. Таким образом, постановка вопроса получается очень
сходной с только что рассмотренным вопросом.
По этим же соображениям приходится в расчете переходить от стрелы про-
веса несущего троса при беспровесном положении двух проводов (или одного)
к стреле провеса разгруженного троса (т. е. не несущего веса контактных про-
водов). Расчет в этом случае имеет тот же характер, что и выше (1,19), с тем лишь
упрощением, что член, содержащий разность температур, здесь выпадает, так
как переход можно осуществить при температуре (или /01, если итти от одного
провода).
Таким образом, если при монтаже в первую очередь подвешивается один
несущий трос, то стрелу провеса троса можно определить по формуле [см. фор-
мулу (1,19)]:
^2 3gr/_____ р2 ___
64ES/o F MESF02’	(1,42 '
где /0 — стрела провеса в метрах разгруженного несущего троса при темпера-
туре /02 (или f01 при переходе от одного провода);.
gT—вес единицы длины несущего троса.
Остальные обозначения прежние.
Определение стрел провеса разгруженного троса при других режимах произ-
водится по формуле (1,19):
/2__ 3gTF _ у2 । 3 /2 , ______ , , _ 3gTl4 .
MESfi '0 + 8	64ES/0 ’
затем натяжение для всех режимов по формуле:
По вычислении натяжений и стрел провеса для всех режимов составляются
монтажные таблицы или кривые, представляющие зависимость натяжений и стрел
провеса от температуры. Пользуясь5 этими таблицами или кривыми, и ведут мон-
таж несущего троса.
§ 2. Расчет подвески с сезонной регулировкой контактного провода
Эта система практически представляет собой ту же некомпенсированную
систему, с той лишь разницей, что здесь предусматривается приспособление
для изменения натяжений в проводе.
Основным недостатком некомпенсированной подвески, как было разъяснено
выше, является чрезмерное уменьшение натяжения в контактном проводе при
высоких температурах. С другой стороны, если при высоких температурах
контактному проводу дать натяжение, при котором стрелы провеса можно
было бы считать допустимыми, то при переходе к низким температурам как на-
тяжение, так и напряжение могли бы превзойти допускаемую величину.
Во избежание получения недопустимо малых натяжений при наибольших
температурах и применяют сезонную регулировку при переходе‘от зимы к ле-
ту и от лета к зиме. Весной натяжение контактного провода увеличивают,
осенью же, наоборот, уменьшают до такой величины, чтобы при переходе к мини-
мальной температуре как натяжение, так и напряжение в проводе не превзошли
допускаемых. Таким образом, назначение сезонной регулировки в этой системе
и пользование ею те же, что и при простой подвеске.
На рис. 115 показана зависимость изменения натяжения контактного про-
вода от изменения температуры.
112
Разделив так же, как и выше, все время года на два сезона таким образом,
чтобы диапазоны изменения температур в обоих были примерно равны, мы уста-
новим минимальные и максимальные температуры для обоих сезонов — /min,
/'max (для зимнего) и /'min, /тах (для летнего).
Это разделение всего времени года на два се-
зона должно быть выполнено и здесь таким
образом, чтобы они несколько перекрывали
друг друга.
При температурах, соответствующих
этому перекрытию, и должна производиться
регулировка натяжений в проводе. Задав-
шись наибольшим допускаемым натяжением
при минимальных температурах /min и /'min и
воспользовавшись формулой (1,39), получим
две прямые АВ и CD, показывающие закон
изменения натяжения контактного провода с
изменением температуры при обоих сезонах.
Расстояние между этими прямыми, измеренное по длине ординаты (верти-
кально), даст величину, на которую должно меняться натяжение при производ-
стве сезенной регулировки как в ту, так и в другую стороны.
Расчет несущего троса подвески производится по тем же формулам, что и для
предыдущего случая, с той лишь разницей, что для режимов с температурами,
укладывающимися в интервал между /min и /'тах, следует по формуле (1,39)
определять натяжение в контактном проводе, задаваясь максимальным натяже-
нием при /min-
ДЛЯ режимов же при температурах, укладывающихся в интервал между /'min
И бпэх, следует для контактного провода задаваться максимальным натяжением
при fmin и переходить к другим режимам по формуле:
Ki — Kmax	^min )•
(1,39')
В формуле (1,39') обозначения те же, что и выше.
§ 3. Расчет полукомпенсированной подвески
Формулы для расчета несущего троса цепной подвески с автоматической
компенсацией удлинения контактного провода можно получить из соответствую-
щих формул расчета цепной подвески с жестко анкерованным контактным про-
водом, приняв, чтсгпри всех режимах температуры и нагрузки натяжение кон-
тактного провода по всей его длине остается постоянным.
В действительности при изменении длины кон-
тактного провода струны принимают наклонное поло-
жение (рис. 116, пунктир), и, следовательно, усилие в
струнах будет иметь горизонтальную и вертикальную
составляющие. Вследствие этого в смежных струно-
вых пролетах натяжение контактного провода будет
разниться на величину горизонтальной составляющей
натяжения струны. На протяжении ряда струновых
пролетов эта разница, складываясь из отдельных горизонтальных составляю-
щих, растет по мере удаления от конца анкерного участка к его середине.
Однако во избежание большой разницы в натяжениях не допускается пере-
кос струн более определенной величины. В случаях же возможного большого
перекоса, как указывалось, ставятся скользящие струны. Исходя из этого, ука-
занную разницу натяжения контактного провода по его длине при автома-
тической компенсации можно в расчет не принимать, полагая натяжение по-
стоянным при всех условиях и по всей длине.
Таким образом, положив в формулах расчета некомпенсированной подвески
=	= ЛГ0 = АГ = const,
3 Контактная сеть 302/1
113
получим необходимые расчетные формулы и для данного типа подвески. Ход
расчета остается тем же, с той лишь разницей, что, конечно, не потребуется
определять для каждого режима натяжение контактного провода.
§ 4.	Примерный механический расчет полукомпенсированной цепной подвески
Задание
Рассчитать полукомпенсированную цепную подвеску, состоящую из двойного-
медного контактного провода сечением Sft = 2-100 мм1 2, подвешенного на бронзо-
вом несущем тросе сечением S = 120 мм2. Длина пролета I =75 м. Предпола-
гается в первое время подвесить только один контактный провод, через неко-
торый период времени — второй.
Метеорологические данные
Максимальная температура ?тах=4-40°; минимальная температура fmm =—30°
Гололед эллиптический (коэфициент эллиптичности равен 0,7) с удельным
весом 7=0,4 г!см3 *, толщиной корки 8 = 35 мм (при ветре со скоростью
v =15 м/сек и температуре t = —5°) на всех проводах и тросах. Ветер макси-
мальной интенсивности со скоростью v = 30 м/сек при температуре t = +5°. Тем-
пература беспровесного положения контактного провода принята одинаковой для
двух и одного провода. Гололедна контактных проводах принимается по весу
равным 50% от возможного х.
Давление ветра на контактные провода не учитывается, так как подвеска
предполагается с фиксаторами (т. е. давление ветра на провод воспринимается
фиксаторами).
Данные контактных проводов
Наружный диаметр dk = 11,8 мм.
Вес 1 м провода gk = 0,89 кг.
Рабочее напряжение ak = 9 кг/мм2.
Данные несущего троса
Наружный диаметр йт = 14,2 мм.
Вес 1 м троса gT = 1,068 кг/м.
Модуль упругости троса Е — 1,3- Ю6 кг/см2.
Температурный коэфициент а = 17 • 10~6.
Допускаемое напряжение <зтвоп= 17 кг/мм2.
А. РАСЧЕТ НЕСУЩЕГО ТРОСА ПРИ ПОДВЕСКЕ ДВУХ ПР0.В0Д0В
а)	Определение расчетных нагрузок
Собственный вес несущего троса gr = 1,068 кг/м.,
Собственный вес двух контактных проводов 2gk =2-0,89 = 1,78 кг/м.
Вес струн и клемм2 gc = 0,152 кг/м.
Собственный вес подвески gn = 1,068	1,78 -|- 0,152 = 3 кг/м.
Вес гололеда на несущем тросе:
/__ те (14,2 + 70)2 те • 14,22 \	,
ёгт — I 0,7 • —------------— I 0,4-10-3 = 1,50 кг/м.
Вес гололеда на двух контактных проводах (принимая 50% от полного воз-
можного):
£гк = 2-0,5 ^0,7•71 (11 >84+ 70)2	j 0,4.10-3 = 1,43 кг/м.
1 В проектах часто так и поступают, полагая, что на контактных проводах образо-
ванию гололеда препятствует движение токоприемников, предлагают учитывать лишь
50% от полного веса.
2 Эта величина заимствована из практических расчетов; определение ее не представ-
ляет трудности. Отнесена эта величина, как и прочие нагрузки на струны, к 1 м длины
пролета.
114
Вес гололеда на струнах и клеммах gsc =s0,07 кг/м.
Общий вес гололеда на подвеске:
ёг = 1,5 4- 1,43 4-0,07 = 3 кг/м.
Вес подвески с гололедом:
ёгп= 3 4-3 = 6 кг/м.
Давление ветра г>= 15 м/сек на несущий трос при гололеде:
ргТ = 0,014 (14,2 4~ 70) = 1,18 кг/м.
Давление ветра на струны и клеммы рс = 0,07 кг/м.
Общее давление ветра v = 15 м/сек на подвеску при гололеде:
рг = 1,184-0,07 = 1,25 кг/м.
Давление ветра v = 30 м/сек на несущий трос:
реТ — 0,054-14,2 = 0,768 кг/м.
Давление ветра г» = 30 м/сек на струны и клеммы:
Рве = 0,032 кг/м.
Общее давление ветра на подвеску без гололеда:
рв = 0,768 4- 0,032 = 0,8 кг/м.
Результирующая нагрузка на подвеску при ветре максимальной интенсив-
ности:
qe = V g2 + р2 = V 324"0,82 = 3,1 кг/м.
Результирующая нагрузка на подвеску при гололеде:
9г = V~g^+p} = / б2 4- 1,252 = 6,12 кг/м.
б)	Определение стрелы провеса несущего троса
при беспровесном положении контактных проводов
Температуру беспровесного положения берем на 10—12° ниже средней (между
Апах И Лпт), Т. е.* 1 to —	6 .
За исходный режим принимаем гололедный режим, т. е. tx — —5°;
qx - = дг = 6,12 кг/м, д0 = g„'= 30 кг/м.
Стрела провеса несущего троса Fo определяется по формуле (1,40'): *
Дд/" о	В0Т~ о	CqFq Do = 0.
Здесь
А =1__**_____________=1________18002______
0 (Tmax-I-K)2 (2040 4- 1 800)2	’ ’
где
К = 2о*-$* = 2-9-100 = 1800 кг;
Тmax = aTdon By = 17-120 = 2 040 K2J
о	_ 6>12‘752-1 800 _,п,
0 4 (Ттах 4-К)2 4 (20404-1 800)2	’ ’
р   3/2а Г	</1/2	Ттах _
°	8 [Ио	fJ+24a (Ттах 4-Ю2 ES*
_3 - 752 • 17 • 10—6 Г	6,122-752
”	“ 8 L (	'+24 • 17 • IO-6 • 3 8402
2 040
- l,3-10<i;2717. i0^J=0'0358 (-43,1) = - 1,54;
n_3^i_ 3-3,0-75* _
	0	64 FS 64-1,3-10е-12	’
1 Практически t0 могла бы быть округлена до —5°; здесь мы этого не делаем во избе-
жание спутывания ее с температурой гололедного режима.
8* 302/1	115-
Подставляя найденные значения коэфициентов в уравнение, получим:
0,78 • Fo — l,05Fo+ 1,54FO —2,85 = О,
ИЛИ
Fl - 1,345 Fo + 1,97F0 — 3,66 = 0.
Отсюда находим подбором:
Fo = 1,59 м.
Натяжение троса при этом режиме будет равно:
То
3-752
~8F0 “8- 1,59
= 1 325 кг.
в)	Определение ст ре-л провеса и натяжений при
различных режимах
По формуле (1,38) имеем:
В выражения, служащие для определения коэфициентов А; и В;, для большей
общности и упрощения расчетов q{ и /г подставляем в общем виде. Эти коэфициенты
равны:
3/2F0K	3Z*	_3-752-1,59-1 800	3-754
8ES + 64ES'^~ 8-1,3-106-1,2 + 64 • 1,3-106-f,2
откуда
4 = 3,87-]-0,95
Ч/2а	1а /2	\2	1	ЗУ2
Bi = 3-F(Z;-Z1)+(^ + F0/<)(T;w-8f-s- (71 + К) =
3-752 • 17 • 10-6	3 - 752 • 17-10-6 ,
---------Г------- t,--------g------- (-5) +
/6 12-752	\2	I	3.752
+ (S— + '’59' 1 800 ) '(WOTTW-B U 10-ТЁ2 <2040+ 1 800> =
= 0,0359^ + 0,18 + 3,49 — 5,19,
откуда
Bi = — 1,52 + 0,0359 tv
У
Натяжение несущего троса для соответствующего режима определяется из вы-
ражения:
1 in /2	\	1 /л,. 752	\
7\ = 4" \Чт+ FoK - к = 4	1,59- 1800 — 1800 =
1 Ft \ 8	/	Fi \ 8	/	'
= 4 ( 703?,. + 2 840) — 1 800.
Вертикальная проекции стрелы провеса троса (при наличии горизонтальных
усилий) определяется по формуле (1,41):
р'. _ р £п~^ёг
‘ 1
Стрела провеса контактного провода определяется по формуле (1,36'):
fk = F’i-Fo.
При q; =gn Fi’ = Fi , и тогда fk = F, — Fo.
116
Данные подсчетов по этим выражениям для всех интересующих нас режимов
сведены в таблицу 7.
Таблица 7
i	ti		Наличие дополни- тельных нагрузок	At		F;1 2	Ai Fi	= B,	Fi	Ti	Ft'	
1	+35°	2,0	—	6,73	—2,775	F i2—	6,73 F. =	-2,775	1,411	1 720	1,411	-0,179
2	-20°	3,0	—	6,73	—2,238	F32~	6,73 F, =	—2,238	1,500	1 510	1,500	—0,059
0	—6°	3,0	—	—	—		—		1,590	1 326	1,590	0
3	0°	3,0	—	6,73	-1,520	F32 —	6,73 F3 =	— 1,520	1,623	1 260	1,623	0,033
4	+20°	3,0	—	6,73	—0,802	p 2	 4	6,73 Ft =	-0,802	1,750	1 040	1,750	0,160
5	+40°	3,0	—	6,73	-0,085	П3-	6,73 F6 =	-0,085	1,875	855	1,875	0,285
б	4-5°	3,1	Ветер с/=30 м/сек	6,81	- 1,34	Ft2-	6,81 f; =	— 1,34	1,665	1 450	! 1,610	0,020
7	—5°	6,12	Гололед и ветер t/=15 mi сек	9,68	-1,70	Ff-	9,68 F, ~	— 1,70	1,868	2 040	1,830	0,240
Отсюда видно, что, так как натяжение несущего троса при режиме минималь-
ной температуры получилось меньшим, чем при гололеде, выбор гололедного
режима как исходного сделан правильно Ч
Б. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАТЯЖЕНИЙ СТРЕЛ ПРОВЕСА ПРИ ПОДВЕСКЕ В ПЕРВУЮ ОЧЕРЕДЬ ТОЛЬКО
ОДНОГО КОНТАКТНОГО ПРОВОДА
а)	Определение расчетных нагрузок
Собственный вес несущего троса qT= 1,068 кг/м.
Собственный вес одного контактного провода gk = 0,89 кг/м.
Вес струн и клемм gc = 0,042 кг/м.
Собственный вес подвески gn ~ 1,068 + 0,89 + 0,042 = 2 кг.
Вес гололеда на несущем тросе (см. выше) g2T = 1,5 кг/м.
Вес гололеда на контактном проводе (принимая 50% по весу от полного воз-
можного):
ГПР7 it (11,8 + 70)2	тт11,821	п__	,
g2K =0,5 • 0,7 • —-—--------------— =0,71э кг/м.
Вес голодёда на струнах и клеммах: g2C^0,085.
Вес гололеда на подвеске:
g2 = 1,5 + 0,715 + 0,085 = 2,3 кг/м.
Общий вес подвески с гололедом:
g2n= 2 + 2,3 = 4,3 кг/м.
1 Этот режим проверяется в первую очередь для того, чтобы уменьшить объем пере-
расчетов при неверно выбранном исходном режиме.
117
Давление ветра v = 15 м/сек на несущий трос и струны при гололеде
(см. выше):
рг = 1,25 кг!м.
То же при давлении ветра v = 30 м/сек:
рв — 0,8 кг/м.
Результирующая нагрузка при ветре максимальной интенсивности:
qe =	= У22+0,8^= 2,15 кг\м.
Результирующие нагрузки при гололеде и ветре v = 15 м/сек:
q? =У ёгп +р2г = У4,32+1,252 = 4,48 кг!м.
б)	Переход к одиночному контактному проводу
Определение стрелы провеса несущего троса при беспровесном положении
одного контактного провода производится по формуле (1,42')г:
с-2	__ р2 _ 3</02/4
01	64£SF01	02 64£SF02’
*
где Fo2—стрела провеса несущего троса при беспровесном положении подвешен-
ных к нему двух контактных проводов;
F01— стрела провеса несущего троса при беспровесном положении подвешен-
ного к нему одного контактного провода;
?о2 — нагрузка, соответствующая беспровесному положению контактного
провода при подвеске двух проводов, q02 = 3,0 кг/м;
q01 — нагрузка, соответствующая беспровесному положению контактного
провода при подвеске одного контактного провода, q01 = 2 кг]м-,
I, Е, S те же, что и в расчете подвески с двумя контакными проводами.
Подставляя известные значения в формулу, получим:
3'2'754	=15Q2	3-3-754 .
01	64- 1,3 • 10® • 1,2 • F01	’	64 • 1,3 • 106 • 1,2-1,59 ’
9	1.9
Foi—У- = 0,740;
101
откуда
Foi = 1,435 м.
Натяжение троса в этом случае равно:
в)	Определение стрел провеса и натяжений при
различных режимах
Точно так же, как и при расчете подвески с двойным контактным проводом,
для перехода от одного режима к другому определяем коэфициенты А. и £?(
в общем виде, принимая теперь за исходный режим беспровесное положение
контактного провода.
Здесь приведены окончательные выражения для А; и Bt без промежуточных
выкладок:
А. = 1,745+0,95 qc,
Bi = - 0,30 + 0,0359 ti.
1 Выше было задано, что /02 — /01.
118
Данные всех подсчетов также сведены в таблицу 8.
Таблица 8
i		Qi	Дополни- тельные нагрузки		Bi		l	= Bi	Fi	T- 1 г	Fi	h
1	—35°	2,0			3,64	—1,555	вг-	3^64	—1,555	1,210	1 300	1,210	—0,225
2	—20°	2,0	—	3,64	— 1,017	F 2 	 Г 2	3,64 F. =	— 1,017	1,320	1 140	1,320	—0,114
0	-6°	2,0	—	—	—		—		1,435	980	1,435	0,0
3	-0°	2,0	—	3,64	+0,300	F 2 	 Г 3	3,64 Рз =	+0,300	1,475	930	1,475	0,040
4	+20°	2,0	—	3,64 1	+ 0,417	Ff-	3,64 -	+0,417	1,630	755	1,630	0,295
5	+40°	2,0	—	3,64	+ 1,135	FJ-	3,64 F6 =	+ 1,135	1,783	615	1,783	0,348
6	+5°	2,15	Ветер г/=30 м/сек	3,78	—0,120	FJ-	3,78	—0,120	1,585	865	1,475	0,040
7	—5°	4,48	Гололед и ветер V— 15 м/сек	6,00	-0,480	F?-	6,00 F? -	-0,480	1,735	1 670	1,660	0,125
0	Сое	т а е	зление	М 0	н т а ж	H 0 й	таблицы		Д Л	Я H (	j наг	py-
женного троса
В этом случае переход осуществляется по формуле (1,42"):
л	3gTll _р2 3qwF .
70	64£S/0 MESF^
здесь /0 — искомая стрела провеса разгруженного несущего троса;
gr— вес единицы длины несущего троса (?т = 1,068 кг/м).
а)	Определим стрелу провеса ненагруженного троса при температуре бес-
провесного положения:
2	3.1,068-75*
•/0	64-1,3-106-1,2/0	’
/о — -1^ = 0,735,
*0
3-3-754
64-1,3-106 • 1,2 • 1,59 ’
отсюда
/0= 1,245 м.
б)	Определение стрел провеса и натяжений при различных режимах про-
изводим по формуле (1,19).
Определим коэфициенты А{ и Bt в общем виде:
3gT-l* 3-1,068-75*
64ES 64 - 1,3 - 10® -1,2	’	’
Bi =fo + у /2а	—10) —	=
= l,2452+-f--752-17 • 10-6-^ — -j -752-17-10—6( — 6)—
О	о
119
3-1,068-75*
64- 1,3- 10е- 1,2 • 1,245 ’
В,. = 0,915 + 0,0359 tv
Напряжение троса при различных режимах определяется по формуле:
_grl2_ 1,068-752 _ 750
8/;	8-Л	~
Данные всех подсчетов также сведены в таблицу.
Z	ti	ьт		Bi	.	Ai h2-	-Bi	li	Ti
1	—35°	1,068	-1,015	—0,335	1,015 /12 — -y— = — 0,335	0,895	840
2	— 20°	1,068	—1,015	+ 0,197	2	1,015 /22 — д =+0,197	1,07	700
3	-6°	1,068	—	—	—	1,245	603	!
4	0°	1,068	— 1,015	+0,915	1,015 A2--4— = +0,915 /4	1,302	575
5	4-20°	1,068	—1,015	+ 1,633	1,015 /о2- Д =+1,633	1,52	495
6	+40°	1,068	— 1,015	+2,351	1,015 /.2-“+-= +2,351	1,715	435 1
?№ Е(м)
Данные всех расчетов для од-
ного-двух контактных проводов и
для разгруженного троса предста-
влены на рис. 117.
§ 5. Расчет компенсированной
подвески
Основной особенностью этой
системы подвески является постоян-
ство натяжений несущего троса и
контактного провода, если не ис-
пользуется останов, описанный вы-
ше. Изменение условий темпера-
туры и нагрузки при этой под-
веске, как и при другой, вызывает
изменение длины несущего троса
при постоянном натяжении в нем.
Это изменение длины получается
за счет изменения длины пролета
при поворотных консолях или под-
весных изоляторах.
Несколько особо стоит вопрос
о компенсированной подвеске с ос-
тановом, так как эта система рабо-
тает до некоторого предела как компенсированная и после его достижения —
как полукомпенсированная.
Займемся прежде всего вопросом расчета компенсированной подвески без
останова, а затем посмотрим, как изменяется этот расчет для подвески с остановом.
120
а) Компенсированная подвеска без останова
При этой системе подвески, как уже было отмечено, натяжения и стрелы
провеса остаются постоянными при всех температурах. При появлении же доба-
вочных нагрузок стрелы провеса сильно увеличиваются.
При изменении температуры груз перемещается, и все консоли или изоля-
торы половины длины анкерного пролета поворачиваются в одну сторону. На
больший угол поворачивается консоль или
изолятор, лежащие ближе к анкерной опоре,	______(
так как удлинение провода от изменения _Гг* ' ~ °(ь	~*11
температуры возле этой опоры больше, нежели	zZ
возле опоры, лежащей ближе к средней анке-	______
ровке. Разность углов поворота двух смеж- Р
ных консолей или изоляторов и определяет
то изменение длины пролета, которое дает	Рис- 118
возможность поддерживать постоянное натя-
жение в проводе.
Легко показать, однако, что это изменение длины пролета от Zo до
(рис. 118) не может сколько-нибудь заметным образом отразиться на стреле про-
веса провода.
Если для какого-либо режима при беспровесном положении контактного про-
вода 1 выбрана стрела провеса несущего троса, а соответствующая длина пролета
(расстояние между точками подвеса несущего троса) /0, то длина провода в про-
лете может быть представлена согласно формуле (1,10') так:
Соответственно для другого режима длина провода может быть представлена
в виде:
где IjH Fi — длина пролета и стрела провеса при этом режиме (рис. 119).
Изменение длины провода, следовательно, будет равно:
Д£о = 1,+82?-,.-^.	.	(а)
04 ;	ОсО
С другой стороны, это приращение длины равно (при неизменном натяжении
провода удлинение определяется лишь изменением температуры):
д£ад = /дЯ ^д).	(Ь)
Приравнивая величины удлинения, полученные в выражениях (а) и (Ь), бу-
дем иметь:
о / р2 р2 \
Отсюда можно написать выражение для изменения длины пролета:
о / е*2 р2 \
Очевидно, что при повышении температуры, т. е. если ti — /0>0и, следова-
тельно, Zz?>Z0, ожидать можно лишь, что стрела провеса F, будет больше Fo. При
понижении температуры будем иметь обратное положение. Таким образом, если
1 Для улучшения токоснимания при этой системе контактному проводу дают неболь-
шую стрелу провеса. В приводимом доказательстве для упрощения полагаем, что кон-
тактный провод горизонтален. Такое допущение не даст сколько-нибудь заметной
ошибки и сильно упростит все выкладки.
121
пренебречь вторым членом правой части равенства (с), то это при всех условиях
поведет к увеличению абсолютной величины разности — /0. Приняв это поло-
жение, выразим величину Ц через /0 из равенства:
Zf = Z0 [1 4- a (Z,.-Zo)].
Посмотрим, как сильно может измениться длина пролета. Это изменение
следовало бы рассматривать, понимая под /0 температуру, лежащую в диапазоне
изменения температур где-то около середины этого диапазона. Но для того чтобы
не входить здесь в обсуждение вопросов, связанных с выбором этой величины,
положим «в запас», что разность ti — tQ равна максимально возможному изменению
температуры. Практически эта величина никогда не превосходит 100°. С той же
целью будем рассматривать медный несущий трос, имеющий а = 17-10-6
наибольшее из всех значений для материалов, используемых для несущего троса.
Подставив эти значения, получим:
/. = /0 (1 + 17-IO-6-100)=/0-1,0017,
т. е. полагая /г = 10, мы при определении длины пролета делаем ошибку менее
'0,2%.
При определении же стрелы провеса, опуская в наших рассуждениях влия-
ние натяжения контактного провода, т. е. руководствуясь формулой
;	F_lli
8Т’
мы допустим ошибку не более 0,4%. Практически же, так как разность темпера-
тур tt — t0 обычно не выходит за величину 50°, ошибки будут соответственно менее
0,1 и 0,2%.
Изложенное позволяет считать
при всех режимах изменения тем-
пературы стрелы'провеса троса и
проводов неизменяемыми.
Выше мы уже указывали, что
наилучшим положением подвески
с точки зрения токоснимания яв-
ляется положение, при котором
траектория токоприемника прибли-
жается к горизонтальной линии.
Исходя из этих соображений
для компенсированной системы под-
вески, выбирают соответствующую
стрелу провеса контактного про-
вода /х (рис. 119, сплошные линии).
Обозначим здесь через:
—соответствующую стрелу провеса несущего троса в метрах;
К —длину наименьшей струны в метрах;
I — длину пролета (полагая ее неизменной) в метрах;
qx— вес подвески (всех элементов, в нее входящих: троса, провода, струн
и клемм) в килограммах на 1 м.
Приняв те же предпосылки для упрощения вывода формул, что и для неком-
пенсированной подвески, можем написать уравнение моментов всех сил относитель-
но точки А, характеризующее состояние равновесия:
7Л + К (П+ >)-/< (Fx + 7 - Л)-	= О,
или отсюда
, =^2_/ К -
1 8Т 71 Т '
(1,43)
Эта стрела провеса и будет оставаться неизменной при всех изменениях тем-
ператур, если не получат место добавочные нагрузки. В случае же, если нагрузка
на трос возрастет до величины qt, то подвеска примет вид, представленный на этом
.122
же рисунке пунктиром. Написав опять выражение для суммы моментов сил от
носительно точки А, получим:
TFt+K (F£+).)-K (f1 + X-A)-^=O;
открыв скобки и упростив:
TFt + KF, - KF. 4- КД -	= 0.
Подставив значение Ft из формулы (1,43) и определив Fif получим:
,, Т qi + K	„
р _	 <71________К г
4	8Г* 7'+ К	TJ1'
(1-44)
б) Компенсированная подвеска с остановом
В этом случае, как мы уже отметили, придется пользоваться как только
что выведенными формулами (1,43) и (1,44), так и формулами полукомпенсиро-
ванной подвески.
Если бы мы сочли необходимым сейчас же по появлении гололедной нагрузки
ввести в действие останов, то очевидно при любом увеличении нагрузки сверх веса
подвески, а также при понижении температуры ниже температуры гололеда сле-
довало бы переходить к формулам полукомпенсированной подвески.
Выше же мы указывали, что отрицательная сторона действия этого останова
заключается в том, что при низких температурах контактный провод уходит вверх
от своего наивыгоднейшего положения. Поэтому очевидно, что чем ниже выбрать
температуру, при которой начнет действовать останов, тем лучше будет работать
подвеска. Но, с другой стороны, выбрав более низкую температуру, при которой
вступит в работу останов, мы позволим гололеду увеличить стрелу провеса под-
вески более, чем если бы сразу после температуры гололеда останов вступал в дей-
ствие. Так, например, если положить температуру гололеда t = —5°, а останов
отрегулировать таким образом, чтобы он вступал в действие (при отсутствии го-
лоледа) при температуре t = —15°, то очевидно при появлении гололеда (при
температуре t = —5°) несущий трос начнет увеличивать свою стрелу провеса,
пока останов не вытянется на величину, соответствующую понижению темпера-
туры на 7 = 15 — 5 = 10°.
Очевидно, что чем больше интенсивность гололедных образований, тем ближе
эту температуру (действия останова) следует приближать к температуре гололед-
ных образований, и, наоборот, при уменьшении этих образований следует темпе-
ратуру приближать к минимальной температуре.
Таким образом, необходимо в первую очередь установить величину темпера-
туры и величину нагрузки, при которых придется перейти уже к пользованию
формулами полукомпенсированной подвески, и после уже, пользуясь формулами
как компенсированной, так и полукомпенсированной подвески, приступить
к расчету.
§ 6. Расчет подвески с транспозицией проводов
Вывод формул расчета и окончательный их вид для этой системы подвески
весьма сходны с соответствующими формулами расчета обыкновенных цепных
подвесок, даже несколько проще их, так как в элементе, выполняющем задачу
несущего троса, и в элементе, выполняющем задачу контактного провода, натя-
жения одни и те же.
Если для режима, когда контактный провод горизонтален, положение не-
сущего троса (состоящего из двух разных частей) АОВ имеет вид, представленный
на рис. 120, то при некотором другом режиме, который может характеризоваться
индексом /, положение несущего троса будет иметь вид АО'В. Разрезав подвеску
вертикально в середине пролзта, получим вид, представленный на рис. 121. Взяв
сумму моментов сил осносительно точки А и учитывая, что натяжения несу-
123
щего троса и контактного провода должны быть одинаковы (обозначим это на-
тяжение через Т,), напишем:
п Г2
2TiFi — Т:Ро-±Ц- = О.
О
Следовательно,
Л=-------2Т-----	(1,45)
И
Г‘ = 8 (2F. --Fo)'
Для составления расчетных формул следует связать уравнением удлинения
провода при изменении режима, определяя их один раз по геометрическим,
а другой раз по физическим факторам. Для какого-либо режима (первого —
индекс 1 = 1) для длины провода АОВ' (или А'ОВ) можно написать:
L1 \ +3 I ) 2 + 2	+ 31’
и соответственно для другого режима (индекс i), полагая, что длина части
А’ О’ (или О’ В’) остается равной половине длины пролета А’ В':
др?
L: = I 4- —--
+ 31 '
Тогда удлинение провода
(а)
Пренебрегая при подсчете удлинения малыми второго порядка, можем, за-
менив L± через /, представить AL и таким образом:
ДА = / [Г'	T4a(ff-4)
on
Приравняв выражения (а) и (Ь) одно другому, получим:
4 F2 — F2	ГТ,- — Тх ,
3 I	SE +
a (ti -Л)
откуда, заменив Тг и Ti при помощи формулы (1,46), получим:
/?? _ J____________= р2____3______<7i£4____j Л Pa(t — t)
1	32 (2FZ-FO)FS 1	32 (2F1 — Fo) ES^ 4 ' ll)'
(b)
(1,47)
Как и в формулах для простой цепной подвески, стрела провеса троса для
любого режима здесь выражается через стрелу провеса несущего троса при гори-
зонтальном положении контактной части подвески (контактного провода).
124
Положив в формуле (1,47)	= /% и заменив Ft его величиной по формуле
(1,45), после надлежащих преобразований получим:
оЗ	р2 Г	12ТГ	± \"| р _ _q	/j 4g\
Fo~ ’127\ Fo_L192 7f “	+ ( °	1}J ° 8ZTS"°-
Приняв какой-либо из режимов за исходный, определяем величину /%, затем
по формуле (1,45) величину Fv после чего определяем интересующую нас стрелу
провеса для других режимов по формуле (1,47).
Зная стрелы провеса для какого-либо режима, натяжение провода можно
определить по формуле (1,46).
Если натяжение при каком-либо режиме получится больше допускаемого,
то следует заново определить Fo, исходя из предположения, что этот режим и
является исходным. Таким образом, ход расчета тот же, что и для некомпенсиро-
ванной цепной подвески.
§ 7. Расчет компаундной подвески
Расчет компаундной подвески (или подвески с вспомогательным тросом)
может производиться по тем же формулам, что и для подвесок без вспомога-
тельного троса. Разница заключается лишь в том, что входившие в эти формулы
натяжения контактного провода и вес его здесь следует понимать, как относя-
щиеся одновременно и к контактному проводу, и к вспомогательному тросу.
Таким образом, если в качестве вспомогательного троса используется трос
тех же физических свойств, что и контактный провод, то в расчет подвески можно
ввести суммарный вес* и суммарную площадь поперечного сечения контактного
провода и вспомогательного троса. Некоторая неточность расчетов, получающаяся
в данном случае вследствие того, что вспомогательный трос имеет стрелы провеса,
изменяющиеся при различных режимах, будет незначительна в силу малых величин
этих стрел провеса.
Если в качестве вспомогательного троса используется материал, по своим
физическим качествам отличающийся от материала контактного провода, или
предусмотрена регулировка натяжения только в одном контактном проводе,
то для различных режимов следует отдельно определять натяжения несущего
троса и контактного провода, а затем расчет продолжать так, как это указано
выше.
§ 8. Отклонение проводов контактной сети под действием давления на нее
ветра и подход к выбору длины пролета
Одним из наиболее существенных вопросов, разрешаемых при проектирова-
нии контактной сети, является вопрос выбора длины пролета или, иначе, расстоя-
ния между опорами как на прямых участках, так и на участках кривой. Вся важ-
ность этого вопроса становится ясной, если вспомнить, что величина пролета очень
сильно отражается на основных двух факторах, характеризующих каждую кон-
струкцию, т. е. на экономичности сооружения и на технической надежности его
в эксплуатации.
Влияние величины пролета сказывается на экономичности сети, потому что
с изменением длины пролета изменяется число опор, кронштейнов, поперечных
тросов, фиксаторов, изоляторов, различных клемм и т. п. Но одновременно уве-
личивается вес каждой опоры в отдельности и затрудняется монтаж, а также не-
сколько ухудшается и токоснимание (как нами было установлено выше). Поэтому
при проектировании контактной сети приходится вести выбор длины пролета,
учитывая как технические, так и экономические качества отдельных вариантов
с различными длинами пролетов.
Обычно при экономических сравнениях преимущества получают варианты
с большими пролетами, однако ошибочно было бы думать, что можно итти по пути
увеличения длины пролета как угодно далеко.
125
Здесь мы как раз и сталкиваемся со второй стороной рассматриваемого во-
проса, а именно с зависимостью технической надежности работы сети от длины
пролета.
Под действием ветра контактный провод, отклоняется от оси пути на вели-
чину, зависящую как от скорости ветра, так и от качеств самой подвески. Это
отклонение будет тем больше, чем больше длина пролета. Величина же отклоне-
ния, которое мы можем безопасно допустить, будет зависеть от ряда факторов,
и в первую очередь от ширины рабочей части токоприемника.
При .применяемом на наших дорогах типе токоприемника эта рабочая
часть равна 1 300 мм.
Таким образом, от середины токоприемника провод не должен отходить
более чем на 650 мм.
Однако допустить отклонение провода под действием ветра, равным этой
цифре, было бы неправильно, так как мы не учли бы других факторов, могущих
увеличить это смещение провода относительно середины токоприемника и приве-
сти к сходу его с провода.
Первым фактором такого рода является разница в высотах головок рельсов
на прямых или ненормальное повышение одного рельса над другим на кривой.
Вследствие такого «перекоса пути» электровоз или получит наклон на прямой,
или на кривой будет иметь не тот наклон, который принимался при расчетах и со-
оружении линии, и, следовательно, середина токоприемника отклонится от про-
вода на величину большую, нежели предусматривалось расчетом.
Такое же влияние окажет и перекос кузова электровоза при различной про-
садке рессор.
Далее, если токоприемник будет расположен не под тележкой электровоза
или моторного вагона, то на кривых его середина будет описывать кривую дру-
гого радиуса, чем точка, находящаяся над тележкой. Неправильное положение
токоприемника относительно оси кузова приведет также к смещению провода от-
носительно оси пути и провода.
Наконец, при движении токоприемник совершает некоторое колебательное
движение (за счет игры в шарнирах) в направлении, нормальном к оси пути и про-
воду. Возможность совпадений всех этих факторов с действием ветра и заставляет
ограничить величину допускаемых отклонений провода. Проектом «Правил проек-
тирования железных дорог нормальной колеи» предлагается пролет цепной
подвески выбирать таким образом, чтобы при максимальной скорости ветра (по-
вторяющейся не реже одного раза в 5 лет) отклонение провода от оси пути1 не
превосходило 0,4 м.
Наиболее простым случаем явится отклонение провода простой подвески
под действием ветра.
Рассматривая расположение провода в плане, мы можем написать и для проек-
ции в плане то же соотношение, которое было нами выведено для вертикальной
плоскости.
Для вывода этого соотношения обозначим через:
д — нагрузку, действующую на провод, в килограммах на 1 м;
р — давление ветра на провод также в килограммах на 1 м;
К — натяжение провода при давлении ветра в килограммах;
I — длину пролета в метрах;
— отклонение провода (в горизонтальной проекции) под действием ветра
от прямой, соединяющей точки крепления провода, в метрах.
Выше для простой подвески [формула (1,8)] нами было выведено соотношение:
Г-8/С	(а)
здесь заменено Н натяжением контактного провода К.
1 На кривой под осью пути мы понимаем кривую пересечения поверхности, прохо-
дящей через ось пути, и нормальную к его плоскости с горизонтальной плоскостью на
уровне контактного провода.
126
Из рассмотрения рис. 122а легко получить соотношение:
11 = _/
Р <1 ’
отсюда
q
Заменив стрелу провеса / из выражения (а), получим:
__pql2 __ pl2
Ъ'-ВКд- 8К'
(1,49>
Здесь интересно подчеркнуть, что на какую бы плоскость мы ни брали проек-
ции кривой провеса, ее можно определять как стрелу провеса провода, имеющего
полное натяжение провода, а нагрузку — равную проекции полной нагрузки на
эту плоскость.
Формула (1,49) в качестве приближенной может быть использована и для
определения отклонения контактного провода цепной подвески в том случае,
если контактный провод закрепляется у опор фиксаторами.
Точных результатов от этой формулы ожидать нельзя, так как она не учиты-
вает взаимодействия провода и троса. (Некоторыми авторами были предложены
более точные формулы; вследствие большой громоздкости они не получили
применения в практике проектирования, почему мы их здесь и не приводим.) Эта
взаимодействие заклю-	1
чается в том, что стру-
ны, связывая контакт-
ный провод и трос,
приближают в отклонен-
ном положении один к
другому. Связь эту
можно представить себе
таким образом: в слу-
чае, если контактный
провод отклоняется на
большую величину, не-
жели несущий трос, то
струны становятся в на-
клонное положение (в
плоскости, нормальной
к оси пути)(рис. 1226),
и, следовательно, в них
развиваются составляющие усилия, нормальные к оси пути. Эти-то соста-
вляющие и уменьшают отклонение провода, увеличивая в то же время отклоне-
ние троса. Можно представить и такое положение, когда отклонение троса бу-
дет больше отклонений провода, и струны займут положение с наклоном
в противоположном направлении. Наконец, можно представить случай, когда от-
клонения проводов будут равны, и, следовательно, струны будут иметь верти-
кальное положение. Последнее очевидно возможно при вертикальной системе
подвески. Существующие расчетные формулы для вертикальной и полукосой
подвесок так обычно и строятся, т. е. при отклонениях проводов предполагают,
что рассматривается вертикальная система подвески, а затем к полученному от-
клонению прибавляют начальное расстояние проводов от оси пути, если они и без
ветра не лежали над осью пути.
Таким же образом и мы будем рассматривать отклонение проводов подвески,
полагая, что и трости провод находятся в положении покоя, над осью пути.
Возвращаясь к вопросу взаимодействия троса и провода, отметим те сообра-
жения, какие могут определить характер этого взаимодействия, т. е. соображения,
которые подскажут, в какую сторону будет изменяться отклонение провода и троса.
127
Рассматривая формулу (1,49), мы можем легко усмотреть, что отклонения
провода и троса будут определяться (при постоянной длине пролета) отношением
давления ветра на 1 м провода к натяжению. Написав отклонения для троса и
и провода (полагая, что они не связаны друг с другом), получим:
Рк1	Рт^
у, = —— и Ут = т :
7 а 8К ‘	8 Г
взяв отношение у* и ут, получим:
Здесь рт — давление ветра на трос в килограммах на 1 м;
рк — давление ветра на провод в килограммах на 1 м;
Т — натяжение троса при давлении на подвеску ветра в килограммах;
К — натяжение провода в килограммах.
Таким образом, имея отношения, стоящие в числителе и знаменателе послед-
него выражения, можно судить о характере взаимодействия троса и провода.
Так, если
Jh^Pj
' КТ'
то очевидно трос будет задерживать отклонение провода; при
Pk Рт
К Т
будет иметь место обратное положение, т. е. трос будет увлекать за собой провод;
наконец, при
Pj^Pt
К Т
отклонения проводов будут равны, и взаимодействие их никаким образом не ска-
жется.
Все описанное будет совершенно правильным для случаев, когда и трос, и про-
вод будут жестко закреплены над осью пути. Такое положение можно было бы
создать, укрепив провода фиксаторами и закрепив трос на штыревых изоляторах.
При подвесных же изоляторах картина несколько изменяется за счет больших
отклонений троса.
На рис. 1226 в сильно утри-
рованном виде представлено
отклонение проводов подвески
при подвесных изоляторах; на
рис. 122в — то же положение в
трех проекциях.
Рассматривая приведенный
рисунок, нетрудно притти к вы-
воду, что делать какие-либо за-
ключения на основании выраже-
ния (а) будет не совсем правиль-
но, так как в этом случае мы не
учтем влияния отклонения под-
вески за счет изолятора (кото-
рое в практике часто выпускают
•ма сложен, так как он связан
с учетом различного отклонения струн, подъема провода под действием ветра
(изменяющего распределение нагрузки троса), отклонения изоляторов и ,т. п.
Поэтому расчетные формулы, построенные с учетом ряда этих факторов,
все же опускают весьма существенное влияние остальных и к тому же
получаются весьма громоздкими. Не следовало бы бояться этой громоздко-
128
сти и сложности вычислений, если бы учет влияния троса давал существенную
разницу с расчетом на отклонение одного провода. Однако ожидать существенной
разницы при подвесных изоляторах и особенно бронзовых или медных несу-
щих тросах не приходится.
Для учета влияния изолятора на отклонение троса продолжим линию провиса-
ния троса до горизонтали, на уровне которой подвешены изоляторы (точки Ах,
BJ, и допустим, что вес изоляторов равен весу отрезков подвески на длине
и BLB. Такое допущение в действительности не дает заметной разницы в весах,
и, кроме того, ошибка в весе частей, лежащих непосредственно у точки опоры,
не дает заметной разницы при определении провесов и отклонений проводов вет-
ром. Заменив таким образом действительный пролет I фиктивным пролетом
мы можем определять отклонения уже для нового пролета, полагая, что ни на-
грузка, ни натяжение троса не изменились. Соответственно фиктивная стрела
провеса будет равна сумме действительной стрелы провеса и длине изолятор-
ного звена hu (изолятор и клеммы), т. е.
Fi=F+hu.
Нетрудно видеть, что при
q = const и Т = const
F /2’
Таким же образом и отклонения троса уг с учетом изолятора и у г без учета
изолятора будут находиться в том же соотношении, т. е.
Тт /2 F ’
причем
и
ртЯ
71 - 87' ’
В дальнейшем несколько неудобно пользоваться увеличенным пролетом,
поэтому последнее выражение представим в виде:
/2 Fi
PtF -/
71 - 8Т ’ -
или иначе:
v _ PtF
Ti	р 
8TF-
Fl
Обозначим
Т ~ = тг,	(Ь) 71
тогда получим:

11 8Tr ’
Таким образом, вместо учета длины изолятора можно в указанном отноше-
нии (Ь) уменьшить величину натяжения в тросе и тем самым учесть влияние
длины изоляторного звена на отклонение троса.
Если же теперь переписать выведенное отношение (а), то оно получит вид:
Pk
Ь,= к
Ti Рт ’
Л
9 Контактная сеть 207/1
129
Подставляя же значения для различных расчетных случаев, можно убедиться,
что отношение остается близким к единице. Существующее мнение, что учет троса
дает заметную выгоду при определении этого отклонения, мы и объясняем тем,
что в практических расчетах часто выпадает из внимания влияние длины изолятор-
ного звена.
Существует очень простой метод (Недерера), который долгое время употреб-
лялся в нашей проектной практике, метод, грубо учитывающий взаимодействие
троса и провода. Введенные автором метода грубые предпосылки свели расчетные
формулы к тому же виду, который может быть получен и непосредственно, если
положить, что несущий трос и контактный провод жестко связаны (в плане).
Под жесткой связью мы понимаем такую связь, при которой отклонения проводов,
в плане будут обязательно равны. В таком случае, рассматривая подвеску в плане,
можно переписать расчетную формулу (1,49) в виде:
у —	(I 50)
71	8(Т-)-К) '	'
Обозначения здесь те же, что и выше.
Легко видеть, однако, что такая формула не может претендовать на большую
точность, чем формула (1,49), так как она не учитывает того, что отношение да-
вления ветра на несущий трос к натяжению троса может быть не равно аналогич-
ному отношению для провода, а поэтому и отклонения троса и провода в действи-
тельности могут получиться различными. Следует иметь в виду, что в некоторых
случаях, например при сравнительно длинной гирлянде изоляторов и фиксирован-
ном контактном проводе, отклонение троса может получиться большим, нежели
отклонение провода, и тогда, наоборот, взаимодействие провода с тросом приведет
к увеличению отклонения провода.
Таким образом, можно притти к выводу, что истинное отклонение провода
будет лежать где-то в пределах между величинами, даваемыми формулами (1,49)
и (1,50).
В некоторых проектах наших дорог пользовались значениями, представляю-
щими среднее арифметическое между значениями, полученными из формул (1,49)
и (1,50).
Для системы изоляции, применяющейся у нас на дорогах (один подвесной изо-
лятор), и бронзовых или медных несущих тросов определенное указанным образом
среднее значение дает результаты, очень близкие к истинным, и на фоне целого ряда
условностей, вводимых нами в расчет, как то: скорость ветра, одновременное его
воздействие на все пролеты, способ определения допускаемых отклонений и т. п.,
дает нам право рекомендовать указанный метод определения ух как среднего ариф-
метического. Но необходимо в этом случае вводить в расчет предложенное нами
фиктивное натяжение троса. К тому же следует еще раз подчеркнуть, что и раз-
ность между ул и ут практически не столь заметна, чтобы следовало прибегать
к более сложным решениям.
Кроме того, следует отметить, что такой же неточностью страдают и выве-
денные выше формулы расчета различных цепных подвесок. Действительно, все
подвески с фиксаторами не учитывают при ветровых режимах (например гололед
и ветер) влияния давления ветра на контактный провод при определении натяже-
ния в тросе. Несомненно, что правильно построенный расчет не должен вестись
отдельно для вертикальной и горизонтальной проекций, а должен решать задачу
комплексно, давая возможность затем определять интересующие нас проекции
стрел провеса.
§ 9. Расположение проводов в плане при действии на подвеску давления ветра
и определение допускаемой длины пролета
Задача расчетов данного параграфа заключается в составлении зависимости,
связывающей давление ветра на провода с величиной максимального отклонения
провода от оси пути. Эти выражения должны давать зависимость также и от ра-
диуса кривой рассматриваемого участка пути, и от величины зигзагов (т. е. выно-
сов провода у опор от оси пути).
13.0
На рис. 123а представлен один пролет между опорами с зигзагами (выносами}
контактного провода у опор в одну сторону от оси пути Ьг и
Рис. 123а
Составим зависимость отклонения контакт-
ного провода под действием ветра от коорди-
наты х, т. е. =/(*)• Начало координат мы рас-
полагаем в точке максимального отклонения
провода от своего начального положения.
Прежде всего выразим величину стрелки v
дуги окружности через радиус окружности 7?
и абсциссу и. Мы здесь располагаем вторую
систему координат и, v с началом в вершине
дуги круга. Для указанной цели рассмотрим
рис. 1236 и определим стрелку дуги—с имею-
щей хорду длиной — х.
Для окружности можно написать следую-
Рис. 123о
щее равенство:
/ х \2
(4)+(/?-с)2 = /?2-
Раскрыв скобки и пренебрегая сравнительно малой величиной с2, получим:
пренебрегая величиной с2, мы переходим от уравнения окружности к уравнению
X
параболы. Если же принять и— у и соответствующее значение с обозначить
через—v (рис. 123а), то получим
и2	. .
V = 2Й •	«
заменив же х на I получим:
Z2
С “ 87? ’
Уравнение кривой для отклоненного положения контактного провода также
будем считать параболой, и в соответствии с выводами предыдущего параграфа
напишем:
здесь р — давление ветра на провод в килограммах на 1 м;
Z — натяжение в проводе в килограммах.
9* 207/1
131
Мы вводим здесь величины р и Z, чтобы заранее не предрешать вопроса о том,
следует или не следует учитывать влияния троса на отклонения контактного про-
вода. При желании можно заменять р = рт + рк и Z — T + К или р = рк и
соответственно Z = К. Заменив х == А и у = flt получим известное выражение:
£
р?
71 ~8Z ’
(d)
Наша задача заключается в определении величины т. е. отклонение про-
вода от оси пути для точки, имеющей некоторую абсциссу а (рис. 123а), где тол-
стой линией показано начальное положение провода, пунктиром —тот же про-
вод в отклоненном положении.
Применительно к рис. 123а, т. е. рассматривая отклонения провода при дей-
ствии ветра, направленного от центра кривой, получим:
Пользуясь тем, что величина угла <о незначительна, можно представить инте-
ресующие нас отрезки следующим образом:
АВ — Yi —у —х tg®; BD = AjtA _ с _]_
Тогда при направлении ветра от центра кривой (рис. 123а) получим:
,	-f- Ье, .	. ч
Yx =Y1 — У — xtg <0 +	2 -- c-\-v.	(е)
Для ветра обратного направления (рис. 123в) будем иметь:
Тх = АВ — BD,
но при тех же допущениях:
АВ = ух — у, BD = + — с + v — х tg <₽;	(f)
отсюда
b, + Ь2 ,	,	,
Y* =Yi— У-----Чу^ + с — v + xtg <₽.
Объединив выражения (е) и (/) в одно, оставив верхние знаки для ветра от
центра и нижние — для ветра к центру кривой, получим:
Ьл “I- Ьл _ '	,
Тж = Y1— У ± -^2—? + с ± т X tg <₽;
подставив соответствующие значения Yi У> с и из выражений (а), (Ь), (с)
b ь
и (d) и заменяя tg	± и и=х (рис. 122а и 123в), получим:
Т.Г
рР_рл2	+ b2 Z2 х2	Ь2 — Ьг
8Z 2Z	2	8R =*= 2R I 1
132
или, преобразовав:
/2
^-±h±^bx. i<g)
Для определения х, соответствующего утах, т. е. максимальному отклонению
провода от оси пути (или, что то же, от середины токоприемника), приравняем
первую производную нулю, т. е.
_ х (Р.т+ *izzh=o
dx I Z + R J ± I
откуда
^1	^2
— -F —
Z^ R]
Подставив полученное значение в выражение (g), получим:
_/2/р	1\	(^-&2)2 .Ьг + Ь2 (b.-b^
Imax- g -\Z+R)	2	+ (Р^ 1\
\Z + R)	\Z + R)
или, приведя подобные члены:
Отсюда (решив биквадратное уравнение) допускаемая величина пролета /max в за-
висимости от допускаемого отклонения провода утах под действием ветра может
быть представлена формулой:
f max = 1 f 2ZZ-{2fmax Т(&14Л)+ /^max Т (МЛ)Р ~	(J 52)
V P^-R
Положив в этой формуле выносы провода &х = &2 = &, получим:
(|'53)
V p=f~R
и соответственно:
Ymax = ^-	(1,53')
о \ Z г\ /
Рассматривая формулу (1,52), нетрудно притти к выводам о влиянии отдель-
ных входящих в нее величин на величину пролета.
Рассматривая случай для направления ветра от центра кривой (верхние зна-
ки), можно заметить, что допускаемый пролет увеличивается с увеличением на-
тяжения Z и допускаемого отклонения утах и уменьшается с увеличением давле-
ния ветра р, радиуса кривой R и выноса у опор Ь. Для направления ветракцент-
ру кривой (нижние знаки) получим, что пролет увеличивается с увеличением на-
тяжения Z допускаемого отклонения утах, выноса провода у опор Ь, радиуса кри-
вой R, уменьшается же с увеличением давления ветра р.
На основании приведенных выше соображений о допускаемой величине
отклонения провода максимальная величина выноса у опор на кривой берется
не более 0,4 м.
Для прямого участка допустимая величина пролета при применении фикса-
торов может быть определена по формуле, которая получается из формулы (1,52)
в предположении, что R=oc и при замене знака у Ь2, так как на прямомучастке
133
зигзаги располагаются поочередно то по одну, то по другую сторону от оси пути.
В этом случае формула для определения величины пролета на прямой получит
вид:	__________________________________________________
/max = j/y {2?тах =F (*1 ~	+ / [2Ттах Т(^—/>2)]2-(^+W	(1,54)
При определении /тах и утах в формулах следует брать ту комбинацию зна-
ков, которая дает меньшее значение /тах и наибольшее Ymax- Верхние знаки
[в формуле (1,54)] соответствуют направлению ветра со стороны зигзага Ь2, а ниж-
ние — со стороны зигзага Ьг.
Соответственно:
y =^2 I	% I	(155)
Ymax 8Z+	2р[2	2	•	’ °'
На большей части участка принимается одинаковая величина зигзага, т. е.
bv = b2 (по абсолютной величине). При этом условии формула (1,54) примет вид:
/max =	2 j/'y (Ymax + VYmax-^2)	(1,56)
p*l*	П
Ymax- 8Z + pl2 	(1,56)
Рассматривая формулу (1,56), можем приттй к выводу, что допускаемая ве-
личина пролета увеличивается с увеличением натяжения провода Z, допускаемого
отклонения Ymax и уменьшается с увеличением давления ветра р и величины зиг-
зага Ь.
В проектах контактной сети максимальная величина отклонения провода от
оси пути на прямой и кривой принимается не выше 0,4 м.
Как мы уже указывали, иногда в практике при пользовании формулами
(1,52) и (1,53) берут для I среднее значение между значениями, подсчитанными
для одного провода и для совместной работы провода и троса, т. е. заменяя р и Z
один раз соответственно через рк и К и другой раз через рк +Рт и К + Т.
§ 10. Отклонение проводов бесфиксаторной подвески под действием давления
ветра
При бесфиксаторной подвеске (рассматриваем вертикальную подвеску)
контактный провод отклоняется при прочих равных условиях на значительно
большую величину по сравнению с подвесками, имеющими фиксаторы. На
рис. 123г изображено отклонение проводов подвески без фиксаторов. Контактный
провод и здесь имеет форму кривой с выпуклостью в середине пролета. Принимая,
что провод остается в горизонтальной плоскости, и пренебрегая влиянием его
134
г	1т
выпуклости, которое уменьшается с приближением отношения-5—к единице,
Yfc
мы можем заменить рассматриваемый рисунок рисунком 123д. Искомое откло-
нение у может быть представлено выражением:
у = F1 sin р + sin а»
здесь Ft = F + А.н — фиктивная стрела провеса в метрах;
F — действительная стрела провеса троса при исследуемом ре-
жиме в метрах, определяемая в расчете цепной подвески;
ha—длина изоляторного звена в метрах;
> — длина наименьшей струны в метрах;
р — угол наклона плоскости троса к вертикали, или угол между результи-
рующей нагрузкой на трос и вертикальной составляющей;
а — угол наклона струн к вертикали, или угол наклона между результи-
рующей нагрузкой от провода и вертикальной составляющей.
Таким образом, углы а и могут быть определены из выражения:
Рк
sin а =	,
I ёк + Р2к
где рк — давление ветра на провод в килограммах на 1 м;
gk — вес провода с клеммами в килограммах на 1 м.
Если расчет ведется для режима, когда может иметь место гололед, то в этой
формуле вместо gk следует подставить вес провода с гололедом.'
. Q Рп_________,
51ПР V^n+Pn'
здесь рп — давление ветра на всю подвеску (трос, провод, струны и клеммы)
в килограммах на 1 м;
gn — вес всей подвески в килограммах на 1 м.
Также для гололедного режима вместо gn должен входить и вес подвески
гололеда.
§ 11.	Расчет косой бесфиксаторной подвески на кривой
(метод К. и Г. Марквардт)
1.	Расчет некомпенсированной подвески. Косая подвеска на кривой является
одной из конструкций контактной сети, наиболее трудно поддающихся расчету. За
последнее время различными авторами было предложено несколько методов рас-
четов такой подвески, в которых они подходили к расчету косой подвески как
к расчету на прочность, т. е. так же, как и к расчету нормальной цепной подвески,
предполагая, что каждое положение (и натяжение) контактного провода может
быть осуществлено при любой стреле провеса несущего троса в зависимости только
от его натяжения.
На самом же деле при принимаемых обычно предпосылках следует считать,
что каждое положение (и натяжение) контактного провода может быть осуществле-
но при вполне определенной стреле провеса (и при совершенно определенном на-
тяжении) несущего троса.
Ниже при выводах приняты следующие четыре предпосылки (рис. 124), кото-
рые обычно принимаются при составлении методов расчетов косой подвески на
кривой (вторая и третья предпосылки вытекают из первой):
1)	как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки на подвеску распреде-
лены равномерно по длине пролета;
2)	угол наклона струн для данного режима постоянен по всей длине пролета;
3)	контактный провод при всех режимах расположен по окружности, т. е.
струны являются образующими некоторого кругового конуса (полагая, что незна-
чительное изменение формы и угла наклона струн не отразится на результатах
расчета);
4)	стрелы провеса контактного провода настолько малы, что при расчете
троса разгружающими усилиями за счет вертикальных составляющих натяжений
135
контактного провода можно пренебречь без большого искажения результатов
расчета. Основанием для этого служит возможность перемещения контактного
провода у опоры, вследствие чего относительное перемещение точек контактного
провода невелико.
Рис. 126
Рассматривая разрез подвески вертикальной плоскостью, проходящей через
центр кривойточку крепления троса к опоре, — плоскость ОС\СА (рис. 124 и
125), находим для двух режимов следующее соотношение:
7?х 4“ ^max Sin Pi = /?2 4" 1-тах Sin Р2,
ИЛИ
#2 =	+ Хтах (sin pr—sin р2).	(а)
Здесь и /?2 — радиусы окружностей (в метрах), по которым располагается
контактный провод при двух различных режимах;
Pi и р2 — углы наклона струн к вертикали для двух различных режимов;
kmax—длина наибольшей струны, т. е. струны у опоры в метрах.
При изменении температуры от /х до /2 длина контактного провода в пролете
изменяется от Lx до Т-2.
Учитывая температурные и упругие удлинения, можно написать:

Т-2	— 7-х
Разделив обе части этого уравнения на 2 ф0 (где ф0 — центральный угол,
опирающийся на дугу окружности расположения контактного провода, соответ-
ствующую половине пролета, рис. 124 и 126), получим:
R.-R^rA ак (t2 - 7i) + ~ К11 	(1,57)
J
Рассмотрим теперь расположение контактного провода в плане (рис. 126).
Пусть W — горизонтальная составляющая реакции струн и р — давление
на него ветра в килограммах, приведенное к 1 м его длины. Из условия равенства
136
суммы проекции всех сил и проекции натяжения К на линию, перпендикулярную-
О А, можно написать:
%
2 j WR cos ± 2рф0А? = 2К sin ф0,
о
откуда, полагая при малой величине ф, ф = sin ф
WR±pR = K.	(1,58)
При отсутствии давления ветра на контактный провод
р = 0 войдет только величина W, и формула примет вид:
WR=K.	(1,58')
Но рассматривая разрез подвески вертикальной пло-
скости (рис. 127) через какую-либо струну можно из усло-
вия равновесия контактного провода написать:
№ =	(Ь59)
Подставляя это значение IV в выражение (1,58), получим:
К = Rqk tg fi±pR.	(1,60)
Следовательно, для режимов при температурах и t2
будем соответственно иметь:
= tg ₽i±A#i	(Ь)
И
K2==R‘iQk2 tg Рг
Рис. 127
(b'>
Подставляя в последнее уравнение значение /?2 из уравнения (а), получим:
К2 = [/?i + Xmax (sin — sin ₽2)] (qka tg p2 ±p2).
Пренебрегая слагаемым >max (sin — sin р2), весьма малым по сравнению с.
величиной Rlt и заменяя = R, что не дает заметной погрешности, напишем:
(1,61)
(1,60').
К2 = R(qk2tg ₽2 ±р2)-
Уравнение (1,60) можно представить в виде:
Kqk
здесь минус (—) соответствует направлению ветра от центра, а плюс (+) — обрат-
ному направлению.	•
Решая это уравнение относительно sin 8, получим:
К Т pR
sm (J =	—--------=.
V R*q2k + (K^pR)2
Для режимов при и /2 будем соответственно иметь:
• о	-	“F P1R1
sin =	—----— ;
V
с. О	К2ТР2Л2
sin р9 = ——_	v	.
V
Подставляя полученные значения sin и sin в уравнение (а), получим:
^2 ~F Z?2^2___~|
Т?2 —	+ ^-тах
-/R2 Ч2к1+(кгТPiRj2	VR2q2* + (к2 =FP2R2? J’
137
Подставив найденное выражение R2 в уравнение (1,57), сделав соответствую-
щие преобразования и одновременно заменив 7?х через радиус закругления пути
7? (что в данном случае можно сделать без большой погрешности), получим:
IZ I ^fc^k^max	7^2 Т P%R	__ 17 । ^й^дЛтах
Л 2 i-----п-------у----“ Л1 1	г> А
R *
х  ..-.fi——— Г Е(1’б2)
VR2qki+(K1^P1R)2
Таким образом, приняв какой-либо режим за исходный и задавшись соответ-
ствующим этому режиму нату
«ного провода при всех^других
Рис. 128
4 К, можно определить натяжение контакт-
ах (в соответствии с предпосылкой 4).
Уравнение (1,62) довольно легко ре-
шается путем подбора; таким образом, оно
является основным для подсчета натяже-
ния контактного провода при различных
режимах.
Для решения уравнения (1,62) необхо-
димо иметь возможность предварительно
определить длину наибольшей струны Хтах-
Ниже мы приведем вычисление длины
Лтах так же, как и определение длины лю-
бой струны, расположение которой в про-
лете задано, а сейчас перейдем к опре-
делению стрелы провеса несущего троса
при исходном режиме.
Рассматривая разрез подвески верти-
кальной плоскостью, проходящей через
центр кривой и наименьшую струну, —
^плоскость OOyFEH (рис. 124), можно
убедиться, что при каждом положении
контактного провода стрела провеса несу-
щего троса вполне определяется геоме-
трическими соотношениями. Действитель-
но, при заданных величинах пролета /,
длине наименьшей струны Amm и соотно-
шении вертикальных и горизонтальных
нагрузок определяются: стрела дуги
контактного повода с (рис. 128), угол наклона струн к вертикали р и угол наклона
плоскости провеса несущего троса к вертикали у (рис. 129):
W К
(1,63)
(1,63')
Рис. 129

tgY qr + qk Rgn ’
или при давлении ветра:
где ,рп —сумма ветровых давлений на провод и трос;
gn — сумма вертикальных сил (вес подвески и, если имеется,
то и гололеда).
Следовательно, определяется и стрела провеса несущего троса. Таким обра-
зом, попытки производить расчет стрелы провеса троса из условий прочности при-
водят к результатам, не совместимым с геометрическими соотношениями, т. е
к абсурду.
Ошибка авторов, составлявших ранее методы расчета, заключалась глав-
ным образом в том, что они по аналогии с простыми цепными подвесками допускали
возможность горизонтального положения контактного провода при любой стреле
 провеса несущего троса, тогда как единственно правильным в этом случае
 138
является определение всех параметров данной подвески из геометрических соот-
ношений при удовлетворении, конечно, условий равновесия. Этим объясняется
и то обстоятельство, что ход расчета в тех случаях получается весьма искус-
ственным.
Считая направление наибольшей струны BD параллельным направлению
наименьшей струны (что достаточно точно благодаря незначительности угла ф0)
и придав всем переменным величинам для начального режима индекс 0, можем
написать:
(4 cos То + xmin COS Ро) tg р0 = с + Amin sin ₽0 +/о sin у0,
или
/о (cos Yo tg ₽о —sin Yo) = c,
откуда
70 cos ye tg Po —sin fo ’	7
Стрела дуги контактного провода с может быть представлена выражением:
Подставляя это значение в уравнение (с), получим:
Z2
~ 8R (cos Yo tg Ро — sin то) ‘
Зная длину пролета /, радиус /?, углы ^0, у0 можно определить стрелу
провеса несущего троса /0 и затем уже по обычной формуле состояния для гиб-
кой нити можно определить и стрелу провеса несущего троса для любого режима:
/2- 64F29 f °	64дге f 	(1,65)
о	04/iTOT/!
При этом величины нагрузок, которые следует подставлять в формулу, опре-
деляются как геометрические суммы горизонтальных и вертикальных нагру-
зок, т. е.
?2 = /(Трп +ИО3+£„г,	(1,66)
где рп — давление ветра на 1 м подвески;
IV — горизонтальная составляющая натяжения контактного провода, при-
веденная к 1 м [находится из выражения (1,58')];
gn — суммарная вертикальная нагрузка на подвеску.
Натяжение несущего троса определяется по обычной формуле (I,8j?
Зная стрелы провеса несущего троса для всех режимов и соответствующие
углы y, можно найти проекцию стрелы провеса на вертикальную и горизонталь-
ную плоскости.
Горизонтальная проекция стрелы провеса несущего троса у будет равна:
y=/siny, .	,	(1,67)
а вертикальная стрела провеса несущего троса будет равна:
Zo =f cos т.	(1,68)
Определение длины струн
Рассматривая рис. 130, на котором даны две проекции подвески при беспро-
весном положении контактного провода, можно выразить длину любой струны
к формулой:
sh?	С'69’
где z0 —координата, соответствующая точке крепления данной струны к тросу.
139
Принимая вертикальную проекцию провеса несущего троса за параболу,
можно написать:
2o=’4Zo 42- ;	(1,70)
здесь Zo — вертикальная проекция стрелы провеса троса при беспровесном
положении контактного провода. [Подставляя это значение z0 в уравнение
(1,69), получим:
у2 1
X = Xmin + 4Z0	(1,69')
В частном случае при определении длины наибольшей струны (т. е. при
I \
х = -у 1, получим:
Так как при подсчете натяжений контактного провода для различных ре-
жимов необходимо знать длину наибольшей струны Атах, то, приступая к рас-
чету, следует сперва определить стрелу провеса несущего троса при беспровес-
ном положении контактного провода по формуле (1,64) и затем найти Хтах из
формулы (1,71).
Проверка горизонтальных отклонений контактного
провода от оси пути
После того как будут определены данные для крайних режимов подвески,
следует определить отклонение провода от оси пути. Если в вертикальных под-
весках смещение контактного провода относительно оси пути происходит только
за счет давления ветра, то в косой подвеске смещение провода в горизонтальной
плоскости происходит и за счет изменения натяже-
|	ний контактного провода и троса.
TV	Таким образом, следует проверять смещение при
переходе от минимальной температуры к максималь-
У	У	4 ч	ной (при	этих режимах обычно не предусма-
'ч Г1	\	4 ч	тривается	возможность ветровых давлений), и,
--V----।	кроме того,	для режимов при действии ветра сле-
дует проверять возможные максимальные откло-
\ 1 i	нения при	давлении ветра на провода в ту и
I	другую стороны.
’	\J I । При изменении стрелы провеса троса от /г до
I	—г]-*- /24> угла наклона троса от Yi до у2 и соответственно
угла наклона струн от до (рис. 131) найдем
Рис. 131	перемещение контактного провода Ь:
b =f2 sin у2-|- Tmin Sin ₽2—/х Sin Tj —Tmin sin	(1,72)
При рассчитанной уже подвеске все данные, необходимые для уравнения
(1,72), будут известны.
140
Таким образом, проверка выбранной величины пролета может быть произ-
ведена лишь после окончания расчета подвески. (Таким же образом обстоит дело
и при проверке пролета у вертикальных цепных подвесок, где учет влияния троса
на отклонения контактного провода под действием давления ветра может быть
произведен после окончания расчета несущего троса подвески, так. как для этого
учета необходимо знать натяжение троса для ветрового режима.)
Проверки отклонения провода у опоры можно не делать, так как здесь отно-
шение веса к горизонтальной силе увеличивается и, следовательно, отклоне-
ние уменьшается.
Перемещения контактного провода в вертикаль-
ной плоскости
Из того же рис. 131 легко видеть, что вертикальное перемещение h при пере-
ходе от одного режима к другому в середине пролета будет равно:
h=f2 cos у2 4- >min COS р2 —/j COS Ti — Xmin cos	(1,73)
и у максимальной струны:
rt — lmax COS у2 ^max COS Yx.	(1,74)
Разность величин для одного и того же режима
fk = h-n	(1,75)
дает стрелу провисания контактного провода. Разность же между максимальным
и минимальным значениями h дает пределы, в которых перемещается контактный
провод в вертикальной плоскости.
2. Расчет полукомпенсированной подвески. Расчет ведется по тем же фор-
мулам, что и для некомпенсированной косой подвески, с тем лишь упрощением,
что здесь натяжение в контактном проводе остается постоянным при всех режи-
мах.
Ход расчета
1.	Следует задаться максимальным натяжением контактного провода и
определить по формуле (1,60) угол наклона струн f (или, наоборот,
задавшись р, определить К), отнеся эти данные к режиму при минимальной
температуре.
2.	По формуле (1,63) определить угол наклона плоскости несущего троса
для того же исходного режима.
3.	По формуле (1,64) определить для этого же режима стрелу провеса не-
сущего троса.
4.	Задавшись длиной минимальной струны по формуле (1,71), определить
длину максимальной струны.
5.	По формуле (1,62) определить натяжение контактного провода для ре-
жимов:
а)	наивысшей температуры;
б)	при гололеде и ветре (давления ветра поочередно в ту и другую стороны)
и соответствующей температуре;
в)	при ветре и соответствующей температуре.
Этот пункт дает возможность проверить, не выйдет ли натяжение контакт-
ного провода при каком-либо режиме за допускаемые пределы. В случае, если
при каком-либо режиме натяжение получит величину выше допускаемой или
угол р получится нежелательно малым, следует, исходя из этого режима и за-
давшись соответствующим натяжением или углом р, определить натяжения
контактного провода и для остальных режимов.
6.	Определить для указанных в п. 4 режимов по формуле (1,66) нагрузки
на несущий трос.
7.	По формуле (1,65) определить стрелы провеса троса для всех этих ре-
жимов.
8.	По формуле (1,84') определить натяжения несущего троса для всех рас-
четных режимов. Этот пункт дает возможность установить правильность выбран-
141
ного исходного режима. В случае, если при каком-либо режиме натяжение троса
получится выше допускаемого, то следует либо понизить натяжение при первом
режиме, либо, взяв наиболее тяжелый режим за исходный, заново пересчитать
искомые величины для всех режимов.
9.	По формуле (1,63') найти углы наклона плоскости несущего троса.
10.	По формуле (1,72) найти горизонтальные смещения контактного про-
вода относительно оси пути в середине пролета. Этот пункт дает возможность
установить правильность выбранного пролета. В случае, если расстояние по
горизонтали между крайними положениями превосходит более чем в два раза
величину допустимого отклонения контактного провода, то надлежит умень-
шить величину пролета.
11.	Выбрать режим, при "котором контактный провод должен лежать над
осью пути (из соображений, чтобы наибольшие смещения в ту и другую стороны
были примерно равны).
12.	Проверить по формулам (1,73) и (1,74) величину провисания контакт-
ного провода в пределах одного и того же режима и максимальное перемещение
контактного провода в вертикальной плоскости при различных режимах.
13.	Выбрать режим, при котором контактный провод должен по высоте
занимать нормальное (среднее) положение.
14.	Построение монтажных кривых или таблиц для разгруженного троса
(от вертикальных и горизонтальных нагрузок, создаваемых контактным прово-
дом) производится обычным путем по формуле (1,65)Т
ОТДЕЛ II
КОНСТРУКЦИИ И ДЕТАЛИ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
ГЛАВА I
ОСНОВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗОЛЯТОРЫ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
§ 1. Провода
1. Контактный провод. Контактные (троллейные) провода по форме своего,
сечения бывают круглые, восыйерочные и профилированные (желобчатые с
двумя продольными желобками для захвата провода клеммами).
Наибольшее распространение имеет последняя форма сечения, обеспечи-
вающая удобный и надежный захват провода клеммами и дающая по сравнению
с восьмерочной значительные преимущества в отношении ветловых воздействий.
Профилированные контактные провода применяются различных форм и
размеров сечения. В настоящее время у нас в СССР контактные провода изго-
товляются следующих двух основных типов1:
1) трамвайный по стандарту Всесоюзного бюро трамвайных и автобусных
съездов с удлиненными по вертикальной оси размерами, применяемый в кон-
тактной сети трамваев и троллейбусов (рис. 132);
2) круглый профилированный (рис. 133) по Техническим условиям НКПС,
применяемый в контактной сети электрифицированных железных дорог. Послед-
ний тип профиля по сравнению с первым имеет при одних размерах сечения
меньшую высоту и, следовательно, обеспечивает меньшее отклонение провода
при ветре.
Контактные провода трамвайного профиля изготовляются сечением 65, 85
и 105 мм2, круглые профилйрованные — 80 и 100 мм2. Сечение 100 л/л2 приме-
1 В настоящее время разработан проект объединенных профилей контактных прово-
дов сечением 65, 85 и 100 мм2.
143
няется для подвески на перегонах и главных путях станций, сечение 80 мм2—
для подвески на прочих станционных путях.
На европейских электрифицированных железных дорогах применяются
контактные провода сечением от 80 до 120 мм2. Неамериканских железных до-
рогах наибольшее распространение имеют сечения 85,2 (3/0) и 107,2 мм2 (4/0).
Применяется также сечение 177 мм2 (6/0) Ч
Рис. 133
Рис. 134
В последнее время на европейских дорогах находят применение контактные
провода эллиптического сечения (сечением 80 и 100 мм2). Эллиптический провод
сечением 100 мм2 (рис. 134) впервые был применен в 1934 г. при смене контакт-
ного провода на линии Альтона — Бланкенезе. Эллиптический провод
имеет ряд преимуществ перед проводом круглого очертания. Давление ветра
на эллиптический провод, как видно из графика, приведенного на рис. 135, со-
ставляет около 74% от давления ветра на круглый профилированный провод
того же сечения. Ширина контактной поверхности
у эллиптического провода при одной и той же сте-
пени износа существенно больше, чем у круглого про-
филированного провода, что значительно улучшает
условия токоснимания и удлиняет срок службы про-
вода. Еще одно преимущество эллиптического контакт-
ного провода заключается в том, что благодаря отно-
сительно меньшей высоте сечения материал провода
испытывает меньшие деформации при намотке его на
барабан и при его раскатке. Кроме того, такой
провод значительно меньше подвержен скручиванию.
Опыты по изготовлению и применению эллип-
тических проводов^ведутся в настоящее время и у
нас в СССР.
Контактные провода изготовляются преимуще-
ственно из твердотянутой электролитической меди
или из бронзы различных составов (оловянистая,
кадмиевая, силициевая и др.). Небольшое приме-
нение имеют также железные контактные провода.
Механические и физические свойства контактных проводов приведены
в табл. 9.
Наибольшее распространение имеют в настоящее время твердотянутые мед-
ные контактные провода, обладающие наилучшими по сравнению с другими про-
водами электрическими свойствами (проводимость медного контактного провода
составляет 96% от проводимости отожженной меди).
Основным недостатком медного контактного провода является сравнительно
невысокое значение временного сопротивления на разрыв (35 — 36 кг!мм2), что
в ряде случаев заставляет переходить к применению бронзовых проводов, не-
смотря на более высокую их стоимость и значительно меньшую проводимость.
1 В скобках приведены обозначения проводов по американскому проволочному
калибру.
144
Таблица 9
		Материал провода		
Механические и физические свойства контактных проводов	твердотя- нутая медь	бронза	железо	биметалл (медь—же- лезо)
Удельный вес в г1см3	 Модуль упругости Е в кг!мм? . . Коэфициент растяжения 1 р = -g- в мм21кг 	 • Временное сопротивление разрыву в кг/мм2	 Коэфициент температурного линей- ного расширения	 Удельное сопротивление при тем- пературе +20° в омах ......	8,9 13 000 77-Ю-б 35-36 17-10-6 17,84	8,9 13 000 77-10-6 46-60 18-10-6 20,8—46,5	7,85 20 000 50-10-6 50-60' 12-Ю-б 125—140	8,3—8,45 19000—20000 52,5-10-6— -50-10-6 12-10-6 34,5-47,5
Бронзовые контактные провода находят себе широкое применение в неком-
пенсированных цепных подвесках (например в компаундной) благодаря тому,
что относительно более высокое временное сопротивление разрыву бронзовых
проводов, доходящее до 60 кг/мм2, допускает значительное повышение натяже-
ния контактного провода, вследствие чего отпадает необходимость в сезонной
его регулировке. Механические и электрические свойства бронзовых проводов,
как это видно из табл. 9, изменяются в зависимости от химического состава
бронзы в довольно широких пределах.
Провода из оловянистой бронзы имеют проводимость от 40 до 65% прово-
димости чистой меди. Кадмиевая бронза дает более высокую проводимость по
сравнению с оловянистой бронзой той же прочности (55— 85% проводимости
чистой меди).
Американской промышленностью выпускаются бронзовые контактные про-
вода двух сортов — из бронзы средней и высокой прочности. Указанные выше
меньшие значения проводимости оловянистой и кадмиевой бронзы относятся
к бронзе высокой прочности и большие значения — соответственно к бронзе
средней прочности. Значения временного сопротивления бронзовых проводов
приведены в табл. 9.
В тех случаях, когда проводимость не имеет существенного значения,
например при оборудовании контактной сетью второстепенных станционных пу-
тей, применяются иногда железные контактные провода. Попытки более широкого
применения железного контактного провода на линии Нью-Йорк — Нью-Ха-
• вен — Хартфорд не увенчались успехом вследствие быстрого износа провода
от .крайне интенсивной коррозии, вызываемой сильным дугообразованием при
проходе пантографов.
Монтаж железного контактного провода значительно сложнее вследствие
его относительно большей жесткости, затрудняющей его выправку. Процесс
изготовления профилированного железного провода также вызывает значитель-
ные затруднения. Опытные партии железного провода (круглого сечения) изго-
товлялись у нас отдельными кусками длиной по 40 — 80 м, что значительно за-
трудняло его монтаж и вызывало необходимость частого стыкования провода
(посредством сварки).
В целях экономии меди при электрификации станционных путей может быть
применен также биметаллический (панцырный) контактный провод, состоящий из
железного сердечника, покрытого слоем меди (железа около 60%, меди около 40%
от полного сечения провода). Ввиду необходимости достижения полной монолит-
ности провода и отсутствия трещин в медной его оболочке изготовление биме-
таллических контактных проводов встречает значительные затруднения и на-
ходится у нас пока в стадии опытов.
10 Контактная сеть 330/1
145
По действующим Техническим условиям медные контактные провода для
электрифицированных железных дорог должны изготовляться твердотянутыми,
из красной меди высшего качества, соответствующего марке А, с содержанием при-
месей не более 0,1%. Примеси висмута, мышьяка и сурьмы допускаются не бо-
лее 0,001% каждого. Допуски в линейных размерах по отношению к установлен-
ным профилям принимаются ± 2%, в площади поперечного сечения ±4%
и в весе ± 5%.
Наружная поверхность провода должна быть гладкой, без следов окислов,
трещин, плен, царапин, заусениц по краям желобков и тому подобных недо-
статков.
В изломе провод должен быть свободным от следов окислов, трещин, рако-
вин и прочих недостатков.
Омическое сопротивление 1 км контактного провода, отнесенное к 1 мм-
поперечного сечения, не должно превышать при +20° 17,84 ом.
Сопротивление, измеренное при температуре /°, приводится к температуре
+20° по формуле:
о __________В1______
К20	1-|-а (£ — 20)’
где а —температурный коэфициент, принимаемый равным 0,0038.
При приемке провод подвергается механическим испытаниям на разрыв,
кручение и изгиб. Временное сопротивление на разрыв должно быть не менее
36 кг/мм2 для провода сечением 100 мм2 и 37 кг/мм2 для провода сечением 80 мм2.
При испытании на кручение провод должен выдерживать без излома не менее
трех оборотов на 360° вокруг своей оси. При испытании на изгиб провод, зажа-
тый в тисках около плашки с закруглением радиуса 15 мм для сечения 80 мм2
и 17,5 мм для сечения 100 мм2, должен выдерживать без излома загиб на 90°
в одну сторону и затем перегиб на 180° в обратную сторону.
При навивании провода на круглый стержень одного с ним диаметра кон-
тактной поверхностью внутрь по винтовой линии плотно прилегающими один
к другому витками поверхность провода не должна обнаруживать разрывов и
крупных трещин.
Контактный провод поставляется намотанным на деревянные барабаны
диаметром не менее 0,6 м.
Отдельные витки провода должны плотно прилегать один к другому. Захо-
ждение витков одного слоя в другой не допускается.
При намотке контактная поверхность провода должна быть обращена к оси
барабана, причем перекручивание провода не допускается.
В целях уменьшения отходов провода на обрезки контактный провод за-
казывается по спецификации длин анкерных пролетов с запасом не более 1%
от требуемой длины провода.
На заводе провод изготовляется вначале отдельными кусками длиной не
более 400 — 500 м.
Соединение отдельных частей провода производится пайкой серебром до>
окончательной его протяжки. Длина спайки в готовом проводе должна быть не
менее 500 м.
Отдельные -части, из которых составляется обусловленная в заказе длина
провода, должны быть не короче: для сечения 80 мм2—95 м, для сечения 100 мм2 —
75 м.
Прочность места спайки должна быть не менее 97% прочности целого про-
вода.
Механические свойства медного твердотянутого провода значительно изме-
няются при перегреве провода, так как при этом происходит отжиг материала
провода, ведущий к понижению механической его прочности (временное со-
противление разрыву отожженного медного провода около 26 кг/мм2). Поэтому
сильное перегревание провода как в процессе эксплуатации, Гак и при монтаже
(например при горячей пайке провода) не должно допускаться.
146	х
Медные контактные провода хорошо противостоят влиянию химических
реагентов, находящихся в воздухе. Провод покрывается только тонким слоем
окисла, который в дальнейшем служит надежным защитным слоем.
2. Несущий трос. В качестве несущего троса цепной подвески применяются
медные, бронзовые, биметаллические, стальные и комбинированные многожиль-
на 6. В 12-жильных проводах в качестве
Рис. 136
ные провода.
Многожильные провода (рис. 136), свитые из 7, 19 или 37 жил, состоят
из одной центральной проволоки, вокруг которой навиваются последующие
ряды проволок. При этом каждый последующий ряд (повив) проволок имеет
число жил, больше предыдущего
средней жилы служит прядь,
свитая из трех проволок. .
Каждый последующий ряд
проволок навивается в обратном
направлении по отношению к
предыдущему. Отношение высоты
винтового хода скрутки к на-
ружному диаметру соответствую-
щего слоя провода называется
шагом скрутки. В проводах,
имеющих несколько повивов,
шаг скрутки внутренних пови-
вов делается несколько больше, чем наружных. Обычно шаг скрутки находится
в пределах от 12 до 18.
Модуль упругости многожильного провода всегда несколько меньше модуля
упругости проволоки, из которой он свит. Объясняется это тем, что при растя-
жении провода отдельные его жилы работают частично на кручение, вследствие
чего провод получает относительно большие упругие удлинения. Таким образом,
величина модуля упругости многожильного провода зависит не только от ма-
териала его жил, но также и от количества жили от способа.их свивки.
По данным некоторых авторов отношение модуля упругости многожильного
провода к модулю упругости проволоки, из которой он свит, для 19-жильных
проводов может быть принято равным 0,6 — 0,7.
Временное сопротивление многожильного провода также получается не-
сколько меньшим, чем сумма временных сопротивлений отдельных проволок,
его составляющих.
Основные механические и физические свойства многожильных проводов
применяемых в качестве несущего троса, приведены в табл. 10.	,
Таблица 10
Механические и физические свойства многожильных проводов	Материал провода				
	твердо- тянутая медь	бронза проводи- мостью 60%	бронза проводи - мостью 42%	биметалл (медь — сталь)	сталь
Удельный вес в г! см?	 Модуль упругости Е в кг1мм2 . . . Временное сопротивление разрыву гз кг!мм2 	 Коэфициент температурного линей- ного расширения	 Удельное сопротивление при t = =4-20° в омах 		8,9 13 000J 42—43 17-10—S 17,9	8,9 13 000 55—56 18-10—6 28,7	8,9 13 000 62—68 18-10—6 41,0	8,3—8,45 19 000— 20 000 58 12-10-6 51,0	7,85 20 000 ПО 12 -10—6 160—175
Примечание. Значения модуля упругости и временного сопротивления
разрыву даны для отдельных проводов, из которых свит провод.
10* 330/1
147
Выбор материала несущего троса определяется конструкцией цепной под-
вески, потребной по электрическому расчету величиной сечения подвески, место-
расположением электрифицированной линии и рядом других условий.
На перегонах дорог, электрифицированных на постоянном токе, при ком-
пенсированной или полукомпенсированной цепной подвеске наиболее целесо-
образно применение медного несущего троса, обладающего наибольшей по срав-
нению с проводами из других материалов проводимостью, так как при этом умень-
шается потребное число усиливающих проводов, а в некоторых случаях и вовсе
отпадает в них надобность.	<
Чрезвычайно ценным качеством медного несущего троса являются его дол-
говечность и надежность в эксплуатации вследствие хорошей его сопротивляе-
мости атмосферной коррозии.
Недостатком медного несущего троса является сравнительно невысокая его
механическая прочность, вызывающая увеличение конструктивной высоты
цепной подвески.
Сортамент медных многожильных проводов, или, как их называют, голых
медных кабелей (МГ), выпускаемых нашей промышленностью, приведен
в табл. 11. В качестве несущего троса наиболее часто применяются провода
МГ-120 и МГ-95.
Таблица 11
Номиналь- ное сечение в мм2	Число и диаметр d проволок в мм	Фактичес- кое сечение провода в ММ'2	Наружный диаметр провода D в мм	Сопротив- ление провода разрыву в кг	Электриче- ское сопро- тивление провода В OMfKM	Приблизи- тельный вес 1 000 м провода в кг
16	7x1,70	15,88	5,10	556	1,150	145
25	7x2,10	24,25	6,30	850	0,752	222
35	7x2,50	34,36	7,50	1 210	0,532	314
50	7x3,00	49,48	9,00	1 740	0,370	452
70	12x2,70	68,70	11,20	2 430	0,266	626
95	12x3,15	93,52	13,10	3 280	0,195	850
120	12x3,55	118,78	14,80	4 150	0,154	1 080
150	19x3,15	148,07	15,80	5 170	0,123	1 345
185	37x2,50	181,60	17,50	6 370	0,100	1 680
240	37X2,85	236,02	20,00	8 270	0,077	2 120
300	37x3, 15	288,34	22,10	10 100	0,063	2 640
Провода поставляются намотанными на деревянные барабаны диаметром
не менее 0,6 м правильно расположенными и плотно прилегающими друг к другу
рядами. Концы провода должны быть предохранены от развивания и прочно
закреплены на щековых плоскостях барабана.
На каждом барабане должны быть обозначены прочной несмываемой крас-
кой: текущий заводский номер, длина провода, площадь поперечного сечения,
число проволок, вес провода нетто и вес барабана с проводом брутто.
При приемке провод подвергается испытаниям на электрическое сопроти-
вление, на разрыв и на изгиб.
Для производства испытаний из каждого барабана предъявленной к прием-
ке партии от конца провода отрезается кусок длиной 1,5 м.
148
По вырезанному образцу определяются:
а)	вес единицы длины провода,
б)	число проволок и их диаметр,
в)	навернуты ли ряды проволок в противоположных направлениях,
г)	высота винтового хода каждого ряда.
Вес единицы длины провода определяется непосредственным взвешиванием
образца, вырезанного для производства испытаний, и делением полученного веса
на длину образца.	z
Отклонения в диаметре от указанных в сортаменте размеров допускаются:
для проволок диаметром до 2,5 мм в сторону увеличения не больше 0,03 мм,
в сторону уменьшения—не больше 0,02 лш; для проволок диаметром свыше
2,5 мм в сторону увеличения не больше 0,04 мм и в сторону уменьшения — не
больше 0,03 мм.
Наружная поверхность проволок должна быть совершенно гладкой, без
следов окислов, царапин, трещин и плен.
Электрическое сопротивление 1 м проволоки, взятой из вырезанного образца,
определяется по методу двойного мостика.
Электрическое сопротивление 1 м проволоки при 20°, отнесенное к 1 мм2
площади поперечного сечения, не должно превышать 0,01796 ом.
Сопротивление, измеренное при температуре приводится к температуре
+20° по формуле, приведенной на стр. 146.
Испытанию на разрыв подвергаются 25% общего числа проволок вырезан-
ного образца. Длина разрываемого образца проволоки берется 200 мм.
Сопротивление на разрыв должно быть не менее 43 кг/мм2.
При испытании на изгиб отдельные проволоки должны выдерживать изгибы
на 90° без излома в месте изгиба: для диаметров до 2,5 мм не меньше четырех
загибов и для диаметров больше 2,5 мм не меньше трех загибов.
Загибы производятся в обе стороны от вертикального положения, и за один
загиб считается отклонение от вертикального положения в горизонтальное и
обратно. Радиус закругления щек тисков при испытании должен быть равен
5 мм.
Кроме того, проволока не должна ломаться и расслаиваться при навертыва-
нии шести оборотов на цилиндр двойного диаметра и развертывании ее до выпрям-
ления.	k
Испытанию на изгиб в тисках подвергаются 25% числа проволок, взятых
из образца провода; испытанию навиванием на цилиндрический стержень под-
вергаются другие 25% Проволок.
Как указывалось уже выше, основным недостатком медного несущего троса
является сравнительно небольшая его механическая прочность. В тяжелых
компаундных подвесках применение медного несущего троса вызвало бы чрез-
мерное увеличение конструктивной высоты подвески и повело бы к необходимо-
сти значительного уменьшения пролета подвески. Поэтому область применения
медного несущего троса ограничивается в основном компенсированной и полу-
компенсированной цепными подвесками, в более же тяжелых компаундных под-
весках в качестве несущего троса применяются многожильные провода, обла-
дающие более высокой механической прочностью. К числу таких проводов отно-
сятся бронзовые, биметаллические и комбинированные многожильные провода.
Бронзовые провода изготовляются из сплава меди с оловом с добавлением
в незначительном количестве других примесей (фосфора, кремния и т. д.). Со-
став бронзы определяет ее механические и электрические свойства, причем умень-
шение количества меди вызывает повышение временного сопротивления и пони-
жение электрической проводимости. В зависимости от своего состава бронзовые
провода могут быть разделены на две категории — средней и высокой проч-
ности. К первой относятся провода, обладающие временным сопротивлением
разрыву 55 — 56 кг) мм2 и имеющие проводимость 60% проводимости чистой
отожженной меди, ко второй — провода с временным сопротивлением разрыву
62 — 68 кг/мм2 проводимостью 40% проводимости меди. Конструкция бронзо-
149
вых проводов (количество и диаметр проволок, способ свивки) применяется обыч-
но та же, что и для медных проводов соответствующего сечения. Бронзовые про-
вода, как и медные, хорошо противостоят воздействию атмосферных факторов
и обеспечивают длительный срок службы без замены.
Пониженная проводимость бронзовых проводов вызывает при применении
их в качестве несущих тросов необходимость повышения общего веса контакт-
ной подвески по сравнению с весом подвески, выполненной на медном несущем
тросе. Кроме того, применение бронзовых проводов связано с значительным
расходом олова, идущего на их изготовление.
Поэтому с точки зрения экономии цветных металлов применение бронзо-
вых проводов нельзя признать рациональным. Значительно выгоднее в этом
отношении биметаллические и комбинированные провода, в которых полностью
используется проводимость меди, повышение же прочности обеспечивается
стальными жилами провода.
Биметаллические многожильные провода изготовляются из проволоки,
прокатанной из стальной болванки, облитой слоем электролитической меди.
Биметаллические и комбинированные провода широко применяются в ка-
честве несущего троса в компаундной црпной подвеске в США.
Биметаллические провода в США изготовляются семижильные, из сталь-
ных проволок с медной оболочкой, общим сечением от 54 до 118 мм2. Имеются
два сорта проводов, различающиеся по прочности: нормальной прочности (с про-
водимостью 40% меди) и повышенной прочности (с проводимостью 30% меди).
Сечения и основные характеристики биметаллических проводов, применяемых
в США, приведены в табл. 12.
Таблица 12
Наружный диаметр провода в мм	Диаметр проволок в мм	Сечение в мм'1	Вес в кг/м	Сопротивление провода разрыву в кг	
				для провода нормальной прочности	для провода повышенной прочности
9,3	3,12	54	0.45	3 500	
9,5	3,26	59	0,50	3 800	5 200
9,7	3,51	68	0,57	4 300	5950
11,1	3,66	74	0,62	4 600	6 550
11,8	3,94	1 85	0,72	5 200	7 550
12,7	4,12	93	0,78	5 700	8 250
13,3	4,42	107	0,90	6 500	9 500
14,3	4,62	118	0,99	7 000	10 400
В изготовляемых нашей промышленностью биметаллических проводах
содержание меди не превышает 50% общего веса биметаллической проволоки.
В настоящее время у нас изготовляется тип биметаллического многожильного
провода — сечением 95 мм2 из 19 жил.
Комбинированные провода свиваются из проволок различного материала и
характеристик. Внутренняя часть такого провода состоит из биметаллических
или бронзовых проволок высокой прочности, наружный же слой делается из
медных твердотянутых проволок.	1
Комбинированные провода, применяющиеся в США, бывают двух типов:
1) 19-жильные со средней частью из семи стальных проволок высокой проч-
ности с медной оболочкой, окруженной 12 медными твердотянутыми проволоками
того же диаметра;
2) 19-жильные со средней частью из семи бронзовых проволок высокой
прочности, окруженной 12 медными твердотянутыми проволоками того же
диаметра.
Сечение и характеристики комбинированных проводов приведены
в табл. 13.
150
Таблица 13
Наружный диаметр | провода в мм	Диаметр проволок к мм	Сечение в мм2			Сердцевина из проволоки					
		сердцевины	медных жил	1 полное	|	стальной повышенной прочности с медной обо- лочкой			бронзовой высокой прочности		
					вес в кг/м	разруша- ющая нагрузка в кг	эквива- лентное сечение меди В ЛЪИ2	вес в кг}м	разру- шающая нагрузка в кг	эквива- лентное сечение меди k В ЛЪИ2
13,0	2,59	36,5	62,5	99	0,88	5 850	74	0,90	5 150	71
13,9	2,77	42	72	114	1,01	6 650	86	1,04	5 900	81
. 14,5	2,91	46,5	79,5	126	1,10	7 350	93	1,14	6 550	89 >
15,6	3,12	53,5	91,5	145	1,28	8 500	107	1,33	7 550	101
16,3	3,26	58,5	100,5	159	1,38	9 250	118	1,44	8 250	' 111
18,3	3,67	74	126	200	1,76	И 600	149	1,82	10 450	137
20,6	4,11	93	160	253	2,23	14 550	188	2,30	13 150	172
В тех случаях, когда проводимость несущего троса не имеет значения, на-
пример на станционных путях, на коротких ветках со слабым движением и т. п.,
наиболее целесообразным является применение стального несущего троса. Сталь-
ные тросы находят себе широкое применение также в поддерживающих частях
контактной сети (поперечно-несущие и фиксирующие тросы, оттяжки и т. п.).
Применение стального несущего троса на перегонах вызывает необходи-
мость увеличения числа усиливающих проводов по сравнению с подвеской, вы-
полненной с несущим тросом из материала, обладающего хорошей проводимостью.
Стоимость контактной сети при этом получается несколько выше. Широкое при-
менение стального несущего троса у нас вызывалось необходимостью проведения
жесткой экономии в расходовании меди.
Основные механические и физические свойства стальных тросов приведены
в табл. 14.
Таблица 14
Диаметр! Диаметр		Общее число проволок в тросе	Площадь сечения проволок в тросе в мм2	Разрушающая нагрузка троса в кг при временном сопротивлении проволок в				Приблизи- тельный вес 1 пог. м троса в кг
троса в мм	проволо- ки в мм							
				ПО кг {мм2	120 кг 1мм2	130 кг! мм2	140 кг/мм2	
4,2	1,4	7	10.8				1 350	0,09
6,0	2,0	7	22^0	—	2 380	—	।	0,18
6,6	2,2	7	26,6	—	2 870	3 100	3 360	0,22
7,8	2,6	7	37,0	—	4010	—.	4 680	0,30
9,0	3,0	7	49,0	—	5 340	—	6 230	0,41
9,0	1,8	19	48,4	4 780	5 200	—	.—	0,40
11,0	2,2	19	72,0	7 150	—	—	—	0,58
13,0	2,6	19	101,0	10 000	—	—	.—	0,82
14,0	2,8	19	117,0	11 500	12 600	—	14 700	0,94
15,0	3,0	19	134,0	13 300	14 500	15 700	16 800	1,10
16,0	3,2	19	153,0	15 100	16 500	17 800	—	1,30
17,5	3,5	19	183,0	18 000	19 700	21300	—	1,50
При приемке стальной трос подвергается испытаниям на разрыв, изгиб и
прочность оцинковки.
151
Для производства испытаний из каждого барабана предъявленной к приемке
партии от концов троса отрезается по куску длиной 1,5 м.
По вырезанному образцу определяются:
а)	плотность скрутки троса,
б)	число проволок в тросе и их диаметры,
в)	навернуты ли ряды проволок в противоположных направлениях,
г) высота винтового хода каждого ряда.
25% общего числа проволок вырезанного образца подвергаются испытанию
на разрыв. Длина разрываемого образца проволоки 200 мм.
Сопротивление проволок разрыву должно быть не менее 100 кг/мм2;
удлинение при разрыве должно находиться в пределах 2,5%.
.25% числа проволок подвергаются испытанию на изгиб войсках и 25% про-
волок испытываются навиванием на цилиндрический стержень.
Проволоки троса должны выдерживать не менее восьми загибов под углом
90° без излома в месте изгиба.
Загибы производятся в обе стороны от вертикального положения; за один
загиб считается отклонение от вертикального положения в горизонтальное и
обратно. Радиус закругления щек тисков при испытании должен быть равен
5 мм.
При навертывании проволоки троса на цилиндр одного с ней диаметра она
не должна ломаться и расслаиваться.
Оставшиеся проволоки вырезанного образца троса подвергаются испытанию
на прочность оцинковки путем погружения в 20%-ный раствор медного купороса,
причем после каждого погружения проволока должна быть обмыта щеткой в чи-
стой воде и вытерта сухой тряпкой, а перед испытанием она должна быть обмыта
бензином и насухо вытерта.
Слой цинка не должен отставать и в нем не должно образовываться трещин
при навертывании шести плотно соприкасающихся между собой оборотов про-
волоки ha цилиндр 10-кратного диаметра.
Кроме того, при шестикратном погружении в раствор медного купороса
каждый раз в течение 1 мин. с последующей промывкой и обтиркой на прово-
локе не должно образовываться медной пленки.
Тросы поставляются намотанными на деревянные барабаны диаметром не
менее 0,6 м правильно расположенными и плотно прилегающими друг к другу
витками. Концы троса должны быть предохранены от развивания и прочно за-
креплены на торцевых поверхностях барабана.
Основным недостатком стального троса является подверженность его хими-
ческой коррозии (ржавлению), в особенности в местах, расположенных вблизи
моря или фабрично-заводских предприятий и на линиях, где частично сохра-
няется паровая тяга.
Для защиты троса от ржавления в целях, удлинения срока его службы от-
дельные проволоки до свивки из них троса оцинковываются. Однако, в зависимо-
сти от состава химических реагентов, действующих на стальной трос в условиях
эксплуатации контактной подвески, оцинковка троса не всегда является дей-
ствительной мерой защиты троса от химической коррозии. Значительно более
высокую сопротивляемость коррозии имеют тросы, освинцованные или покры-
тые слоем гудрона особого состава, не стекающего при температурах эксплуата-
ции. Высокая устойчивость против коррозии может быть достигнута также при
изготовлении троса из медистой или медно-никелевой стали.
Нашей промышленностью изготовляются пока только оцинкованные сталь-
ные тросы.’
Срок службы стального троса в условиях контактной сети изменяется в весь-
ма широких пределах в зависимости от примененного способа защиты его про-
тив коррозии и от целого ряда местных условий (наличие вредных для троса
газов, сырости, большая или меньшая интенсивность парового движения, род
топлива, сжигаемого паровозами, и т. д.). В отдельных случаях срок службы
троса доходит до 30 — 40 лет, при неблагоприятных же условиях ограничивается
несколькими годами.
152
Для поперечно-несущих и фиксирующих тросов поперечной подвески при-
меняются преимущественно стальные тросы тех же типов, как и для продольно-
несущего троса. Лишь в тех случаях, когда имеются особенно неблагоприятные
условия в отношении коррозии стального троса, поперечно-несущие и фикси-
рующие тросы выполняются из бронзовых или биметаллических многожильных
проводов.
3. Усиливающие провода. Материалом усиливающих проводов служит
медь или алюминий.
' Сортамент и основные характеристики медных голых многожильных прово-
дов приведены были в табл. 11.
Основные характеристики алюминиевых многожильных проводов прини-
маются следующие:
Удельный вес 2,75 г/см3.
Модуль упругости 6 300 кг/мм2.
Временное сопротивление разрыву 16—17 кг/мм2.
Коэфициент температурного линейного расширения 23-10~б.
Удельное сопротивление при'/ = +20° 29,5 ом.
Сортамент голых алюминиевых проводов, выпускаемых нашей промышлен-
ностью, приведен в табл. 15
Таблица 15
Обозначение	Конструкция		Теорети - ческая площадь сечения провода в мм?	Расчет- ный диаметр провода в мм	Электри- ческое сопроти- вление провода 1 В 0М1КМ |	Расчет- ный вес провода в кг/км	Ориенти- ровочная строи- тельная длина в м
	число проволок	диаметр прово- локи в мм					
А-16		7	1,70	15,89	5,10	1,910	44,о	6 300
А-25		7	2,11	24,48	6,30	1,240	68,0	5 500
А-35		7	2,50	34,36	7,50	0,885	95,0	4 500
А-50		7	3,00	49,48	9,00	0,695	137,0	3 500
А-70		7	3,54	68,90	10,60	0,445	190,0	2 500
А-95		7	4,19	96,53	12,60	0,315	266,0	1 750
А-120			19	2,80	117,00	14,00	0,260	323,0	1 500
А-150			19	3,19	151,85	16,00	0,200	419,0	1 250
А-185			19	3,54	187,00	17,70	0,160	516,0	1 000
А-240			37	2,89	242,71	20,30	0,125	672,0	1 000
А-300			37	3,19	295,72	22,40	0,105	817,0	1 000
А-400			37	3,70	397.82	25,90	0,080	1 098 0	800
Основными особенностями алюминиевых проводов являются: меньший по
сравнению с медью удельный вес (алюминий — 2,75, медь — 8,9) и меньшая
проводимость (алюминий — 34, медь — 57). Таким образом, для получения
одинаковых потерь в линии сечение алюминиевого провода нужно взять пример-
но в 1,65 раза больше сечения медного провода, вследствие чего вес алюминие-
вого провода получается примерно в два раза меньше, чем вес эквивалентного
ему медного провода
8,9-34
2,75-57
2
Другой особенностью алюминия является большая его электроположитель-
ность, т. е. способность легко соединяться с другими металлами, что ведет к опас-
ности электрического разложения. Это заставляет при монтаже алюминиевых
проводов особенно внимательно следить, чтобы было устранено всякое непосред-
ственное соприкосновение алюминиевого провода с другими металлами.
Алюминий, как и медь,- хорошо противостоит атмосферным воздействиям.
Вначале провод покрывается слоем окиси, служащим в последующем защитной
коркой, предохраняющей провод от дальнейшего его разрушения.
153
4. Провода для электрических соединений. Для присоединения к контакт-
ной сети секционных разъединителей и для соединения между собой отдельных
проводов контактной подвески употребляется гибкий медный кабель марки МГГ
сечением 95 лш2.
Гибкий медный кабель сечением 10 мм2 применяется для изготовления струн
цепной подвески.
Сортамент голых гибких кабелей, выпускаемых нашей промышленностью,
приведен в табл. 16.
Таблица 16	**
Сечение в мм2	Число и диаметр проволок в мм	Наруж- ный диаметр кабеля в мм	Вес (прибл.) 1 км в кг
10	( 7х7)х0,52	4,7	98
16	( 7х7)х0,64	5,8	144
25	(12х7)х0,62	7,7	239
35	(19х7)х0,58	8,7	332
50	(19х7)х0,68	10,2	455
70	(27х7)х0,68	12,6	648
95	(37х7)х0,68	14,3	887
120	(37«х7)х0,76	16\0	1 ПО
150	(48 х 7) х 0,74	18,1	1 362
§ 2. Изоляторы
1. Условия работы, материал и характеристики изоляторов. Изолятор
является ответственнейшей деталью контактной подвески. Почти в каждом
случае повреждение изолятора влечет за собой снятие напряжения и остановку
движения электропоездов на более или менее значительном участке линии.
Замена поврежденного изолятора в условиях эксплуатации электротяги в большин-
стве случаев связана с затратой значительного времени, в течение которого вся
работа электротяги на аварийном участке остается парализованной. Особенно
ответственна работа анкерных изоляторов, разрушение которых в большинстве
случаев влечет значительные повреждения расположенных вблизи оЛанкеровки
пролетов подвески.
Условия работы изоляторов контактной сети крайне тяжелые. Изоляторы
подвергаются одновременным механическим, электрическим и термическим воз-
действиям, находясь при этом нередко в крайне неблагоприятных условиях в от-
ношении загрязнения. Большое значение имеет частичное сохранение на электри-
фицированном участке паровой тяги, так как в этом случае изоляторы подвер-
гаются воздействию пара и дыма паровозов, значительно снижающих электри-
ческие свойства изоляторов. В отдельных пунктах электрифицированной линии
(в тоннелях, под мостами) условия работы изоляторов получаются особенно труд-
ными. Изоляторам здесь приходится работать в атмосфере, густо наполненной
дымом и паром от проходящих паровых поездов, нередко в условиях непосред-
ственного воздействия на изолятор столба пара и дыма, выходящего из паровоз-
ной трубы. Если учесть при этом, что изоляторы в таких местах приходится рас-
полагать по большей части на весьма небольшой высоте от подвижного состава,
то становится ясным, насколько условия работы изоляторов контактной сети
во многих отношениях тяжелее условий работы изоляторов линий электропе-
редачи.
Для обеспечения нормальной работы в условиях эксплуатации изоляторы
должны обладать достаточным запасом электрической прочности.
В электрическом отношении изолятор характеризуется величиной его сухого
и мокрого разрядного напряжения и величиной его пробивного напряжения,
получаемыми при испытании изолятора в лабораторных условиях.
154
Мокрое разрядное напряжение определяется при дожде интенсивностью
5 мм)мин, направленном под углом 45° к горизонту. Вода, применяемая при опре-
делении мокрого разрядного напряжения изолятора, должна иметь сопроти-
вление 12 000 ом в кубике, ребро которого равно 1 см.
В зависимости от своего очертания изолятор характеризуется длиной сухого
и мокрого поверхностного и разрядного расстояний изолятора.
Сухое поверхностное расстояние, характеризующее утечку тока на изоляторе,
определяется длиной GHKLMNP, а мокрое при дожде, напр авленном под углом 45°
к горизонту, длиной HKR + LMS +NP (рис. 137). Сухое разрядное расстоя-
ние изолятора определяется длиной А + В + С или D + В + С, а мокрое —
длиной Е,+ F + С.
Требуемые величины сухого и мокрого разрядного и пробивного напряжений
изолятора устанавливаются в зависимости от рабочего напряжения "изолятора,
причем пробивное напряжение изолятора должно быть не менее чем в 1,5 раза
больше его сухого разрядного напряжения.
Отношение величины сухого разрядного напряжения изолятора к его ра-
бочему напряжению берется тем большее, чем меньше величина рабочего напря-
жения линии. Учитывая указан-
ные выше особенности работы
изоляторов в условиях контакт-
ной сети, величину этого .отно-
шения принимают обычно доста-
точно большой.
Так, например, американ-
ские нормы предписывают для
дорог с чисто электрической
тягой принимать величину су-
хого разрядного напряжения на
80% выше принимаемого для
линий электропередачи того же
напряжения, причем для дорог
со смешанной паровой и элек-.
трической тягой это соотноше-
ние увеличивается до 180%.
Практически на различных электрифицированных линиях величина соот-
ношения между сухим разрядным и рабочим напряжением изоляторов колеб-
лется в весьма широких пределах, достигая наибольшего своего значения для
дорог постоянного тока 1 500 — 3 000 в.
Американская изоляторная фирма Locke рекомендует для дорог однофаз-
ного тока напряжением 11 000 е применять двухзвенный изолятор с общим сухо-
разрядным напряжением 130 кв и с мокрым разрядным напряжением 90 кв.
При отсутствии паровой тяги для дорог постоянного тока напряжением 3 000 в
той же фирмой рекомендуется двухзвенный изолятор с общим сухоразрядным на-
пряжением 120 кв и с мокрым разрядным напряжением 80 кв. В тех же случаях,
Когда на электрифицированном участке частично сохраняется паровая тяга,
фирма рекомендует применять изоляторы того же типа, как и для 11 000 в.
Необходимо отметить получивший распространение в последнее время прин-
цип применения для различных элементов сети неравнопрочных в электрическом
отношении изоляторов. При этом в наиболее ответственных местах (например
на анкеровках) ставятся изоляторы повышенной электрической прочности,
а в тех местах, где повреждениё изолятора не вызывает больших нарушений сети
и где сеть в случае разрушения изолятора сравнигельно легко может быть вос-
становлена (например на фиксаторах), применяются наиболее слабые в электри-
ческом отношении изоляторы. Усиление изоляции на анкеровках вызывается
помимо указанных соображений также и более тяжелыми условиями работы этих
изоляторов, несущих значительную механическую нагрузку.
Принцип применения неравнопрочных в электрическом отношении изоля-
торов проведен на дороге Лаккаванна — Делавер (постоянного тока напряже-
155
нием 3 000 в). В качестве анкерного изолятора на этой линии применен трех-
звенный изолятор с общим сухим разрядным напряжением 140 кв и мокрым
98 кв; подвеска на промежуточных опорах осуществлена на двухзвенном изоля-
торе с общим сухим разрядным напряжением 130 кв и мокрым 90 кв; для фикса-
торов и легких оттяжек применен двухзвенный изолятор, имеющий сухое раз-
рядное напряжение 105 кв и мокрое 65 кв. Таким соотношением электрической
прочности изоляторов достигается то, что в случае перенапряжения в сети наи-
более возможным будет перекрытие или пробой наиболее слабого изолятора,
благодаря чему сеть предохраняется от тяжелых повреждений, которые могли
бы произойти в случае разрушения, например, анкерного изолятора.
На участках, обладающих особенно неблагоприятными для изоляторов
условиями (например в тоннелях или в местностях, изобилующих туманами)/
обычно применяется усиленная изоляция. В этих случаях применяется или спе-
циальный тип изолятора с повышенной электрической прочностью, или двойная
изоляция. На указанной выше дороге Лаккаванна—Делавер в тоннелях при-
менен двухзвенный изолятор с сухим разрядным напряжением 180 кв и мокрым
ПО кв.
При расположении контактной сети на деревянных опорах изоляторы при
прочих равных условиях могут быть взяты несколько меньшей электрической
прочности. При этом, однако, должно быть выдержано достаточное расстояние
(для дорог нашего Союза принято не менее 40 см) от железных частей консолей
цепной подвески и усиливающих проводов и фиксаторного кронштейна до за-
крепленных на опорё оттяжек.
Механическая прочность изолятора должна по крайней мере в 2,5 — 3 раза
превосходить "наибольшее расчетное усилие, которое на него будет действовать..
Такое соотношение, однако, сохраняется лишь для анкерных изоляторов,
несущих в нормальных условиях высокую механическую нагрузку. Для изоля-
торов менее загруженных (подвесных и фиксаторных) обычно принимают зна-
чительно более высокие коэфициенты запаса, учитывая относительно большее
влияние, которое имеют для таких’изоляторов всякого рода случайные нагрузки..
Для иллюстрации сказанного приведем некоторые данные по механической
прочности изоляторов, рекомендуемых для электрифицированных железных дорог
упомянутой выше фирмой Locke. Изолятор, рекомендуемый для применения
в качестве анкерного, имеет гарантированное наименьшее разрывное усилие
11 350 кг, наибольшую допустимую рабочую нагрузку 4 080 кг и наибольшую
допустимую случайную нагрузку 9 500 кг. Для подвесного изолятора даются
следующие характеристики: гарантированное наименьшее разрывное усилие
6 800 кг, наибольшая допустимая рабочая нагрузка 2 260 кг, наибольшая до-
пустимая случайная нагрузка 3 160 кг. Фиксаторный изолятор той же фирмы,
работающий не только на растяжение, но также на сжатие и изгиб, имеет
гарантированную нагрузку: на растяжение 4 300 кг, на сжатие 9 060 кг и на изгиб
2 720 — 3 620 кг. Наконец, для штыревых изоляторов дается гарантированная
нагрузка: для одноюбочного изолятора 1 360 кг и для двухъюбочного — 1 130 кг.
Из приведенных данных можно видеть, что для подвесных и фиксаторных
изоляторов, даже при условии расположения их на кривых участках пути,
коэфициенты запаса на механическую прочность получаются значительно выше",
чем для анкерных, что объясняется упомянутыми выше соображениями.
Изоляторы, выпускаемые нашими заводами, имеют две данности, характе-
ризующие работу этих изоляторов в механическом отношении: 1) наименьшую
разрушающую нагрузку и 2) гарантийную (испытательную) нагрузку, причем
под гарантийной понимается нагрузка, через которую пропускаются все изо-
ляторы до выпуска их с завода и которая не вызывает никаких нарушений в струк-
туре изолятора.
Одним из основных требований, которое предъявляется к линейным изоля-
торам, является сохранение их механической и электрической прочности при всех
возможных в условиях эксплуатации режимах. Для обеспечения требуемой
надежности работы контактной сети изоляторы должны сохранять достаточную
механическую прочность при наиболее низкой возможной температуре и выдер-
156
живать резкие колебания ее. Вместе с тем должна сохраняться достаточная элек-
трическая прочность изоляторов в условиях воздействия на них дыма и пара
и при неблагоприятных атмосферных условиях (дождь и туман).
В качестве материала изоляторов в настоящее время наиболее широкое
применение имеет фарфор, главной составной частью которого является каолин
с добавлением к нему небольшого количества кварца и полевого шпата. Глазурь,
которой покрывается изолятор, состоит из смеси каолина с кремнистыми соеди-
нениями.
Фарфор, применяемый для изготовления изоляторов, обладает временным
сопротивлением на растяжение до 300 кг/см2, а на изгиб — до 500 кг)см2.
Фарфор изоляторов в изломе должен быть плотным, однородным и свобод-
ным от трещин, борозд и пористости. При хорошем качестве фарфора свежий
излом его должен иметь маслянистый блеск.
Наружная поверхность фарфоровых изоляторов должна быть покрыта глад-
ким и непрерывным слоем глазури, за исключением частей поверхности, подле-
жащих обмазыванию скрепляющим составам. Кромки на головке или юбке
изоляторов, на которые изоляторы опираются при обжиге, могут оставаться
неглазурованными при условии сохранения гладкой их поверхности.
Изоляторы не должны иметь трещин, недожига, пережига и волосных тре-
щин на глазури. Единичные незначительные недостатки, относящиеся лишь
к внешнему виду изоляторов, допускаются суммарной длощадью до 3 см2.
Недостатком фарфоровых изоляторов некоторых типов является подвер-
женность их старению. Старением называется свойство изоляторов с течением
времени понижать свою электрическую прочность, вследствие чего изоляторы,
хорошо выдержавшие приемные испытания, через несколько лет начинают про-
биваться, вследствие чего возникает необходимость в периодической замене уста-
новленных изоляторов. Старение изоляторов вызывается целым рядом факто-
ров и зависит от качества фарфора и глазури, пористости фарфора, колебаний
температуры, механической нагрузки на изоляторы и др. Главными причинами
старения изоляторов являются, повидимому, проникновение в поры изолятора
влаги, при замерзании которой в фарфоре появляются мелкие трещины, и кри-
сталлизация в порах фарфора растворов солей кальция, выделяющихся из це-
мента, применяемого для скрепления отдельных частей изолятора и для заделки
в изолятор штырей. Для защиты фарфора от проникновения в его поры влаги
и солей кальция стенки изолятора покрывают слоем изолирующего вещества,
что во многих случаях дает благоприятные результаты и удлиняет срок службы
изоляторов.
Из других материалов, применяемых для изготовления изоляторов, следует
отметить стеатит, обладающий повышенной по сравнению с фарфором механи-
ческой прочностью и большей стойкостью в отношении температурных воздей-
ствий. Временное сопротивление стеатита на растяжение в среднем 500 кг/см2,
а на изгиб — 900 кг)см2.
В качестве секционных изоляторов в целях получения наименьшего их веса
нередко применяют пропитанные соответствующим образом деревянные бруски.
Деревянные изоляторы сравнительно быстро приходят в негодность и требуют
регулярной очистки и лакировки их. Крупным недостатком деревянного изоля-
тора является возможность его возгорания.
Карболит и другие подобные органические составы в качестве материала
для линейных изоляторов оказываются непригодными, так как токи утечки,
появляющиеся на поверхности изолятора, вызывают разложение материала
изолятора, что в дальнейшем ведет к его перекрытию.
При приемке изоляторы подвергаются следующим испытаниям:
1)	проверка размеров и наружный осмотр;
2)	механические испытания;
3)	испытания на пробой;
4)	испытания на теплоупорность;
5)	испытания на хрупкость;
6)	испытания на пористость;
157
7) проверка по протоколам периодического испытания разрядных характе-
ристик.
Методы испытания изоляторов приведены в ОСТ 3370.
2. Типы изоляторов. Штыревые изоляторы. Первые высоко-
вольтные штыревые изоляторы получились путем развития из телеграфных изо-
ляторов.
Дальнейшим развитием штыревого изолятора явился изолятор типа дельта
(рис. 137). Этот изолятор имеет* раздвинутые юбки, благодаря чему улучшаются
условия работы изолятора. Верхняя юбка дельта-изолятора уширена и служит
как бы зонтом для предохранения изолятора от смачивания при дожде.
Рис. 138
Изоляторы типа дельта
рокое распространение. В
были установлены суще-
ственные недостатки этих
изоляторов в отношении
распределения в них элек-
трического поля и был
предложен новый тип изо-
лятора, так называемый
фарадоид(рис. 138), у кото-
рого фарфор ограничен
поверхностями уровня и не
получили весьма ши-
дальнейшем, однако,
Рис. 139
имеет узких воздушных
щелей. Такой изолятор имеет способности под влиянием электрического поля
не осаждать на своих поверхностях пыль и имеет сравнительно меньшую
разницу между сухим и мокрым разрядным напряжением.
На рис. 139 показан штыревой изолятор, выпускаемый в настоящее время
нашей промышленностью для линий напряжением 6 кв.
Штыревые изоляторы получили довольно широкое применение в контактной
сети особенно в первый период развития железных дор^г. Из наиболее крупных
Рис. 140
76 —
62-
РИС. 141
линий, оборудованных штыревыми изоляторами, следует отметить электрифициро-
ванные дороги Швейцарии, Испании, Силезские и линию Чикаго — Мильвоки
(США). На рис. 140 показан штыревой изолятор, применяемый на одной из
дорог постоянного тока за границей.
У нас, в СССР, штыревой изолятор применен на ж. д. им. Л. М. Кагановича для
крепления усиливающих проводов, на Сталинской и Ленинской ж. д. (для креп-
ления усиливающих проводов и фиксаторов), а на Октябрьской ж. д., штыре-
вой изолятор служит также и для крепления несущего троса на промежуточ-
ных опорах. Этот изолятор изображен на рис.. 141. Он имеет сухое разрядное на-
158
пряжение 50 кв, мокрое разрядное напряжение 22 кв и пробивное 90 кв. Для
сравнения укажем, что штыревой изолятор, примененный на линии Чикаго —
Мильвоки, имел сухое разрядное напряжение всего лишь 40 кв, причем в даль-
нейшем на отдельных участках был применен изолятор усиленного типа с су-
хим разрядным напряжением 55 кв.
Головке штыревого изолятора придается форма, удобная для крепления на
изоляторе провода при помощи специальных хомутов или вязки.
Штырь изолятора, воспринимающий (особенно на кривых
участках) значительный изгибающий момент, имеет обыкновенно |Н|
сечение, постепенно увеличивающееся по направлению к месту
закрепления штыря на консоли (рис. 142). У нас для штыревых
изоляторов принято два типа штырей — для прямых и для кри-
вых участков. На прямых применен штырь из круглого железа
диаметром 33,6 мм, имеющий в нижнем своем конце приваренное
кольцо и резьбу для крепления штыря к консоли (рис. 143). На
кривых применен штырь такого же сечения, но с повышенным
кольцом, опирающимся на укрепленную на консоли усиливающую
скобу (рис. 1^1).	J \
Длина штыря имеет большое значение в отношении обеспечения г гу-y
нормальной работы сети при металлических опорах. При недоста- LJ
точной длине штыря может происходить большое число коротких • |Д
замыканий, вызываемых птицами, садящимися на консоль и при
взлете задевающими своим крылом за находящийся под напряже-
нием провод. Так, например, на Швейцарских дорогах число пере- ®
крытий изоляторов птицами было настолько большим, что повело Рис. 142
в дальнейшем к необходимости сплошной замены штырей более
длинными, при которых расстояние от провода до заземленных частей консоли
достигало 500 и даже 600 мм.
В тех случаях, когда консоль не заземлена (на деревянных опорах, при
достаточном расстоянии от консоли до оттяжек и других заземленных частей),
длина штыря может быть значительно снижена.
Крепление изолятора на штыре может быть выполнено различными спосо-
бами. Один из наиболее распространенных способов крепления — это наверти-
Рис. 144
вание изолятора на штырь, обмотанный пенькой, пропитанной льняным маслом
или суриком. Перед началом работы на штыре отмечают глубину изолятора
до края нижней его юбки. После этого штырь закрепляют в тиски и наворачи-
вают на него достаточное количество хорошо прочесанной волокнистой пеньки,
причем пенька должна покрывать также и торец штыря. Образовавшаяся пень-
ковая пробка разглаживается от руки или при помощи специального приспо-
собления и промазывается льняным маслом или суриком. Затем, положив на
дно изолятора войлочную или асбестовую шайбу, навертывают изолятор на штырь,
159
наблюдая при этом, чтобы сделанная на штыре метка не зашла слишком далеко.
После того как штырь завернут окончательно, рекомендуется отвернуть его
немного обратно, чтобы избежать большого давления штыря на дно изолятора.
Работа эта требует большой тщательности и добросовестности от выполняющего
работу персонала и, конечно, полного соответствия между диаметрами штыря
и отверстия в изоляторе. Однако нередко даже при 'сравнительно хорошей за-
делке штыря наблюдаются перекосы изолятора на штыре вследствие того, что
штыревые изоляторы, установленные в контактной сети, воспринимают во мно-
гих случаях значительные горизонтальные усилия.
Ввиду этого у нас был принят способ крепления изоляторов на штырях при
помощи цементного раствора. Заливка по этому способу производится лишь после
того как внутренняя поверхность изолятора покрыта резиновым клеем (слоем
толщиной 0,2 — 0,3 мм), служащим эластичной прокладкой между цементной
заливкой и фарфором изолятора и предохраняющим последний от возникновения
в нем опасных напряжений при колебаниях температуры. После просыхания
резиновой пленки (на что требуется примерно одни сутки) изоляторы и штыри
устанавливаются в специальных подставках, обес-
печивающих центральное расположение штырей
в изоляторах?' Заливка штырей производится це-
ментным раствором, составленным из двух
частей портландского цемента марки ООО и одной
Рис. 145	Рис. 146;
части просеянного песка с величиной зерна не более 0,3 мм. После заливки
изоляторы остаются в подставках до схватывания цементного раствора. После
затвердения цементного раствора наружная поверхность его покрывается слоем
чаттертона толщиной 5 — 6 мм. Штыревые . изоляторы изображенного на
рис. 141 типа оказались неудовлетворительными в эксплуатации: имели место до-
вольно многочисленные случай пробоя изоляторов, вызванные появлением в
фарфоре трещин. Ввиду этого при электрификации новых линий штыревые изо-
ляторы больше не применяются.
В последнее время на заграничных железных дорогах получил распростра-
нение новый тип штыревого изолятора, показанный на рис. 145. В этом изоля-
торе штырь закрепляется не в фарфоре изолятора, а в шапке из ковкого чугуна,
в которой посредством заливки металлическим сплавом закрепляется нижний
конец изолятора. Изолятор этот имеет сухое разрядное напряжение ПО кв и
мокрое — около 70 кв.
К категории штыревых изоляторов следует отнести также изолятор «Диа-
боло», изображенный на рис. 146. Изолятор этот имел довольно широкое при-
менение в первый период развития электрификации железных дорог в Европе.
Применением этого типа изолятора достигалась двойная изоляция, которая
в то время была необходима для обеспечения надежной работы сети ввиду не-
достаточно развитой техники производства фарфоровых изоляторов. В дальней-
шем изолятор «Диаболо» уступил место подвесному изолятору.
Подвесные изоляторы. Подвесные изоляторы имеют по сравне-
нию со штыревыми значительные преимущества, которые в основном сводятся
к следующему.
160
Подвесные изоляторы имеют более благоприятное в отношении электриче-
ского поля распределение поверхности, чем штыревые изоляторы, и поэтому
обладают большей сопротивляемостью поверхностному разряду, в то время
как у штыревых изоляторов при напряжении, превышающем известный предел,
наблюдается преждевременный разряд, происходящий вследствие образования
короны между юбками и штырем изолятора.
Благодаря возможности сочленения подвесных изоляторов в гирлянды
количество типов этих изоляторов может быть значительно уменьшено, тогда
как штыревые изоляторы для каждого на-
пряжения получают различные размеры.
Возможность сочленения подвесных изолято-
ров позволяет в дальнейшем легко перейти
на повышенное напряжение и дает возмож-
ность усилить изоляцию в особенно небла-
гоприятных или наиболее ответственных ме-
стах сети. При подвесных изоляторах оказы-
вается возможным применить для всех
элементов подвески (анкеровок, пунктов под-
вески несущего троса, фиксаторов, усиливаю-
щих проводов) один и тот же тип изолятора,
что совершенно невозможно в случае приме-
нения штыревых изоляторов.
Работа подвески в механическом отно-
шении значительно улучшается при подвес-
ных изоляторах вследствие выравнивания
натяжения в отдельных пролетах подвески
за счет наклона подвесного изолятора. Это
обстоятельство имеет особенно большое зна-
чение при П-образных опорах рамного типа
и при значительной разнице в длинах проме-
Рис. 147
жуточных пролетов.
Наконец, последним важным преимуществом подвесных изоляторов является
легкость их монтажа по сравнению со штыревыми изоляторами.
Рис. 148
Первыми подвесными изо-
ляторами были цепочные изо-
ляторытипа Hewlett (рис. 147),
выполненные из фарфора, име-
ющего два взаимно перекре-
щивающихся канала, через
которые пропускаются дужки
арматуры. В контактной сети
эти изоляторы применялись
главным образом для анке-
ровки проводов подвески.
К числу достоинств изо-
лятора типа . Hewlett от-
носили отсутствие в нем це-
лось, как было указано
выше,
мента, которому приписыва-
уменьшение срока службы изоляторов.
Другим достоинством этого изолятора является то, что в случае разруше-
ния фарфора изолятора провод не падает на землю, благодаря чему значи-
тельно облегчается восстановление сети. Недостатком изолятора типа Hewlett
является неблагоприятное распределение электрического поля, обусловливае-
мое наличием узких каналов. В дальнейшем изоляторы типа Hewlett уступили
место другим типам подвесных изоляторов.
К числу изоляторов цепочного типа относятся также седлообразные изоляторы
(рис. 148), широко применяемые до последнего времени на электрифицированных
железных дорогах Франции. Изоляторы эти, как видно из рисунка, имеют
1ЦКонтактная сеть 302/1
161
арматуру полосового сечения, благодаря чему достигается более равномерное
распределение давления на фарфор изолятора.
У нас в СССР седлообразные изоляторы применяются в воздушных про-
межутках для секционирования контактной сети на станциях. Применение
в этом случае тарелочного изолятора затрудняется большими поперечными
размерами его и значительным весом.
Седлообразный изолятор типа РСА-б, выпускаемый нашей промышленностью,
показан на рис. 149. Изолятор этот имеет минимальную разрушающую нагрузку
1 500 кг. Гирлянда из двух последовательно соединенных изоляторов имеет сухое
разрядное напряжение 91 кв в чистом (незагрязненном) виде и 73 кв — для изо-
Рис. 149
ляторов, покрытых копотью. При воздействии пара разрядное напряжение
для гирлянды из чистых изоляторов составляет 56 кв и для покрытых копотью —
44 кв. Вес изолятора РСА-6 0,75 кг.	к
Наиболее распространенный в настоящее время тип подвесного изолятора
изображен на рис. 150. В изоляторе этого типа фарфоровая головка заделы-
вается в шапке; внутри полости
головки заделывается конец метал-
лического штыря, служащего для
соединения изолятора с подвесной или
анкерной клеммой или с шапкой
другого изолятора.
Рис. 152
Изоляторы этого типа обладают благоприятным распределением электри-
ческого поля и довольно просты в изготовлении и монтаже. В первое время,
однако, возникали значительные затруднения в отношении выбора способа за-
делки штыря в фарфоровой головке изолятора. Заделка путем простой заливки
штыря цементом оказалась вначале несостоятельной, так как изоляторы с такой
заделкой штыря подвергались довольно быстрому старению, вызываемому ука-
занными выше причинами.
162
Желание избавиться от применения цемента при заделке штыря вызвала,
появление тарелочных изоляторов, в которых заделка штыря выполнена дру-
гим каким-либо способом. К таким изоляторам, которые принято называть
бесцементными, относятся изоляторы типа Kugelkopf, Kegelkopf и V-ring.
В изоляторе типа Kugelkopf (рис. 151) заделка штыря производится путем
ввертывания его в сферическую гайку, помещенную внутри головки изолятора
и упирающуюся в фарфоровую сферу, которая закладывается в головку изоля-
тора до его обжига и затем благодаря усадке фарфора изолятора при обжиге
остается в ней захваченной. Закладывание металлической сферической гайки
производится после обжига изолятора. После установки штыря производится
заливка внутренней полости изолятора свинцом.
В изоляторе типа Kegelkopf (рис. 152) штырь, имеющий на конце соответ
ствующие выпилы, надвигается в разогретом состоянии при помощи пресса,
на металлический конус, помещенный в головке изолятора, вследствие чего1
ножки штыря раздвигаются, и штырь оказывается навсегда закрепленным в го-
ловке изолятора. После этого во избежание качания штыря свободное простран-
ство внутри головки заливается
свинцом.
\В изоляторе типа V-ring (рис. 153)
штырь, имеющий коническую головку,
упирается в ряд подкладок соответствую-
щей формы. Эти подкладки вводятся
в головку изолятора вместе со штырем и
затем при помощи специального инстру-
мента приводятся в правильное положение, после чего внутренность головки
заливается свинцом.	,
В применяемых у нас подвесных изоляторах типа П-4,5 (рис.У 154а) приме-
нен способ заделки штыря с помощью каркаса из железных шпилек (в послед-
нее время — пружинок, сегментов), залитого эластичным сплавом свинца с сурь-
мой. Такой способ заделки штыря является в настоящее время наиболее рас-*
пространенным в изоляторах, выпускаемых европейскими фирмами.
В отличие от этого в США находят широкое применение изоляторы с цемент-
ной заливкой штыря. Надежность работы таких изоляторов достигается особой
обработкой поверхностей фарфора, соприкасающихся с цементирующим соста-
вом, нанесением на эти поверхности слоя фарфоровой крошки, созданием спе-
циальной эластичной прослойки между цементом и металлической арматурой
и выбором формы головки штыря, обеспечивающей наиболее равномерную пере-
дачу давления на фарфор изолятора. Американский подвесной изолятор пока-
зан на рис. 150.
Размеры подвесных изоляторов изменяются в зависимости от требуемой
от них механической и электрической прочности.
У нас подвесные изоляторы выпускаются трех типов: П-2, П-4,5 и П-7 (цифра
в обозначении дает величину гарантийной нагрузки в тоннах). Из этих типов
И* 206/1
163
в контактной сети, применяется в настоящее время только изолятор П-4,5, при-
чем для получения более удобного сопряжения с арматурой контактной сети
стандартный пестик этого изолятора заменен серьгой (рис. 154а).
В случае применения такого изолятора в качестве фиксаторного приходится
для соединения арматуры изолятора с фиксаторной трубой применять допол-
нительные соединительные детали^ В целях получения более простого и удоб-
ного соединения изолятора с фиксаторной трубой в последнее время разрабо-
тана специальная конструкция фиксаторного изолятора, шапка которого за-
канчивается муфтой с резьбой, в которую непосредственно ввертывается конец
фиксаторной трубы (рис. 1546). Так как фиксаторные изоляторы во многих слу-
чаях воспринимают сжимающие усилия, в изображенной на рис. 1546 конструк-
ции помимо применения специальной формы шапки введен ряд конструктивных
изменений по сравнению с нормальным изолятором П-4,5, улучшающих работу
изолятора на сжатие.
Изолятор П-4,5 имеет сухое разрядное напряжение 75 кв, мокрое разряд-
ное 50 кв и минимальное пробивное 110 кв. При воздействии пара на загрязнен-
ный копотью изолятор1' разрядное напряжение его уменьшается до 37 кв.
Разрушающая нагрузка изолятора П-4,5 6 000 кг и испытательная — 4 500 кг.
В отличие от описанных выше типов изоляторов, в которых фарфор рабо-
тает только на сжатие, на дорогах западной Европы получили широкое рас-
пространение изоляторы, материал которых (фарфор или стеатит) работает на
растяжение. Такими изоляторами являются изоляторы палочные и типа «Мотор».
Рис. 156
Палочный изолятор, получивший довольно большое распространение, изобра-
жен на рис. 155. Он состоит из сплошного фарфорового или стеатитового
стержня, заделанного с обоих концов посредством заливки свинцовым сплавом
в шапки из ковкого чугуна. Фарфоровый стержень снабжается ребрами, коли-
чество которых изменяется в зависимости от величины рабочего напряжения сети.
Для повышения величины мокрого разрядного напряжения, в дальнейшем
стали делать ребра со слезниками (рис. 156). Мокрое разрядное напряжение
такого изолятора достигает 90 кв. Изоляторы, изображенные на рис. 155 и 156,
применяются на дорогах переменного тока.
У нас в СССР при напряжении в контактной сети 1,5 и 3 кв (на Ярославской
ж. д. и частично на других дорогах) применен палочный изолятор с тремя
ребрами (рис. 157), имеющий сухое разрядное напряжение 56 кв и мокрое 20 кв
и гарантийную нагрузку 4 500 кг.
Для фиксаторов применялся изолятор со специальными шапками (рис. 158),
заканчивающимися муфтой с резьбой, в которую ввертывается труба фиксатора.
Недостатком палочных изоляторов является их недостаточная стойкость
164 '
против термических воздействий, вследствие чего перекрытие палочного изолятора
в большинстве случаев вызывает его разрушение. Имели место также случаи
разрушения палочных изоляторов в зимнее время при сильных морозах.
Изолятор типа «Мотор» представлен на рис. 159. Фарфор изолятора имеет
один диск и одно ребро и соединяется с шапками посредством заливки свин-
цовым сплавом. Сухое разрядное напряжение изолятора 85 кв, мокрое разряд-
ное напряжение в вертикальном положении 57 кв, в горизонтальном — 65 кв,
прочность на разрыв 4 800 кг.
Изоляторы типа «Мотор» обладают хорошими качествами как в механиче-
ском, так и в электрическом отношениях. Достоинством изоляторов этого типа
является стойкость, с которой они переносят воздействие мощной дуги пере-
крытия. Перекрытие изолятора «Мотор» обычно ведет лишь к разрушению фар-
Рис. 159
форовой юбки и к повреждению глазури, благодаря чему изолятор после его
перекрытия может оставаться в работе в течение значительного времени.
Дальнейшим развитием изолятора типа «Мотор» является изолятор, изо-
браженный на рис. 160. Он имеет сухре разрядное напряжение 110 кв и мокрое —
71 кв.
Форма шапок и стержней подвесных изоляторов бывает различной в зави-
симости от принятого типа сопряжения изолятора с другими деталями подвески.
Наиболее часто встречаются изоляторы, имеющие шапки, снабженные
головкой под пестик (рис. 151 и 154а). При выполнении штыря в виде пестика
соединение таких изоляторов в гирлянды получается весьма удобным.
Основным достоинством соединения при помощи пестика является полу-
чаемая при этом шарнирность во всех направлениях.
Часто можно встретить также изоляторы с ^папками, заканчивающимися
плоским ушком или вилкой (рис. 150 и 152), у которых шарнирность получается
лишь в одном направлении.
Резюмируя сказанное выше о различных типах и конструкциях изоляторов,
необходимо отметить, что^из всех применявшихся у нас в контактной сети изо-
ляторов (штыревых, палочных и типа П-4,5) наиболее подходящим как с электри-
165
ческой, так и с механической стороны является изолятор П-4,5. Основным не-
достатком этого изолятора является возможность его пробоя при наличии про-
пущенных при приемке дефектов изготовления или повреждений внутренней
фарфоровой головки при неаккуратном обращении с изоляторами в процессе
их транспортировки и монтажа. Более совершенным, но в то же время
более сложным в изготовлении и более дорогим является изолятор по типу,
приведенному на рис. 160. Однако и изоляторы типа П-4,5 при условии тщатель-
ной приемки их на заводе и аккуратного обращения с ними при монтаже и транс-
портировке могут обеспечить вполне надежную и безаварийную работу кон-
тактной сети.г	С
Большое значение для обеспечения надежной работы контактной подвески
имеет также способ размещения изоляторов в контактной сети. В случае частич-
ного сохранения на электрифицированном участке паровой тяги необходимо
во всех местах низкого расположения над габаритом подвижного состава (осо-
бенно в тоннелях и под широкими путепроводами) относить изоляторы в сто-
рону от оси пути, чтобы избежать непосредственного воздействия на изолятор
пара и дыма паровозов. Секционные изоляторы необходимо располагать таким
образом, чтобы они по возможности не подвергались воздействию дуги, могущей
образоваться при прохождении токоприемника через секционный изолятор.
ГЛАВА II
КОНСТРУКЦИИ И ДЕТАЛИ ЦЕПНОЙ ПОДВЕСКИ
§ 1.	Детали подвески несущего троса и усиливающих проводов
Принятый у нас способ крепления несущего троса на консоли при под-
весных изоляторах показан на рис. 161.
Несущий трос закрепляется в седле из ковкого
чугуна, конструкция которого показана отдельно
на рис. 162.
Форма постели для троса делается изогнутой по
плавной кривой, предохраняющей трос от резких пере-
гибов его в месте заделки в седле. С обоих концов
седло заканчивается небольшими раструбами, роль
которых заключается в уменьшении дополнительных
усилий в отдельных жилах троса при его вибрации.
Рис. 162
Закрепление троса в седле производится посредством плашек и болтов,
причем одно и то же седло при различных плашках может применяться для
различных сечений троса.
1бб
В принятой у нас конструкции седла применена двухсторонняя плашка
(рис. 167), одна сторона которой применяется для закрепления в седле тросов
сечением 50 — 70 лш2, другая для сечений 95 — 120 мм2. В нижней части седла
имеется прилив, служащий для крепления расположенных у опоры струн или
для подвески второго седла (в случае применения седел для подвески усили-
вающих проводов). Вверху седло заканчивается вилкой, дающей удобное при-
соединение седла к серьге изолятора.
При закреплении в седле медного или бронзового несущего троса он должен
покрываться защитной медной полугильзой, обжимаемой вокруг троса перед
укладкой его в седло. Медная полугильза пре-
дохраняет трос от механических повреждений
при зажатии троса плашкой и в некоторой сте-
пени смягчает влияние на трос вибраций.
Рис. 164
Рис. 163
В седлах, примененных у нас при электрификации первых участков на
Ярославской и Закавказской ж. д., для усиления крепления троса в седле при-
менялись байдраты.
Байдрат представляет собой отрезок стального троса длиной около 1 м,
закрепляемый в_седле с помощью той же плашки, которой крепится несущий
трос (рис. 163). Концы байдрата
прикрепляются к несущему тро-
су при помощи байдратных клемм
(рис. 164), которые для увеличе-
ния прочности зажатия в них
троса и байдрата имеют каналы
извилистой формы.
Назначение байдратов двоя-
кое: 1) они защищают несущий
трос от непосредственного воз- 
действия на него дуги перекры-
тия; 2) усиливают закрепление
Рис. 165	троса в седле и служат в каче- рис. igg
стве амортизаторов, уменьшая
величину дополнительных напряжений в тросе, появляющихся при его
вибрации.
В дальнейшем от применения байдратов, значительно усложняющих и удо-
рожающих подвеску троса, у нас отказались.
Помимо литых седел для подвески несущего троса применяются иногда
седла хомутового типа, штампованные из железа. К такого рода седлам отно-
сится применявшееся у нас ранее седло, изображенное на рис. 165. Недостатком
этого седла является малая длина постели для троса. Кроме того, железные
седла подвергаются значительно более интенсивной коррозии, чем седла, вы-
полненные из ковкого чугуна.
На рис. 166 показан способ крепления несущего троса, применяемый на
дорогах США. Трос подвешивается в хомутовой клемме (железной оцинкован-
ной), причем закрепление троса в клемме делается свободным — без зажатия
троса. При таком способе крепления троса уменьшается величина натяжения,
167
передающегося на опору в случае, обрыва троса вследствие проскальзывания
его в клемме.	♦
На переходных опорах, где приходится к одному изолятору подвешивать
два несущих троса, применяются двойные седла. Конструкция такого седла
'показана на рис. 167.
Для крепления седел к изоляторам и изоляторов к консолям применяются
различные сцепные детали (серьги, пестики, ушки и т. п.), конструкция кото-
рых определяется формой шапки и штыря изолятора и формой верхней части
седла. У нас крепление изолятора к консоли производится посредством серьги
(рис. 161).
Для предохранения от вы-
скакивания пестика из головки
седла или изолятора служит
замок (рис. 168), устанавливае-
мый в головке после закладыва-
ния в нее пестика. При соответ-
ствующей конструкции головки
замок может быть выполнен так-
же в виде пружинки (рис. 169)
или простого шплинта. В том
случае, если применяются нор-
мальные изоляторы типа П-4,5,
штыри которых заканчиваются
пестиком, присоединение седла
к пестику производится посред-
ством соединительной детали,
изображенной на рис. 170.
Закрепление несущего троса на штыревых изоляторах производится при
двух СТОрОН Г0Л0ВКу изолятора.

Рис. 167

L-— Л—J

помощи специальных хомутов, охватывающих с
Хомуты выполняются из ковкого чугуна
или штампованными из железа.
Один из таких хомутов изображен на
рис. 140. Недостаток этого хомута заключается
в одновременном обжатии троса и головки изо-
лятора, вследствие чего даже при небольшом
несоответствии в размерах хомута и головки
изолятора обжатие троса может получиться
недостаточным.
Этот недостаток устранен в конструкции
хомута, применявшегося у нас на прямых
участках (рис. 143). Закрепление троса здесь
достигается посредством двух плашек, при-
тягиваемых болтами к уголкам приваренным
к полухомутам из полосового железа. Таким
образом, закрепление троса производится не-
зависимо от крепления хомута на изоляторе,
благодаря чему всегда обеспечивается надеж-
ное обжатие троса.
На кривых участках при штыревых изо-
ляторах у нас применялся хомут, изображен-
ный на рис. 144. Трос располагается здесь не на
головке изолятора, а у его шейки. Этим дости-
гается более выгодная передача усилия от изо-
лятора на штырь и уменьшение изгибающего
момента, действующего на штырь изолятора.
Для предохранения от повреждения глазури в местах обжатия изолятора
хомутом между хомутом и изолятором помещается свинцовая прокладка.
Усиливающие провода подвешиваются на отдельных консолях, распола-
Рис. 168
168
гаемых с полевой стороны опор, или на основных поперечно-поддерживающих
конструкциях цепной подвески (на консолях, ригелях или гибких поперечных
тросах над путем рядом с несущим тросом). Наиболее распространен первый
способ расположения усиливающих проводов.
Рис. 170
Крепление усиливающих проводов в промежуточных точках подвеса про-
изводится посредством таких же седел, как и несущего троса (рис. 162). В слу-
чае, если усиливающих проводов несколько, они подвешиваются*™ два, а иногда,
Усиливающий провод
Усиливающий 'провод
Рис. 172а
Поперечное соединение Цепная подвеска
□ Соединительной провод

Рис. 1726
даже и по три на одном изоляторе (рис. 171). Провода располагаются в таких
случаях каждый в отдельном седле, причем седла подвешиваются одно под дру-
гим к имеющемуся внизу седла приливу. При таком способе крепления усили-
169
вающих проводов и при правильной регулировке стрел их провеса провода не
соприкасаются между собой в пролете и не подвергаются износу, что имеет
место в случае подвески усиливающих проводов на одном уровне в общем двой-
ном седле. В местах закрепления в седлах медные усиливающие провода защи-
щаются от повреждения медными полугильзами, а алюминиевые — алюминие-
вой лентой 1 х 10 мм.
При расположении усиливающих проводов в ряде случаев (например при
переходе опор с одной стороны пути на другую на однопутных участках) при-
ходится пересекать усиливающими проводами цепную подвеску. Такие пере-
ходы усиливающих проводов с одной стороны пути на другую могут выполняться
по одной из следующих двух схем.
По первой схеме переход усиливающих проводов через путь выполняется
без анкеровки, причем усиливающие провода на одной из опор, расположенных
у места перехода, подвешиваются над путем на консоли рядом, а иногда и на
общем изоляторе с несущим тросом (рис. 172а). По второй схеме против одной
из опор у места перехода устанавливается дополнительная опора, и усиливаю-
щие провода у места перехода анкеруются один на этой дополнительной опоре
и второй на расположенной против нее основной опоре и соединяются между
собой особым проводом, подвешенным у седла несущего троса (рис. 1726).
Вторая схема перехода усиливающих проводов несколько лучше, так как
при ней цепная подвеска и усиливающие провода в меньшей степени связаны
между собой механически. Для обеспечения надежного контакта между усили-
вающими проводами и проводами цепной подвески в месте перехода должно
располагаться поперечное соединение между всеми проводами.
§ 2.	Струны
В зависимости от принятой системы цепной подвески струны бывают гиб-
кие, жесткие и петлевые.
При компенсированной и полукомпенсированной цепной подвеске приме-
няются преимущественно гибкие струны из медного или бронзового канатика
сечением 10 мм2. Такие струны обеспечивают требуемую эластичность подвески
контактного провода и хорошо зарекомендовали себя в эксплуатации.
Наиболее распространенным способом присоединения гибкой струны к стру-
новым клеммам является принятый у нас способ крепления при помощи кауша
и гильзы (рис. 173). Некоторым недостатком такого крепления является отсут-
ствие надежного контакта между струной, с одной стороны, и контактным про-
водом и несущим тросом, с другой, вследствие чего требуется установка спе-
циальных электрических (поперечных) соединений между несущим тросом и
контактным проводом. При недостаточном количестве поперечных соединений
может происходить подгорание каушей и струнового канатика в местах сочле-
нения струн с клеммами, что может повести к быстрому износу и обрыву струн.
Недостаток этот устранен в конструкции, изображенной на рис. 174, в ко-
торой конец канатика, выпущенный из гильзы, зажимается в трубке, с помощью
которой струновая клемма крепится к проводу. Та же цель достигается при-
менением струновых клемм (рис. 175), в которых гибкий канатик зажимается
непосредственно (без помощи кауша и гильзы) одновременно с креплением
клеммы на контактном проводе или несущем тросе. Струновые клеммы такой
конструкции были применены у нас на первом электрифицированном участке
Москва — Мытищи Ярославской ж. д.
Требуемая гибкость струны может быть достигнута также применением
сочлененных струн из нескольких шарнирно связанных между собой звеньев
из проволоки сплошного сечения. Такие струны (рис. 176) из биметаллической
проволоки диаметром 4 мм получили у нас широкое применение. В зависимости
от своей длины струна выполняется из двух, трех или четырех звеньев, причем
для нормальной работы струны должна быть обеспечена шарнирность в месте
крепления струны в струновой клемме, т. е. закрепление струны должно до-
пускать свободный поворот ее около валика клеммы.
170
Струны у фиксаторов при подвесных изоляторах выполняются по тому же
типу, как и струны, расположенные в пролете. Закрепление струн на несущем
тросе и контактном проводе может быть произведено при помощи нормальных
струновых клемм, устанавливаемых на тросе и проводе непосредственно рядом
с седлом и фиксирующей клеммой.
У нас крепление опорных 'струн производится к крючкам или кольцам,
которыми снабжаются для этой цели держатели контактного провода и седла
(рис. 195 и 162).
При расположении несущего троса на штыревых изоляторах опорные струны
выполняются в виде гаммаобразных
струн (рис. 177) или же вместо одной
опорной струны устанавливаются две
струны, расположенные на расстоянии
1 м от консоли с каждой ее стороны. Не-
достатком последнего способа располо-
жения опорных струн является то, что
контактный провод под влиянием верти-
кальной составляющей усилия фиксатора'
(при сжатых фиксаторах) и под влиянием
случайных нагрузок при монтаже полу-
чает между опорными струнами неболь-
шой выгиб вниз, который неблагоприятно
отражается на токоснимании, вызывая
искрение при прохождении токоприем-
ника. Поэтому применение двойных опор-
ных струн следует допускать лишь в тех
случаях, когда установка одной струны
невозможна, например на переходных опорах или на опорах с гибкой поперечи-
ной, где наличие нижнего фиксирующего троса не позволяет расположись струну
непосредственно под опорой.
Существуют две схемы расположения струн в пролете. По первой схеме,
обычно у нас применяемой (рис. 178а), струны располагаются в каждом про-
лете на равных расстояниях одна от другой. При этом в пролетах различной
длины расстояние между струнами получается также разным. Количество струн
171
в пролете определяется из условия, чтобы расстояние между струнами было не
более установленной наибольшей допустимой величины. У нас наибольшее
расстояние между струнами принимается равным 12,5—13,0 м. В тех случаях,
когда у опор располагаются по две струны, каждая обычно на расстоянии
1 м от опоры, места остальных струн в пролете определяются разбивкой
на равные промежутки расстояния между опорными струнами (рис. 1786).
По второй схеме (рис. 178в) расстояние между струнами в пролете сохра-
няется постоянным независимо от величины пролета. При этом высота под-
вески несущего троса у опор изменяется в зависимости от величины пролета
таким образом, чтобы расстояние от несущего троса до контактного провода
в середине пролета оставалось постоянным. Разбивка струн ведется от сере-
дины пролета. Струны располагаются на стандартном расстоянии одна от
другой и только между опорной струной и ближайшей от нее получается
уменьшенное
Рис. 176
расстояние, различное на пролетах разной величины. Между
пролетами различной
оГгз	г—величины помещаются
переходные пролеты,
равные среднему ариф-
метическому из длин
этих пролетов. Переход-
Т	‘ ный пролет разделяется
и	на две неравные по ве-
ll	личине части, каждая из
п	которых равна половине
Я	длины смежного с ней
п	пролета. В месте сопря-
А	жения этих двух час-
тей переходного пролета
располагается с р е д н я я
Рис. 177	струна, в обе стороны
от которой располага-
ются через постоянные промежутки остальные струны (рис. 178г).
При такой схеме расположения струн получается наибольшая
стандартизация длин струн, так как все средние струны и соответ-
ственно все первые, вторые и третьи от них, за исключением лишь
опорных струн, получаются равными между собой независимо от
длины пролета. Недостатком такого способа расположения струн
является значительное усложнение разбивки опор и необходи-
мость изменения высоты крепления несущего троса в зависимости
от длины пролета.
Как указывалось выше, в полукомпенсированной цепной под-
веске струны при изменений температуры и происходящих при
этом продольных перемещениях контактного провода относительно
несущего троса получают наклон к вертикали в направлении вдоль
пути. Расположенные с наклоном струны принимают на себя
часть натяжения контактного провода. Поэтому при больших
наклонах струн натяжение провода в средних частях анкерного пролета может
значительно отличаться от натяжения в крайних его частях, расположенных
у компенсаторов. Для того чтобы обеспечить большую равномерность распре-
деления натяжения провода по пролету, величину наклона струн обыкновенно
ограничивают углом 30° к вертикали, и струны, получающие больший наклон
при крайних температурных режимах, делают скользящими. (
Скользящая струна может быть выполнена двух типов. В первом случае
(рис. 179) скольжение кауша или специальной клеммы происходит по трубке,
укрепленной на контактном проводе. Во втором случае (рис. 180) струна при
продольных перемещениях контактного провода скользит по несущему тросу,
который в этом месте для предохранения от истирания покрывается защитной
гильзой. При малом расстоянии от несущего троса до контактного провода сколь-
172
зящая струна может быть выполнена также в виде петлевой струны круглого
или полосового сечения (рис. 190 и 191).
Двойной контактный провод подвешивается обычно при помощи струн
нормального типа, располагаемых в<шахматном порядке. При этом для обес-
печения равномерности износа контактных проводов расстояние между стру-
нами при шахматном креплении кон-
тактных проводов должно быть умень-
шено не менее чем в 2 раза по срав-
нению с принимаемым для одиночно-
го контактного провода. В тех слу-
чаях, когда крепление обоих кон-
тактных проводов производится в
одной точке, применяют специальные
струновые клеммы.
В случае применения косой под-
вески крепление гибких струн к кон-
тактному проводу производится при
помощи специальных струновых
клемм, снабженных рычагом, обес-
печивающим сохранение нормально-
го положения контактного провода
(рис. 181). Недостатком такого кре-
пления является возможность соскакивания кауша с рычага струновой клеммы
в случае недостаточно тщательного монтажа. Этот недостаток устранен в при-
нятой у нас конструкции крепления косых струн, при которой кауш или ушко
звеновой струны надевается на одно из колец рычага (рис. 182), укрепляемого в
нормальной струновой клемме.
При косой цепной подвеске с двойным контактным проводом крепление
проводов осуществляется способом, указанным на рис. 183.
Крепление струновых клемм на несущем тросе и контактном проводе про-
изводится при помощи болтов или специальными медными заклепками, обжатие
которых производится посредством различного вида рычажных обжимов. За-
клепки применяются двутавровые, трубчатые и полутрубчатые (рис. 184). Дву-
тавровая заклепка, показанная отдельно на рис. 185, после введения ее в стру-
новую клемму поворачивается на 90°, а затем обжимается ручным рычажным
прессом. При этом концы головок двутавровой заклепки входят в имеющиеся
на поверхности клеммы углубления, благодаря чему самопроизвольный обрат-
ный поворот заклепки становится невозможным.
Трубчатые и полутрубчатые заклепки после введения их в струновые клеммы
обжимаются специальным прессом. При этом выходящие из клеммы концы тру-
бок развальцовываются, как показано на рис. 184, и закрепляют клемму на
проводе.
Все указанные выше типы медных заклепок страдают тем недостатком,
что с течением времени под влиянием сотрясений при прохождении токоприем-
ника степень их зажатия (особенно, в клеммах, установленных на контакт-
ном проводе) уменьшается, вследствие чего возможно соскакивание клеммы с
контактного провода.
173
Применяемая у нас в настоящее время струновая клемма (рис. 186) выпол-
няется из латуни и крепится на проводах железным оцинкованным болтом.
Недостаток такого крепления — быстрая повреждаемость коррозией резьбы
болтов, значительно затрудняющая в дальнейшем снятие клеммы или подтя-
гивание болтов. Этот недостаток может быть устранен путем применения глухих
гаек, защищающих резьбу от
внешних воздействий, или пу-
тем применения болтов из устой-
чивого против коррозии ма-
териала.
На рис. 187 показана при-
менявшаяся у нас ранее желез-
ная оцинкованная струновая
клемма. Опыт эксплуатации по-
казал, что такие клеммы под-
вержены крайне интенсивной
коррозии, особенно на участках
с густым движением паровых
поездов, что повело уже к необ-
ходимости сплошной замены этих
клемм на некоторых участках.
Жесткие струны применя-
ются главным образом в ком-
паундной подвеске для креп-
ления вспомогательного провода к несущему тросу. Требуемая эла-
стичность подвески обеспечивается в этом случае наличием Fвспомогательного
провода, и применение жестких струн не вызывает поэтому ухудшения^ условий
токоснимания.
1000
Рис. 180
На рис. 188а показана жесткая струна, примененная на линии'Лаккаванна —
Делавер. Струна выполнена из бронзовой проволоки диаметром б мм прово-
174
димостью 45% и жестко крепится к верхней и нижней клеммам. Контактные
провода крепятся поочередно к вспомогательному проводу при помощи показан-
ных на рис. 188а клемм. Закрепление клемм производится медными винтами.
Благодаря плотному контакту между струной и проводами цепной подвески
при таком способе крепления струны обеспечивается надежное электрическое
соединение между проводами подвески, вследствие чего отпадает необходимость
в устройстве специальных поперечных соединений. Схема расположения струн
компаундной подвески в пролете показана на рис. 1886.
В одиночной цепной подвеске жесткие струны применяются только на стан-
ционных путях, где благодаря меньшим скоростям движения жесткость струн
не имеет столь большого значения.
На кривых при
косой компаундной
подвеске крепление
струн к вспомогатель-
ному и контактному
проводам производит-
ся в одной точке
посредством общей
струновой клеммы
(рис. 189). Эластич-
ность подвески дости-
гается в этом случае
тем, что контактный
провод имеет воз-
можность некоторого
подъема за счет пово-
рота струны относи-
тельно несущего троса. Рис. 185	Рис. 186
В некомпенсиро-
ванных подвесках с небольшой величиной промежуточного пролета между опо-
175
рами нередко применяются петлевые струны (рис. 190). Петлевая струна выпол-
няется из медной или бронзовой проволоки и наглухо закрепляется в струно-
вой клемме контактного провода. При подъеме контактного провода струна
свободно поднимается вместе с проводом независимо от несущего троса.
Петлевые струны находят широкое применение в компаундных подвесках
с компенсированными контактными проводами или с сезонной их регулировкой,
где применение какого-либо другого способа крепления контактного провода
к вспомогательному не представляется возможным. На рис. 191 изображена
петлевая струна из полосовой меди, применяемая в последнее время в компаунд-
ной подвеске французских железных дорог. Интересна конструкция струновой
клеммы, крепление которой на контактном проводе выполнено без болтов.
Недостатком петлевых струн является отсутствие электрического контакта
в месте крепления струн на несущем тросе, что при недостаточном количестве
поперечных соединений может вызвать подгорание как самих струн, так и троса
или вспомогательного провода.
§ 3.	Фиксаторы
Фиксаторы закрепляются на опорах таким образом, чтобы была обеспечена
возможность свободного подъема контактного провода в месте крепления фйкса-
тора при прохождении под ним токоприемника. В системах с компенсированным
контактным проводом крепление фиксатора должно допускать также и про-
дольные перемещения контактного провода при изменении температуры. При
этом длина фиксатора должна быть достаточно большой, чтобы при крайних
Рис. 1886
температурных режимах не появлялось больших составляющих от восприни-
маемого фиксатором усилия, направленных вдоль провода.
Точка крепления фиксатора на опоре обычно располагается несколько выше
точки крепления его к контактному проводу. При таком расположении фикса-
тора горизонтальная составляющая усилия, передаваемого от контактных про-
176
водов, раскладывается на два направления: вдоль фиксатора (по линии, соеди-
няющей точку крепления фиксатора к проводу и точку крепления его на опоре)
и по направлению струны (рис. 192а). В случае работы фиксатора на растяжение
(как показано на рис. 192а) составляющая по направлению струны направлена
вверх и разгружает струну; наоборот, при работе фиксатора на сжатие соста-
вляющая вдоль струны направлена вниз и дополнительно нагружает струну
(рис. 1926).
Рис. 1926
Рис. 192а
Поэтому в фиксаторах, работающих на сжатие, значительно повышается
жесткость подвески контактного провода, что ведет к повышенному износу про-
вода в месте крепления таких фиксаторов. Применение сжатых фиксаторов
допускают поэтому лишь на прямых участках при зигзаге, направленном от опоры,
и на кривых радиусом 2 000 м и больше, где усилие, направленное вдоль фикса-
тора, невелико.
Из тех же соображений вес фиксатора, половина которого передается на
контактный провод, должен быть по возможности меньшим. Обычно фиксаторы
изготовляются из газовых труб диаметром 3/4" или 1".
Фиксаторы должны иметь форму, обеспечивающую безопасный пропуск
токоприемника даже при повышенном против нормы давлении его на провод.
Для этого фиксаторы выполняются обычно изогнутой формы, определяемой из
наиболее неблагоприятных условий прохождения токоприемника (с учетом
подъема провода и возможного перекоса пути и токоприемника).
Способ крепления фиксаторов к контактному проводу должен допускать
возможность регулировки положения контактного провода относительно оси
пути как в процессе монтажа, так и при эксплуатации контактной сети.
На рис. 193 показан одиночный фиксатор прямого типа. Опыт первых же
лет эксплуатации показал, что фиксатор такой конструкции, обеспечивающий
нормальную работу при легком токоприемнике с давлением на провод 4 — 6 кг,
12 Контактная сеть 271/1	177
у нас при тяжелом двухлыжном пантографе вызывал частые аварии сети вслед-
ствие задевания лыжи пантографа за трубу фиксатора. Это вызвало в дальней-
шем необходимость замены прямых фиксаторов изогнутыми, в которых фикса-
торная труба удалена на большее расстояние от лыжи токоприемника, благо-
даря чему обеспечивается беспрепятственный пропуск токоприемника даже при
значительном подъеме им контактного провода.
Рис. 193
Конструкция применяемого в настоящее время у нас фиксатора с изогнутой
трубой показана на рис. 194.
Крепление фиксатора к контактному проводу производится посредством
фиксаторного держателя из ковкого чугуна (рис. 195), закрепляемого в требуе-
мом положении при помощи нажимного винта. Таким образом, при наличии неко-
торого запаса в длине фиксаторной трубы имеется возможность двухсторонней
регулировки положения контактного провода посредством передвижки держателя
по трубе фиксатора.
Рис. 195
Держатель посредством точеного валика крепится к латунной фиксирую-
щей клемме (рис. 196), закрепляемой на контактном проводе с помощью
болтов.
178
К опоре фиксаторы крепятся через изолятор. Конструкция крепления бы-
вает различной в зависимости от принятого типа изолятора. При этом нередко
изоляторы, применяемые для фиксаторов, снабжаются шапками специальной фер-
мы, облегчающими крепление трубы фиксатора к изолятору и не требующими при-
менения каких-либо промежуточных деталей. Так, например, при электри-
фикации пригородного участка Ярославской ж. д. и Сурамского перевала ири-
Рис. 196
менялся для фиксаторов спе-
циальный палочный изолятор
(рис. 158), шапки которого за-
канчивались муфтами с дюймо-
вой газовой резьбой. В одну из
муфт ввертывалась труба фикса-
тора, в другую же — специаль-
ное ушко, посредством которого
фиксатор крепился к установлен-
ному на опоре кронштейну.
В принятой у нас конструк-
ции фиксатора с применением подвесного изолятора п-4,о с серьгой крепление
к его шапке трубы фиксатора делается посредством муфты и пестика с нарез-
кой (рис. 197). Пестик имеет прилив, препятствующий вращению его в шапке
изолятора при навертывании муфты.
Рис. 197
Рис. 198
В последнее время запроектирован специальный фиксаторный изолятор П-4,5,
заканчивающийся муфтой, для непосредственного крепления трубы к шапке
изолятора (рис. 1546).
При штыревом изоляторе крепление к нему фиксатора осуществлялось
у нас посредством ушка (рис. 198). лрисоединяемогб к хомуту, укрепленному на
шейке изолятора.7
На кривых участках пути при расположении опор с внешней стороны кри-
вой вместо нормальных фиксаторов применяются фиксаторы по типу, изобра-
12* 201/1
179
женному на рис. 199. Фиксатор состоит из короткой выгнутой трубы, оттянутой
при помощи струны из троса или биметаллической проволоки диаметром б мм
к расположенному у опоры изолятору.
Применение таких фиксаторов возможно при наличии достаточного натя-
жения, воспринимаемого фиксатором. При малой величине натяжения труба
фиксатора провиснет, вследствие чего возможно задевание за нее лыжи токо-
приемника. Короткий загнутый книзу конец трубы должен располагаться вне
габарита токоприемника.
Применением таких фиксаторов достигаются значительное облегчение их
веса и улучшение поэтому условий токоснимания.
Рис. 200а
При расположении опор с внутренней стороны кривой применяются обрат-
ные фиксаторы (рис. 200а), состоящие из двух шарнирно связанных между собой
труб, одна из которых растянута, а другая сжата. Основная труба обратного
фиксатора присоединяется к опоре через нормальный фиксаторный изолятор;
другой ее конец, к которому присоединяется вторая короткая труба, под-
вешивается при помощи струны к несущему тросу. В случае недостаточной
жесткости основной трубы обратного фиксатора она укрепляется в средней части
двумя трубчатыми распорками, верхние концы которых крепятся на несущем
тросе.
Применяются два способа подвешивания обратного фиксатора. При первом
способе конец основной трубы обратного фиксатора крепится одной струной
к седлу несущего троса (как показано на рис. 200а), при втором — двумя
наклонными струнами к несущему тросу на расстоянии около 1,5 м с
каждой стороны от седла. Последний способ несколько лучше, так как в этом
случае обратный фиксатор в зимнее время немного подтягивается кверху, благо-
даря чему улучшаются условия прохода под ним пантографа.
Кроме изображенной на рис. 200а конструкции обратного фиксатора приме-
няется иногда конструкция, показанная на рис. 2006, в которой в качестве
основной трубы применяется наклонно расположенная прямая труба (на
рис. 2006 показано применение такого обратного фиксатора для крепления
180
двойного контактного провода). Главное достоинство такой конструкции в том,
что основная труба обратного фиксатора в меньшей степени подвергается попе-
речному изгибу.
Рис. 201
На переходных опорах и на воздушных стрелках, где приходится фиксиро-
вать два контактных провода, расположенные на небольшом расстоянии один
от другого, применяются двойные фикса-
торы (рис. 201). Вторая труба двойного
фиксатора крепится к шарниру второго
фиксатора, укрепленному на первой основ-
ной трубе. Шарнир второго фиксатора вы-
полняется из полосового железа, как по-
казано на рис. 201, или из ковкого чугуна
(рис. 202).
Для того чтобы оба провода распола-
гались в месте крепления к ним фиксатора
на одном уровне, на нижней трубе фикса-
тора устанавливается держатель укорочен-
ного типа.
Хотя опасность чрезмерного подъема
провода и задевания лыжи токоприемника
Рис. 202
за трубу фиксатора в месте расположения двух контактных проводов меньше,
чем при одном контактном проводе, все же и двойные фиксаторы для обеспече-
ния большей надежности работы сети делаются обычно выгнутыми.
На переходных опорах, расположенных с той же стороны пути, с которой
размещены и анкерные опоры, двойные фиксаторы нормального типа получают
181
значительные сжимающие усилия от отвода контактных проводов на анкеровку.
Для того чтобы и в этом случае избежать сжатых фиксаторов, применяют обрат-
ные двойные фиксаторы (рис. 203), которые отличаются от приведенной выше
конструкции одиночного обратного фиксатора лишь наличием второй допол-
нительной фиксаторной трубы.
Рис. 203
В качестве основных труб двойных и одиночных обратных фиксаторов
применяются газовые трубы диаметром 11/2". Для крепления этих труб к изо-
Рис. 204
Рис. 205
лятору применяются специальные переходные муфты. Крепление фиксаторных
труб к трубе обратного фиксатора производится посредством шарнира увели-
ченных по сравнению с шарниром двойного фиксатора размеров.
В случае двойного контактного провода для фиксирования проводов при-
меняются нормальные двойные фиксаторы или фиксаторы с держателями спе-
циальной конструкции, приспособленными для одновременного крепления
двух контактных проводов.
Крепление трубчатых фиксаторов на контактном проводе создает, как ука-
зывалось уже выше, неравномерную эластичность подвески контактного про-
вода, вызывающую ухудшение условий токоснимания и неравномерность износа
Рис. 206
РисЛ207 з
Стремление уменьшить жестокость подвески в местах крепления фиксаторов
к контактному проводу повело в последнее время к применению на заграничных
электрифицированных линиях ряда новых конструкций фиксаторов, в которых
указанные выше недостатки в значительной мере устранены. В конструкции, по-
казанной на рис. 204 и 205, фик-
сатор крепится к проводу по-
средством промежуточной ко-
роткой трубки, благодаря чему
подъем контактного провода не
вызывает подъема основной фик-
саторной трубы. В конструк-
циях, показанных на рис. 109 и
Рис. 208.
Рис.’ 209.
НО, фиксация контактного провода осуществляется посредством растяжки его
проволочными струнами. Крепление проволочной растяжки к контактному про-
воду показано отдельно на рис. 206. При таком креплении фиксаторов дости-
гается значительно большая эластичность подвеса контактного провода.
При компаундной подвеске на прямых участках фиксируется обычно только
вспомогательный провод. Фиксация осуществляется посредством фиксирующего
троса (рис. 207), проволочными растяжками или трубчатыми фиксаторами.
183
На рис. 208 показан способ фиксации вспомогательного провода, приме-
ненный на французских железных дорогах, с пружинным креплением тросовых
растяжек. Применение такого способа фиксации также вызвано желанием по-
высить эластичность подвеса контактного провода.
На рис. 209 показан способ фиксации вспомогательного провода двумя
трубчатыми фиксаторами, примененный на Пенсильванской ж. д. нри располо-
жении подвески на опорах с гибкой поперечиной без нижнего фиксирующего
троса. Такой способ фиксации даже и при компаундной подвеске может быть
допущен только на станционных путях, где вследствие меньших скоростей
эластичность подвески йе имеет столь большого значения, как на перегонах.
При одиночной цепной подвеске такое крепление фиксаторов к контактному
проводу создало бы недопустимую жесткость подвеса контактного провода и
повело бы к нарушению нормального токоснимания.
§ 4.	Детали стыкования и анкеровки проводов
Длины поступающих на монтаж проводов не всегда соответствуют длинам
анкерных участков. Это вызывает необходимость стыкования (сращивания)
проводов.
Прочность стыка проводов должна незначительно отличаться от прочности
целого провода. Обычно считают стык достаточно хорошим, если прочность его
составляет не менее 90% от прочности целого .провода. Для этого провод в местах
соединения не должен сильно ослабляться при заделке стыковой клеммы, и
сама клемма должна обладать достаточной прочностью. Переходное сопроти-
вление стыка должно быть по возможности меньшим.
Для стыкования медных, бронзовых и алюминиевых многожильных про-
водов применяются трубчатые соединители (овальные трубки) (рис. 210).
Рис. 210
Для стыкования алюминиевых проводов применяются трубки из алюминия,
для всех прочих — из красной меди. Размеры трубок должны точно соответ-
ствовать сечению соединяемых проводов. Трубчатые соединители для различных
сечений провода приведены на рис. 211.
Рис. 211
После введения в трубку концов соединяемых проводов на трубке особыми
клещами (рис. 212) делаются обжатия, располагаемые в шахматном порядке
184
и на определенном расстоянии одна от другой по обеим сторонам трубки. Места;
обжатий обычно бывают намечены на трубке рисками. .После заделки трубки
расположенные в ней провода принимают волнообразную форму и оказываются
плотно прижатыми как к
стенкам трубки, так и друг
к другу.
Выполненный таким
способом стык обладает
удовлетворительными каче-
ствами как в механичес-
ком, так и в электричес-
ком отношении. Механичес-
кая прочность стыка дос-
тигает 90% прочности пце-
лого провода, электричес-
кое же сопротивление ока-
зывается даже меньше, чем-
сопротивление куска про-
вода той же длины. Соеди-
нение медных и алюминие-
вых проводов производится
при помощи одной трубки,
и лишь при соединении
тросов высокой прочности
ставят две трубки подряд.
Необходимо отметить, что
прочность соединения за-
висит от тщательности за-
делки трубки, причем как
пережатие, так и недожатое
трубки сказываются на по-
Рис. 212
нижении прочности стыка.
Вместо трубчатых соединителей для стыкования проводов могут быть при-
менены плашечные или байдратные зажимы, при установке которых в соот-
ветствующем количестве также может быть достигнута требуемая прочность
стыка. Такое соединение стоит, однако, значительно дороже соединения труб-
в редких случаях.
Для соединения стальных тросов при-
меняются различного вида клыковые
клеммы, крепление которыми показано на
рис. 213. Для обеспечения требуемой проч-
ности стыка одной клыковой клеммы не-
достаточно, и приходится ставить^ подряд
три-четыре клеммы.
ками и потому применяется лишь
^-Зд—
Рис. 213
Рис. 214 ’
Вместо клыковых клемм у нас для соединения стальных тросов применяется
стыковая клемма (рис. 214). Для обеспечения требуемой прочности стыка необ-
ходима установка последовательно двух таких клемм.
185
Для сращивания стале-алюминиевых проводов, а также иногда медных и
алюминиевых проводов , больших сечений применяются соединения по способу
"Мафраля и опрессовкой. Сращивание проводов по этим способам производится
посредством трубки, точно соответствующей по своим размерам сечению соеди-
няемых проводов. В эту трубку с обоих ее концов вводятся концы стыкуемых
проводов, после чего трубка протягивается на специальном станке (при соеди-
нении по способу Мафраля) или обжимается при помощи гидравлического
пресса (при соединении методом опрессовки). При стыковании стале-алюминие-
’вых провэдов сначала при помощи отдельной стальной трубки сращиваются
.внутренние стальные жилы проводов, после чего производится обжатие на-
ружной алюминиевой трубки.
Эти способы стыкования дают наиболее совершенное соединение проводов,
•однако, они более сложны в монтаже и требуют по сравнению с другими спо-
собами значительно большего времени и применения специальных довольно
громоздких приспособлений. В контактной сети у нас, в СССР, эти способы не
применялись. Более подробное описание их можно найти в руководствах по
.монтажу высоковольтных линий электропередачи.
При стыковании контактных проводов помимо механической прочности
стыка и надежности электрического его контакта требуется обеспечение беспре-
пятственного прохода токоприемника. При этом для обеспечения безискрового
токоснимания вес стыковой клеммы должен быть по возможности наименьшим.
Рис. 215
Стыковая клемма для контактных проводов, применяемая в настоящее
-время в СССР, изображена на рис. 215. Она состоит из двух частей, стянутых
четырьмя болтами и захватывающих концы соединяемых контактных проводов,
которые до закладывания их в клемму загибаются соответствующим образом.
Загиб проводов производится в двух плоскостях и должен делаться по шабло-
нам. Стыковая клемма подвешивается к несущему тросу при помощи струны,
крепление которой производится к ушкам, имеющимся для этой цели на клемме.
Существенные недостатки этой клеммы заключаются в значительном ее весе,
являющемся причиной искрения при проходе по клемме токоприемника, и в слож-
ности ее монтажа вследствие необходимости точной подгонки формы загиба
концов проводов к форме каналов для них в клемме.
Иного типа стыковая клемма показана на рис. 216. В этой клемме кон-
тактные провода закрепляются с помощью клиньев, причем переход токоприем-
ника с одного провода на другой происходит непосредственно по самой клемме.
Достоинством такой клеммы является сравнительная простота ее монтажа.
Однако и эта клемма имеет значительный вес.
Устройство анкеровки медных и алюминиевых многожильных проводов
показано на рис. 217.^Провод анкеруется посредством штанги с пестиком, кото-
186
рая крепится к установленному на опоре уголку через шаровую шайбу (рис. 218).
Шаровая шайба дает возможность штанге занять наклонное положение соот-
ветственно углу наклона провода в месте анкеровки.
Рис. 216
Усиливающие провода анкеруются нередко по два на один изолятор. В таких
случаях между изолятором и заанкерованными на него концами провода вклю-
чается коромысло (рис. 219), обеспечивающее сохранение равенства натяжений
в обеих ветвях усиливающих проводов.
Концевая заделка медных и алюминиевых' многожильных проводов произ-
водится при помощи кауша и трубчатого соединителя. Кауши бывают вилочные
и простые. Вилочные кауши (рис. 220) применяются для медных и алюминиевых
проводов сечением от 70 мм2 и выше. Для проводов меньших сечений, а также
для стальных тросов применяются простые кауши (рис. 221).
Заделка конца многожильного провода при кауше может быть произведена
также при помощи оплетки. Для этого конец провода пропускается через кауш
и укладывается рядом с основным проводом, после чего от него отплетают одну
из наружных жил, которой оплетают основной провод вместе с прижатым к нему
концом провода. После окончания оплетки первой жилой от конца провода
отплетают вторую жилу, которой таким же образом производят оплетку проводов.
Витки второй жилы располагают вплотную к виткам первой жилы, захватывая
при этом небольшой свободный ее конец, чтобы исключить возможность рас-
плетания. Прочность заделки провода при таком способе почти достигает проч-
ности целого провода. Основным недостатком такого способа заделки является
значительное время, требующееся на заплетку провода.
187
Концевая заделка стального троса может выполняться при помощи кауша
и клыковых или стыковых клемм (рис. 213 и 214) или при помощи клиновой
клеммы (рис. 222 и 223). Клиновая клемма применяется также для концевой
заделки контактных проводов.
Рис. 219
Рис. 220
Рис. 222
При заделке провода или троса в клиновую клемму конец его пропускается
через клемму, загибается посредством выгибного станка (рис. 224) и затем вместе
с вставленным в загиб провода клином вгоняется в клемму. Заделка получается ,
достаточно надежной при условии, что клин соответствует сечению заделывае-
мого провода и не заедает в клемме.
188
снабжена насечками, расположенными по
Из числа других способов концевой заделки многожильных проводов сле-
дует отметить заделку посредством конусной клеммы (рис. 225).
Закрепление провода в этой клемме производится при помощи конуса,
внутренняя поверхность которого
винтовой линии. При заделке
провода в клемму конец про-
вода пропускается через клемму,
после чего на него наворачи-
вают конус. Затем конец .про-
вода с надетым на него кону-
сом втягивают в клемму, чем и
заканчивается процесс заделки
провода в клемму.
Благодаря, имеющимся на
конусе продольным прорезам ко-
нус при втягивании его в клемму
обжимает пропущенный через
него провод и не дает ему
выскользнуть из клеммы. Для того чтобы заделка провода была вполне на-
дежной, поверхность конуса должна точно соответствовать внутренней поверх-
ности клеммы, а диаметр сквозного отверстия конуса должен соответствовать
сечению провода. Основным достоинством конусной клеммы является быстрота
заделки в него провода.
Жесткая анкеровка контактного провода выполняется по тому же типу,
как изображенная на рис. 222.
При полукомпенсированной подвеске анкеровка контактного провода про-
изводится на компенсатор. При компенсированной подвеске на компенсатор
Рис. 224
анкеруется и несущий трос, причем обычно трос и контактный провод анкеруются
на один общий компенсатор. Наибольшее распространение в практике желез-
ных дорог получили грузовые компенсаторы.
Грузовой компенсатор применяемого у нас типа, (рис. 226) состоит из цепи
или стального троса, пропущенного через два ролика, один из которых (непо-
движный) крепится посредством треугольника и штанги к уголку или хомуту,
установленному на опоре. Второй ролик (подвижной) посредством серьги и изо-
лятора присоединяется к анкеруемому концу контактного провода. Один конец
цепи или троса компенсатора закрепляется к треугольнику анкерной штанги,
другой присоединяется к штанге с чугунными или бетонными грузами.
В последнее время между подвижным роликом и изолятором помещают
штангу длиной около 1 м. Это дает возможность осматривать и смазывать ролики
компенсатора, не снимая напряжение с контактной сети.	х
Ролики первоначально делались со скользящими подшипниками'. Компен-
саторы с такими роликами имеют значительное трение, вследствие чего натяже-
ние провода не остается постоянным, а изменяется в значительных преде-
189
Рис. 225
190

— 92 -
Рис. 227
лах. Ввиду этого в последнее время в СССР применяются ролики на шариковых?
подшипниках (рис. 227), значительно улучшающих работу компенсатора.
На металлических опорах грузы размещаются обычно внутри опоры. Для
предохранения груза от раскачивания под действием ветра устанавливаются-
специальные ограничители. Устройство такого ограничителя на металлической
опоре показано на рис. 228 и на деревянной — на рис. 226.
В случае анкеровки на анкерный мостик цепь компенсатора по направляю-
щим роликам отводится в
сторону к одной из ног
мостика, внутри которой
размещается груз компен-
сатора. При такой схеме
анкеровки в компенсаторе
добавляется один лишний
ролик, который служит
для изменения направле-
ния цепи компенсатора.
Компенсированная ан-
керовка двойного контакт-
ного провода может быть !
произведена на два отдель-
ных компенсатора или на
один общий компенсатор.
В последнем случае для
уменьшения веса грузов
может применяться ком-
пенсатор с тремя блоками
с передачей 1 : 4. Такой
компенсатор имеет вдвое
большую по сравнению с
компенсатором, имеющим два блока, величину перемещения грузов при одина-
ковых изменениях температуры.
В последнее время на заграничных железных дорогах получили широкое
распространение компенсаторы, построенные на принципе ворота. Такой ком-
пенсатор с передачей 1 : 3, примененный на датских железных дорогах, пока-
зан на рис. 229а и с передачей 1 : 5, примененный на бельгийских железных.
дорогах,— на рис. 2296. Основной особенностью такого компенсатора является'
наличие устройства, задерживающего грузы от падения при обрыве контактных
проводов. В конструкции, изображенной на рис. 229а, для этой цели на ребор-
дах большего блока наварен ряд выступов, которые при нормальной работе
компенсатора не препятствуют его вращению. При обрыве контактного провода
191
блок под действием грузов несколько опускается, вследствие чего выступы на ре-
бордах блока задевают за уголок и препятствуют вращению блока. В конструк-
ции, изображенной на рис. 2296, для торможений компенсатора при обрыве прово-
дов служит укрепленная на опоре вилка, в которой заклинивается блок компенса-
тор i при его опускании. Наличие задерживающего грузы устройства значительно
уменьшает размеры повреждения сети при обрыве контактного провода.
Кроме компенсаторов, разобранных выше, на заграничных дорогах при-
меняются также компенсаторы рычажного типа.
На рис. 230 изображена последняя конструкция такого компенсатора с анке-
ровкой на него как контактного провода, так и несущего троса. Он состоит из\
поддерживающего устройства, укрепленного на опоре с помощью оттяжки, и
из рычага, имеющего вид прямоугольного треугольника, вращающегося вокруг
вершины прямого угла. К одному из острых углов треугольника анкеруются
через коромысло несущий трос и контактный провод, к другому подвешивается
груз. Коромысло позволяет получить требуемое соотношение между натяже-
яиями несущего троса и контактного провода. Для того чтобы ограничить вели-
чину провисания несущего троса при сильных гололедных нагрузках, приме-
нена дополнительная штанга, прикрепленная к верхнему концу коромысла,
прекращающая в определенный момент компенсацию несущего троса.
Для защиты анкерных изоляторов от разрушения при возникновении в
сети грозовых перенапряжений на анкерных или на ближайших от них опо-
рах устанавливаются роговые разрядники (рис. 231). Роговые разрядники
устанавливаются на вершине опоры или на специальной консоли. Один рог
разрядника, укрепленный на изоляторе, присоединяется к контактной сети
и второй — к включенным в обратную цепь рельсам. Для предупреждения
возможности переброса на заземленные части конструкции дуги, возникаю-
щей при срабатывании разрядника, иногда применяют разрядники, оба рога
которых установлены на изоляторах.
Как указывалось выше, при полукомпенсированной цепной подвеске кон-
тактный провод в середине анкерного участка анкеруется к несущему тросу.
Общий вид средней анкеровки показан на рис. 232.
Средняя анкеровка выполняется многожильным медным или бронзовым
проводом или стальным тросом. Требуемая величина сечения определяется
с таким расчетом, чтобы в случае обрыва контактного провода средняя анкеровка
J 92
выдерживала полное одностороннее натяжение компенсатора. Этим же усло-
виям должны удовлетворять крепления ветвей средней анкеровки на несущем
тросе и контактном проводе.
Закрепление ветвей средней анкеровки на несущем тросе производится при
помощи клыковых клемм (при стальном тросе) или плашечных зажимов (при
медном или бронзовом несущем тросе). Для крепления средней анкеровки к кон-
тактному проводу применяются специальные клеммы (рис. 232).
Рис. 232
Для обеспечения нормальных условий работы средней анкеровки тангенс
угла, составляемого ветвью средней анкеровки с направлением контактного
провода, должен быть не более Vio Vh* В соответствии с этим требованием
длина ветвей средней анкеровки на различных пролетах получается разной
в зависимости от расстояния между несущим тросом и контактным проводом
в середине пролета.
§ 5.	Схемы сопряжения анкерных участков
Схема сопряжения анкерных участков на прямом участке для полукомпенсиро-
ванной подвески показана на рис. 233. Для большей ясности масштабы не
выдержаны; в плане условно снят несущий трос и на анкерных ветвях
условно показаны простые (а нескользящие) струны. Отвод провода от
13 Контактная сеть 302/1
193
оси пути к анкерной опоре производится у смежной с шей так называемой
переходной опоры. От промежуточной эта опора отличается тем, что на ней
подвешены две цепные подвески и применен двойной фиксатор для крепления
контактных проводов обеих цепных подвесок. Двойной фиксатор, дающий раз-
дельное крепление проводов, необходим потому, что при изменении температуры
контактные провода под действием компенсатора будут у переходной опоры
перемещаться в противоположные стороны. При средней температуре фиксаторы
будут находиться в одной вертикальной плоскости, при крайних же темпера-
турах (максимальной и минимальной) они будут расходиться в противополож-
ные стороны,^
194
Применение на переходной опоре обратного фиксатора объясняется тем,
что здесь неуравновешенные составляющие в контактном проводе направлены
к опоре и, следовательно, стремятся сжать фиксатор. Применение же сжатых
фиксаторов ведет к ухудшению токоснимания.
В приведенных рисунках на анкерных опорах контактный провод имеет
зигзаг 250 — 300 мм (нормальный для прямого участка, первая цифра отно-
сится к последним проектам). Провод выносится от оси пути в сторону, противо-
положную опоре, с тем, чтобы на переходной опоре он получил вынос в сторону
к опоре. Пересечение контактных проводов выполняется на расстоянии около
250 — 300 мм от оси пути. Такая конструкция обеспечивает плавный переход
лыжи токоприемника с одного контактного провода на другой. Это пересечение
располагается таким образом, чтобы оно лежало перед переходной опорой (по
ходу поезда), что облегчает подхватывание лыжей токоприемника анкеро-
вочной ветви следующего анкерного участка.
В местах пересечения контактные провода связываются между собой таким
образом, чтобы, сохраняя независимость друг от друга при продольном движении,
они имели одинаковое перемещение в вертикальном направлении (рис. 234).
Как видно из приведенного рисунка, в месте пересечения контактных про-
водов устанавливается ограничительная трубка, укрепленная на нижнем проводе
при помощи фиксирующих клемм.
Рис. 234
Контактные провода в месте соприкосновения защищаются от истирания
полугильзой (верхний провод) и предохранительной накладкой, покрывающей
верхнюю часть нижнего провода, йак это показано на рис. 234„
При проходе токоприемника провод приподнимается, поэтому во избежание
зацепления токоприемником анкеровочной ветви последняя при отводе на анке-
ровку получает некоторое увеличение высоты. На схемах видно, что контактный
провод на анкерной опоре приподнят на 500 мм. Кроме того, в том месте, где
осуществляется подхватывание второго провода анкерной ветви, он приподни-
мается не менее чем на 200 мм по отношению к переводу рабочей ветви. Рас-
положение этой точки, в которой происходит подхватывание провода, опреде-
ляется величиной угла отхода провода в плане и шириной лыжи токоприемника.
Электрическое соединение контактных проводов двух соседних анкерных
участков осуществляется при помощи соединения гибким кабелем.
На анкерных опорах обычно анкеруются и усиливающие провода. Таким
образом, в промежутке между анкерными опорами, т. е. на протяжении двух
пролетов, часть или все усиливающие провода отсутствуют. Восполнение
недостающего сечения получается здесь за счет использования ветвей контакт-
ных проводов и тросов, отводимых на анкеровку и соединяемых с усиливаю-
щими проводами, как показано на рис. 234.
Если проводимость анкеруемых усиливающих проводов равна проводимости
контактного провода и несущего троса, то между анкерными опорами усиливаю-
щих проводов не будет. Если же проводимость усиливающих проводов превы-
шает проводимость контактного провода и несущего троса, то усиливающие
провода сечением, восполняющим необходимую проводимость, не анкеруются
на анкерной опоре, а проводятся дальше, как это показано на схеме.
13* 302/1
195
Если в первый период подвешиваются не все усиливающие провода, а только
часть, то подвешивание идет в том порядке, как это указано номерами усили-
вающих проводов.
В некоторых случаях примыкание анкерных участков производится без
пересечения проводов. На рис. 235 показана такая система двухпролетной анке-
ровки (при помощи так называемого открытого креста). Такое название система
получила потому, что на переходной опоре контактные провода не имеют пере-
сечения.
Недостатком открытого креста, т. е. отсутствия пересечения контактных
проводов в месте перехода токоприемника с одной подвески на другую, является
то, что токоприемник, проходя по контактному проводу первой подвески и при-
поднимая его, не приподнимает контактный провод второй подвески. Вследствие
этого возможен наезд конца лыжи токоприемника на контактные провода при-
мыкающей подвески, что в дальнейшем дает обрыв струн, сбитое фиксаторов
и т. д. По этой причине система открытого креста в нашей практике больше
не применяется.
Сопряжение анкерных участков на кривом участке показано на рис. 236.
Здесь, как и на прямой, показаны две группы усиливающих проводов: одна из
них проходит, минуя анкерные и переходные опоры, а другая анкеруется на
анкерных опорах. В средних двух пролетах одна из групп усиливающих про-
водов отсутствует, и проводимость контактной сети восполняется сечением
ветвей цепной подвески, отходящих на анкеровку.
Наибольший вынос контактных проводов (зигзаг) от оси пути в сторону
к опоре принят на промежуточных опорах величиной 400 мм и на переходных —
400 — 450 мм (вторая цифра относится к последним проектам).
Следует помнить, что на кривых участках ось пантографа не находится
в одной вертикальной плоскости с осью пути, так как имеется возвышение на-
ружного рельса; вследствие этого на чертеже указывается положение кон-
тактных проводов не относительно оси пути, а относительно траектории оси
токоприемника. Как и при анкеровке на прямой, здесь предусматривается
электрическое соединение цепных подвесок у переходной опоры и соединение
усиливающих проводов с анкеруемыми ветвями. Здесь, как и для прямого
участка, схема составлена для правопутного движения, поэтому у нижнего
пути пересечение проводов выполняется левее, а у верхнего — правее пере-
ходных опор.
Разобранная нами схема применяется на кривых участках с радиусом более
1 000 м. В случае же расположения сопряжения на участках с меньшим радиусом
196

провода у переходной опоры получают очень большой излом, что неблагоприятно
отражается на токоснимании.
Во избежание этого в последнее время схему в таких случаях видоизме-
няют, придавая ей вид, представленный на рис. 237. Как видно из этого рисун-
ка, здесь ветви провода, отходящие к анкерным опорам, у переходных опор
приподняты на 500 мм, т. е. являются уже нерабочими. Переход же с провода
одного анкерного участка на провод другого осуществляется в середине пролета
между переходными опорами.
На приведенном рисунке из экономии места мы даем лишь схему в плане.
Для того чтобы получить суждение о повышении контактного провода, приве-
дены высоты отдельных точек от головки рельса.
Отличие этой схемы от приведенных выше заключается еще и в том, что
здесь показано только два усиливающих провода, которые по проводимости
могут быть заменены анкеровочными ветвями.
На наших дорогах при применении цепной подвески с двумя контактными
проводами схемы сопряжения имеют тот же вид, т. е. анкеровка обоих
Рис. 238
контактных проводов выполняется на одной и той же опоре. Однако возможно
и другое решение вопроса. На рис. 238 показана для примера схема сопряже-
ния цепных подвесок с двойным контактным проводом, выполненная по дру-
гой схеме. Здесь контактные провода на опорах анкеруются поочередно;
таким образом, токоприемник у анкерных опор идет по одному проводу. Пере-
ходной в данном случае опора является лишь для несущих тросов, так как она
воспринимает усилие от излома только несущих тросов. Анкеровка самих кон-
тактных проводов производится без отвода на анкерную опору. Для этого
на кронштейне закрепляются ролики, которые дают возможность осуществить
натяжение контактных проводов (через вторые ролики) при помощи грузов,
подвешенных на опоре. На верхней схеме показано выполнение электриче-
ского соединения, а также расположение струн.
Пример схемы сопряжения анкерных участков при компенсированной
системе представлен на рис. 239. Для двухпутного участка при такой схеме
в середине несущего пролета располагаются специальные опоры для анкеровки,
так как анкеровка при компенсированной системе выполняется обычно в сере-
дине пролета подвески, т. е. в том месте, где расстояние между несущим тросом
и контактным проводом имеет наименьшую величину.
При сопряжении цепных подвесок на двухпутном участке вместо обрат-
ных фиксаторов у переходных опор ранее применяли фиксирование контактных
проводов при помощи фиксаторов (работающих также на растяжение), укреп-
198
ленных на специальном
фиксирующем тросе, на-
тянутом между опорами
(рис. 240). В середину
этого фиксирующего троса
включали изолятор для
электрического разделения
проводов отдельных путей.
Во избежание больших
стрел провеса этого фикси-
рующего троса он подве-
шивался на косых струнах
к продольно-несущим тро-
сам цепной подвески.
Существенным недос-
татком такой конструкции
является механическая
связь подвесок обоих пу-
тей, так как при выходе из
работы одного пути (по ка-
ким-либо причинам свя-
занным с повреждением
подвески) может выйти из
работы и другой путь. Кро-
ме того, чтобы избежать
больших стрел провеса фик-
сирующего троса, прихо-
дится давать ему большое
начальное натяжение (при
монтаже); последнее резко
увеличивается при пони-
жении температуры, и
опоры получают большую
нагрузку.
При необходимости
разделить сеть механиче-
ски и электрически прибе-
гают к устройству так
называемого сопряжения
анкерных участков с воз-
душным промежутком.
Нормальная схема такого
воздушного промежутка,
применяемого на дорогах
СССР, показана на рис.
241.
Здесь, так же как и
в предыдущих схемах, да-
ны для зигзагов и подъе-
мов провода в ряде случаев
две цифры. Первые отно-
сятся к новым проектам,
а вторые к выполненным
устройствам и могут встре-
титься на ряде электрифи-
цированных участков до-
рог СССР.
199
Рис. 240
В том случае, если в системе контактной сети имеются и усиливающие
провода, они должны быть секционированы в том же месте участка, что и
цепная подвеска. Как и выше (при простом сопряжении анкерных участков),
здесь показаны две группы усиливающих проводов, причем первая группа
анкеруется на крайней анкерной опоре, а дальше ее проводимость (на сле-
дующих двух пролетах) заменяется проводимостью анкеруемых ветвей цеп-
ной подвески. Соединение этих усиливающих проводов с анкеруемыми
ветвями выполняется при помощи специального «обвода» а (рис. 241).
Рассматриваемая схема может иметь место и на перегонах, между
станциями, но чаще всего ее можно встретить при отделении контактной
сети перегона от станции (в соответствии с этим на рис. 241 отмечено
относительное расположение станций и перегонов). В этом случае вторая
группа усиливающих проводов анкеруется на переходной опоре, лежащей
ближе к станции.
Вся схема размещается в трех пролетах, причем изоляция одной части цеп-
ной подвески от другой осуществляется в среднем пролете, где для этой цели
подвески раздвигаются на400лш
друг от друга. Этому сред-
нему пролету обычно дают мень-
шую величину в сравнении с
нормальным пролетом. Объяс-
няется это тем, что при про-
верке на ветровое отклонение
учитывается то, что и в состоя-
нии покоя контактные провода
имели сдвиг относительно оси
пути. Анкеровка самих ветвей
производится на высоте, пре-
вышающей на 500 мм нормаль-
ную высоту проводов цепной
подвески. Фиксирование кон-
тактных проводов на переход-
ных опорах выполняется в этом
случае без обратных фиксато-
ров. Такое упрощение воз-
нерабочая ветвь контактного провода,
токоснимания при работе фиксатора на
рабочего контактного провода произ-
работающим на растяжение, а в дру-
незначительным усилием, которое
можно потому, что излом получает
а, следовательно, опасаться плохого
сжатие не приходится. Фиксирование
водится в одном случае фиксатором,
гом — сжатым фиксатором, сжимаемым
определяется зигзагом контактного провода, что вполне допустимо. На пере-
ходных опорах схематически показаны секционные разъединители, служа-
щие для электрического соединения цепной подвески перегона и цепной под-
вески станции и соединения подвесок обоих путей (нормально этот разъедини-
тель разомкнут).
На приведенной схеме фиксаторы обоих контактных проводов крепятся
при помощи одного и того же изолятора к общему кронштейну. При таком
способе расположения фиксаторов приходится в контактные провода вклю-
чать изоляторы б (рис. 241). По этой же причине включаются и изоляторы в
несущий трос этой же подвески. В том случае, если фиксаторы крепятся на
отдельных изоляторах, изолятор в контактный провод не включается (рис. 242).
В зависимости от положения продольных разъединителей (замкнуты они
или разомкнуты) сеть станции и перегона (или просто смежные части подвески
перегонов, если эта схема расположена не у станции) может быть соединена
или разъединена. Точно так же положение поперечного разъединителя опреде-
ляет раздельное или параллельное соединение путей. Положение этих разъеди-
нителей при нормальной работе определяется выбранной схемой секциониро-
вания сети.
200
На рис. 243 представлена конструкция воздушного промежутка, выполнен-
ная на анкерных мостиках. Разница по сравнению с предыдущей системой за-
ключается в том, что здесь сопряжение располагается в одном пролете.
Общий вид такого воздушного промежутка, осуществленного при помощи
анкеровки на мостиках на прямом пути, показан на рис. 244.
Схема сопряжения анкерных пролетов с воздушным промежутком на кри-
вом участке пути имеет вид, приведенный на рис. 245. Как и на схеме, при-
веденной для прямого участка пути, слева на схеме предполагается перегон,
справа — станция. Вынос провода у опор в той части, где он является рабочим,,
равен 400 мм, в нерабочей же части этот вынос равен 800 мм.
201.
Общий вид воздушного промежутка с анкеровкой проводов на мостиках
на кривом участке приведен на рис. 246.
Следует отметить, что все рассмотренные схемы секционного разъединения
дают электрическое разделение только при отсутствии токоприемника на про-
лете, где осуществлен «воздушный промежуток».
Рис. 242
При прохождении же токоприемником этого пролета соединение разобщен-
ных частей сети восстанавливается посредством лыжи токоприемника, соеди-
няющейся одновременно с контактными проводами обоих участков сети.
В ряде случаев такое секционное разъединение может оказаться неприем-
лемым, например, когда участки, лежащие по ту и другую стороны от этого сек-
202
ционного разъединения, имеют различное напряжение или питаются от различ-
ных фаз трехфазной сети (что может иметь место на дорогах переменного тока).
В таких случаях применяют секционные разъединения с нейтральной вставкой,
что желательно в ряде случаев и на дорогах постоянного тока, работающих на
одном напряжении по всей длине участка, когда такое разъединение располо-
жено на участке между двумя подстанциями и подстанции работают раздельно,
т. е. рассматриваемое секционное разъединение осуществляет раздел сети между
Рис. 246
подстанциями, так как .проход токоприемника в таких местах сопровождается
нередко искрением и подгоранием провода. Это явление объясняется тем, что
поезд, потреблявший определенный ток от одной из подстанций, переходит на
питание от другой подстанции, и в это же время старая цепь разрывается.
Кроме того, при наезде токоприемника на воздушный промежуток через лыжу
пойдет уравнительный ток. Следовательно, на какой-то короткий промежуток
времени подстанции будут работать параллельно. После того же, когда токо-
приемник оторвется от одного из проводов, должен разорваться и этот уравни-
тельный ток. Разрыв тока в таких случаях будет сопровождаться образованием
вольтовой дуги.
В том случае, если лыжа токоприемника соединит между собой участок,
находящийся под напряжением, и участок заземленный, то между токоприем-
ником и проводом (с которого токоприемник будет сходить) будет разрываться
ток короткого замыкания, если он не будет разорван установленным для этой
цели автоматическим выключателем. При применении секционного разъеди-
нения с нейтральной вставкой такие явления не могут иметь места.
Секционное разъединение с нейтральной вставкой в принципе представляет
собой два последовательно соединенных воздушных промежутка, и переход
токоприемника с контактного провода одного участка на провод другого осуще-
ствляется при помощи перехода на нейтральный провод, который может быть
отсоединен как от той, так и от другой стороны сети.
203
На рис. 247 и 248 представлены два варианта такого секционного разъеди-
нения с нейтральной вставкой. При первом из них одновременно достигается и
механическое разделение проводов сети, при втором достигается только электри-
ческое разделение. В схеме, изображенной на рис. 248, электрическое ! разде-
ление между сопрягаемыми участками сети достигается тем, что контактный
провод у средней опоры приподнимают так, чтобы его не мог касаться токо-
приемник, и вставляют в него и в трос изоляторы. В остальном представленные
схемы очень сходны с разобранными выше и потому не нуждаются в более де-
тальном описании. На переходных опорах в той и другой схемах предусматри-
ваются два разъединителя, при помощи которых можно соединить между собой
разобщенные части сети или, замыкая один из них, сводить рассматриваемую
схему к схеме с обычным воздушным промежутком.
Следует отметить, что разъединение с нейтральной вставкой может быть
выполнено и большей длины путем удлинения нейтральной вставки (рис. 249).
Точно так же нейтральная вставка может быть устроена и при помощи анке-
ровок проводов на мостиках, что особенно удобно при перекрытии ряда путей
(рис. 250).	'
204
Рис. 248
Разъединитель
Нейтральная вставка
Рис. 249
Нейтральная вставка
/
Рис. 250
205
Общий вид такого устройства, выполненного на одной из наших дорог, по-
казан на рис. 251.
Расстояние между воздушными^промежутками, образующими нейтральную
вставку, выбирают таким образом, чтобы была исключена возможность соеди-
нения секций, разобщенных друг от друга нейтральной вставкой.
Рис. 251
При этом следует иметь в виду, что при проходе воздушного промежутка
токоприемник переходит с одного провода на другой не в одной точке, а на части
длины нейтральной вставки, колеблющейся в зависимости от давления токоприем-
ника, его массы, веса контактных проводов, их натяжений и разности высот от
Vs Д° Vs Длины пролета воздушного промежутка.
Перед выбором длины нейтральной вставки необходимо установить воз-
можные расстояния между токоприемниками одного поезда и затем уже выби-
рать длину нейтральной вставки таким образом, чтобы была исключена возмож-
ность соединения смежных участков одновременно двумя токоприемниками,
т. е. должно быть исключено положение, при котором один токоприемник соеди-
нит левый участок с нейтральной вставкой, а другой — эту нейтральную вставку
соединит с правой частью сети.
§ 6.	Питательные соединения и клеммы
Питательные соединения служат для обеспечения надежного электриче-
ского контакта между отдельными проводами или участками контактной под-
вески. В зависимости от своего назначения и места установки питательные со-
единения бывают крестовые, поперечные и обводные (обводы).
Питательные соединения, присоединяемые к рабочим участкам контакт-
ного провода, для обеспечения требуемой эластичности подвеса контактного про-
вода выполняются из медного гибкого провода сечением 95 мм2.
В тех случаях, когда питательное соединение не присоединяется к рабочей
части контактного провода, оно может выполняться из нормального много-
жильного медного (или алюминиевого) провода.
Для обеспечения надежности контакта с соединяемыми проводами подвески
питательные соединения не должны нести механической нагрузки.
20б
Рис. 252
Крестовые соединения (рис. 252) устанавливаются на крестах и воздушных
стрелках и служат для надежного электрического соединения пересекающихся
в этих местах проводов смежных анкерных участков цепной подвески. Провод
крестового соединения при помощи специальных,клемм присоединяется к обоим
контактным проводам и несущим тросам пересекаю-
щихся участков цепной подвески. При показанном
на рис. 252 устройстве оба контактных провода
сохраняют возможность независимых продольных
перемещений при изменениях температуры, что
особенно важно ввиду близкого расположения ком-
пенсаторов. В местах присоединения к контакт-
ному проводу питательный провод для обеспечения
большей эластичности подвески снабжается одним
или двумя спиральными витками. Нередко для
большей надежности контакта крестовые соеди-
нения делаются двойными.
Поперечные соединения (рис. 253) служат для
связи в одно целое параллельно идущих проводов
подвески (контактного провода, несущего троса и
усиливающих проводов). На станциях поперечные
соединения связывают между собой провода отдель-
ных станционных путей, входящие в одну общую
секцию. Если усиливающих проводов нет, поперечные соединения устанавли-
ваются между несущим тросом и контактным проводом.
Рис. 253
Поперечные соединения располагаются на расстоянии от 100 до 300 м одно
от другого в зависимости от имеющегося соотношения между сечениями цепной
подвески и усиливающих проводов. Более частое размещение поперечных со-
единений требуется в тех местах, где с контактного провода снимаются большие
токи, — на подъемах'и в местах трогания.
207
В тех случаях, когда надежное электрическое соединение между проводами
контактной подвески обеспечивается струнами, например в американской ком-
паундной подвеске при жестких струнах и при отсутствии усиливающих про-
водов, поперечные соединения не применяются.
Обходные соединения (обводы) устанавливаются в местах анкеровки уси-
ливающих проводов (рис. 254) и в местах прохода подвески под искусственными
сооружениями для соединения заанкерованных с обеих сторон искусственного
сооружения несущих тросов и усиливающих проводов. Благодаря устройству
обводов в местах анкеровки усиливающих проводов используется проводимость
анкеровочных ветвей цепной подвески.
Крестовые, поперечные и обходные соединения присоединяются к проводам
контактной подвески посредством питательных клемм. От качества монтажа
питательных клемм в значительной степени зависит безаварийная работа контакт-
ной сети, так как нарушение контакта в клемме может повести к перегреву
провода, что может вызвать его обрыв.
Рис. 255
Величина переходного (контактного) сопротивления зависит от материала
контактов, от величины и характера контактных поверхностей и от величины
контактного давления. Для обеспечения надежной работы питательных клемм
величина контактной поверхности должна быть не менее 8-кратной для медных
проводов и не менее 12-кратной для алюминиевых по отношению к площади
поперечного сечения провода. Величина контактного давления в клемме при-
нимается равной 150 — 200 кг/см2. Для улучшения работы медных и латунных
питательных клемм контактные их поверхности полезно покрывать оловом.
Для присоединения питательных соединений к контактному проводу при-
меняется питательная клемма, показанная на рис. 255. Увеличение поверх-
208
ности соприкосновения питательной клеммы с контактным проводом достигает-
ся при помощи клина, забиваемого в клемму при ее установке на контактном
проводе. Нижняя поверхность клина делается в'огнутой по форме верхней по-
верхности контактного провода. Для
предохранения от выскакивания кли-
на из клеммы конец его после окон-
чательного закрепления клеммы раз-
водится.
На рис. 256 показан другой вид
питательной клеммы для контактных
проводов. В этой клемме конец про-
вода питательного соединения закре-
пляется в клемме в вертикальном по-
ложении и крепится независимо от
крепления клеммы на контактном про-
Рис. 256
воде.
Присоединение питательного провода к несущему тросу или к медному уси-
ливающему проводу производится посредством питательных клемм (рис. 257)
или крестовых клемм (рис. 258).
Рис. 257
Рис. 258
В питательной клемме (рис. 257) оба закрепляемые в ней провода распола-
гаются’параллельно один другому, в крестовой же клемме (рис. 258) они взаимно
перекрещиваются под прямым углом, вследствие чего отпадает необходимость
в изгибе питательного провода при выходе его из клеммы. Как крестовая клемма,
так и питательная должны обеспечивать одинаковую степень зажатия обоих
соединяемых клеммой проводов. Питательные клеммы изготовляются у нас двух
типов: первый — для присоединения гибкого медного провода сечением 95 мм2
к проводу сечением 95 — 120 мм2 и второй — для присоединения гибкого мед-
ного провода сечением 95 л/л/2 к проводу сечением 50 — 70 мм2.
Для соединения алюминиевых проводов применяются алюминиевые пита-
тельные клеммы (рис. 259).
В тех случаях, когда приходится присоединять медные провода к алюми-
ниевым, применяются специальные соединительные (переходные) клеммы. При-
менение таких клемм вызывается тем, что разнородные металлы при соприкос-
новении их образуют электрическую пару. В случае проникновения в место
соединения влаги получается простейший гальванический элемент, являющийся
в дальнейшем источником местных паразитных токов, которые замыкаются по
цепи вокруг места соединения. Такие токи вызывают коррозию металла прово-
дов и клеммы, проявляющуюся в изъязвлениях, а иногда и в пережоге отдель-
ных жил провода, вследствие чего прочность провода понижается. В соедини-
тельных (переходных) клеммах непосредственное соприкоснрвение проводов с
неодноименными металлами устранено. Применявшаяся у нас ранее переходная
14 Контактная сеть 271 1
209
клемма для соединения медного провода с алюминиевым изображена на рис. 260.
Клемма состоит из двух накладок — одной медной и другой алюминиевой и из
средней алюминиевой части с впрессованной в нее медной пластинкой. На*
Рис. 259
ружный шов между алюминием и медью в средней части клеммы покрывается
специальным лаком, защищающим место соприкосновения различных металлов >
от проникновения в него влаги, пыли и газов,
мещается между медными частями клеммы и
ственно между алюминиевыми ее частями.
При монтаже медный провод по-
алюминиевый провод — соответ-
Рис. 261
Соединительные клеммы этого типа дали в эксплуатации неблагоприятные
результаты: подгорание и пережоги проводов, соединяемых этими клеммами;
поэтому такие клеммы больше ?^не применяются.
210
В настоящее время в качестве соединительной клеммы применяется клемма,
изображенная на рис. 261. Клемма состоит из двух частей — латунной и алю-
миниевой, соединяющихся между собой посредством
резьбы.
Клеммы первых выпусков для предупреждения
разворачивания прошплинтовывались. В выпускае-
мых в настоящее время клеммах алюминиевая обойма
после ввертывания в нее латунной части опрессовы-
вается. Для предохранения поверхности переходного
контакта от коррозии наружный шов между латунью
и алюминием покрывается специальным лаком.
В последнее время в соединительных клеммах
находят применение медно-алюминиевые прокладки
(Cupal). Соединительная клемма с такими проклад-
ками для небольших сечений показана на рис. 262.
Рис. 262
ГЛАВА III
КОНСТРУКЦИИ И ДЕТАЛИ КОНТАКТНОЙ СЕТИ НА СТАНЦИЯХ
§ 1.	Особенности устройства контактной сети на станциях
Контактная сеть на станциях устраивается в основном по тому же типу,
как и на перегонах. Полностью перегонная конструкция подвески сохраняется
при этом обычно только на главных путях станции, по которым предусматри-
вается сквозное движение поездов с большими скоростями. На остальных
станционных путях обычно применяется цепная подвеска облегченного типа.
Так, например, в случае применения на перегонах компаундной цепной под-
вески или одиночной с двойным контактным проводом на станционных путях
(кроме главных) применяется обычно одиночная цепная подвеска с одним кон-
тактным проводом меньшего сечения (80 ^м2). В качестве несущего троса на
этих путях также применяются обычно провода меньших сечений и пониженной
проводимости (биметаллические и стальные). Еще более облегченная подвеска
применяется на тех станционных путях, где движение электропоездов может
происходить лишь с малыми скоростями (например на путях у электродепо, в то-
варных парках, на отдельных тракционных путях). На таких путях нередко
можно встретить применение даже простой подвески контактного провода (без
несущего троса).
Контактную сеть на средней станции можно представить в виде ряда парал-
лельно идущих цепных подвесок, расположенных над соответствующими путями
станции. На обоих концах станции в местах разветвления путей цепные подвески
сходятся друг с другом,'образуя в местах пересечения воздушные стрелки, рас-
положенные над соответствующими путевыми стрелками.
На тех станциях, где расстояние между анкерными опорами воздушных
промежутков не превышает наибольшей допустимой длины анкерного участка,
т. е. 1 500 — 1 600 м, число основных анкерных участков на станции получается
равным числу ее путей. В случае большей длины станции анкерные участки, полу-
чающиеся по длине больше 1 600 л/, приходится подразделять на два анкерных
участка, устраивая сопряжения между ними где-либо в средней части станции.
Кроме этих основных анкерных участков для электрификации отдельных
стрелочных переходов между электрифицированными путями приходится под-
вешивать дополнительные,, небольшие по длине анкерные участки цепной
подвески.
На больших узловых станциях контактной сетью оборудуется обычно лишь
часть станционных путей: главные пути, необходимые для обеспечения нормаль-
ной работы электротяги пути прибытия и отправления, пути электродепо и трак-
14* 220/1	21 1
ционные пути, связывающие между собой отдельные группы электрифицирован-
ных путей станции. На остальных путях маневровая работа производится авто-
номными локомотивами. Парки отправления больших станций электрифицируются
часто не целиком, а лишь в головной их части на длину, дающую возможность
подачи электровозов под подготовленные к отправлению составы.
На участках, где на электротягу переводится лишь пригородное движение,
контактной сетью оборудуются только те станционные пути, которые нужны для
пригородных поездов.
Как уже указывалось выше, контактная сеть станции секционируется от
перегонов анкеровками с воздушными промежутками, расположенными за вы-
ходными стрелками с обеих сторон станции. Усиливающие провода перегонной
подвески доводятся до воздушных промежутков и пропускаются по станции лишь
в тех случаях, когда общее сечение со-
единенных параллельно цепных подвесок
станции меньше сечения контактной сети
перегона. Однако, при таком располо-
жении усиливающих проводов получа-
ются ослабленные по сечению участки
контактной сети у воздушных проме-
жутков со стороны станции, где цепные
подвески станционных путей (за исклю-
чением главных) уже отведены на анке-
ровку. Для того чтобы на всем протя-
жении участка выдерживалось требуе-
мое сечение контактной сети и чтобы в
горловинах станций не получалось уча-
стков с повышенными плотностями тока,
в горловинах станций подвешиваются
короткие отрезки усиливающих прово-
дов, дополняющие сечение до расчетного.
Схема расположения таких допол-
нительных отрезков усиливающих про-
водов в горловине станции представлена
на рис. 263, где принято, что сечение
соединенных параллельно цепных подве-
сок станции равно расчетному сечению
контактной сети.
На тех станциях, где расположены
тяговые подстанции, вдоль станции при-
ходится подвешивать питающие фидеры перегонов, присоединяемые к контакт-
ной сети за воздушными промежутками, отделяющими перегоны от станции.
Питающие фидеры выполняются обычно воздушными, реже кабельными.
По станции питающие фидеры подвешиваются или на специальных отдельно
расположенных опорах, или на основных опорах контактной сети станции. В по-
следнем случае, однако, также приходится устанавливать несколько специальных
опор для подвода питающих фидеров от тяговой подстанции до ближайших
опор контактной сети (рис. 264).
212
Первый способ расположения имеет преимущество перед вторым, так как
обеспечивает большую независимость в работе питающих фидеров и контактной
сети станции.
Питающие фидеры должны подвешиваться таким образом, чтобы каждый
фидер можно было осматривать независимо от наличия напряжения на осталь-
ных питающих фидерах. В случае расположения питающих фидеров на основ-
ных опорах контактной се-
ти они должны подвеши-
ваться таким образом, что-
бы обеспечивалась возмож-
ность производства работ
на контактной сети стан-
ции без отключения питаю-
щих фидеров и, наоборот,
возможность ремонта и
осмотра питающих фидеров
без отключения контактной
сети станции.
На опорах с гибкой по-
перечной подвеской питаю-
щие фидеры подвешиваются
обычно с полевой стороны
в промежутке между креп-
лениями на опорах попе-
речно-несущих и верхнего	Рис. 266
фиксирующего тросов.
Оборудование контактной сетью электродепо представлено на рис. 265 и 266.
Несущий трос доводится до здания электродепо и анкеруется на стене над
воротами. В электродепо вводится только контактный провод, который под-
вешивается на струнах к укрепленным в потолке изоляторам и анкеруется на
противоположной стене (рис. 267), или в случае электродепо с двухсторонним
выходом пропускается через противоположные ворота электродепо. В створках
ворот в местах прохода контактного провода делаются вырезы, в которые встав-
213
ляются щитки из изоляционного материала с вырезами меньшего размера для
пропуска контактного провода.
В электродепо веерного типа контактной сетью оборудуется также поворотный
круг. Оборудование контактной сетью поворотного круга показано на рис. 268,
из которого видно, что сходящиеся в
Рис. 267
центре поворотного круга контактные
провода и несущие тросы анкеруются
на кольца.
Часто контактный провод в элек*
тродепо не вводится и, так же как и
несущий трос, анкеруется над воро-
тами электродепо. Ввод в депо элек-
тровозов производится в таких слу-
чаях на низком напряжении, подво-
димом к электровозу при помощи от-
резка гибкого изолированного кабеля.
Специфическими для станций кон-
струкциями контактной сети являются
воздушные стрелки, секционные изо-
ляторы и секционные разъединители. Подробное описание этих конструкций
приводится в нижеследующих параграфах.
Рис. 268
§ 2.	Воздушные стрелки
Воздушные стрелки устраиваются по тому же типу, как и сопряжения
анкерных участков на перегонах, т. е. образуются путем пересечения между
собой двух цепных подвесок.
Схема одиночной воздушной стрелки показана на рис. 269. Ветви 0 — 7,
О — 2 и 0 — 3 воздушной стрелки называются рабочими, ветвь же 0 — 4, от-
214
ходящая от воздушной стрелки на анкерную опору или к другой воздушной
стрелке станции, называется нерабочей.
Контактный провод нерабочей ветви легко может быть отрегулирован по высоте
с требуемым повышением относительно уровня рабочей ветви 0 — 3. Поэтому
для прохода пантографа в направлении 3 — 1 или 3 — 2 воздушная стрелка
всегда может быть сделана достаточно надежной. Напротив, для движенйя панто-
графа в направлении 1 — 3 или 2 — 3 уже невозможно добиться благоприятных
результатов одной только регулировкой высоты рабочих ветвей 0 — 1 и 0 — 2,
так как улучшение таким способом условий прохода пантографа в одном каком-
либо направлении стрелки будет ухудшать условия прохода в другом ее направ-
лении.
Для обеспечения нормального прохода пантографа в этих направлениях
воздушная стрелка должна удовлетворять следующим двум основным условиям.
Первое условие заключается в том, чтобы контактные провода, образующие
стрелку, были связаны между собой таким образом, чтобы подъем одного из
проводов без одновременного
поднятия другого провода был
невозможен. Это условие вы-
полняется при образовании
воздушной стрелки пересече-
нием контактных проводов
(рис. 270) и при установке в
месте пересечения ограничи-
тельной трубки (крестовой
накладки), обеспечивающей
поднятие нижнего провода при
подъеме верхнего. Наоборот,
воздушная стрелка, получен-
ная путем отвода проводов
без их взаимного пересече-
ния (рис. 271), этому усло-
вию не удовлетворяет, так как
связь между проводами в та-
кой стрелке отсутствует, и
подъем каждого из проводов
может происходить незави-
симо от другого провода. По-
этому в тех случаях, когда
Рис. 272
по условиям очередности производства работ
или по условиям разбивки анкерных участков на станции воздушная стрелка
не может быть образована путем одиночного пересечения проводов, такая
стрелка должна быть уложена с двукратным пересечением между собой контакт-
ных проводов, образующих стрелку (рис. 272). В этом случае второе (нерабо-
чее) пересечение проводов может быть оставлено без установки на нем ограни-
чительной трубки.
Второе условие, которому должна удовлетворять воздушная стрелка, со-
стоит в том, чтобы место связи между проводами, т. е. точка их взаимного пере-
сечения, находилось по возможности ближе от места подхватывания пантографом
215
провода при прохождении его по стрелке. Условие это должно быть выполнено
по возможности в одинаковой степени для обоих направлений стрелки. Близость
точки подхвата провода токоприемником от точки пересечения проводов стрелки
обеспечивает достаточное поднятие этой точки к моменту подхватывания в ней
провода токоприемником.
Наилучшее расположение проводов воздушной стрелки получается в том
случае, когда точка пересечения контактных проводов, образующих стрелку,
Рис. 273
расположена симметрично отно-
сительно осей главного и стре-
лочного путей и отстоит от них
на наибольшем допустимом для
данного типа пантографа рас-
стоянии.
В зависимости от располо-
жения опор относительно стрелки
воздушные стрелки могут быть
фиксированными и нефиксиро-
ванными.
Фиксированной называется
такая воздушная стрелка, у ко-
торой на сравнительно неболь-
шом расстоянии от точки пе-
ресечения контактных проводов
находится фиксатор промежуточной или фиксирующей опоры, удерживающий
оба контактных провода в требуемом положении относительно оси путей. Наи-
лучшее расположение опоры при фиксированной стрелке получается против
того места стрелки, где рассто-
яние между осями стрелочных
путей составляет 50 — 70 см.
В том случае, если по условиям
разбивки опора в этом месте не
может * быть установлена, она
сдвигается в сторону остряка
стрелки. Расстояние между про-
водами в месте установки фик-
сатора получается, как это вид-
но из рис. 273, равным:
d =2а — с,
где а — наибольшее допускаемое отклонение провода от оси пантографа;
с — расстояние между осями путей на стрелке в месте расположения опоры.
При расстоянии между ося-
ми стрелочных путей, равном
70 см, и при отклонении провода
на 40 см расстояние между про-
водами в пункте фиксации со-
ставит:
2 х 40 — 70 = 10 см.
Рис. 275.	При смещении опоры в сто-
рону остряка стрелки расстояние
между осями стрелочных путей будет получаться меньшим. Оставляя такое же
расположение проводов (с выносом каждого провода относительно оси своего
пути на величину полного зигзага 40 см), получим в этом случае большее рас-
стояние между проводами в месте расположения фиксатора (рис. 274). Сле-
дует отметить, что во всех указанных случаях расположения проводов на
фиксированной стрелке точка пересечения проходов находится между фиксато-
ром и крестовиной стрелки.
216
При смещении опоры от места ее наивыгоднейшего расположения на стрелке
в сторону крестовины размещение пересечения проводов между фиксатором и
крестовиной оказывается невозможным. Расположение проводов в этом случае
показано на рис. 275. Условия прохождения токоприемника по такой стрелке
получаются значительно хуже.
Нефиксированной называется
ней части пролета и находящаяся
них или фиксирующих опор.
Такая стрелка может быть обра-
зована только путем пересечения
t между собой проводов.
При поперечной подвеске не-
фиксированная воздушная стрел-
ка получается посредством фик-
сирования проводов, образую-
щих стрелку, на соседних с ней
воздушная стрелка, расположенная в сред-
ня значительном расстоянии от цромежуточ-
Рис. 276
опорах (рис. 276). При консольной подвеске нефиксированная стрелка может
быть получена путем соответствующего расположения анкерной опоры, на ко-
торой анкеруется стрелочный провод (рис. 277).
На простой одиночной стрелке точка пересечения проводов нефиксиро-
ванной воздушной стрелки должна быть смещена от оси каждого стрелочного
пути в сторону другого пути
стрелки, благодаря чему умень-
шается расстояние от точки пе-
ресечения проводов до точек
приема проводов токоприемни-
ком и улучшаются условия прохо-
ждения токоприемника по стрел-
% Рис. 277	ке. Достигается это путем соот-
ветствующего смещения проводов
на соседних со стрелкой опорах.
На английских стрелках и глухих пересечениях, на которых все четыре
направления воздушной стрелки являются рабочими, пересечение контактных
проводов размещается над центром английской стрелки или глухого пересе-
чения, так как смещение точки пересечения проводов в какую-либо сторону при
улучшении условий прохождения токоприемника в двух каких-либо направлениях
стрелки одновременно ухудшало бы его проход в двух других направлениях.
Благодаря большей верти-
кальной подвижности цепной	।	f
подвески в средних частях про-	j______________
лета условия прохождения токо-
приемника по нефиксированной	=i
стрелке при правильном ее раз-	1	1
мещении получаются более спо-
койными, чем по фиксированной	Рис’ 278
стрелке.
Для лучшей связи между проводами несущие тросы в месте их пересе-
чения при расположении воздушной стрелки в средней части пролета долж-
ны скрепляться друг с другом одной или двумя питательными клем-
мами.
Встречные простые стрелки, расположенные на небольшом расстоянии одна
от другой, образуются одной и той же парой проводов. Между опорами, фикси-
рующими провода на стрелках, оба контактных провода располагаются в одном
уровне и оба являются рабочими (рис. 278). В зависимости от расстояний между
проводами у фиксаторов провода на этом участке между стрелками могут йтти
параллельно или расходиться в направлении от одной опоры к другой. Обе
воздушные стрелки укладываются по возможности с пересечением контакт-
ных проводов. Для этого иногда по условиям разбивки анкерных участков или
217
по условиям последовательности монтажа приходится пересекать провода между
собой еще один раз в промежутке между встречными стрелками (рис. 279).
Встречные стрелки, направленные в разные стороны, требуют установки
дополнительной фиксирующей опоры для оттяжки проводов одной из стрелок.
Против второй стрелки размещается обычно одна из промежуточных опор.
Рис. 279
Рис. 280
Встречные стрелки, направленные в одну сторону, могут быть уложены
посредством оттяжки проводов на одной поддерживающей или оттяжной опо-
ре, располагаемой в этом случае посредине между встречными стрелками
(рис. 280).
Несущий трос главного пути
Деталь А
К анкеровке
Деталь D
Деталь С “ Пробке
4	—
Вязка
контакта провод глпити^
-----1750	-7—--------
Контакты, провод стрелки
Клыковая
кленна
300 *
Несущ, трос
-------—’ Несущ, трос
Бронзовый
прут
гл. пут и
стрелки
Деталь D
Вспопог.пробод гл пути
Контакт, провод гл пути
,	Деталь 4
К о итак тн поовоо стрелки
Кон тактн. провод стрелки
Вязка
-^^3- Вспопог. провод
гл пути
Деталь С
Рис. 281
Места пересечения контактных проводов на воздушных стрелках, так же
как и пересечения проводов у переходных опор, оборудуются ограничитель-
ными трубками (крестовыми накладками), основное назначение которых —
обеспечить вертикальную связь между проводами, необходимую для нор-
мального прохождения пантографа по воздушной стрелке.
При некомпенсированной подвеске для обеспечения одновременного подъ-
ема обоих контактных проводов, образующих воздушную стрелку, применяются
дефлекторы, связывающие в одну неизменяемую систему оба несущих троса
и оба контактных провода воздушной стрелки. На рис. 281 показано устройство
таких дефлекторов в месте пересечения компаундной и простой цепных под-
весок. Несущие тросы и вспомогательные провода в местах их пересечения
защищаются от истирания полугильзами или проволочной вязкой.
Устройство фиксирующих оттяжек показано на рис. 282; верхняя
схема (рис. 282) применяется при небольших расстояниях от контактного
провода до несущего троса в месте расположения фиксирующей оттяжки
218
(до 500 мм) и при небольших усилиях, воспринимаемых фиксирующей от-
тяжкой. В остальных случаях применяется нижняя схема (рис. 282) с
устройством распорок между оттяжками несущего троса и контактного про-
Рис. 282
вода или подвешиваются два отдельных фиксирующих троса: один для несу-
щих тросов и второй для контактных проводов.
Общий вид воздушной стрелки и фиксирующей оттяжки представлен на
рис. 283.
Рис. 283
§ 3.	Секционные изоляторы
Секционные изоляторы образуются путем включения в несущий трос и
контактный провод натяжных изоляторов. При этом для пропуска пантографа
под изолятором, включенным в контактный провод, применяются различного
219
вида направляющие (куфы), выполняемые обычно из отрезков контактного
провода.
На рис. 284 изображен секционный изолятор конструкции завода «Динамо»,
примененный на ряде наших дорог. Секционный изолятор этого типа получается
включением в контактный провод палочного изолятора, причем с обеих сторон
изолятора между изолятором и концевыми клиновыми клеммами включаются
специального вида промежуточные детали, служащие для поддерживания на-
правляющих куф и для подвески секционного изолятора к несущему тросу.
Для пропуска пантографа через секционный изолятор служат длинные куфы,
прикрепленные к основному контактному проводу при помощи ряда постепенно
увеличивающихся по своей длине специальных клемм и закрепленные посред-
ством фиксирующих клемм на вертикальных штангах, укрепленных в упомя-
нутых выше промежуточных деталях. К длинным куфам крепятся короткие
куфы, концы которых закрепляются в фиксирующих клеммах, укрепленных
у верхних концов вертикальных штанг.
Подвеска секционного изолятора к несущему тросу осуществляется по-
средством двух скользящих струн, передвигающихся по штангам, включенным
в несущий трос с обеих сторон изолятора.
х Для включения изолятора в контактный провод в конструкциях секцион-
ных изоляторов нередко применяются специального вида коромысла. Изолятор
крепится к средним точкам коромысел, к нижним же их точкам закрепляются
с помощью специальных клемм концы контактных проводов. Для уравновешивания
коромысел служат оттяжки из троса, закрепленные одним концом в верхних
точках коромысел и другим концом к контактным проводам на расстоянии 5 —
7 м от изолятора.
Секционный изолятор такого типа, применявшийся ранее на наших железных
дорогах, приведен на рис. 285. Помимо наличия коромысел и тросовых оттяжек
этот изолятор отличается от вышеописанного также способом подвески секцион-
ного изолятора к несущему тросу и наличием в нем вторых дополнитель-
ных куф.
В несущий трос, как это видно из рис. 285, включены последовательно два
изолятора. Между ними расположена нейтральная вставка, к которой секцион-
ный изолятор подвешивается при помощи двойной струны, закрепленной другим
концом к хомуту, установленному на среднем ребре изолятора. Применение
в несущем тросе двух изоляторов вызывается стремлением избежать размещения
изолятора несущего троса непосредственно над секционным изолятором контакт-
ного провода ввиду возможности переброса на него дуги, которая может обра-
зоваться при проходе пантографа через секционный изолятор. При малом расстоя-
нии от несущего троса до контактного провода в месте установки секционного изо-
лятора и при близком его расположении от компенсатора подвешивание секцион-
ного изолятора делается скользящим, для чего струна крепится к несущему
тросу при помощи ролика, передвигающегося по закрепленной на несущем тросе
выгнутой железной полосе.
Вторые дополнительные куфы служат для гашения и отвода от изолятора
дуги, которая может возникнуть в секционном изоляторе в момент прохода "через
него пантографа, в случае приема электропоезда на отключенный и заземленный
участок контактной сети. Эти куфы как не являющиеся направляющими для
токоприемника располагаются немного выше основных куф, вследствие чего
пантограф при проходе через секционный изолятор дополнительных куф не
касается.
Основным недостатком приведенных выше типов секционных изоляторов
является значительный их вес, что ведет к ухудшению условий токоснимания.
При большом весе секционного изолятора проход по нему пантографа получается
неспокойным и может сопровождаться ударами и отрывом его от контактного
провода, что вызывает разрегулировку секционного изолятора и ведет к даль-
нейшему ухудшению условий прохождения пантографа.
Стремление уменьшить вес секционного изолятора привело к частичному
220
ю
го
отказу от применения фарфора в последних конструкциях секционных изоля-
торов.
Одним из таких секционных изоляторов является изолятор с деревянной
вставкой (рис. 286), которая для предохранения от атмосферных воздействий
соответствующим образом пропитывается и лакируется.
Рис. 286
Деревянные секционные изоляторы требуют постоянного тщательного над-
зора за их состоянием. Крупным . недостатком деревянных секционных изоля-
торов является их недолговечность и возможность их возгорания. Ввиду этого
секционные изоляторы с деревянной встав-
кой находят себе ограниченное применение.
На рис. 287 показан один из послед-
них типов секционного изолятора, приме-
ненный при электрификации пригородного
участка Копенгагена. Для облегчения веса
Рис. 288
секционного изолятора здесь в контактном
проводе вместо фарфорового применен изо-
лятор из изоляционного материала, обла-
Рис. 287	дающего высоким сопротивлением разрыву
и изгибу. Изолятор имеет форму стержня
прямоугольного очертания. Применение такого изолятора позволило снизить
почти вдвое вес секционного изолятора по сравнению с выполненным с при-
менением фарфоровых изоляторов.
Другой тип облегченного секционного изолятора, примененный в последнее
время при электрификации бельгийских железных дорог, показан на рис. 288.
В несущем тросе здесь применены седлообразные изоляторы, в контактном жё
222
проводе—изолятор специального типа, выполненный из изоляционного материала^
обладающего высокой прочностью. Для повышения величины поверхностного
разрядного напряжения изолятор заключен в фарфоровый цилиндр.
У нас в последнее время применяются секционные изоляторы иного типа —
так называемые воздушные промежутки, которые в зависимости от своей кон-
струкции могут быть двухпроводными и трехпроводными.
Двухпроводный воздушный промежуток (рис. 289) образуется путем добав-
ления отрезка контактного провода, располагаемого .на некотором протяжении
рядом с основным проводом. В основной и дополнительный провода в соответ-
ствующих их местах включаются палочные изоляторы. Рядом с изоляторами
устанавливаются распорные трубки, с помощью которых основной и дополни-
тельный провода удерживаются на расстоянии 20 см один от другого.
Распорным трубкам дается небольшой вылет в сторону (за изолятор), благодаря
чему достигается поперечная устойчивость воздушного промежутка и предот-
вращается возможность подбивания пантографом включенных в контактный
провод изоляторов.
К несущему тросу воздушный промежуток подвешивается с помощью двой-
ных струн, прикрепленных к концам распорных трубок. В промежутке между
струнами в несущий трос включается изолятор.
Трехпроводный воздушный промежуток (рис. 290) отличается от двухпро-
водного тем, что к основному контактному проводу присоединяется не один,
а два дополнительных контактных провода, которые крепятся к изолятору
посредством коромысла.
Рядом с изолятором, включенным в основной провод, крепится распорная
трубка, к концам которой с помощью фиксирующих клемм крепятся оба до-
полнительных провода. Основное достоинство трехпроводного воздушного про-
межутка — отсутствие выкручивания его при проходе пантографа, что имеет
место в двухпроводном воздушном промежутке. Применением седлообразных
изоляторов достигаются меньший вес воздушного промежутка и более короткая
его длина.
Воздушные промежутки значительно лучше в эксплуатационной работе,
чем секционные изоляторы. Поэтому во всех случаях, когда к этому имеется
возможность, применяют воздушные промежутки, оставляя секционные изо-
ляторы лишь в таких местах станции, где движение поездов происходит с малыми
скоростями, — на путях у депо, погрузочных и т. п.
Однако и воздушные промежутки при расположении их на главных
путях в местах, удаленных от оси станции, где движение происходит с
большими скоростями, также не обеспечивают достаточно надежной работы.
Поэтому в таких местах следует по возможности применять воздушные про-
межутки перегонного типа, подвешивая для этого дополнительные ветви цеп-
ной подвески.
223
224
Рис. 291
При проходе пантографа через секционный изолятор оба участка контакт-
ной сети, разделяемые секционным изолятором, замыкаются через его лыжу.
В некоторых случаях, например при отделении секционным изолятором погруз-
ных или деповских путей, необходимо бывает исключить возможность такого
перекрытия, что может быть достигнуто устройством в секционном изоляторе
нейтральной вставки. Такой воздушный промежуток с нейтральной вставкой
показан на рис. 291.
§ 4.	Секционные разъединители
Секционный разъединитель принятого у нас в настоящее время типа показан
на рис. 292. На станине из отрезка швеллера укреплены два палочных изолятора,
причем один изолятор (неподвижный) крепится наглухо, другой (подвижной)—
Рис. 292
закреплен на валу; на конце вала насажен рычаг, к которому крепится штанга
привода.
На верхних шапках изоляторов укреплены вторые медные шапки, снаб-
женные одна — ножом, другая — вилкой, служащими контактами разъеди-
нителя. К медным шапкам посредством кабельных наконечников крепятся пи-
тательные провода, присоединяемые к проводам различных секций контактной
сети.
Кроме ножа и вилки на медных шапках крепятся гасительные рога, слу-
жащие для гашения дуги, возникающей между ножом и вилкой в случае отклю-
чения разъединителя под нагрузкой.
Для обеспечения надежного гашения дуги рога должны иметь правильную
форму и плотно касаться один другого, причем соприкосновение рогов при вклю-
чении разъединителя должно происходить раньше, чем соприкосновение
основных контактов разъединителя.
Форма гасительного рога показана отдельно на рис. 293. Рога выполняются
из круглой меди диаметром 10 мм и для увеличения площади их соприкосно-
вения немного запиливаются.
Секционный разъединитель может применяться с заземляющим контактом
или без него. В первом случае на станине устанавливается на болтах допол-
15 Контактная сеть 2711
225
9cZ
Рис. 294.
нительный кронштейн, к которому крепится заземляющий провод. Кронштейн
снабжается ножом, а на шапке подвижного изолятора укрепляется дополни-
тельная вилка.
Секционные разъединители устанавливаются на вершине опоры (рис. 294)
или на специальной консоли, укрепленной на опоре на высоте несущего троса.
Включение и отключение
разъединителя произво-
дятся при помощи привода,
установленного внизу опо-
ры и соединенного с ры-
чагом подвижного изоля-
тора посредством системы
шарнирно связанных ме-
жду собой газовых труб.
Монтаж двух поперечных
секционных разъедините-
лей на одной опоре пред-
ставлен на рис. 295.
Присоединение секци-
онных разъединителей к
контактной сети произво-
дится при помощи гибкого
медного голого кабеля се-
чением 95 лш2, причем ка-
бель, идущий от подвиж-
Рис. 295
ного изолятора разъединителя, укрепляется на установленном вблизи разъеди-
нителя опорном изоляторе (рис. 294).
Рис. 296
В том случае, если по схеме секционирования требуется предусмотреть воз-
можность присоединения данной секции сети к любой из двух смежных с ней
15* 271/1	227
секций, вместо двух разъединителей применяют иногда один двойной разъеди-
нитель (рис. 296).
Вместо палочных изоляторов в секционных разъединителях могут приме н-
няться и другие типы изоляторов.
На рис..297а и 2976 приведены конструкции секционных разъединителей,
выполненных на штыревых изоляторах.
Рис. 298
Секционный разъединитель, изображенный^на^рис. 297а, применяется в кон-
тактной сети постоянного тцка напряжением 3 кв; секционный разъединитель,
изображенный на рис. 2976, применяется в контактной сети однофазного тока
напряжением до 20 кв.
228
Особенностью конструкций, изображенных на рис. 297а и 2976, является
наличие двойной изоляции, благодаря чему значительно снижается возможность
перекрытия изоляторов при отключении разъединителя под нагрузкой. В сек-
ционном разъединителе (рис. 297а) ввиду большой силы отключаемого тока
(до 3 000 а) применены на неподвижном изоляторе двойные гасительные рога,
между которыми врубается рог подвижного изолятора, и предусматривается
возможность подсоединения к каждому полюсу разъединителя до четырех пи-
тательных проводов.
Применяемая у нас конструкция ручного привода к секционному разъ-
единителю представлена на рис. 298.
ГЛАВА IV
ДИСТАНЦИОННОЕ УПРАВЛЕНИЕ СЕКЦИОННЫМИ РАЗЪЕДИНИТЕЛЯМИ
Управление секционными разъединителями посредством ручных приводов вы-
зывает значительные затруднения в эксплуатации. Секционные разъединители
очень часто приходится выносить на значительные расстояния от оси станции,
вследствие чего на каждый перевод секционного разъединителя требуется во
многих случаях не менее 15 — 20 мин., считая с момента выдачи приказа о пе-
реключении разъединителя. Кроме того, при ручных разъединителях отсут-
ствует непрерывный контроль положения разъединителя (включенное или вы-
ключенное).
Значительные затруднения возникают также на станциях, на которых нет
специальных дежурных агентов контактной сети. На таких станциях во многих
случаях управление секционными разъединителями поручают специально проин-
структированным агентам движения (дежурному по станции, стрелочни-
кам и др.), выполняющим требуемое переключение по распоряжению
электродиспетчера.
Из-за медлительности и нечеткости в работе при ручном управлении сек-
ционными разъединителями могут возникать значительные задержки в движении
поездов, кроме того, возможны ошибочные переводы секционных разъеди-
нителей.
Все эти недостатки в значительной степени устраняются при дистанционном
(дальнодействующем) управлении секционными разъединителями. В большинстве
случаев применяется при этом система электрического управления. При
дистанционном управлении разъединителями район их обслуживания мо-
жет быть значительно расширен, так как при этом расстояние между пунк-
том управления и местами установки секционных разъединителей никаких
эксплуатационных неудобств не вызывает. Перевод привода из одного положения
в другое осуществляется в очень короткий срок — в течение 2 — 5 сек. При этом
на пункте управления обеспечивается постоянный контроль действия привода
и положения разъединителя.
Дистанционное управление может быть централизованное и децентрализо-
ванное. Централизованным называется такое управление секционными разъ-
единителями, которое сосредоточено в одном каком-либо месте электрифициро-
ванного участка (например у электродиспетчера). Децентрализованным назы-
вается такое управление, при котором управление каждой группой секционных
разъединителей, расположенных на каждой отдельной станции, производится
из пункта, расположенного на этой станции.
Для осуществления дистанционного управления секционными разъеди-
нителями у нас применяются электромоторные приводы, выпускаемые за-
водом им. Казицкого.
Электромоторный привод завода им. Казицкого состоит из следующих
трех основных частей:
1)	собственно моторного привода, устанавливаемого на той же опоре, на
которой установлен секционный разъединитель;
2)	пускового контактора, помещенного в специальном кожухе и монтируе-
229
б 4
Рис. 299
щего трансформатора. Питание всех реле
мого около привода на той же опоре. Назначение контактора — замыкание или
размыкание цепи тока, приводящего в действие электромотор привода в соот-
ветствии с переключениями, осуществляемыми в цепях управления при повороте
рукоятки на посту управления;
3)	аппарата (пульта) управления, устанавливаемого в пункте, откуда
производится управление дистанционными разъединителями.
Дистайционные привода выпускаются у нас в настоящее время для пи-
тания от цепи переменного тока 220 в, но могут с небольшими конструктив-
ными изменениями выпускаться также и для работы на переменном токе 110 в
и на постоянном токе НО и 220 в. Ниже приводится описание конструкции
приводов для работы на переменном токе 220 в.
Дистанционное управление электромоторными приводами производится по
так называемой однопровэдной схеме с магистральным питанием, при которой
каждый привод и его пуско-
вой контактор соединяются с
аппаратом управления тремя
проводами (двумя магистраль-
ными и третьим линейным).
Магистральные провода слу-
жат для питания пускового
контактора и мотора привода
и являются общими для всех
или для расположенной в
одном пункте группы приво-
дов. Линейный провод служит
для управления работой при-
вода и для контроля его по-
ложения. Каждый линейный
провод соединяется только с
одним приводом.
Для привода применен
однофазный коллекторный мо-
тор последовательного воз-
буждения. с двумя обмотками
возбуждения. Включением той
или иной обмотки достигаются
то или иное направление вра-
щения мотора и работа при-
вода на включение или на
отключение разъединителя.
Питание сигнальной цепи
(ламп и звонка) производится
от напряжения 12 в, получае-
мого при помощи понижаю-
ктора, мотора привода и по-
нижающего трансформатора производится от одной общей магистрали напря-
жением 220 в.
Принципиальная схема дистанционного управления приведена на рис. 299.
На схеме показано нормальное положение привода, находящегося в одном
из своих крайних положений. Ток идет по цепи: провод Б магистрали, реле
средняя точка реле Р1иР2, контакт д пускового реле ПР, по линейному проводу
в среднюю точку электромагнитов и М2, обмотку электромагнита Mlf кон-
такты п и о автопереключателя и провод А магистрали.
Благодаря большому сопротивлению реле Рг по цепи течет небольшой ток,
достаточный для возбуждения контактного реле и недостаточный для электро-
магнита контактора Мг. Таким образом, реле Р± возбуждено, и горит красная
лампа по цепи: клемма ф трансформатора, контакте реле Рх, красная лампа К,
контакт л реле Р2, клемма ц трансформатора.
230
Для перевода привода поворачивают рукоятку и нажимают пусковую кнопку.
Пусковое реле ПР получает ток по цепи: провод Б магистрали, пусковая кнопка
ПК, контакты виа рукоятки, реле ПР и дальше тем же путем. Если теперь кнопку
отпустить, реле ПР получает питание по цепи: провод Б магистрали, контакты
4 и а' рукоятки, контакт г реле ПР и т. д.
Как только включается реле ПР, оно шунтирует реле Рг, и электромагнит
Мх притягивает свой якорь, отчего замыкается контакт х, и мотор начинает
вращаться.
Реле P-l и Р2 оказываются включенными последовательно, и благодаря
большому их сопротивлению ток, протекающий через них, оказывается недоста-
точным для их возбуждения. Контакты реле Рг отпадают, вследствие чего за-
горается желтая лампа по цепи: клемма ф трансформатора, контакт з реле Рг,
желтая лампа Ж, контакт м реле Р2, клемма ц трансформатора. Кроме того,
начинает звонить звонок по цепи: клемма ф трансформатора, контакт и реле Рг,
контакт и реле Р2, включенная звонковая кнопка ЗК, звонок, клемма ц трансфор-
матора.
В самом начале перевода замыкаются механически связанные с мотором
контакты тис автопереключателя, подготовляя следующий перевод, и в конце
перевода размыкаются контакты п и о автопереключателя. Разомкнутые кон-
такты п и о рвут цепь, и ток начинает протекать по новой цепи: провод А ма-
гистрали, реле Р2, средняя точка реле Рг и Р2, контакт О реле ПР, средняя точка
электромагнитов и М2, электромагнит М2, контакты тис автопереключа-
теля, провод Б магистрали.
Так же как и раньше, вследствие включения в цепь реле Р2 электромагнит
М2 не возбуждается, благодаря же возбуждению реле Р2 зажигается зеленая
лампа по цепи: клемма ф трансформатора, контакт ж реле Plf зеленая лампа 3,
контакт к реле Р2, клемма ц трансформатора.
Обратный перевод привода происходит подобно предыдущему при переводе
рукоятки в начальное положение и при нажиме пусковой кнопки ПК-
При переводе привода вручную в момент вкладывания в привод рукоятки
размыкается переключатель ОМ (отключатель мотора) моторной цепи, и перевод
привода с пульта управления становится невозможным.
Соединение аппарата управления с приводами и их пусковыми контакто-
рами может выполняться кабельной или воздушной линией. В случае применения
кабельных линий должны быть приняты соответствующие меры защиты их от
разъедания блуждающими токами.
На рис. 300 приведена монтажная схема соединения аппарата управления
с приводами и контакторами. Как видно из этой схемы, кабель, связывающий
привод и его пусковой контактор с аппаратом управления, подводится не к при-
воду, а к его пусковому контактору. Соединение привода^с контактором произ-
водится коротким отрезком шестижильного кабеля или шестью отдельными изо-
лированными проводами. Соединения эти так же, как и все подходящие к кон-
такторам кабели, должны быть заключены в трубы для защиты их от механиче-
ских повреждений, для чего в контакторе и в проводе предусмотрены муфты,
позволяющие закреплять в них газовые трубы.
В каждом кабеле помимо двух магистральных проводов, присоединенных
к клеммам 7 и 2, и линейных проводов, присоединенных к клемме Л, имеется не
менее одной свободной жилы, присоединяемой к холостым клеммам аппарата
и контактора и служащей резервной для замены поврежденной жилы кабеля.
На монтажной схеме (рис. 300) показано два случая питания приводов. На ле-
вой стороне рисунка показана схема последовательного подключения кабеля
к контакторам. Кабель в этом случае (при трех приводах) должен иметь не менее
шести жил, из которых две являются магистральными проводами 7 и 2, три —
линейными проводами Л19 Л2 и Л3 и один свободный провод. Присоединение этого
кабеля к аппарату управления производится к соответствующим клеммам на
-его клеммовой доске. Свободная жила присоединяется к одной из холостых клемм,
обозначенной на схеме через О±. Кабель подводится затем к пусковому контактору
первого привода и присоединяется к соответствующим клеммам на его клеммовой
231
доске. От этой же клеммовой доски пускового контактора (от клемм 3, 4, 5, 6Г
7 и 8) отходят шесть проводов, соединяющих контактор с его приводом и присо-
единяемых к соответствующим клеммам привода, имеющим ту же нумерацию.
Кроме того, от клеммовой доски контактора отходит кабель, питающий осталь-
ные два привода, причем в нем уже может быть только 5 жил (два магистраль-
ных провода 1 и 2, два линейных провода Л2 и Л3 и один свободный провод).
Каждая из этих жил присоединяется к соответствующей клемме пускового кон-
тактора первого привода, за исключением свободного провода, который присо-
единяется не к клемме Ог, а к новой клемме О2. Кабель, идущий от первого кон-
тактора, присоединяется к пусковому контактору второго привода. Схему при-
соединения легко проследить по рис. 300. От этого контактора помимо проводов,
соединяющих контактор с его приводом, отходит кабель, служащий для питания
‘третьего контактора, причем в этом кабеле может быть уже только четыре жилы
(два магистральных провода 7 и 2, один линейный провод Л3 и один свободный
провод). Присоединение этого кабеля к контактору третьего привода видно на
рис. 300.
На правой стороне рис. 300 показана несколько иная схема питания при-
водов. Здесь в отличие от предыдущего от первого контактора отходят два ка-
беля для питания остальных приводов (один для питания контактора пятого
привода и один для питания контакторов шестого и седьмого приводов). Обо-
значения на этой схеме те же, что и на левой части рис. 300.
Недостатком такой схемы соединения является то, что к контактору пер-
вого привода приходится присоединять четыре кабеля, в то время как конструкция
кожуха его предусматривает присоединение только трех кабелей.
В том случае, если из одного места приходится производить управление сек-
ционными разъединителями числом более четырех, то ставится несколько ап-
паратов управления. При этом, как видно из рис. 300, питающая магистраль
подводится только к одному из аппаратов (клеммы А и Б), питание же всех осталь-
ных аппаратов осуществляется параллельным соединением клемм А и Б всех
аппаратов.
. Выбор сечения соединительных проводов производится в зависимости от
расстояния от приводов до аппарата управления.
— Z -0.6а
X ''ЛинейнЬш про бод
*	| —Зг3а
i
720 V	Мотор
J?'3,6a
МогистролонЬп: npoOoda
Пусковое
реле ПР
Контактор
Ток, потребляемый мотором при
переключении разъединителя, равен 3 а,
ток, потребляемый контактором после-
довательно с пусковым реле в момент
притяжения якоря, равен 1,1 а и после
притяжения — 0,6 а.
При испытаниях моторных приводов,
выпускаемых отечественными заводами
было установлено, что надежная работа
привода обеспечивается в том случае,
Рис. 301	если напряжение на клеммах мотора не
падает ниже 200 в. Таким образом, при
постоянном напряжении на клеммах аппарата управления 220 в величина допу-
скаемого падения напряжения от места установки аппарата управления до места
установки привода получается равной 20 в. Расчетная схема приведена
на рис. 301.
Сечение магистральных проводов может быть определено по следующей
формуле:
kv-K-q __ 20-57
+ /Г “ 3+3,6
q = 173 q м,
где дг/ — допускаемое падение напряжения;
К — проводимость меди;
/г и 72 — токи в магистральных проводах;
I — расстояние от привода до аппарата управления.
Сечение линейных проводов, несущих значительно меньшую нагрузку,.
232
получается значительно меньше сечения магистральных проводов. В случае
присоединения приводов кабелем обычно применяют кабели с жилами равного
сечения. При этом для магистральных проводов прибегают к параллельному
соединению двух или трех жил, в то время как линейные провода выполняются
только одной жилой.
Конструкция привода показана на рис. 303 и общий вид с закрытой и откры-
той крышкой — на рис. 302а и 3026. На рис. 3026 привод показан с вложенной
в него рукояткой ручного перевода.
Привод находится в чугунном кожухе, состоящем из двух сболченных
2. Передняя часть кожуха 1 снабжена крыш-
кой 6, открывающейся вниз наружу и удер-
живаемой запорной планкой 4, запирающейся
замком 7. Отверстие в замке и крышке для
ключа закрыто снаружи задвижкой. Внизу в
передней части кожуха привода 1 имеются два
отверстия, одно из которых закрыто заглушкой
28, а второе снабжено муфтой 29 для крепления
трубы в кабелем, который подходит к приводу
от контактора. Все внутренние электрические
соединения в приводе выполняются заранее, и
свободные концы проводов выводятся на клем-
мовую доску 32, которая расположена в ниж-
между собой частей 1 и
Рис. 302а
Рис. 3026
ней части привода около муфты. Задняя часть кожуха привода 2 снабжена смот-
ровым окном, закрытым заслонкой 5, и двумя приливами 27 с отверстиями для
соединения с деталями крепления привода на опорах.
Процесс перевода привода состоит в следующем: мотор 3, укрепленный в верх-
ней части кожуха привода, своей шестерней 8 приводит во вращение большую фрик-
ционную шестерню 9, связанную с малой шестерней 13, которая в свою очередь
приводит в движение зубчатый сектор 14. Сектор этот жестко укреплен на одной
оси 15 с кривошипом 16, который, вращаясь, поднимает и опускает присоеди-
ненную к нему приводную штайгу секционного разъединителя и осуществляет,
таким образом, ее включение и выключение.
Угол поворота зубчатого сектора фиксируется ограничивающими ход сектора
жесткими упорами 31, находящимися на дне коробки привода, и равен 107°.
В конце перевода мотор переключается автопереключателем, причем накоплен-
ная живая сила подвижных частей привода амортизируется при помощи спе-
циального амортизатора, выполненного в виде фрикционной шестерни 9. Центр
этой шестерни состоит из двух половин 10 и 17, соединенных между собой вин-
тами. Зубчатый венец 9 связан с центром при помощи фрикционного устройства,
помещающегося между половинами центра и изображенного отдельно на рис. 304.
233

Как видно из этого рисунка, пружина 30 распирает рычажки 34, прижимаю-
щие чугунное кольцо 33 к зубчатому венцу 9. Благодаря этому освобождаю-
щаяся в конце перевода живая сила нейтрализуется сопротивлением трения во
фрикционной шестерне, венец которой проворачивается при этом вокруг своего
центра. Регулировка сцепления производится пу-
тем помещения прокладок между рычажками 34
и фрикционным кольцом 33. При этом увеличи-
вается или уменьшается сила, при которой насту-
пает нарушение сцепления. Обычно привод регули-
руется таким образом, чтобы нарушение сцепления
происходило при нагрузке на кривошип не менее
60 — 70 кг.
Для того чтобы сделать невозможным перевод
привода со стороны кривошипа приложенной к
нему извне силой, привод в своих крайних поло-
жениях запирается. Запирание привода осущест-
вляется при помощи двух собачек 18 и 19 и двух
фигурных дисков 10 и 12. Фигурный диск 10, яв-
ляющийся одной из половин центра большой фрик- - рпс. 304
ционной шестерни и свободно сидящий на оси,
имеет палец 11, входящий в прорезь переднего фигурного диска 12, сидящего
на шпонке на той же оси. Так как прорезь в переднем диске имеет длину, пре-
вышающую диаметр пальца 11, то диски по отношению друг к другу имеют сво-
бодный ход. На рис. 302 привод показан запертым в своем крайнем положении
(включенном). Если в этом положении привода к кривошипу приложить усилие,
направленное вниз, то перемещению кривошипа будет препятствовать собачка
18, упирающаяся в вырез фигурного диска 12, жестко связанного с кривоши-
пом 16. .
При дистанционном управлении вращение начинается со стороны фигурного
диска 10, который за время свободного хода приподнимает собачку 18. К концу
свободного хода собачка 18 оказывается приподнятой, и палец 11 заднего диска,
упираясь в конец прорези переднего диска, увлекает последний за собой, причем
обе собачки 18 и 19 свободно скользят по дискам. В конце перевода собачка 19
западает в вырез остановившегося фигурного диска 12, благодаря чему делается
невозможным перевод привода в обратном направлении усилием, приложенным
со стороны кривошипа.
Привод может быть переведен вручную при помощи съемной рукоятки,
действующей непосредственно на ось 15 кривошипа. При надевании этой рукоятки
на ось приподнимаются валик 20 и связанная с ним медная пластина 24, размы-
кающая контакты 23 отключателя цепи мотора, обозначенного на принципиаль-
ной схеме через ОМ (рис. 299). Форма съемной рукоятки такова, что только
после размыкания этих контактов рукоятка сцепляется с осью и появляется
возможность переключить вручную привод. При подъеме медной пластины 24
одновременно с ней поднимаются рычаги 22, жестко связанные с осями, на ко-
торых сидят собачки 18 и 19; послздние при этом приподнимаются и отпирают
привод.
При вращении рукоятки будет вращаться также зубчатый сектор 14, ко-
торый приводит во вращение малую шестерню 13 и фигурный диск 12. Диск 12
увлекает за собой диск 10. В конце перевода диск 12 резко останавливается,
диск же 10 по инерции провертывается еще на величину свободного хода, и,
таким образом, оба диска оказываются в таком же положении, как и в конце
перевода от мотора. После снятия рукоятки собачки 18 и 19 Опускаются,
и привод .оказывается запертым.
На оси 15, на которой сидит кривошип привода 16, надет специальный ку-
лачок 21, который, вращаясь вместе с кривошипом, замыкает одни или другие
контакты автопереключателя, назначение которого ясно из приведенного выше
описания принципиальной схемы привода. Основными частями автопереклю-
чателя являются четыре пары контактных пальцев 25 (в приводе описываемой
235
конструкции используются только две пары контактов, крайняя правая и край
няя левая, а остальные являются холостыми) и два медных барабана 26, каждый
из которых замыкает собой пару контактных пальцев. Медные барабаны 26 на-
деты на изолированные оси, скользящие по поверхности кулачка 27, при вра-
щении которого благодаря наличию в нем впадины производится замыкание
или размыкание одних или других контактов автопереключателя.
Рис. 305
В показанном на рис. 302 положении привода, соответствующем включен-
ному положению разъединителя, замкнута первая справа пара контактных паль-
цев, а первая слева пара контактных пальцев не замкнута. Во время перевода
привода кулачок 27 будет вращаться по часовой стрелке, причем в самом на-
чале перевода левый барабан 26 отодвигается влево кулачком 27, вследствие
чего замыкается первая слева пара контактных пальцев и остается замкнутой
в течение всего процесса перевода. В конце перевода выемка на кулачке 27 ока-
жется под правым барабаном 26, вследствие чего под действием пружины барабан
26 отойдет влево, разомкнув тем самым первую справа пару контактных паль-
цев, благодаря чему прервется цепь, питающая мотор привода, и последний
остановится. Контакты первой слева пары контактных пальцев останутся при
этом замкнутыми.
С механизмом автопереключателя (с барабанами 26) связаны два оптических
указателя с надписями «включено» и «выключено», которые при закрытом при-
воде видны через отверстия в его крышке.
Конструкция пускового контактора представлена на рис. 305. Собственно
пусковой контактор 7 состоит из двух отдельных катушек 5, укрепленных на общем
236
основании 2 и снабженных сердечниками 4. На этом же основании крепятся две
пары неподвижных контактов 5 (по одной паре на каждую катушку). Подвиж-
ные контакты 6 жестко связаны с якорями 7, шарнирно укрепленными на ос-
новании 2. Якори сблокированы между собой стержнем 8, свободно укреплен-
ным на основании и не позволяющим одновременного притяжения обоих якорей.
Внизу имеются пружины 9, под действием которых происходит отпадание якорей
после прекращения возбуждения катушек. Пружины 10 служат для прижимания
подвижных контактов к неподвижным после того как якори уже притянуты
и контакты соприкоснулись.
237
Контактор крепится на задней стенке специального кожуха 7 /, передняя крыш-
ка 72 которого нормально удерживается запорной планкой 13 и запирается зам-
ком 14. Для осмотра передняя крышка откидывается вниз, вращаясь вокруг оси 75.
Под контактором на задней стенке кожуха крепятся три предохранителя 16.
В этой же части кожуха расположена клеммовая доска 77 на четырнадцать клемм.
Внизу к кожуху крепится специальная отливка 18, на которую надеваются
три муфты 19 (на рис. 305 среднее отверстие этой отливки закрыто заглушкой 20).
Если необходимо укрепить на контакторе три, а не две трубы, то надо сменить
заглушку 20 на дополнительную третью муфту 19.
На задней стенке кожуха контактора имеются четыре ушка 27, служащих
для крепления контактора на опорах.
Конструкция аппарата управления приведена на рис. 306. Аппарат управ-
ления собран в металлическом ящике с открывающейся в бок передней крыш-
кой, запирающейся замком 7, и рассчитан на четыре рабочих места, т. е. на
управление четырьмя приводами. При большем количестве управляемых из
одного места приводов устанавливаются рядом два или больше аппаратов.
Внутри аппарата управления,на задней его стенке, укреплены четыре пу-
сковых реле 2, по одному на каждое рабочее место. Под этими реле на этой же
стенке укреплены 18 предохранителей 3, расположенных в два ряда. На внутрен-
ней стороне передней стенки аппарата управления, в верхней ее части, укреп-
лены восемь сигнальных реле 4 телефонного типа, по два на каждое рабочее
место. Под этими реле на передней стенке укреплены 12 сигнальных ламп на
напряжение 12 в, заключенных в специальные ламподержате^ 5,6,7, сгруппи-
рованные по три на каждое рабочее место. Ламподержатели снабжены линзами
и цветными светофильтрами: ламподержатель 5 — желтым, 6 — зеленым и
7 — красным. Под каждой группой ламп укреплены рукоятки управления 10,
по одной на каждое рабочее место, состоящие каждая из четырех пар кон-
тактных пальцев 8 и изолированного барабана 9, сидящего на оси рукоятки управ-
ления и имеющего на себе четыре контактных пластины, каждая из которых за-
мыкает в крайних положениях рукоятки ту или другую пару контактных паль-
цев в соответствии с электрической схемой. Для перевода рукоятки из одного
крайнего положения в другое ее сначала надо потянуть на себя и, освободив,
таким образом имеющуюся защелку, повернуть в соответствующую сторону.
Под каждой рукояткой управления расположена пусковая кнопка 77, снаб-
женная пружиной, возвращающей ее в исходное положение при прекращении
нажатия. Еще ниже расположена звонковая кнопка 72, общая для всех при-
водов, управляемых при помощи данного аппарата.
Внизу аппарата в правом углу установлены звонок 13 и понижающий тран-
сформатор 14. В центре кожуха аппарата имеется отверстие для ввода кабеля,,
прикрепляемого к аппарату управления при помощи фланца 15. По бокам этого
отверстия расположены две клеммовые доски 16, на каждой из которых смон-
тировано по шесть клемм.
Аппарат управления устанавливается в дежурном пункте контактной сети
или на тяговой подстанции, а где таковых не имеется — в помещении дежурного по-
станции или на блок-посте. Основное условие, которому должно удовлетворять
выбранное помещение, — это наличие селекторной связи с электродиспетчером
и круглосуточное дежурство персонала в этом помещении. Кроме того, желательно-
выбирать помещение для аппарата управления так, чтобы длина соединитель-
ных кабелей была по возможности меньшей.
ГЛАВА V
РАСПОЛОЖЕНИЕ КОНТАКТНОЙ ПОДВЕСКИ В ИСКУССТВЕННЫХ
/ СООРУЖЕНИЯХ
Основные трудности, с которыми приходится Естречаться при оборудовании
контактной подвеской искусственных сооружений — мостов, путепроводов, тон-
нелей,— заключаются часто в весьма стесненных габаритах, в которых при-
ходится размещать контактную подвеску. Нормальная цепная подвеска в таких
238
условиях в большинстве случаев оказывается неприменимой, вследствие чего
приходится применять специальные типы подвески, описание которых приво-
дится ниже.
Основные требования, которым должна удовлетворять контактная под-
веска в искусственных сооружениях, заключаются в следующем:
а)	должны быть выдержаны требуемые расстояния от частей подвески, на-
ходящихся под напряжением, до частей искусственного сооружения (при всех
режимах температур и нагрузок и при отжатии подвески пантографом). Для
обеспечения достаточно надежной ^{эксплуатационной работы контактной сети
это расстояние должно быть не менее 200 мм;
б)	высота контактных проводов от головки рельса должна быть не менее
5 750 мм при расположении искусственного сооружения на перегоне и 6 250 мм —
при расположении искусственного сооружения на станции (ПТЭ, §151);
в)	должна быть обеспечена по возможности равномерная эластичность кон-
тактной подвески по всей ее длине и отсутствие в ней жестких точек, которые
могут явиться причиной серьезных нарушений нормальной работы подвески.
В то же время подвеска должна обладать достаточной сопротивляемостью под-
нятию ее токоприемником, чем и вызывается в большинстве случаев применение
в искусственных сооружениях подвески с двойным контактным проводом;
г)	при частичном сохранении паровой тяги изоляторы контактной подвески
в искусственных сооружениях должны быть смещены р сторону от оси пути с тем,
чтобы они не подвергались непосредственному воздействию дыма и пара. Контакт-
ный провод также должен располагаться со смещением на 30 — 40 см в сторону
от оси пути, благодаря чему значительно уменьшается возможность коротких
замыканий подвески на трубу паровоза и на другие выступающие вверх части
(вентиляционные флюгарки и т. п.), \ располагающиеся по оси подвижного
состава.
При расположении подвески в тоннелях и под путепроводами тоннельного
типа, где условия работы изоляторов и подвески особенно неблагоприятны
вследствие повышенной влажности и скоплений дыма и пара от проходящих
паровозов, изоляция должна быть по возможности усилена, причем количест-
во изоляторных точек должно быть по возможности уменьшено. Нередко для
обеспечения большей надежности работы подвески в тоннелях применяют
двойную изоляцию.
Почти во всех случаях при проходе искусственных сооружений приходится
снижать высоту контактного провода. Для того чтобы обеспечить нормальную
работу токоприемника на подходах к искусственному сооружению, уклон сни-
жения контактного провода должен быть не более 5°/00.
Несущий трос на подходах к искусственному сооружению в местах подвеса
его на консолях снижается на ту же величину, на какую снижается в этих ме-
стах контактный провод. Только на ближайших от искусственного сооружения
опорах несущему тросу дается несколько большее снижение, чем контактному
проводу. Величина этого снижения определяется из условий обеспечения нор-
мальной работы подвески в пролетах, ближайших от искусственного сооружения.
В случае анкеровки троса у искусственного сооружения расстояние от
ближайших опор до искусственного сооружения делается равным половине
эквивалентного для данного анкерногоучастка пролета или даже несколько менее.
Высота крепления троса на ближайших от искусственного сооружения опорах
определяется в этом случае как сумма высоты крепления троса у искусствен-
ного сооружения и стрелы провеса троса в эквивалентном для данного участка
пролете.
Крупные искусственные сооружения (большие тоннели, мосты), а также со-
оружения с особенно стесненными габаритными условиями ограждаются с
обеих сторон анкеровками с воздушным промежутком, дающим возможность
снятия напряжения с участка контактной сети, расположенного под искус-
ственным сооружением, для осмотра или ремонта контактной сети или самого
искусственного сооружения, не снимая напряжения с прилегающих к со-
оружению участков контактной сети.
23)
В тех случаях, когда необходимо предусмотреть возможность пропуска
электропоездов под искусственным сооружением при отсутствии напряжения
в расположенной под сооружением подвеске, воздушные промежутки, которыми
ограждается с обеих сторон искусственное сооружение, делаются с нейтраль-
ными вставками. Длина нейтральных вставок в таких случаях должна выбираться
таким образом, чтобы была исключена возможность одновременного замыкания
нейтральной вставкой с обоих ее концов двумя пантографами электропоезда.
§ 1. Пересечение электрифицируемой линии мостами и путепроводами
небольшой ширины
Рис. 307
К этой группе искусственных сооружений относятся мосты и путепроводы,
имеющие ширину (в направлении вдоль электрифицируемой линии) не больше
10 jw, при которой еще не тре-
буется устройства под мостом
промежуточных точек подвеса
контактного провода.
В случае, если габарит
сооружения позволяет осу-
ществить подвеску под ним
несущего троса и использо-
вать сооружение в качестве
промежуточной опоры, несу-
щий трос подвешивается на
нормальном подвесном изо-
ляторе (рис. 307).
Высота крепления несу-
щего троса при этом может
бьйгь несколько снижена про-
тив нормально принятой за
счет уменьшения конструктив-
ной высоты цепной подвески
и снижения контактного про-
вода, высота которого в таких случаях может быть уменьшена в соответ-
ствии с § 151 ПТЭ, т. е. до 5 750 мм при расположении сооружения на пере-
гоне и до 6 250 мм — при расположении сооружения на станции. Такого типа
устройство контактной сети' может быть
применено в сооружениях с габаритом
более 7 500 мм на перегонах и 8 000 мм —
на станциях.
Под сооружениями с достаточно боль-
шим габаритом контактная подвеска может
быть .также пропущена без крепления ее к
сооружению. Опоры контактной сети сле-
дует размещать при этом таким образом,
чтобы сооружение располагалось примерно
в середине пролета. При небольшом рас-
стоянии от несущего троса до искусствен-
ного сооружения для предупреждения воз-
можности поджатия подвески к искусствен-
ному сооружению в случае, например, по-
вышенного давления пантографа или подъ-
ема его в непосредственной близости от со-
оружения должны устанавливаться изолированные отбойники. В качестве таких
отбойников применяются стержни трубчатого или уголкового сечения, установ-
ленные под сооружением в направлении, перпендикулярном оси пути, и
240
укрепленные на изоляторах таким образом, чтобы расстояние от нижней их
кромки до частей сооружений было не менее 200 мм.
Устройство отбойников, используемых также для крепления несущего троса
под путепроводом, представлено на рис.'312.
Если имеющийся габарит сооружения не допускает свободного пропуска
несущего троса, то последний закрепляется на изоляторах, как показано на
рис. 308.
Рис. 309
При ограниченном габарите сооружения и невозможности пропуска под
ним несущего троса он заанкеровывается с обеих сторон на мост, и под мостом
пропускается только контактный провод.
В тех случаях, когда конструкция моста не допускает передачи на него пол-
ного натяжения несущего троса, в последний в месте расположения его под
мостом включается вставка из по-
лосового железа, соединенная с
тросом через изоляторы и прикре-
пленная к низу моста способом, обе-
спечивающим перемещение ее в
случае одностороннего обрыва не-
сущего троса (рис. 309). С обеих сто-
рон моста между несущим тросом и
контактным проводом устанавли-
ваются ограничительные кольца
(рис. 310), устраняющие возмож-
ность приближения контактного
провода к заземленным частям
моста.
Пропуск в таких случаях под
мостом усиливающего провода про-
изводится тем же способом, как и
пропуск несущего троса. Усиливаю-
щий провод анкеруется с обеих сто-
рон на мост, причем концы за-
анкерованных проводов соединя-
ются между собой обходным проводом (обводом), который пропускается под
мостом на жестко крепленных к мосту опорных изоляторах.
16 Контактная сеть 000/1
241
§ 2.	Пересечение электрифицируемой линии многопутными путепроводами
При значительной ширине путепровода возникает необходимость допол-
нительной подвески под ним контактного провода. При этом способ крепления
провода должен быть таким, чтобы была обеспечена достаточная эластичность
подвески при проходе токоприемника. При компенсированной подвеске долж-
на быть сохранена также возможность свободных продольных перемещений
контактного провода. Контактная подвеска в таких местах может быть выпол-
нена по одному из следующих трех типов:
а)	цепная подвеска с малой конструктивной высотой при одиночном или
двойном контактном проводе;
б)	простая подвеска двойного контактного провода;
в)	ромбовая подвеска.
Наиболее целесообразным, простым и удобным в монтаже является подвеска
первого типа — цепная с малой конструктивной высотой (конструктивной вы-
сотой цепной подвески называется расстояние между контактным проводом и
несущим тросом в опорных пунктах). Такая подвеска, особенно при двойном кон-
тактном проводе, обладает достаточной и наиболее равномерной по всей своей
длине сопротивляемостью поднятию ее токоприемником.
Расстояние между точками подвеса несущего троса (пролет цепной подвески),
устанавливаемое в зависимости от имеющегося для размещения подвески га-
барита, может быть уменьшено до 15 — 20 м. При этом конструктивная высота
подвески, определяемая величиной провеса несущего троса и минимально до-
пустимым расстоянием от несущего троса до контактного провода, может быть
доведена до 20 — 25 см.
Рис. 311
Для уменьшения общей высоты подвески, которая складывается из кон-
структивной ее высоты и из высоты изолятора с седлом, могут применяться седла
специальной конструкции, имеющие уменьшенную высоту. В тех случаях, когда
это допускается конструкцией путепровода, уменьшение расстояния от контакт-
ного провода до низа путепровода может быть достигнуто за счет поднятия точки
подвеса изоляторов выше нижнего очертания габарита путепровода. В част-
ности, например, при железобетонных путепроводах балочного типа изоляторы
могут быть размещены в промежутке между основными балками, при металли-
ческих путепроводах — между отдельными фермами. Возможная высота под-
нятия точек подвеса изоляторов определяется условиями приближения несущего
троса к конструкции путепровода, которое не должно быть менее 200 мм.
Крепление к несущему тросу контактного провода может производиться
посредством вспомогательного провода (рис. 311) или с помощью струн. В случае
применения струн конструкция их должна быть такой, чтобы обеспечивалась
возможность поднятия контактного провода независимо от несущего троса,
242
рне. jiz. уголки эти служат в то
Рис. 312
а в полукомпенсированной подвеске — возможность также и продольных
перемещений контактного провода.
Места крепления изоляторов могут быть вынесены в стороны от оси пути.
В этом случае несущий трос крепится непосредственно к установленным на изо-
ляторах выгнутым уголкам, как показано на
же время отбойниками, препятствуя под-
жатию подвески к искусственному соору-
жению.
Второй способ подвески под путепро-
водами состоит в применении простой (трам-
вайной) подвески двойного контактного
провода. Несущий трос при этом в месте
расположения путепровода прерывается и
заанкеровывается с обеих сторон на край-
них фермах путепровода.
Применение в этом случае двойного
контактного провода обусловливается не-
обходимостью создать достаточное сопро-
тивление поднятию подвески токоприем-
ником. Поэтому в тех случаях, когда нор-
мальная подвеска на перегонах принята
с одиночным контактным проводом, под
путепроводами добавляется второй кон-
тактный провод, который по выходе его с
обеих сторон из-под путепровода может
отводиться в сторону и анкероваться на бли-
жайших от путепровода опорах.
Такая подвеска обеспечивает нор-
мальное токоснимание при условии до-
статочного натяжения в контактных про'
водах, что может быть достигнуто при
их компенсировании. Расстояние между точками подвеса контактных проводов
в этом случае может быть принято равным нормальному междуструновому рас-
стоянию, т. е. не должно превышать 12,5—13 лг. Способ подвески контактных
проводов под путепроводом должен быть гибким, т. е. должна быть обеспечена
возможность свободного поднятия токоприемником контактных проводов в месте
их подвеса. В наилучшей степени требуемая гибкость подвеса достигается при
подвеске проводов на поперечных тросах, натягиваемых между стенками путе-
провода, или на специальных кронштейнах, укрепленных на конструкции путе-
провода. Изоляторы при этом размещаются в поперечных тросах у мест их за-
крепления к путепроводу.
Крепление контактных проводов к поперечным тросам при компенсирован-
ной подвеске должно быть таким, чтобы была обеспечена возможность продоль-
ного перемещения проводов при колебаниях температуру. При этом детали кре-
пления должны иметь достаточную высоту с тем, чтобы была исключена возмож-
ность задевания лыжи токоприемника за поперечные тросы.
Третий способ состоит в применении ромбовой подвески (рис. 313), при ко-
243
16* 000/1
торой несущий трос с обеих сторон путепровода анкеруется на цепь связанных
между собой ромбов, закрепленных на горизонтально расположенных и нахо-
дящихся вне габарита токоприемника изоляторах, которые крепятся на вер-
тикально расположенных кронштейнах, укрепленных на конструкции путе-
провода. Материалом ромбов служит обычно бронзовый провод сплошного круг-
лого сечения 50 — 70 мм2 или нормальный контактный провод. Ввиду возмож-
ности касания токоприемника проводов ромба и возможности поэтому частичного
их износа применение для ромбов многожильных проводов не допускается.
Подвеска контактного провода к ромбам должна осуществляться в месте
схождения их ветвей и производиться способом, допускающим возможность про-
дольных перемещений провода. Для этого ромбовые провода в местах подвеса
к ним контактного провода располагаются на некотором протяжении парал-
лельно один другому.
Разбивка мест крепления ромбовых деталей производится следующим образом.
Контактный провод у опор, ближайших от путепровода, устанавливается в тре-
буемое положение относительно оси пути посредством передвижки держателя
по фиксаторной трубе, после чего несущий трос сдвигают таким образом, чтобы
он располагался точно по вертикали над контактным проводом.
После этого провод освобождают от временных креплений его под путепро-
водом, и в соответствии с занимаемым им положением производят разметку мест
установки крепительных деталей. Места крепления ромбовых деталей в попе-
речном направлении намечаются таким образом, чтобы ^бе детали находились
на одинаковом расстоянии от свободно подвешенного контактного провода и чтобы
расстояние ближней детали от оси пути было не менее некоторой величины а, зна-
чение которой определяется из условия, чтобы седло и изолятор ромба находи-
лись на достаточном расстоянии от габарита токоприемника. Если обозначим
расстояние от контактного провода до оси пути через Ь, то расстояние каждой
детали от контактного провода будет (а Ц- Ь) и расстояние между деталями
2 (а + by '
Расстояние от оси пути для одной детали будет а и для другой a -f- 2Ь. Ши-
рина ромба будет равна d =2 (а 4- b — с), где с — расстояние от крепительной
детали до ромбового провода, определяемое длиной изолятора, седла и проме-
жуточных деталей.
По местным условиям иногда оказывается невозможным разместить детали
на указанных выше расстояниях. В этих случаях приходится детали несколько
раздвигать, увеличивая таким образом ширину ромба. При этом должно со-
храниться равенство расстояний от обеих деталей до контактного провода.
В продольном направлении расстояние между деталями должно быть не менее
нормального междуструнового расстояния, которое для полукомпенсированной
подвески принимается равным 12,5 — 13 м. Длина сходящейся части ромбовой
подвески должна обеспечивать возможность свободных продольных перемещений
контактного провода и выбирается в зависимости от расстояний до средней
анкеровки.
Механический расчет ромбовой подвески сводится к геометрическому раз-
ложению натяжения несущего троса на направления ромбовых проводов. Наи-
большее натяжение в проводах ромба будет при наибольшем натяжении в несу-
щем тросе. По рис. 314 величина натяжения в каждом из проводов ромба мо-
жет быть определена из формулы:
Тщах = 2/Тщах COS (аГС tg у 9
где Нщах — наибольшее натяжение в ромбовом проводе;
Тщах — наибольшее натяжение несущего троса;
I — длина ромба,
d — ширина ромба,
ОТКуДа	tj	Tmax
Tlmax —	’
~	/ г d \
2 cos (arc tg у 1
244	/
При косом расположении путепровода разбивку мест крепления деталей
производят таким образом, чтобы детали размещались в поперечниках, нормаль-
ных к оси пути. В тех случаях, если такого размещения достигнуть не удается,
ромбы превращаются в параллелограмм (рис. 315), причем величины натяжения
в отдельных ветвях становятся различными. Монтаж такой подвески и ее регули-
ровка в этом случае значительно усложняются.
Рис. 314
Рис. 316
Рис. 317
Скрепление между собой ромбовых проводов производится при помощи спе-
циальной клеммы, изображенной на рис. 316. Для подвески контактного провода
к ромбовым проводам служит клемма, изображенная на рис. 317.
Крепление ромбовых проводов к несущему тросу производится при помощи
треугольной планки, к которой крепятся оба ромбовых провода и несущий трос.
Рис. 318
Общий вид крепления несущего троса к
ромбу показан на рис. 318. Так как способ
крепления несущего троса к ромбу не обес-
печивает надежного контакта между не-
сущим тросом и ромбом, то между ними
включается изолятор. Перед изолятором
устанавливается ограничительное кольцо.
Заанкерованные на ромбы концы несущего
троса соединяются между собой обводом, пропускаемым под путепроводом на
изоляторах, располагаемых в стороне от пути.
245
Недостатком ромбовой подвески является сложность ее монтажа, особенно
в случае косого расположения путепровода.
Разновидностью ромбовой подвески является подвеска по схеме, изображен-
ной на рис. 319. Эта подвеска отличается от нормальной ромбовой тем, что несу-
щий трос в ней анкеруется с обеих сторон на путепровод, ромбовые же провода на-
тягиваются самостоятельно. Такая подвеска значительно проще в монтаже. В экс-
плуатации эта подвеска также удобнее, так как поддерживающие провода
не связаны с несущим тросом.
§ 3* Мосты
Мосты, через которые проходит электрифицируемая линия, по своей конструк-
ции могут быть двух типов:
1) мосты с ездой по верху и открытые мосты с ездой по низу (без верхних ве-
тровых связей);
2) мосты с ездой по низу с верхними ветровыми связями.
Рис. 321
В первом случае над мостом располагается нормального типа цепная под-
веска, причем в тех случаях, когда длина моста меньше длины нормального проме-
жуточного пролета, разбивка опор должна быть произведена таким образом,чтобы
опоры располагались вне пределов моста и его устоев.
Если длина моста больше принятой нормальной длины пролета между опо-
рами контактной сети, то на мосту приходится располагать одну или несколько про-
межуточных опор, закрепляемых тем или иным способом на конструкции моста.
Один из способов крепления к устою моста трубчатой опоры показан на
246
рис. 320. На рис. 321 показано крепление к мосту металлической швеллерной опоры.
Мосты с ездой по низу, имеющие верхние ветровые связи, представляют
наибольшие трудности для размещения контактной подвески ввиду наличия в
этих случаях, особенно на старых мостах, весьма стесненных вертикальных га-
баритов. Увеличение габарита, которое в случае пересечения электрифицируе-
мой линии путепроводом или в тоннеле может быть достигнуто посредством
опускания пути, здесь связано с необходимостью поднятия ветровых связей или
опускания проезжей части моста.
Особенно трудны условия размещения подвески под порталами моста, где при
оставлении минимально допустимых расстояний до нижнего очертания портала
и до габарита подвижного состава остается возможность размещения лишь контакт-
ных проводов. В средней части мостовой фермы условия размещения проводов
контактной сети бывают обычно несколько легче, так как решетка ветровых свя-
зей имеет обычно несколько большую высоту от головки рельса, чем порталы моста.
Наилучшим решением в таких случаях является] применение цепной под-
вески малой конструктивной высоты с двойным контактным проводом, располагае-
мым со смещением на 25 — 30 см в сторону от оси пути. Несущий трос анкеруется
на порталах. В средней части моста между порталами подвешивается отдельный
отрезок несущего троса на изоляторах, размещаемых на элементах ветровых свя-
зей или, если это оказывается необходимым, в промежутке между ними на специ-
альных крепительных деталях, дающих возможность поместить точку подвеса
изолятора несколько выше низа решетки ветровых связей. Причем с обеих сторон
каждого портала устанавливаются ограничительные кольца, препятствующие
отжатию токоприемником контактных проводов к порталу моста. Если подвеска
несущего троса в пределах моста невозможна, применяется простая подвеска
двойного контактного провода с установкой в необходимых случаях отбойников.
§ 4. Тоннели
По своей конструкции тоннели могут быть следующих типов:
1) тоннели прямоугольного сечения;
2) сводчатые тоннели.
При расположении подвески в тоннеле прямоугольного сечения устройство
подвески ничем почти не отличается от описанного выше для случаев пересечения
электрифицируемой линии многопутными путепроводами и может быть выполне-
но по одному из указанных выше типов. При расположении подвески в тоннеле
сводчатого очертания применение простой подвески на поперечных тросах и
ромбовой подвески становится в большинстве случаев невозможным, вследствие
чего в таких случаях обычно применяется цепная подвеска с малой конструк-
тивной высотой с одиночным или двойным контактным проводом, а в случае
некомпенсированной подвески—также с вспомогательным проводом.
Величина пролета цепной подвески в тоннеле определяется габаритными
условиями. Желание снизить стоимость подвески в тоннеле и уменьшить количе-
ство помещенных в тоннеле изоляторов, что находится в прямой зависимости от
увеличения пролета подвески, заставляет стремиться к повышению конструктив-
ной высоты подвески, одной из составляющих которой является величина стрелы
провеса несущего троса. При данном габарите тоннеля возможность увеличе-
ния конструктивной высоты подвески, а следовательно, и величины ее пролета
может быть достигнута двумя путями: 1) углублением точек крепления подвесных
изоляторов в свод тоннеля и 2) применением специальных конструкций, при ко-
торых изоляторы выносятся в стороны от контактной подвески.
В первом случае повышение точек крепления изоляторов несущего троса до-
стигается посредством устройства ниш для изоляторов в своде тоннеля (рис. 322),
глубина которых определяется, с одной стороны, конструкцией тоннеля и, с дру-
гой стороны, приближением несущего троса и пантографа к своду тоннеля, ко-
торое не должно быть меньше 200 мм.
Во втором случае изоляторы размещаются по сторонам от оси пути вне габа-
рита токоприемника. На изоляторах укрепляются специальные детали из трубы
247
или сортового железа, в средней части которых закрепляется несущий трос. Такого
типа подвеска при штыревых изоляторах показана на рис. 323.
Как видно из приведенного рисунка, фиксатор крепится на той же детали, ко-
торая служит для подвески несущего троса.
Рис. 322
Рис. 325
Рис: 323
Рис. 324
Нередко применение такого типа подвески обусловливается желанием при-
менить двойную изоляцию контактной подвески (рис. 324), которая довольно
часто применяется в тоннелях, особенно при частичном сохранении паровой тяги.
В двухпутном тоннеле для крепления контактной подвески обоих путей мо-
гут быть применены вертикальные кронштейны, установленные по оси между-
путья. Такого рода конструкция показана на рис. 325.
248
Закрепление деталей в своде тоннеля производится при помощи штырей,
устанавливаемых на цементном растворе в дырах, выбитых в своде тоннеля. Эта
часть работы, особенно в однопутных тоннелях большого протяжения, является
наиболее трудной и дорогой, вследствие чего при проектировании устройства
подвески в тоннелях необходимо стремиться к возможному сокращению чис-
ла таких штырей, используя по возможности одни общие детали для подвески
несущего троса, усиливающего провода и для крепления фиксаторов.
ГЛАВА VI
УСТРОЙСТВО РЕЛЬСОВОЙ ЦЕПИ И ЗАЗЕМЛЕНИЯ
Сопротивление рельсовой цепи, служащей на электрифицированных линиях
в качестве обратного провода, состоит из двух частей: 1) сопротивления самих
рельсов и 2) переходных сопротивлений рельсовых стыков.
Переходное сопротивление рельсовых стыков является переменной величиной,
изменяющейся в широких пределах в зависимости от целого ряда факторов, ос-
новными из которых являются: степень затяжки стыка, состояние рабочих поверх-
ностей стыковых накладок и соприкасающихся с ними поверхностей рельса, со-
стояние погоды, влажность и т. п. Переходное сопротивление стыка измеряют
обычно величиной отношения сопротивления 1 м рельса со стыком к сопротивле-
нию 1 м целого рельса. При благоприятных условиях (хорошая затяжка стыка,
влажная погода) сопротивление стыка может весьма незначительно отличаться от
сопротивления целого рельса. При других условиях (при сухой погоде, слабой
затяжке стыковых болтов) эти же стыки могут давать значительно большие
величины переходного сопротивления, доходящего в отдельных случаях до 40 м
целого рельса. Новые стыковые накладки непосредственно после их установки
в путь обычно дают повышенное переходное сопротивление стыка. Через несколь-
зко дней после приработки накладок к рельсу и удаления имеющегося на рабочих
поверхностях накладок и рельса тонкого слоя ржавчины переходное сопротивле-
ние таких стыков обычно уменьшается.
Большие величины переходных сопротивлений стыков значительно повыша-
ют общее сопротивление рельсовой цепи. Это вызывает увеличение падения на-
пряжения в рельсах и повышение потенциала рельсов по отношению к земле,
что создает благоприятные условия для возникновения блуждающих токов. По-
этому для уменьшения переходного сопротивления в местах рельсовых стыков
на электрифицированных участках устанавливаются дополнительные электро-
проводящие соединения, которые обычно называются стыковыми соединениями.
Стыковые соединения в зависимости от способа их присоединения к рельсам
могут быть разбиты на две основные группы — приварные и неприварные соеди-
нения.
Рис. 326
Приварное стыковое соединение применяемого у нас типа показано на
рис. 326. Оно состоит из гибкого медного провода сечением 70 мм2, концы ко-
торого обжаты в железных манжета^, привариваемых с помощью электросварки
(железными электродами) к головкам рельса с наружной их стороны. На рис. 327
показан другой тип такого соединения с вертикальным расположением про-
водов в месте входа их в приварные головки.
24g
Для обеспечения прочности соединения, подверженного частым вертикальным
колебаниям при прохождении по стыку подвижного состава и горизонтальным —
при изменении длины рельсов в зависимости от колебания температуры, провод
стыкового соединения должен иметь достаточную длину и гибкость. Провод для
достижения надежного соединения его с головками до заварки его в головку дол-
жен быть надежно в ней опрессован.
Рис. 328
Рис. 327
Другой тип головок стыкового соединения показан на рис. 328. Закрепление
концов провода в головках этого типа производится лишь механически, приварка
же их к головкам производится одновременно с приваркой головок к рельсу, ко-
торая в этом случае производится при помощи электродов из медного сплава.
Основной недостаток стыковых соединений приварных типов — трудность
восстановления их в эксплуатационных условиях, так как для приварки прихо-
дится выезжать на перегон с электросварочным агрегатом (или с автогенным сва-
рочным аппаратом). Стыковые соединения неприварного типа лишены этого
недостатка.
Рис. 329
Рис. 330
Неприварные стыковые соединения присоединяются к шейке рельса под сты-
ковой накладкой или за ее пределами (соединение в обход накладки). Крепление
к шейке рельса производится посредством специального вида головок, которые
бывают двух типов — обжимные (рис. 329) и полые с креплением посредством пуль-
ки (рис. 330).
Закрепление на рельсе соединений с обжимными головками производится
с помощью специального пресса, изображенного на рис. 331. При этом достигает-
ся вполне надежный как в электрическом, так и в механическом отношении кон-
такт между стыковым соединением и рельсом, причем поверхность их соприкосно-
вения оказывается хорошо защищенной от проникновения на нее влаги и пыли.
Стыковые соединения с пулечными головками удобнее в том отношении,
что установка их значительно проще и производится быстрее, чем установка соеди-
250
нений с обжимной головкой, с помощью обыкновенного молотка, которым заби-
вается пулька.
Другим достоинством пулечногосоединения является то, что оно может быть
установлено повторно с применением лишь пульки несколько большего размера.
В случае расположения стыкового соединения под накладкой (рис. 332) для
обеспечения сохранности соединения между проводом соединения и накладкой
должно оставаться свободное пространство не менее 1,5 мм. Провод соединения
должен быть гибким и иметь достаточную длину. Обычно головка соединения та-
кого типа располагается посредине между первым и вторым болтами, считая от
концов рельса. В тех случаях, когда необходимо обеспечить особенную надеж-
ность стыковых соединений, применяются двойные соединения, располагаемые
под накладками по обеим сторонам шейки рельса.
Рис. 333	Рис. 334
Стыковое соединение обходного типа, применяемое в последнее время на фран-
цузских железных дорогах, показано на рис. 333. Соединение состоит из двух мно-
гожильных проводов с заваренными для предохранения от расплетания концами.
Крепление проводов к рельсам производится посредством двух разрезных втулок
способом, показанным на рис. 334. Втулки имеют конические поверхности. При
забивании средней втулки с помещенным в ней концом провода средняя втулка
плотно обжимает провод, наружная же плотно прижимается к краям отверстия
в шейке рельса, благодаря чему обеспечивается надежный контакт между соеди-
нением и рельсом. Большим достоинством этого типа соединения является просто-
та его монтажа и демонтажа. Недостаток—значительно больший расход меди по
сравнению с соединениями, привариваемыми к головкам рельса.
Чтобы избежать необходимости установки стыковых соединений, был сделан
ряд попыток улучшения контакта между стыковой накладкой и рельсом. Однако
предлагавшиеся для этого способы (оцинковка рабочих поверхностей накладок
и рельса и т. п.) оказались несостоятельными. В первый период работы пере-
ходное сопротивление оборудованных таким образом стыков значительно снижа-
лось и не выходило за пределы нормы (2,5 м целого рельса), в дальнейшем же
251
и накладкой
продуктов
5/7

Рис. 335
ности рельсовой цепи, обе нитки рельсов
сопротивление постепенно возрастало и по прошествии одного-полутора лет
не отличалось от переходного сопротивления простого рельсового стыка.
Заслуживает внимания предложенный в последнее время способ улучшения
проводимости стыка посредством его «керосинизации» — введение между рельсом
мазута, трансформаторного масла
и т. п.). Проникая на рабочие
поверхности стыковой накладки,
введенное в4 стык масло или ке;
росин дает значительное умень-
шение сопротивления рельса в
течение 2—3 месяцев, после чего
требуется возобновление смазки
стыка. Способ этот может быть
рекомендован в качестве вспомо-
гательного для улучшения про-
водимости стыков с отбитыми
стыковыми соединениями вре-
менно до их восстановления.
Для того чтобы обеспечить
большую надежность непрерыв-
соединяются между собой через
каждые 200 — 300 м междурельсовыми соединениями из круглого железа диа-
метром 12 — 16 мм, концы которого привариваются к шейкам рельсов. На
двухпутных и трехпутных участках кроме междурельсовых соединений уста-
навливаются через каждые 400 — 600 м междупутные соединения (рис. 335),
соединяющие между собой рельсовые нитки расположенных рядом путей и
выполняемые по тому же типу, как и междурельсовые соединения.
Такие соединения могут устанавливаться только на участках, необорудован-
ных автоблокировкой или авторегулировкой. На участках с автоблокировкой
междурельсовые соединения устанавливаются в местах расположения изолиро-
ванных стыков и выполняются через дроссельные катушки, создающие большое
сопротивление для прохождения переменного тока автоблокировки и пропускаю-
щие свободно тяговый постоянный ток.
Дроссельная катушка представляет собой железный сердечник, на котором
намотано несколько витков толстой медной ленты. Катушка помещается в чугун-
ном кожухе и заливается маслом.
С каждой стороны изолированного стыка устанавливается по одной дроссель-
ной катушке, как показано на рис. 336. Средние точки дроссельных катушек сое-
диняются между собой медным
проводом для пропуска тягового
тока в обход изолированного
стыка. Общий вид изолирован-
ного стыка с дроссельными со-
единениями показан на рис. 337.
Междупутные соединения на
участках с автоблокировкой
устраиваются путем соединения
между собой средних точек дроссельных катушек соседних изолированных сты-
ков и для обеспечения нормальной работы автоблокировки должны распо-
лагаться через один изолированный стык.
На станциях, оборудованных электрической централизацией при двухниточ-
ных рельсовых цепях, для пропуска тяговых токов в обход изолированных стыков
устанавливаются такие же дроссельные соединения, как и на перегонах.
При однониточных рельсовых цепях для пропуска тяговых токов отводится
только одна рельсовая нитка на каждом электрифицированном пути. На изоли-
рованных стыках тяговые нитки соседних изолированных участков соединяются
друг с другом голым медным проводом — джемпером (рис. 338).
В местах расположения тяговых подстанций к рельсовой цепи присоединяют-
Перегон
Рис. 336
252
ся отсасывающие фидеры. На участках, не имеющих автоблокировки и электри-
ческой централизации, в месте присоединения отсасывающих фидеров устанавли-
вается надежное поперечное соединение между всеми рельсовыми нитками, вклю-
ченными в обратную рельсовую цепь. На станциях, оборудованных электриче-
ской централизацией с однониточными рельсовыми цепями, отсасывающие фиде-
ры присоединяются к тяговым рельсовым нитям,
причем в месте присоединения отсасывающих
фидеров все тяговые нити надежно соединяются
между собой. На участках, оборудованных авто-
блокировкой с двухниточными рельсовыми це-
пями, отсасывающие фидеры присоединяются к
средним точкам дроссельных стыков. На двух-
путных и многопутных участках дроссельные
стыки в месте присоединения отсасывающих
Тяготе penbcbt
ДЬкемпера
Penbcbt абтоблокиробки
Изолированнее cmbku
Рис. 337	Рис. 338.
в
между собой.
Отсасывающие фидеры обычно выполняются подземным бронированным ка-
белем с изоляцией на 1000 в. При большом расстоянии от подстанций отсасывающие
фидеров должны располагаться
должны быть надежно соединены
1яготе penbcbt
одном поперечнике, причем средние их точки
Рис. 340
фидеры делаются иногда воздушными. Способ при-
соединения отсасывающих фидеров на участке,
оборудованном автоблокировкой, показан на
рис. 339.
Металлические опоры, а также все металли-
ческие конструкции, используемые для подвески
или анкеровки проводов контактной сети или нахо-
дящиеся в непосредственной от них близости, зазем-
ляются (ПТЭ,§ 153). Назначение заземления—обес-
печить безопасность для обслуживающего персонала
и для посторонних лиц при прикосновении их к ме-
таллическим конструкциям, так как при поврежде-
нии контактной сети или при пробое изолятора и при
отсутствии заземления металлическая конструкция
может оказаться под полным напряжением 1 500
или 3 000 в. ,
Заземление выполняется железным проводом
диаметром 12 мм, привариваемым одним концом
к шейке рельса и другим — к заземляемой кон-
струкции. На станциях, оборудованных электри-
ческой централизацией, при однониточных рель-
совых цепях присоединение заземлений делается
к тяговому рельсу.
Двойными проводами заземляются опоры, рас-
положенные на пассажирских платформах или в
других общедоступных местах, и привода секцион-
ных разъединителей. Провода двойных заземлений должны присоединяться пр
возможности к разным рельсовым ниткам.
253
254
В тех случаях, когда почему-либо нельзя или нежелательно иметь постоян-
ное соединение опор с рельсами (например по условиям борьбы с блуждающими,
токами или для обеспечения устойчивости работы автоблокировки), присоеди-
нение заземлений к рельсу может быть выполнено через искровые промежутки.
Искровой промежуток (рис. 340) состоит из двух медных пластин, между кото-
рыми проложена слюдяная прокладка, не доходящая с одной стороны до края
пластинки. Пробой такого искрового промежутка при толщине слюдяной про-
кладки 0,12 — 0,15 мм происходит при напряжении 600 — 800 в. При этом
после отключения короткого замыкания автоматами подстанций или поста сек-
ционирования изолирующее свойство искрового промежутка восстанавливается.
Оттяжки деревянных опор в тех случаях, когда расстояние между тросом
оттяжки и металлическими частями консоли и других крепительных деталей
не меньше 400 мм, обычно не заземляются.
ОТДЕЛ III
ПОПЕРЕЧНЫЕ КОНСТРУКЦИИ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
ГЛАВА I
консоли
Консолью (или кронштейном) называют конструкцию, при помощи кото-
рой подвеска подвешивается к одной опоре. На однопутных участках, за ма-
лыми исключениями, применяется только эта конструкция как наиболее про-
стая и удобная. При применении же ее на двухпутном участке (отдельно для
каждого пути), кроме того, достигается полная независимость одного пути от
другого. Такое отсутствие механической связи одного пути с другим с эксплуа-
тационной ^тороны является крупным достоинством этой конструкции, что и
определяет исключительно широкое ее применение.
§ 1. Схемы выполнения консолей
Чаще всего для расположения проводов над путями и крепления их к опо-
рам применяются консоли.
При рассмотрении существующих консолей можно видеть самые разнооб-
разные конструкции, получившие тот или иной вид в зависимости от задач, по-
ставленных перед этими конструкциями.
Рассмотрение конструкций консолей удобно вести, классифицируя их по
следующим признакам:
1)	по схеме конструкции:
а)	прямые с тягой (рис. 341а),
Рис. 341а
б)	прямые с подкосом (рис. 3416),
в) наклонные (рис. 341 в);
2)	по принципу их крепления у опоры:
а) защемленные на опоре,
б) полузащемленные,
в) поворотные;
3)	по отношению к напряжению:
а)	заземленные (рис. 342а),
256
б)	изолированные (рис. 3426);
4)	по количеству перекрываемых путей:
а)	однопутные (рис. 341 и 342),
б)	двухпутные (рис. 343) и т. д.;
5)	в зависимости от направления проходящих проводов:
а)	нормальные — для подвески проводов на прямых участках, если нет
отвода проводов (от оси пути к опоре) (рис. 341, 342 и 343),
б)	обратные — для подвески проводов на кривых участках пути и на пря-
мых при отводе проводов от оси пути в сторону к опоре (рис. 344а и 3446);
6)	в зависимости от назначения:
а)	промежуточные (на промежуточных опорах),
б)	переходные (на переходных опорах),
в)	переходные в пунктах секционирования (с анкеровкой несущего троса
на консоль).
Рис. 344а
Рис. 3446
Каждая конструкция консоли состоит из двух элементов: стрелы и тяги
или подкоса (в зависимости от конструкции консоли).
Стрелы и подкосы консолей выполняются из углового (равнобокого и не-
равнобокого) и швеллерного железа. Применяются также для этой цели та-
вровое железо, трубы и железобетон.
Тяги консолей обычно выполняются из круглого железа и реже из поло-
сового железа, в отдельных случаях применяют для этой цели бронзовый трос.
§ 2. Конструкция консолей
Рассматривая возможные схемы конструкции консолей, следует в первую
очередь остановиться на самой простой конструкции — прямой консоли с тягой.
На рис. 345 представлен участок, оборудованный такими консолями.
Достоинствами этой конструкции, как мы уже отметили, являются ее про-
стота, легкость сравнительно с другими схемами, а следовательно, и меньшая
стоимость.
Недостатком такой же конструкции является необходимость иметь большей
высоты опору (на 1 — 1,5 м) для крепления тяги.
Этот недостаток отсутствует в конструкциях консолей, где вместо тяги при-
меняется подкос (рис. 346). Но в этом случае вес самой консоли увеличивается,
17 Контактная сеть 3 12 1	257
так как тяга заменяется подкосом, который должен иметь жесткий профиль
(подкос работает на сжатие), а следовательно будет более тяжелым.
Сочетать то и другое качество, т. е. уменьшить высоту опоры и облегчить
консоль, удается применением наклонной консоли. На рис. 347 дан общий вид,,
а на рис. 348 — чертеж такой конструкции с размерами. На обоих рисунках
видно приспособление, дающее возможность уменьшить длину тяги, вернее,
приближать или отдалять ее от опоры. Оно состоит из двух полос железа с
отверстиями. Между этими
полосами и закрепляется
тяга. Для представления
о величине консоли здесь
же приведены и все разме-
ры. Такого типа консоли
были применены на первых
участках Ярославской ж. д.
Консоль может быть
исполнена из швеллеров и
из уголков (рис. 348). Со-
единение отдельных ветвей
между собой здесь произве-
дено при помощи прокла-
док и заклепок. Подвеска
изолятора осуществляется
прих помощи хомута (на
рис. 348 показано приме-
нительно к консоли из.
углового железа).
Рис- 345	Примеры исполнения
нормальных" консолей на.
дорогах СССР для деревянных и металлических опор даны на рис. 349 и 350а.
Основные элементы конструкции на рис. 350а: 7 — стрела консоли, 2 —
тяга, 3 — пята консоли, 4 — крепление тяги к стреле, 5 — крепление тяги к
опоре.
Представленные примеры конструкций консоли различаются способом со-
единения ветвей между собой. Первая из них (рис. 349) выполнена при помощи
склепывания уголков между собой. Для создания зазора между уголками поме-
щены прокладки, через которые и пропущены заклепки. В последнее время
главным образом применяются консоли, у которых соединение элементов вы-
полнено при помощи сварки (рис. 350а).
Способ крепления тяги к телу консоли (к стреле) в том случае, когда по-
следняя выполняется из двух симметричных элементов (швеллеров или угол-
ков), дан на рис. 351. Вследствие простоты и ясности устройство этого крепле-
ния не нуждается в пояснениях. В этой части конструкция является общей для
обоих случаев.
Крепления «пяты» стрелы к деревянной опоре, как видно из рис. 352, вы-
полняется при помощи двух уголков, укрепленных на столбе глухарями. Во из-
бежание необходимости производить притеску столба полкам уголка придают
выгиб. К этим уголкам крепление пяты производится при помощи шарнирного
валика, который удерживается в необходимом положении шплинтом и шайбой.
На рисунке представлена стрела, выполненная из двух швеллеров, но кре-
пление будет иметь совершенно тот же вид и в том случае, если конструкция будет
исполнена из двух уголков. Для получения большей возможности вертикаль-
ного перемещения в уголках предусмотрены три отверстия. Для возможности
поворота стрелы относительно горизонтальной оси, параллельной оси пути,
что может понадобиться при регулировке и необходимо при установке консоли,
полки несколько срезаются, и стенка закругляется по окружности.
На рис. 350а показаны также конструкция и крепление к опоре фиксатор-
ного кронштейна, выполняемого также из швеллера.
258
Для большей ясности отдельно представлены крепление стрелы консоли
к пяте и крепление последней к опоре (рис. 3506), а также крепление тяги
к опрре (рис. 350в).
Тяги консолей у нас почти во всех случаях выполняются из круглого же-
леза. Обычно тяга имеет на одном койце проушину, а на другом — нарезку.
Тяга крепится при помощи уголка, укрепленного на опоре. Под гайки, при по"
мощи которых крепится тяга, подкладывается шаровая шайба.
Пята консоли, как и на деревянной опоре, состоит из двух уголков (коро-
тышей), которые приклепываются или привариваются к крепительному (опор-/
ному) уголку. Этот же опорный уголок крепится уже к опоре крюковыми
болтами.
17* 321/1
259
Рис. 347
Рис. 348
260
Рис. 349
Рис. 350а
261
Рис. 350в
262
На рис. 353 (справа) показан крюковый болт, который обычно употребляет-
ся на дорогах нашего Союза для крепления элементов конструкции к опорам,
выполняемым из профильного железа. Ря-
дом дано крепление при помощи простого
болта, но снабженного специальной от-
ливкой.
Наклонные консоли с тягой могут дать
и большую экономию в высоте опоры. На
рис. 354 приведен такой пример. Здесь в
целях экономии высоты опоры один швел-
лер имеет большую длину и соединяется
со вторым при помощи полосового железа,
используемого как оттяжки; кроме того, и
сама тяга консоли имеет наклонное поло-
жение, что дает возможность еще умень-
шить высоту опоры. Уменьшение утла меж-
ду тягой и стрелой консоли, конечно, по-
ведет к увеличению продольного усилия
б стреле консоли, т. е. в конечном итоге может повести к некоторому утяжеле-
нию самой консоли. Таким образом, рассмотренная конструкция (с наклонной
тягой) оправдывается полностью при ме-
таллической опоре и, пожалуй, не может
быть оправдана при деревянных опорах,
где погоня за некоторым уменьшением вы-
соты опоры не даст ощутительных эконо-
мических результатов и не окупит утяже-
ления консоли.
Из рассмотренных конструкций^все, за
исключением представленной на рис. 346,
относятся к типу полузащемленных кон-
солей, т. е. к типу, который имеет неболь-
шую свободу вращения относительно вер-
тикальной оси и полную свободу относи-
тельно горизонтальной. При конструкции
же крепления, представленной на рис. 346,
консоль лишена такой возможности.
Такое закрепление стрелы консоли мо-
жет быть выполнено и при наклонной
стреле (рис. 355). Конструкция эта очень
проста: стрела консоли состоит из двух
уголков, которые при помощи двух болтов
стягиваются и обхватывают опору.
При проектировании консолей обычно
создают возможность производить регули-
ровку 'длины тяги. При монтаже сети, при
неточной установке опор или других погреш-
ностях эта регулировка дает возможность получить все же правильное положе-
ние консоли.
На всех рассмотренных на-
ми конструкциях регулировку
длины тяги можно производить
на части ее длины, прилегающей
к опоре.
Сопоставляя между собой
эксплуатационные качества рас-
смотренных типов консолей, раз-
личающихся способом закрепления к опоре, следует отметить преимущество,
которое имеет полузащемленная консоль перед защемленной.
263
264
При обрыве несущего троса полукомпенсированной или некомпенсирован-
ной подвески под влиянием одностороннего натяжения полузащемленная
консоль повернется вокруг своей оси на некоторый угол, и натяжение
троса вследствие этого (при некомпенсированном тросе) сильно упадет, что предот-
вратит разрушение самой консоли (или даже и опоры). При защемленной же
консоли это уменьшение может получить место лишь за счет отклонения под-
весного изолятора, и, следовательно,
консоль будет работать в горизонтальной
плоскости на изгиб (от натяжения троса).
Наконец, к третьему типу консолей,
различающихся по способу крепления стре-
лы консоли к опоре, относятся так назы-
ваемые поворотные консоли, применяющие-
ся главным образом при компенсированной
системе подвески.
Пример конструкции поворотной кон-
соли на промежуточной опоре дан на
рис. 356. Консоль выполнена из двух
уголков, связанных между собой заклепочными соединениями. В данном случае
тяга выполнена из троса, который при помощи специальной штанги крепится
на опоре. Как легко видеть из рисунка, стрела и тяга консоли закреплены
к опоре шарнирно и имеют возможность вращаться относительно опоры.
Наибольшее применение получили за границей поворотные консоли, выпол-
ненные из труб (рис. 357). Отличие этой консоли от предыдущих заключается
265
ЕИС. ОЭ8
главным образом в том, что она находится под напряжением, тогда как все преды-
дущие были заземлены.
Применяемая на некоторых заграничных железных дорогах конструкция
поворотной консоли для компенсированной цепной подвески имеет вид, предста-
вленный на рис. 358, где дан общий
вид участка, оборудованного такими
консолями. На переднем плане на
опоре видны две такие консоли.
Эти консоли, как видно из рисун- .
ка, находятся под напряжением и
крепятся к опоре посредством изоля-
торов. Вся консоль собирается из труб.
При этих консолях обычно точка при-
ложения веса подвески совпадает с
узлом крепления тяги к стреле, поэто-
му элементы консоли работают на рас-
тяжение и сжатие, а не на изгиб, что
дает возможность облегчить консоль.
Отличие переходной консоли при
некомпенсированном тросе от промежу-
точной заключается в том, что она обыч-
но выполняется из более тяжелого про-
филя, так как к ней подвешиваются
две цепные подвески. Переходные
консоли в пунктах секционирования
отличаются еще и тем, что вследствие
устройства электрического разделения
цепных подвесок приходится удлинять
вылет консоли.
£ Переходная консоль при компенсированной подвеске, т. е. в случае,
когда несущие тросы у переходных опор перемещаются в противоположные сто-
роны, представляет как бы сочетание двух консолей (рис. 358—на п реднем плане),
устроенных таким образом, чтобы при
движении навстречу они не упирались
друг в друга.
В предыдущем отделе, при разборе
условий работы фиксаторов, было ука-
зано, что в том случае, когда опоры на
кривом участке пути приходится уста-
навливать на внутренней стороне кри-
вой, применять обычные конструкции
фиксаторов не удается, так как в этом
случае они, работая на сжатие, сильно
ухудшают токоснимание.
Чтобы избежать работы фиксатора
на сжатие, на ряде дорог за границей и
у [нас применяются обратные консо-
ли. Общий вид такой консоли дан на
рис. 359.
Такая конструкция консоли с хобо-
том дает возможность крепить фиксаторы на «хобот», что обеспечивает их рабо-
ту на растяжение. Эта конструкция получается обычно значительно тяжелей,
т. е. требует большой затраты металла по сравнению с нормальными консолями.
Увеличение мощности, а следовательно, и веса такой консоли объясняется
наличием большой горизонтальной нагрузки от составляющей натяжения в кон-
тактном проводе, приложенной к тому же на достаточно большом плече.
Крепление такой обратной консоли на опоре, а также крепление подкоса
к ней легко видеть из рис. 360. Такая конструкция применена на Закавказской
2€6


ж. д. и сходные с ней применялись на Ярославской ж. д. (рис. 359).
Конструкции обратных консолей для компаундной подвески, когдаднесущий
трос проходит не анкеруясь, имеет вид, представленный рис. 361.
Рис. 360
Рис. 361
Конструкция обратной консоли получается несколько более легкой при выпол-
нении ее со специальным жестким элементом для крепления труб фиксатора
(рис. 362); здесь плечо действия горизонтальной силы уже незначительно, и по-
этому кронштейн для крепле-
ния} фиксатора получается
легким. Значительно легче
получается и сама консоль,
которую можно рассматривать
как переход от консоли с хо-
ботом к консоли с обратным
фиксатором.
В отдельных случаях на
двухпутных участках, а также
на станциях, если не пред-
ставляется возможным уста-
новить отдельные опоры для
каждого пути, применяют
двухпутные консоли.
Конструкция двухпутной
консоли при установке ее на
прямом участке пути имеет
вид, показанный на рис. 363.
Консоль выполняется из двух
швеллеров (или двух уголков) и подвешивается при помощи двух тяг (в других
случаях короткая тяга заменяется подкосом) к опоре. Как видно из рисунка,
один из фиксаторов крепится непосредственно к опоре, а второй — к специ-
альной фиксаторной стойке. При установке опоры с внутренней стороны кри-
вой конструкция двухпутной консоли имеет вид, показанный на рис. 364.
267
?50 -300
-309
И
Рис. 363
В этом случае оба фиксатора
крепятся к фиксаторной стойке,
причем один из них выполняется
в виде обратного фиксатора.
Как та, так и другая кон-
струкции на приведенных рисун-
ках укреплены шарнирно к опо-
ре. В ряде случаев, как это мож-
но видеть на электрифицирован-
ных участках наших дорог, такие
конструкции укрепляются к
опоре неподвижным образом
(рис. 365).
Подвеска проводов двух
путей на одной (двухпутной)
консоли применяется лишь в
тех случаях, когда другие реше-
ния ведут к чрезмерным расхо-
дам. Основные недостатки этих
конструкций заключаются в том,
что они механически соеди-


Рис. 362
1555

268
няют между собой два пути и при повреждении самой консоли восстановление
ее весьма затруднительно.
В том случае, когда консоль подвешена на двух тягах, обычно предусма-
тривается возможность регулирования натя-
жения тяг (здесь сделано это при помощи
гаек на ’ конце тяг) для
обеспечения более или
менее равномерного рас-
пределения нагрузки меж-
ду тягами.
При расположении
опоры с двухпутной кон-
солью на внутренней сто-
роне кривой последняя
выполняется и в виде об-
ратной консоли с хобо-
том. Пример такой кон-
соли дан на рис. 366.
Здесь также устраивается
фиксаторная стойка для
крепления фиксатора. По-
добные конструкции при-
меняются в случаях, где
практически не удается
найти другого решения
(не связанного с большими
затратами). Практически
пределы применения кон-
солей не ограничиваются
двухпутными участками.
Выше (рис. 97) мы да-
вали пример использова-
ния консоли для подвески
проводов нескольких пу-
тей (для сети трехфазного
тока на станции).
В некоторых случаях,
когда не представляется
269
возможным поставить опоры по обе стороны путей станции, прибегают к под-
веске проводов ряда путей на многопутных консолях. Примером такой кон-
струкции является многопутная консоль, примененная на одной из французских
железных дорог (рис. 367).
До сих пор мы рассматривали
лишь металлические консоли, но
на дорогах, где применяются же-
лезобетонные опоры, в ряде слу-
чаев используют и железобетонные
консоли. Для примера на рис., 368
дан общий вид участка с железо-
бетонными однопутными консоля-
ми. Из рисунка видно, что консоли
применены двух длин и поочередно
меняются. Это объясняется тем, что
на участке применена вертикальная
подвеска с фиксаторами (с зигзагом
контактного провода и троса).
Железобетонные консоли мо-
гут выполняться и двухпутными.
Для примера на рис. 369 представ-
лена конструкция железобетон-
ной двухпутной консоли на железо-
бетонной опоре.
Для подвески усиливающих
проводов в большинстве случаев
к опоре и с полевой стороны подве-
шивают специальные кронштейны.
Рис. Збб
На рис. 347 и 362 видны конст-
рукции таких кронштейнов, со-
стоящих из двух швеллеров. В последнее время применяются кронштейны
более легкие.
Один из вариантов консоли для подвески усиливающих проводов на деревян-
Рис. 367
ной опоре приведен на рис. 370. В этой конструкции конец консоли отогнут кни-
зу. Этот изгиб делается для того, чтобы отдалить изолятор, на котором подвеши-
ваются усиливающие провода, от кронштейна, иначе при сильных ветрах юбка
изолятора в отклоненном положении может приблизиться на недопустимое рас-
стояние к стреле консоли. Это особенно важно при подвеске алюминиевых прово-
270
Рис. 368
'i
Рис. 369
2 71
дов, когда малый вес их по сравнению с давлением на относительно большую по-
верхность проводов приводит к большим отклонениям.
Для крепления подвески усиливающих проводов на металлических опорах
применяют весьма простой кронштейн,
представляющий изогнутый швеллер,
прикрепляемый к опоре при помощи
крюковых болтов (рис. 371).
Рис. 370
Рис. 371
В последнее время на наших дорогах для увеличения безопасности работ,
при которых монтеру сети приходится подниматься на опору, все изоляторы
размещаются на расстоянии от внешней грани опоры не менее чем на 800 мм.
Такое требование приводит к некоторому удлинению кронштейнов усиливаю-
щих проводов сравнительно с приведенными здесь.
ГЛАВА п
ГИБКИЕ ПОПЕРЕЧНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ДЛЯ ПЕРЕКРЫТИЯ
НЕСКОЛЬКИХ ПУТЕЙ
В случае необходимости перекрытия нескольких путей, т. е. когда не"
обходимо подвесить цепные подвески нескольких смежных путей к опорной
конструкции, может быть выбрана та или другая система, перекрывающая
эти пути.	<
Несмотря на существенные преимущества с точки зрения технической надеж-
ности, которые имеет подвеска проводов отдельных путей на отдельных опорах
с отдельными консолями, в ряде случаев она неприменима, как, например, на стан-
циях, где это часто просто невозможно вследствие недостаточной ширины
междупутий. Но даже и при широких Междупутьях применить такую под-
веску невозможно, так как опоры совершенно загромоздили бы станцию, зна-
чительно ухудшив видимость сигналов и путей.
Логически вытекающим переходом от системы, применяемой для однопутных
участков (т. е. от однопутной консоли), является переход к двухпутным и
вообще многопутным консолям.
Основными недостатками этих конструкций, как мы уже указывали,
являются их громоздкость, механическая связь между путями и трудность
восстановления при повреждении.
В большой мере недостатками, присущими многопутным консолям, обладают
и конструкции с жесткими поперечинами(П-образные опоры рамы, мостики и т. п.).
Однако этим конструкциям удается придать большую прочность и устойчи-
272
вость, так что указанная механическая связь может и не играть уже столь су-
щественной роли. Естественно, что достижение такого положения связано с
увеличением веса конструкций.
Чаще же всего для перекрытия большого числа путей применяют крепление
цепных подвесок на гибких поперечных тросах. Основным элементом таких
систем является так называемый поперечно-несущий трос, располагаю-
щийся нормально к осям путей, укрепляемый к двум опорам, стоящим по
обе стороны от этих путей. Все вертикальные нагрузки как от цепных под-
весок, так и от самой поперечной конструкции воспринимаются этим попе-
речно-несущим тросом.
Для крепления проводов в горизонтальной плоскости (фиксации) ниже
поперечно-несущего троса располагают так называемые фиксирующие
тросы.
Системы гибкой поперечной подвески различаются главным образом в за-
висимости от количества фиксирующих тросов и способа крепления к ним фикса-
торов. Не меньшее значение при установлении качеств той или иной системы
имеет положение фиксирующих тросов по отношению к напряжению (т. е. за-
землены они или изолированы).	-
наиоолее^^о^цй системой поперечной дтодвески является система с одним
(верхним) фиксирующйтп-^осом (рис. 372). Такая система гибкой поперечной
подвески применяется на участках,~£де в качестве продольномГсистемы применена
вертикальная бесфиксаторная подвесьса, т^ е. чна участках, где используются не-
большие длины пролетов, или при больших пролетах на участках, защищенных
от действия ветра. Объясняется это тем, что при этой системе подвески кон-
тактный провод может под действием ветра отклоняться на большую величину.
На рис. 373а дан общий вид такой системы подвески, примененной на четырех-
путном участке одной из американских железных дорог на прямом участке пути.
На рис. 3/36 показан общий вид станции, оборудованной такой системой
поперечной подвески, широко применяющейся на дорогах США.
Естественно, однацо', что эта система подвески может быть использована
лишь в случае расположения ее на прямых участках пути. На участках кри-
вых или на станциях, где провода подвески получают изменение своего на-
правления, появляется необходимость в применении фиксаторов.
Пример использования такой системы подвески на участке кривой с при-
менением фиксаторов, укрепленных \ фиксаторному тросу, можно видеть
на рис. 374i.
В таксу виде эта система подвески использована и у нас на дороге
им. Л. М. Кагановича. В случае, если перекрывается большое число путей
провода, чОторых нет необходимости электрически разделять, в некоторых слу-
чаях для экономии изоляторов их . включают непосредственно в поперечно-
несущий трос.
18 Контатная сеть 241/1
273
На рис. 3746 показана часть такой же системы, но отличающаяся от приве-
денных выше тем, что здесь и поперечный и фиксирующий тросы находятся,
под напряжением.
Одной из наиболее распространенных систем является система, представлен-
наянарис.375. Здесь при помощи штанг 1 пойеречно-несущий трос 2 подвешивает-
ся к опорам. При помощи клеммы 3 (так называемой распорки) поперечными
струнами 4 подвешивается при помощи клеммы 6 изолятор 7. К изолятору уже
подвешивается цепная подвеска. При такой системе клемма 6 связывается с гори-
зонтальным тросом, так называемым верхним фиксирующим тросом 77, в задачу
которого входит удержание несущего троса цепной подвески в необходимом,
положении относительно оси пути.
Рис. 373а
Рис. 3736
Крепление этого фиксирующего'тросау'роизводится при помоци штанг 8
на уголке 9. Фиксирование контактных .хровэдов производится, как и обычно,
при помощи фиксатора 10, укрепляемого через изолятор к фиксаторно! стойке 5.
Сама фиксаторная стойка выгоняется или из швеллеров № 6,5, как
это сделано, в частности, на Ярославской ж. д., или из труб, причем i некото-
рых случаях за границей д.рС облегчения этой стойки делают ее ступенчатой,
274
давая наибольшее сечение снизу и уменьшая его кверху в соответствии с изме-
нением эпюры изгибающих моментов.
Фиксирующая стойка подвешивается к поперелно-несущему тросу и укре-
пляется при помощи специальных клемм 72 к верхнему фиксирующему тросу и
13— к нижнему фиксирующему тросу 14.
Рис. 374а
В случае, когда цепная подвеска располагается на кривой малого радиуса
или на стрелочном переходе, изолятор, поддерживающий несущий трос цепной
подвески, может получить резкое отклонение, что даст недопустимое приближе-
ние частей, находящихся под напряжением, к заземленным частям. В этом слу-
чае на некоторых дорогах укрепляют этот изолятор при помощи горизонтальной
струны (показана пунктиром)
через специальную клемму и
изолятор к фиксирующей стой-
ке. В наших условиях как попе-
речно-несущие тросы 2, так и
фиксирующие тросы — верхний
11 и нижний 14 — выполняют-
ся из стальных тросов. Попе-
речно-несущий трос наиболее
удобно выполнять из двух тро-
сов, хотя он иногда выполнялся
и из одного элемента. Практиче-
ски в условиях наших дорог
наибольшее употребление имеет
система из двух тросов. В от-
дельных же случаях при необ-
ходимости число их доводится
до четырех.
Такая система поперечной подвески, т. е. поперечной подвески с фиксирую-
щими стойками, удобна в том отношении, что она дает возможность не связывать
электрически один путь с другими, и, следовательно, выбор схемы секциониро-
вания не влияет на самую конструкцию. Некоторым недостатком этой системы
является то, что она требует затраты металла на фиксаторные стойки. Часть
такой подвески представлена на рис. 376; общий вид поперечной подвески на
одной из станций, где также принята была система с жесткими фиксирующими
стойками, показан на рис. 377.
Основным недостатком этой системы является невозможность производить
работы на сети под напряжением, что на других системах при применении специ-
альной изолированной вышки возможно.
18* 241/1
275
Рис. 375
276
Рис. 376
Рис. 377
277
Недопустимость работы под напряжением при рассматриваемой системе объяс-
няется тем, что здесь рядом находятся заземленные (нижний фиксирующий
Рис. 378
трос) и изолированные части подвески (контактные провода, фикгаторы), поэтому
работа под напряжением не может быть безопасной.
В этом отношении система поперечной подвески с нижним изолированным
фиксирующим тросом, представленная на рис. 378, имеет преимущество. Отлицие
этой системы от указанной на
рис. 375 заключается еще и в том,
что здесь не имеется фиксатор-
ных стоек. Крепление фикса-
торов производится непосред-
ственно к нижнему фиксирую-
щему тросу; 1 — штанга, при
помощи которой крепятся тросы
к опоре; 2— поперечно-несущий
трос. Как верхний фиксирую-
щий трос 5, так и нижний фик-
сирующий трос 4 здесь показаны
укрепленными на опоре при по-
мощи пружинящего устройства
5, которое ставится для умень-
шения усилий, в фиксирующих
тросах при понижении темпера-
Рис. 379	туры. Это устройство не являет-
ся специфической особенностью
данной системы и применяется и при других системах поперечной подвески. Креп-
ление поперечной струны 6 к несущему тросу осуществляется через клемму 7,
затем через изолятор 8 подвешиваются цепные подвески 9. Фиксирование
контактных проводов производится фиксаторами 10, укрепляемыми специальны-
278
провесов фиксирующего троса
Рис. 380
ни клеммами 11 к нижнему фиксирующему тросу. Так как нижний трос здесь на-
ходится под напряжением, то крепление его к опоре производится через изоля-
тор 12. Если выбранные схемы секционирования заставляют изолировать один
путь от другого, то в нижний фиксирующий трос в соответствующем месте также
включается изолятор. Во избежание больших
в месте подвеса фиксаторов он струнами 13 под-
вешивается к изолятору продольно-несущего
троса.
Общий вид такой подвески над несколь-
кими путями с креплением фиксаторов к ни-
жнему фиксирующему тросу, находящемуся
под напряжением, показан на рис. 379.
К этому же типу можно отнести сходную
систему гибкой поперечной подвески без верх-
него фиксирующего троса (рис. 380). Такие
системы, судя по имеющимся сведениям, имеют
относительно небольшое распространение и
применяются лишь на двухпутных участках,
т. е. там, где длина поперечных струн может
быть равна нулю, и следовательно, не мо-
жет иметь места раскачивание троса ветром.
Сра нивая эту систему с системой, в
которой применяются фиксаторные стойки,
можно отметить следующее: система бесфик-
саторных стоек несколько проще в испол-
нении, зато малоудобна на кривых и при боль-
ших скоростях проходящих поездов, особенно
если они снабжены тяжелыми токоприемниками. Последнее объясняется
тем,|что фиксаторы в этом случае отжимаются к нижнему фиксирующему тросу
и подвеска теряет необходимую эластичность. Возможность же производить осмотр
и ремонт под напряжением при пользовании специальными изолированными выпг
ками является Достоинством этой системы. Допустимость такой работы при этой
системе объясняется тем, что в системе как нижний фиксирующий трос, так и все
элементы, которых может коснуться монтер, находятся под одним потенциалом.
Заземленные же части находятся от контактного провода на таком расстоянии,
что при соответствующем инструктировании персонала работы могут исполнять-
ся и при напряжении в сети.
279
Таким образом, наилучшей следовало бы признать систему, при которой
фиксаторы крепились бы на стойках и которая давала бы возможность произво-
дить работу под напряжением.
Иначе говоря, следовало бы применить систему с нижним фиксирующим тро-
сом, находящимся под напряжением и креплением фиксаторов к специальной фик-
саторной стойке.
. В настоящее время такие системы разработаны, но опытом еще недостаточно
проверены. В качестве примера можно указать на две системы. Первая система
подвески (рис. 381 и 382) выполняется с так называемыми фиксаторными уголь-
никами. На рис. 381 дана общая схема такой подвески, причем два правых пу-
ти, предполагающиеся станционными путями, где не может быть больших ско-
ростей и движения, выполняются, как в обычной системе с изолированным
нижним тросом. На двух же левых главных путях фиксаторы крепятся к фикса-
торному угольнику, конструкция которых ясна из рис. 382.
Вторая система имеет специальные наклонные фиксаторные стойки, которые
одним концом крепятся к продольно-несущему тросу, а другим — к нижнему
фиксирующему тросу (рис. 383). Этим достигается, во-первых возможность осу-
ществить крепление фиксатора на необходимом расстоянии от фиксирующего
троса при небольшом наклоне фиксатора, а во-вторых, иметь нижний фикси-
рующий трос изолированным. Более детально крепление фиксатора показано на
рис. 384.
В той и другой системах крепление фиксаторов осуществлено ниже фик-
сирующего троса к стойкам, что дает возможность сохранить эластичность всей
системы. Так как нижние тросы изолированы от земли, то возможно работать
под напряжением и, кроме того, устраняется опасность возникновения короткого
замыкания при задевании фиксатором нижнего фиксирующего троса.
Схема поперечной подвески, отличающаяся от рассмотренной тем, что у нее
верхний и нижний фиксирующие тросы находятся под напряжением, показана на
рис. 385а и 3866. Достоинством такой системы является то, что при подвеске на
кривой изоляторы удерживаются верхний фиксирующим тросом в вертикальном по-
ложении, в остальномэта система от рассмотренных выше особого отличия не имеет.
Интересная конструкция поперечной подвески, применяемая на некоторых
дорогах за границей, приведена на рис. 386. Главное ее отличие заключается в том,
что продольно-несущий трос располагается над поперечно-несущим тросом. Здесь
основными несущими элементами являются тросы 7, 2 и 3. Таким образом, вес
цепной подвески / и III поддерживается главным образом тросами 7, *а средней
подвески II — тросами 3. Вес каждой подвески передается от продольно-несуще-
го троса через жесткие стойки 4. Для возможности производства регулировки
в тросы 7, 2 и 3 включаются натяжные муфты 5. Фиксирование контактных про-
водов производится фиксаторами, укрепленными на горизонтальных тросах
6 и 7, выполняющих одновременно задачу связи между левыми и правыми тро-
сами 1. Так как в этом случае вся система находится под напряжением,,
то присоединение ее к опорам производится при помощи изоляторов 8,
которые в этом случае должны быть выбраны по прочности, соответствующие
натяжению поперечно-несущего троса. В тех случаях, когда схема секци-
онирования требует разделения одних подвесок от других, в поперечно-
несущий трос, как это показано вверху рис. 386, включаются изоляторы 9, осу-
ществляющие поперечную изоляцию.
280
281
.282
Рис. 386
Существенным преимуществом этой системы является возможность значитель-
но уменьшить высоту опор; объясняется это тем, что несущий трос цепной под-
вески здесь лежит выше поперечно-несущего троса, в предыдущих же системах
поперечно-несущий трос располагается несколько выше изолятора продольно-
несущего троса.
В рассматриваемой системе существенным недостатком следует считать то,
что в поперечно-несущие тросы включены изоляторы, так как это, несомненно,
уменьшает надежность системы.
В тех случаях, когда поперечные пролеты получают чрезмерно большую ве-
личину, перекрытие всех путей одним пролетом приводит к необходимости иметь
весьма большое сечение (суммарное) поперечно-несущих тросов, большую
стрелу провеса, т. е. в конечном итоге тяжелые и, следовательно, дорогие опор-
ные конструкции. В этом случае поперечная конструкция может получить зна-
чительное облегчение при применении средней опоры. Эта опора нормально не
несет горизонтальных нагрузок (воспринимая лишь при изменениях темпера-
тур разность усилий в тросах смежных поперечных пролетов) и предназначается
лишь для восприятия веса цепных
подвесок. Схема такой подвески со
средней опорой представлена на
рис. 387.
При нормальных условиях работы
и симметричном расположении отно-
сительно средней опоры всех цепных
Рис- 387	подвесок средняя опора могла бы
иметь очень легкую конструкцию,
так как основными нагрузками, определяющими мощность опоры, являются
вертикальные усилия. Однако, так как нельзя гарантировать полной сим-
метрии во всех пролетах поперечной подвески, то, как уже упоминалось,
при изменениях атмосферных условий равновесие в натяжениях попереч-
ных тросов будет нарушаться, и, следовательно, такая средняя опора будет
воспринимать горизонтальные нагрузки. Правда, некоторый прогиб средней
опоры в сторону пролета, где возникли большие нагрузки, сейчас же поведет
к снижению нагрузки в этом пролете и к увеличению натяжения в тросах пролета,
примыкающего к этой опоре с другой стороны, выравнивая, таким образом, натя-
жения в обоих пролетах. Но все же расчет этой опоры только по вертикальной на-
грузке был бы неправилен, так как при обрыве поперечного троса в одном из про-
летов опора получила бы недопустимо большие напряжения. Чтобы избежать
этого, следует очевидно и среднюю опору рассчитывать на полное усилие в каждой
поперечной системе.
Ограничиваясь описанием указанных систем и примеров исполнения, отме-
тим некоторые общие качества, присущие системам гибкой поперечной подвески.
Основным положительным качеством этих систем является то, что они практиче-
ски не уменьшают видимости путей и сигналов. Сама поперечная конструкция
получается легкой и дешевой и при соответствующем надзоре вполне надежной.
Недостатком же их является то, что даже при небольших нагрузках (от веса подве-
сок) натяжение в поперечных тросах получается значительным. Поэтому опоры
должны или иметь специальные оттяжки, или обладать большой «мощностью»,,
что связано с большим весом их. Применение же оттяжек, имея свои положи-
тельные качества (уменьшение веса опор и объема фундаментов), имеет также
и свои отрицательные качества, так как оттяжки являются элементом более уяз-
вимым, чем металлическая опора, и поэтому систему с оттяжками есть некоторое
основание считать менее надежной, чем систему с опорами без оттяжек.
Ниже мы покажем примеры исполнения оттяжек на американских железных
дорогах, при которых значительно повышается их техническая надежность за
счет усиления всех элементов, однако стоимость таких оттяжек очевидно должна
быть довольно значительной.
В том случае, когда нет возможности расположить оттяжки или установить
мощные опоры, могут быть применены опоры с жесткими поперечинами. Кон-
284
струкции такого типа удобнее рассматривать совместно с опорами, что и дано
в отделе IV.
В качестве поперечно-несущих и фиксирующих тросов применяются обычно
стальные оцинкованные тросы по сортаменту, приведенному в табл. 14. Попереч-
но-несущие тросы применяются сечением 72 и 101 мм2, фиксирующие — сече-
нием 48,4 и 72 мм2. Стальные тросы гибкой поперечной подвески должны надежно
защищаться от коррозии специальным антикоррозийным покрытием.
Закрепление тросов гибкой поперечной подвески на опорах производится при
помощи обычного вида анкерных штанг с ушком или пестиком. Штанги с ушком
применяются в случае крепления неизолированных тросов, штанги с пестиком —
при креплении тросов через изоляторы. Клеммы для концевой заделки тросов
применяются те же, что и при анкеровке.
Регулировка стрел провеса поперечно-несущих тросов и натяжения фикси-
рующих тросов производится при помощи резьбы на анкерных штангах. Иногда
для уменьшения колебаний натяжения фиксирующих тросов при изменениях тем-
пературы крепление к опорам фиксирующих тросов производится посредством
специального вида пружин (рис. 388).
Пружины в зависимости от величины поперечного пролета устанавливаются
с одного или с обоих концов фиксирующих тросов и после монтажа покрываются
защитным колпаком.
Для крепления изоляторов продольно-несущего троса к верхним фиксирую-
щим тросам применяется клемма по рис. 389. Изолятор подвешивается к серьге,
устанавливаемой на хомутике клеммы во время крепления ее на фиксирующем
тросе. Клеммы для крепления изоляторов к верхнему фиксирующему тросу под-
вешиваются к поперечно-несущему тросу посредством струн из биметаллической
285
проволоки диаметром 6 мм или из бронзового (или медного) многожильного
провода сечением 25 мм2. К поперечно-несущему тросу струны крепятся посред-
ством клемм по рис. 390, отличающихся от клемм верхнего фиксирующего
троса только тем, что вместо хомутика устанавливается два нормальных
болта.
При двойном поперечно-несущем тросе применяются клеммы (рас-
порки) по типу, изображенному на рис. 391 или на рис. 392. При четырех
поперечно-несущих тросах закрепление к ним струн поперечной подвески про-
изводится при помощи двух таких же клемм и соединительной планки между
ними или поочередно к одной и к другой^паре тросов.
Рис. 391
Крепление к фиксирующим тросам фиксирующих стоек производится при
трубчатых стойках клеммой по рис 393. Фиксирующие стойки швеллерного се-
чения крепились у нас клеммой по рис. 394 с закреплением фиксирующего троса
в клемме с помощью клина.
286
При поперечной подвеске с нижним фиксирующим тросом, находящимся,
под напряжением, крепление фиксаторов к нижнему фиксирующему тросу осу-
ГЛАВА III
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ НАГРУЗОК, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА
ПОПЕРЕЧНЫЕ КОНСТРУКЦИИ
При расчетах консолей, гибких или жестких поперечин 1 принимаются
во внимание как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки, действующие
на эти конструкции и передаваемые ими в свою очередь на опоры.
§ 1.	Вертикальные нагрузки
К вертикальным нагрузкам относятся:
а)	Собственный вес консоли-кронштейна, гибкой (поперечные тросы) или
жесткой поперечины, принимаемый равномерно распределенным по всей длине
стрелы консоли или поперечины, в килограммах на 1 м длины:
<7'o = 2go,
где Eg0 — собственный вес в килограммах на 1 м длины.
б)	Вес гололеда на верхней поверхности стрелы консоли или поперечины
(гибкой или жесткой), принимаемый равномерно распределенным по всей длине.
Вес гололеда, приходящийся на 1 м длины жесткой конструкции или гибкой
поперечины, обозначим д"0.
в)	Общая величина нагрузки, равномерно распределенной по всей длине
кронштейна или поперечины, в килограммах на 1 м длины, следовательно
1 Под поперечиной при строгом понимании этого слова следует подразумевать
жесткий элемент—балку. Однако в практике электрифицированных дорог и тросы, рас-
положенные нормально к оси пути и несущие нагрузку от веса подвесок, называют
Также гибкими поперечинами.
287
<h= <fo'+ <7o"-
г)	Вес n цепных подвесок и поддерживающих изоляторов (при числе их, рав-
ном и) и фиксаторов. Вес поддерживающего изолятора с арматурой и части фик-
сатора, воспринимаемого консолью, обозначим через gu в килограммах. Вес
1 м цепной подвески g в килограммах, длина пролета / в метрах:
Qi = ngl + ugu,	(111,0
где Qi — вес в килограммах.
д)	Вес гололеда на п ветвях цепной подвески (вес гололеда, приходящийся
на 1 м длины цепной подвески) обозначим через gs в килограммах на 1 м:
Qs=ngsl кг.	(111,2)
Общая величина вертикальной нагрузки от веса п ветвей цепной подвески,
гололеда на ней, поддерживающих изоляторов и части веса фиксаторов, воспри-
нимаемого консолью, в килограммах:
Q = Qi+Qa.	(Ш,3)
§ 2.	Горизонтальные нагрузки
а) Давлеиме-^етрхна несущий трос при п цепных подвесок и при примене-
нии фиксации контактнйх—пртведот в килограммах:
Pti= ±л(рт + 0?5 рс)1,	(Ш,4)
без фиксации контактных проводов в килограммах:
Рт'1 = ±н(рт+р4 + рс)/,	(Ш,5)
где рт — давление ветра на 1 м длины несущего троса каждой ветви ь килограм-
мах;
рк — давление ветра на 1 м длины контактных проводов каждой ветви в го-
лограммах;
рс — давление ветра на струны и клеммы, отнесенные к 1 м длины цепной
подвески в килограммах.
Предполагается, что при применении фиксации контактных проводов по-
ловина давления ветра на струны рс вос-
принимается несущим тросом и половина—
контактным проводом. Здесь знак плюс (+)
соответствует направлению ветра от опоры
на путь и знак минус ( — ) — обратному
направлению.
б) Горизонтальное усилие от излома
несущих тросов на кривой. Рассматривая
рис. 397, видим, что в точке А на опору
действует неуравновешенная составляющая
напряжения троса РТ2. Определение этой
величины может быть произведено из рас-
смотрения подобных треугольников ACD
(силовой) и АВО. Действительно:
AD АВ
Заменив
DC ОВ ’
AD — РТ2 — усилие от излома тросов в килограммах;
АС =пТ, где Т — натяжение троса в килограммах, п — число подвесок
(на рис. 397 показана одна);
АВ = I — длина пролета в мётрах;
OB = R — радиус кривой в метрах,
получим:
Рт2_ I .
пТ R ’
288
отсюда получим:
Рт,= ±птР
1\
В этой формуле знак плюс (+) условимся брать в случае, если опора уста-
новлена с внешней стороны кривой, и знак минус (—) — при установке опоры
с внутренней стороны кривой.
в) Горизонтальное усилие от излома несущих тросов при отводах (на стрел-
ках, пересечениях к анкеровкам и т. п.) (рис.
398) в килограммах:
(1П,6)
2
РТз =--- ±n'Ttgy = ±n'T-p (III,7)
В этой формуле знак плюс (4-) условимся
брать при отводе тросов относительно оси пути в
сторону, противоположную опоре, и знак ми-
нус (—) — при отводе тросов относительно оси
Здесь z — относ несущих тросов от оси пути в метрах;
п' — число тросов (изменяющих направление в даннойтбчке), на рис. 398
показан один);
у — угол между отводимыми и проходящими без изломов тросами.
г)	Горизонтальное давление ветра на контактные провода при применении
фиксации их в килограммах:
Рп-±п(Рк+0,5Рс)1.	(III,8),
При отсутствии фиксации контактных проводов давление ветра восприни-
мается тросом (см. выше).
д)	Горизонтальное усилие от излома контактного провоДа на кривой в кило-
граммах [по аналогии с формулой (II 1,6)]:
Рк2= ± nK~R.
е)	Горизонтальное усилие от излома контактных проводов при отводах в ки-
лограммах [по аналогии с формулой (III,7)]:
Pk3=±n'Ktg'( — ±п’К .
Выбор знака для пп. «г», «д» и «е» будем производить по тому же правилу,
что и для пп. «а», «б» и «в».
ж)	Горизонтальное усилие от зигзага контактных проводов в килограммах
{по аналогии с формулой (III, 10)]:
Pki = i -j-.
Здесь х — величина зигзага (отвод провода от оси пути).
В этой формуле знак плюс (-|~) берется при зигзаге контактных проводов
в сторону опоры, а знак минус (—) — в сторону от опоры.
пути в сторону опоры.
(III,9)
(111,10)
(1П,Н)
ГЛАВА IV
РАСЧЕТ КОНСОЛЕЙ
Расчету консоли обычно предшествует определение размеров, зависящих
как от назначения консоли (промежуточная или переходная), так и от характера
участка, на /Котором она расположена (прямая, кривая). Причем во всех слу-
чаях стремятся конструкцию выполнить таким образом, чтобы длина вылетной ча-
сти была возможно меньшей, так как она работает в худших условиях, чем осталь-
ные части консоли. Наивыгоднейшее решение (минимум веса) получилось бы,
.19 Контактная сеть 220	289
если бы длина этой части равнялась нулю и нагрузка от веса подвески была
приложена непосредственно к месту крепления тяги к консоли.
Однако в нашей практике принято давать консоли некоторый вылет, — это
дает возможность произвести перемещение подвески в ту или другую сторону
в случае, если установка опоры, ее наклон или подвеска самой консоли были
выполнены недостаточно точно. Несомненно, такое решение представляет боль-
шое удобство, однако в ряде случаев, особенно при изготовлении легких кон-
солей из труб, от этой установки отказываются. При составлении схемы кон-
соли учитывается отклонение изоляторов как от ветра, так и от неуравновешен-
ных составляющих натяжениях в тросе при расположении на участке кривой
или при отводах проводов (изменение их направления). При всех возможных
отклонениях юбка изолятора должна отстоять на достаточном расстоянии от
заземленной конструкции.
Если принять во внимание, что на участке могут встретиться самые разно-
образные радиусы кривых, расположение опор и внутри и вне кривой, различ-
ные величины отводов, различные типы переходных консолей (у сопряжения
анкерных пролетов и у воздушных промежутков) и для каждого случая искать
наивыгоднейшее решение (соответствующее минимуму веса консоли), то число
типов консолей получится чрезмерно большим. Применение же на участке боль-
шого числа типов консолей представляет серьезное неудобство, поэтому обычно
ряд различных консолей объединяется в один тип. Объединение же это, как
правило, ведет к увеличению вылетной части консоли. Но так как во всех слу-
чаях приходится предполагать, что нагрузка от веса подвески может лежать на
конце вылета, то, следовательно, изгибающий момент вылета увеличивается, а
с ним увеличивается и весь вес консоли.
Как мы уже упоминали, величина этого вылета в большой мере определяется
запасом в ту и другую сторону, который дается при установлении необходимой
длины вылета. Несомненно, что уменьшение этого запаса поведет к уменьшению
числа типов и веса.
Здесь приводится расчет лишь для нормальных однопутных консолей как
имеющих наибольшее применение.
Расчет обратных консолей или многопутных как прямых, так и обратных
производится собственно на основе тех же положений строительной механики.
Определение же действующих на такие конструкции усилий и нагрузок произ-
водится тем же путем, что и для рассматриваемого случая.
Расчетные схемы консолей. На рис. 341 были представлены различ-
ные схемы выполнения консолей.
Принцип расчета консолей во всех приведенных схемах один и тот же, по-
чему для всех схем может быть дан типовой расчет.
Наиболее общим случаем консоли с тягой является конструкция по схеме
рис. 399.
Приравнивая в этой схеме:
1)	Z а2=0; h = h1 и й2=й3=0, получим схему рис. 341а;
2)	Z ах=0; й=й2=й3 и /?1^=0, получим схему рис. 3416;
3)	Zax=0 и h± = 0, получим схему рис. 341в;
4)	— ах, получим схему рис. 354.
Точно так же расчет останется правильным как при применении штыревых,
так и подвесных изоляторов; в последнем случае необходимо лишь Л4 прирав-
нять нулю.
§ 1.	Метод расчета консоли с наклонной или прямой стрелой и тягой для
промежуточной, переходной или анкерной опоры, установленной на участке
кривой или прямой для п ветвей цепной подвески при длине пролета I метров
Общие данные. В большинстве случаев консоль состоит из стрелы
и тяги. Стрела обычно собирается либо из двух швеллеров, либо из двух угол-
ков с зазором с между ними, соединенных с зазором между собой приваренными
290 t
или приклепанными накладками (рис. 400); определение минимальной величины
зазора с приведено ниже.
Тяга крепится обычно при помощи отверстия в теле стрелы, диаметр которого
обозначим через d в сантиметрах.
Выполняется тяга обычно из круглого железа или, реже, из троса (диаметр
обозначим через dr в сантиметрах) и имеет обычно в конце кольцо, при помощи
которого она крепится к стреле.
Длина участка стрелы между точками крепления ее к опоре и тяге (рис. 399).
в сантиметрах:
Так как расчет консоли выполняется обычно в форме поверочного, то для
расчета необходимо знать следующие данные:
1)	для каждой ветви составного кронштейна вес 1 м—	в килограммах;
2)	площадь поперечного сечения Fo в кв. сантиметрах;
3)	координаты центра тяжести (рис. 400) х0 и у0 в сантиметрах; J
4)	моменты инерции сечения относительно осей х0—х0 и у0—у0, соответ-
ственно 1х0 и 1у0, в сл<4;
5)	минимальный момент инерции /min в см* (для швеллера /min = 1Уо);
6)	для тяги вес 1 м—gr в килограммах и площадь поперечного сечения FT6p
в кв. сантиметрах.
Для наиболее полного использования материала стрелы при проверке на
продольный изгиб, т. е. для достижения равной гибкости в обеих плоскостях
Рис. 399
Рис. 400
Рис. 401
х — х и у — у, необходимо, чтобы момент инерции сечения/Стрелы (брутто) от-
носительно оси у был бы больше или равен общему моменту инерции сечения
стрелы (брутто) относительно оси х, т. е. необходимо выполнить условие:
или иначе:
I хбр 1у бр1
2 /х 0	2
/с \2
Лд» +	+ хс } •
(П1,13)
При равенстве (111,13) опасность выпучивания (потери устойчивости) стрелы
консоли в обоих направлениях будет одинакова, если не учитывать действия из-
гибающего момента на этой части стрелы. Таким образом, увеличение зазора
сверх этой величины не дает никаких преимуществ, так как увеличивая устой-
чивость стрелы в одном отношении, мы в другом оставляем ее неизменной.
При применении равнобоких уголков, т. е. элементов, у которых моменты
инерции 1х0 и 1у0 равны между собой, или неравнобоких уголков, расположен-
ных, как показано на рис. 401, т. е. так, что Iу0>1х0, это условие выполняется
при любой величине зазора с, и потому величина с в этом случае определяется
только возможностью установки и крепления изолятора к стреле, т. е. только
конструктивными соображениями.
19* 220	ОО1
При применении неравнобоких уголков или швеллеров, расположенных
так, как показано на рис. 400, для выполнения приведенного выше условия
необходимо, чтобы величина зазора с в сантиметрах была не меньше вели-
чины, определяемой из выражения (111,13):
С 2("|/_
(1П,14)
*о
Обычно же величина зазора между ветвями стрелы в конечном итоге опре-
деляется конструктивными соображениями, т. е. устройством шарнира у пяты,
креплением тяги, подвеской изолятора и т. п.
Площадь поперечного сечения стрелы без учета ослабления сечения отвер-
стием для заклепки (или шарнирного валика):
' Fcp = 2 Fo см2.
Тоже, но с учетом ослабления сечения отверстием для заклепки (или шар-
нирного валика):
FH = 2(F0 — Sd),	(Ш,15)
где S — толщина полки уголка (или швеллера) в том месте, где имеется осла-
бление, в сантиметрах.
Момент инерции стрелы относительно оси х без учета ослабления сечения
отверстием в см1:
Iхбр = 2 IxQ.
То же с учетом ослабления сечения отверстием для валика тяги (в вертикаль-
ной полке уголка или стенке швеллера):
Г 5 rf3
^0-T“--8d(6_y0)2
(Ш,1б)
Вторым членом в скобке вследствие его малой величины обычно пренебре-
гают.
Как выяснено выше, минимальным моментом инерции сечения стрелы дол-
жен быть момент инерции относительно оси х. Поэтому радиус инерции сечения
стрелы i в сантиметрах будет равен:
i=|/S.	(Ill,>7)
Радиус инерции каждой из ветвей стрелы в сантиметрах равен:
»'о= ]/-₽-•	(111,18)
г 'О
Наименьший момент сопротивления сечения стрелы относительно оси х
без учета ослабления сечения отверстием для шарнирного валика в куб. санти-
метрах:
(Ш, 19)
п /о
То же, но с учетом ослабления сечения отверстием для шарнирного валика:
(111,20)
где п — ширина полки (для швеллера у0 = у).
Допускаемые напряжения в килограммах на 1 см2 на растяжение —
сжатие— Ra , изгиб — Rb, срез — Rs (заклепок) и на смятие RiM берутся в со-
ответствии с действущими Техническими условиями.
Наибольшие напряжения в материале консоли могут возникнуть при одной
из следующих трех комбинаций нагрузок:
а)	при наличии на проводах и конструкциях гололеда, ветра со скоростью,
выбранном для данного района при гололеде и соответствующей температуре;
292
б)	при ветре с максимальной скоростью (как правило, обычно принимают,
что гололед в это время отсутствует); температура для этого случая берется
также в соответствии с данными для рассматриваемого района;
в)	при наинизшей температуре (обычно принимают, что ветер и гололед
при этом режиме отсутствуют); этот режим может представить интерес для ра-
счета консолей лишь при расположении их или на кривой, или у изломов
проводов цепной подвески (на переходных опорах, у стрелок, крестовин и т. д.).
Для этих случаев и следует вести расчет консоли.
Расчет тяги. Растягивающее усилие в тяге консоли может быть
определено из уравнения моментов относительно точки крепления пяты консоли:
= 'hc^a I ®(а1^аз)+(±Рт1+Рт2 + Ртз) (Л3+Й4) +
IL сиъ I
+ q0 [а2 (аг4-0,5 а2)4-0,5 ах а/]}кг.	(Ш,21)
Здесь все силы в килограммах, а размеры в сантиметрах.
q0 — равномерно распределенная нагрузка в килограммах на 1 см длины.
Положительные знаки перед силами РГ2 и РТз, как мы выше условились, со-
ответствуют направлению сил от опоры к пути (дающие момент относительно А
того же знака, что и нагрузка Q). При обратном же направлении силы Рт полу-
чат знаки минус (при определении величины этих сил, см. стр. 289) и с этими
знаками войдут в рассматриваемые уравнения. Эти же соображения относятся
и к знаку при Pti, но так как ветер может иметь и то, и другое направление, то
следует брать тот знак нагрузки PTi, который дает большую величину Т.
Необходимое сечение тяги/ с учетом ослабления сечения нарезкой опреде-
ляется по допускаемому напряжению на растяжение Pz\
Fh > -J - см\	(HI,22)
где FH — площадь поперечного сечения тяги.
Следует помнить, что по Техническим условиям при расчете тяг с проушиной
(кольцом) допускается растягивающее усилие не более 75% от силы, допускае-
мой для круглого железа данного диаметра.
Имея расчетное сечение (т. е. сечение, ослабленное резьбой), можно по спра-
вочным таблицах нарезки найти и диаметр тяги для места, не ослабленного резь-
бой.
Расчет стрелы, а) Вылет стрелы проверяется на изгиб.
Изгибающий момент в точке крепления тяги к стреле в килограммах на
1 см2:
M = Q-a3 4-0,5 ^о«22 + (±^Т1 + Рт2 + Р73)(/г3 + /г4-Л2). (III,23)
б)	Сжимающее усилие в стреле. Для большей ясности вывода реакцию пяты
представим в виде двух составляющих Nx и Ny (рис. 399). Первая из них может
быть определена из условия, .что сумма проекций всех сил на ось Х-ов равна
нулю:
Т cos ах- (±РТ г + Рт^ + Рт 3)-Nx = 0.
Составляющую Ny можно найти из условия, что сумма проекций сил на ось
У-ов равна нулю:
Т sin ах — Q — q0	+ а2) — 6т4"	0;
Gt —вес тяги в килограммах.
Реакция пяты направлена вообще не по направлению стрелы консоли, и
для определения силы сжатия стрелы следует взять сумму проекций сил Nx и
Ny на направление стрелы. Обозначив эту силу сжатия через N, получим:
N = Nx cos а2 -]- NtJ sin а2 ,
293
или, подставив значение сил Nx и Ny, будем иметь:
N = [Т cos — (±Рт1 + Рт2 + Ртз)] cos аг +
+ [Q + ?о(я1'ь+я2) + ^т — Tsin aj sin а2.	(111,24)
Знак перед РТ1 здесь, как и при определении Т, следует брать таким образом,
чтобы получить наибольшие значения М и :V.
Следует также отметить, что если точка приложения силы Ртг лежит ниже
точки крепления тяги к опоре, то сила N получит наибольшее значение при
направлении ветра, соответствующем минимальному значению Т. Поэтому
в таком случае при пользовании формулой (111,24) следует определить Т для
соответствующего направления ветра.
в)	Проверка стрелы по условиям прочности в сечении, ослабленном отвер-
стием для шарнирного валика, сводится к определению напряжения в ней на
изгиб (в килограммах на 1 см2)-.
М
a = WH'
г)	Проверку стрелы по условиям прочности в сечении, не ослабленном от-
верстием для заклепки (на сжатие), производим по уравнению:
_ М N
a~wfip + p6p-
д)	При проверке стрелу по условиям устойчивости учитывается совместное
действие поперечного и продольного изгибов. Определяем в первую очередь
гибкость сжимаемой части:
Зная величину гибкости, можно найти коэфициент уменьшения основного
допускаемого напряжения при продольном изгибе — ср =/С0 (берется по соответ
ствующей табл. 23, см. стр. 397)
Рис. 402
При совместном действии продоль-
ного и поперечного изгибов расчет ве-
дется обычно по формуле:
М N
w-Рбр’
где а — условное натяжение в кило-"
граммах на 1 см2, определяющее ус-
тойчивость стержня.
В приведенной формуле неопре-
деленным остается вопрос о выборе величины поперечного момента М, напря-
жение от которого складывается с напряжением от продольно-сжимающей
силы N.
1^/ ОценйЬать влияние поперечного изгибающего момента на устойчивость
стержня очевидно можно лишь по величинам максимальных прогибов, вызывае-
мых этими моментами. Приняв такое положение, нелогично будет принимать
равным влияние моментов эпюр вида а и б (рис. 402) на устойчивость
стержня, так как при равной величине максимальных моментов они дадут раз-
личный прогиб. Известно, что приведенная условная формула дает несколько
повышенный запас прочности. Таким образом, расчет по условной формуле
с введением момента М при эпюре моментов а (рис. 402) еще более по-
высит этот запас прочности. Более целесообразным явится приведение
всякой эпюры к эпюре вида в по условию равенства максимальных проги-
бов. Это даст значительное облегчение конструкции, все же гарантируя на
основании изложенного повышенный запас прочности. Для вида эпюр а и б,
изображенных на рис. 402, очевидно прогиб для эпюры а:
294
 5-МгР
48EI
должен равняться прогибу для эпюры б	'
1 МР
*	16 '^Ё1’
5 Мг Р _ 1 М Р
48 ‘ EI ~~1б‘ EI ’
3
отсюда	М, =	М=0,6 М.
5
(111,25)
Равным образом момент, создающий эпюру, отличную от а, может быть приведен
к эпюре вида б.
Следовательно, расчетная формула для нашего случая получит вид:
ЗМ , N
5Wep +	•
(III,26)
Независимо от расчета на устойчивость всей стрелы в целом должна быть
произведена и проверка каждой ветви стрелы по условиям устойчивости (на
продольный изгиб).
Длина стрелы на участке между точками крепления к тяге и к опоре (длина а\)
разделена поперечными соединениями (заклепочными или сварными) так, что
наибольшая свободная длина каждой ветви равна /0 (в сантиметрах), тогда гиб-
кость каждой ветви
Если р0^=Р, т° каждая ветвь обладает устойчивостью не меньшей, чем
вся стрела, и, следовательно, нет необходимости поверять на устойчивость от-
дельные ветви. Если же	то определяем коэфициент уменьшения основ-
ного допустимого напряжения при продольном изгибе (<р0 для гибкости р0)
и затем определяем напряжение по формуле:
—=г- кг! см2.
(1П,27)
Влияние изгибающего момента в этом случае не учитывается, так как для
каждой ветви (рис. 400) наиболее опасным по продольному изгибу является
плоскость, не совпадающая с плоскостью действия изгибающего мо-
мента.
Обычно же Zo подбирают таким образом, чтобы получить posSp.
Расчет шарнирн ото крепления стрелы к опоре.
Необходимый диаметр валика, крепящего стрелу к опоре, определяем по допу-
стимому напряжению на изгиб Rb и по полной Силе 1
Nx=l/Nx2 + N/.
Полагая для упрощения, что сила приложена в одной точке валика, по-
лучим:
имея, с другой стороны, формулу:
М
° ~W'
1 В большинстве случаев и N получаются по величине весьма близкими друг к
лругу.
295
где
W =0,1 d'?,
получим:	3 -o^d'3’	(Ш,28) 0,4 d 1
откуда, заменив а = Rg,	получим: NC ;	(III.28') И 0,4/?j
d\ — диаметр валика в сантиметрах; приняв диаметр валика по сортаменту
dv проверяем валик на срез. Площадь среза^равна двум площадям поперечного
сечения, откуда	Л	Ni 		/пт эоъ °-5 d2	itd2’	(HI,29) 4
и таким же образом на смятие:
	
а, и <зсм — напряжения на срез и смятие в килограммах на 1 см2.
Расчет шарнирного соединения тяги со стрелой.
Необходимый диаметр шарнирного валика определяется из условия работы его
на изгиб по аналогии с формулой (III,28):
	</=1/	Тс . см,	-	(111,31) V 0,4 Rb
где d — диаметр валика.	„
Округляя и выбирая диаметр валика по сортаменту, проверяют валик на
срез, определяя напряжение в килограммах на 1 см2:
	_ 2Т nd2 '	(HI,32)
а также на смятие:	(III,32') 2 do
§ 2. Примерный расчет металлической консоли для промежуточной опоры,
установленной на прямой, при длине пролета I = 80 м
Задано: консоль состоит из металлического кронштейна и тяги. Крон-
штейн собирается из двух неравнобоких уголков 80 х 40 х 10, склепанных
между собой с зазором с = 24 мм.\
Конструктивно консоль выполнена со следующими размерами:
h2 = h = 1 500 мм;
/?1 = 0;’/г4 = 0 (подвесной изолятор);
/г3 = 1 490 мм;
аг = 2 550 мм;
а2 = 760 мм;
а3 = 665 мм;
2 960 мм;
ai = 0;
а2 = а = 30° 30';
cos а = 0,862; sin а=0,502.
296
Данные для одного уголка
№ угол- ка	п	т	0	F	go	*0	Уо	1х 0	I уо	Wxo	^0
8/ /4	80 мм	1 |40 мм	10 мм	11,07 cjw2	8,69кг/ пог, м	1,04 см	3,01 см	69,1 см*	11,36 см*	13,64 см8	3,8! см*
Отверстие в уголках выполнено диаметром d=24 мм таким образом, что
расстояние а = 3,9 см, b =4,1 см.
Площадь поперечного сечения кронштейна без учета ослабления сечения
отверстием:
F6p = 2F = 2-11,07 = 22,14 см2.
Тоже, но с учетом ослабления сечения (диаметр отверстия d = 24 мм,
валика d = 22 мм):
FH = 2 (F — d-S) = 2 (11,07— 1,0-2,4) = 17,34 см.
Момент инерции кронштейна без учета ослабления сечения относительно1
оси х:
1х6р = 2 7Х0 = 2-69,1 = 138,2 см*.
То же, но с учетом ослабления сечения:
/xo-^-W-yo)2j= 2-69,1
— 1,0 2,4 (4,1 —3,01)2= 130,19
Момент сопротивления кронштейна относительно
ния сечения:
Лн = 2
1,0-2,4»
Г2
см*.
оси х без учета ослабле-
щ	7 х бр 138,2	„ _
^^=^^57 =8^01 = 27-7
То же, но с учетом ослабления сечения:
и/ 4»	150,19	з
Wx ----- ---= о—оТй = 26,13 с+!.
х п — у0	8 — 3,01
инерции кронштейна относительно оси х:
Радиус
см2.
Момент
чения:
1У бр = 2
138,2	.	3
22J4 = 2’495 “ '
инерции кронштейна относительно оси у без учета ослабления се’
/ с \ 2
о + Рбр I )
= 2 [11,36+ 11,07 (1,2 + 1,04)2] = 133,5 см.
Радиус инерции кронштейна относительно оси у:
i
133,5	„ л(,
22J4 = 2’46
Следовательно iy ix.
Минимальный радиус инерции каждого уголка кронштейна (по сорта-
менту):
г0 = 0,827 см.
Расчет консоли производится для наиболее тяжелого режима — гололеда
при t= —5° и ветре со скоростью v = 15 MjceK.
297
Определение расчетных нагрузок
На консоль действуют следующие нагрузки:
Собственный вес кронштейна, принимаемый равномерно распределенным
по всей длине кронштейна:
q0' = 2g0 = 2-8,69— 17,38 кг/м.
Вес гололеда на верхней поверхности кронштейна, принимаемый равномерно
распределенным по всей длине его.
Вес гололеда (обледенелого снега), приходящийся на 1 м поверхности,
принимаем равным 50 кг/м2 г:
q0" = 50 (2m-f-с) = 50 (2-0,04-+ 0,024) = 5,2 кг/м.
Общая величина равномерно распределенной нагрузки:
q0 — Я о + Яо” = 17,38 + 5,2 = 22,58 кг/м.
Вес 1 м подвески с гололедом (задано):
gin= б кг/м.
Вес изолятора с арматурой и части фиксатора:
ё» = ’0 кг.
Вес подвески, состоящей из бронзового троса и двух контактных проводов
с гололедом на ней, и подвесного изолятора с арматурой и части фиксатора:
Q = gen I + ga = 6-80 + 10 = 490 кг.
Горизонтальное давление ветра на 1 м длины несущего троса при гололеде
(задано):
рт = 1,25 кг/м,
отсюда
рТ1 = рт.1= 1,25-80 = 100 кг.
Расчет тяги. Тяга рассчитывается йа растяжение. Растягивающее
усилие Т определяется из выражения:
Т — [Q (ar+cz3) + РТ1 h3 4* </о (ai 4“ 0,5 fla)	+ Яо 0,5 Oia/],
или
Т = 1 -5 [490 (2,55 -ф- 0,665) 4- 22,58 (2,55 + 0,5-0,760)0,760 +
4-22,58-2,96-0,5-2,554- 100-1,49] =у^(1 570 + 50 + 85 + 149)= 1 230 кг.
Необходимое сечение тяги (с учетом ослабления сечения нарезкой) опреде-
лится по допускаемому напряжению на растяжение (табл. 21, стр. 395)
Rz — 1 450 кг/см2;
Тягу выполняем из круглого железа диаметром 16 мм и площадью попереч-
ного сечения в неослабленном сечении FTep = 2,01 см2; в ослабленном нарезкой
сечении Ft н = 1,31 см2.
Проверка тяги в месте заварки проушины, учитывая, что допускаемое на-
пряжение в этом месте понижается на 25%:
, Т 1230 С1_	, -
’=7f^-W6i2e/“’
что меньше
0,75 Rz = 0,75 • 1 450 = 1 085 кг/см2
и, следовательно, допустимо. 1
1 Эту величину берем условно (безотносительно к какому-либо району).
.298
Расчет стрелы консоли. Проверка стрелы на прочность
в точке крепления тяги, учитывая ослабление се-
чения отверстием для заклепки. Изгибающий момент в этом
сечении будет равен:
М = Q а3 + 0,5 q0 al + РТ1 (h3 — h) = 490-0,665 +
+ 0,5-22,58-0,760*+ 100 (1,49— 1,5) = 332 кг м.
Напряжение
М
0 wxH
РТ1 _ 33200 , 100
26,13 + 17,34	276 Кг^М ’

что допустимо.
Проверка кронштейна
мающее усилие в подкосе
сечении. Сжимающее усилие N определится из выражения:
N == (Т — Ptj) cos а + [Q + q0 + fl2) Н- Gt ] sin а =
= (1 230— 100) 0,862 + (490 + 22,58-3,72 + 4) 0,502 = 1 269 кг
и напряжение (вес тяги =4 кг)-.
М , N 33200 , 1269	,
~F^ = ~^7Г + 22ГП “ 1 253	'
на прочность, учитывая ежи-
кронштейна, в неослабленном
онштейна по условиям устойчив о-
действие продольного и попереч-
° Wx6p
что допустимо.
Проверка кр
сти (совместное
ного изгиба). Гибкость
в = —= -^^-= 120’
Р I 2,46	’
коэфициент уменьшения допустимого напряжения при продольном изгибе:
= 0,454
(по таблице 23 см. стр. 397) и напряжение при проверке на продольный изгиб
_ЗМ . N _3-33200	1269	_79П,,07	С/17	, 2
° 5W>P+<pF6p 5-27,7 + 0,454-22,14	720 +127 ~ 847 кг/см •
По условиям устойчивости проверяется также каждый уголок кронштейна.
Кронштейн на длине между точками крепления тяги и к опоре разделен на-
кладками, так что наибольшая свободная длина 10 = 1,48 м, тогда гибкость каж-
дого уголка
з — — = 148	। уд
'° i0 0,827
По таблицам (р0 = 0,238, тогда
N	1 269
°	2a>0F0	2-0,238-11,07 230 кг1см2- •
Валики, крепящие кронштейн к опоре и тягу к кронштейну, выбраны выше
с d = 22 мм. Проверим их на прочность по формуле (принимая N=Nt) (III,28):
1 269-2,4	. 2
°= 0Л~2И’—713 К/“ ’
на срез — по формуле (Ш,29):
2-1 269 1СО , ,
вср =	2~2~ = 68 К2^М
290
и на смятие — по формуле (111,32):
о™ =	= 289 кг1см*-
Так как усилие в тяге меньше усилия в стреле, то необходимость в про-
верке валиков, крепящих тягу, отпадает.
Легко видеть, что кронштейн консоли может быть выполнен из швеллеров
№ 6,5. В этом случае, несмотря на уменьшение веса консоли (вес 1 пог. м швел-
лера № 6,5 — 7,55 кг/м, а вес 1 пог. м принятого в расчете уголка №8/4 —
8,69 кг ), прочность ее возрастает, так как моменты сопротивления консоли,
выполняемой из швеллера № 6,5, равны WX6p =38,86 см3 и IVXH=35,8 см3,
в то время как у консоли, выполняемой из уголка № 8/4, эти же моменты сопро-
тивления значительно меньше: Wx бр=27,7 см3 и ИЛ,. „ = 26,13 см3. Поэтому
при применении швеллера № 6,5 данная консоль может быть выполнена без
изменения ее геометрических размеров для той же нагрузки.
ГЛАВА v
РАСЧЕТ ГИБКОЙ ПОПЕРЕЧНОЙ КОНСТРУКЦИИ
§ 1. Метод расчета
Расчет гибкой поперечной конструкции состоит из двух не зависимых один
от другого расчетов: 1) расчета поперечно-несущих тросов и 2) расчета фикси-
рующих тросов.
Такая независимость одного расчета от дру-
гого объясняется тем, что поперечно-несущий трос
воспринимает и передает на опоры все вертикаль-
ные силы, действующие на гибкую поперечную
конструкцию, а фиксирующие тросы — горизон-
тальные силы. Поэтому и условия работы одного
не связаны с условиями работы другого, а следо-
вательно, и расчет может производиться раз-
дельно.
1. Расчет поперечно-несущего троса. Задача
поперечно-несущего троса, как мы только что от-
метили, в системе гибкой поперечной подвески за-
Рис. 403а
ключается в восприятии всех вертикальных нагрузок. Поэтому и в расчете
его приходится иметь дело только с этими вертикальными нагрузками.
На схеме рис. 403а	Q2, Q3, Q4, ...,	—сосредоточенные нагрузки, дей-
ствующие на поперечно-несущие тросы, учитывающие вес продольной подвески
и часть веса фиксирующих тросов, воспринимаемого в этих точках поперечно-
несущим тросом (число нагрузок выбрано условно), в килограммах;
/1,/2,/з	fi — величина стрел провеса поперечно-несущего троса в точках
приложения нагрузок в метрах;
Нп — горизонтальная составляющая натяжения поперечно-несущего
\ троса, постоянная по всей длине троса, в килограммах;
А — вертикальная составляющая натяжения поперечно-несущего
троса у опоры А в килограммах;
В — то же у опоры В в килограммах;
Т — натяжение поперечно-несущего троса в килограммах;
1п — длина поперечного пролета в метрах;
qn — равномерно распределенная нагрузка на поперечно-несущем
тросе— собственный вес тросов и вес гололеда на них и т. п.
(при соответствующем режиме), — отнесенная к единице длины
проекции троса на горизонталь, в килограммах на 1 м.
Метод определения вертикальных составляющих опорных реакций у опор
сходен с аналогичным расчетом для балки, свободно лежащей на двух опорах.
Вертикальная составляющая натяжения поперечно-несущего троса у опоры В
определяется из условия равенства нулю сумм моментов всех сил, взятых отно-
сительно точки А:
i=n
в — I* 4-
'=>	2‘
Та же величина для опоры А будет равна:
i=n
i= 1 .,
Рассматривая условия равновесия некоторой части поперечно-несущего троса
при условии замены действия отброшенных частей соответствующими силами,
можем написать уравнение моментов относи-
тельно точки С (рис. 4036):
О X2
Нп fx=Ax-Q1X1- Q2 х2 -	,
отсюда
(Ш,33)
Рис. 4036

(П1.34)
Легко видеть, что здесь в числителе стоит выражение суммы моментов верти-
кальных сил, действующих слева от рассматриваемого сечения, а в знаменателе —
стрела провеса поперечно-несущего троса в этом же сечении. Таким образом,
формула (111,34) связывает горизонтальную составляющую натяжения попе-
речно-несущего троса с стрелой провеса троса в каждом сечении и с моментом от
действия вертикальных сил в этом же сечении.
Расчет ведется следующим образом: сперва определяют вертикальные со-
ставляющие опорных реакций. Затем, так же как и для балки с шарнирным за-
креплением обоих концов, определяется максимальный момент (который, как
известно, имеет место в точке, где эпюра перерезывающих сил проходит через
нуль). Разделив величину этого максимального момента Мтах на величину наи-
большей допустимой для данной опоры стрелы провеса поперечно-несущего
троса /max, получим величину горизонтальной составляющей натяжения троса,
которая постоянна по всей длине его (что ясно из условия равенства нулю
суммы проекций всех сил на ось х-ов):
Нп = М™*.	(111,35)
/max
Для случая, изображенного на рис. 403а, приняв условно, что максималь-
ный момент совпадает с точкой приложения нагрузки Р3, напишем выражение
для определения максимального момента:
/у I 2
Mmax = М3 = Al3 — Q1 (l3 — li) — Qi (l3-	(HI,36)
В соответствии с установленным положением будем иметь:
/3 = /max-
Тогда горизонтальная составляющая натяжения поперечно-несущего троса
будет равна:
й
A/3_Q1 (/3_/2)_q2(/3_/2)_^_
Яп = 7Итах=Л1,------------------------------------£.	(HI,33')
/max /з	/3
301
По определенной таким образом величине Нп можно определить величины
стрел провеса в точках приложения нагрузок. Для этого необходимо найти мо-
менты, действующие в этих точках, и разделить их на величину горизонтальной
составляющей натяжения, что и даст соответствующие величины стрел провесов
троса в этих точках, т. е.
/, = #•	(1П,37)
Для случая, приведенного на рис. 403а, эти величины будут соответственно
равны:
Mi 1 / Чп^\
A/2-Qi(Z2-Q--|
Мз= J_
Нп
AI3 Q1 (/3	11)	0.2 (^3 ^2)
/4 = ^ = ГА/4 - Q1 (/4 - /1) — Q2 (/4 - /2) - Q3 (/4- /3)
п “ п _
= 7Т- Alt - Qx (lt - Id - Q2 (/,. - /2) - Q3 (l{ - /3) -
nn n n -
-QAh-id-------Q^-1^)—3^- 
(III,37')
По определенным выше величинам Нп , А и В определяется величина натяже-
ния поперечно-несущих тросов:
Та=/АЧМ73	(111,38)
или
Тв = /В2+№„.	(III,39)
По большей из этих величин (Тд или Тв) определяется сечение поперечно-
несущего троса.
Одиночный поперечно-несущий трос обычно избегают применять, так как
один трос не дает достаточной технической надежности.
При двух же или четырех параллельных поперечно-несущих тросах сечение
каждого из них, определяемое расчетом, может быть в соответствии с последним
любым в пределах от 50 до 95 мм2 (применения трех параллельных тросов избе-
гают из-за сложности при монтаже достижения равномерного распределения уси-
лий между тросами).
Из рассмотрения формулы (111,35) легко приттик выводу, что расчет попереч-
но-несущих тросов связан в первую очередь с выбором величины максималь-
ной стрелы провеса их. Можно видеть, что при увеличении стрелы провеса умень-
шается величина горизонтальной составляющей натяжения в тросе, и одно-
временно растет высота опоры. Учитывая, что по конструктивным соображениям
элементы, из которых будет изготовлена опора, не могут иметь сечение ниже
определенной величины, можно легко притти к выводу, что после некоторого
предела с увеличением стрелы провеса поперечно-поддерживающего троса будет
увеличиваться и вес опоры. С другой стороны, уменьшение этой стрелы про-
веса будет вести к увеличению горизонтальной составляющей натяжения по-
перечно-поддерживающего троса с некоторым уменьшением плеча силы. В этом
случае при уменьшении /тах сила Нп стремится к бесконечности, а следователь-
но стремится к бесконечности и вес опоры. Аналогичные соображения могут быть
высказаны и в отношении объема фундаментов опор.
Изложенные рассуждения дают право думать, что могут быть найдены стрелы
302
провеса, дающие наименьший вес опоры, или наименьший объем фундамента,
или, наконец, может быть найден вариант, при котором стоимость опоры и фун -
дамента будет наименьшей.
Для деревянных же опор с оттяжками нахождение наивыгоднейшей высоты
встречает ряд трудностей. Так, например, вводя некоторые упрощения и опреде-
ляя высоту из условий минимума затраты лесоматериалов, можно притти к за-
ключению, что наивыгоднейшей высотой опоры явится высота, равная удвоен-
ной величине расстояния от уровня закрепления опоры в грунте до наинизшей
точки пс перечно-несущего троса. Однако такое решение при деревянных опорах
встречает ряд затруднений, почему обычно высота их выбирается, исходя из
конструктивных соображений.
Для металлических опор эта высота может быть определена путем сравнения
Рис. 404
вариантов.
Следует, однако,, указать, что для всех случаев практически невоз-
можно исходить из этой наивыгоднейшей высоты. Это объясняется тем, что на
одной и той же станции или на одном и том же участке, а тем более в одном по-
перечнике неудобно применять опоры различной высоты. Если же рассматри-
вать условия работы каждой опоры в отдельности, то в общем случае для полу-
чения наивыгоднейшей высоты пришлось бы их делать разной высоты.
Обычно пользуются в пределах одной станции или
одного участка либо одной, либо двумя типами
опор различной высоты, и, уже исходя из этой
высоты, во всех случаях определяют максимально
допускаемую стрелу провеса.
Определение этой максимальной стрелы прове-
са очень элементарно и практически сводится к вы-
читанию из высоты опоры следующих величин:
а) расстояния от основания опоры до головки
рельса, б) высоты контактного провода, в) кон-
структивной высоты подвески (длина наибольшей
струны), г) длины изоляторного звена, д) расстоя-
ния от верхнего фиксирующего троса до нижней
точки поперечно-несущего троса, е) расстояния
от точки пересечения линии троса с осью опо-
ры до верхушки опоры. Если трос крепится за пе-
реднюю грань опоры (рис. 404), то последняя ве-
личина h может быть и отрицательной или попе-
речный пролет нужно измерять между внутрен-
ними гранями опор.
При изменении температуры и нагрузки поперечный трос, как и всякий
другой провод, получает изменение стралы провеса.
Если допустить большие колебания стрел провеса этого троса, то это пове-
дет к изменению высоты контактных проводов. Изменение же высоты контактных
проводов на некотором протяжении может происходить в различных местах раз-
лично в зависимости от количества путей, перекрываемых поперечными тросами,
расположения рассматриваемой подвески в различных поперечниках (ближе
или дальше от опоры); наконец, в ряде случаев (особенно на станциях) цепная
подвеска может подвешиваться попеременно на поперечных тросах, и на консо-
лях. В этом случае подъем точки-подвеса поперечного троса особенно сильно
исказит положение подвески. Всякие же подобные искажения отразятся на ка-
честве токоснимания. Если обратить внимание на то, что с увеличением стрелы
провеса троса изменение ее с изменением условий температуры и нагрузки умень-
шается, то станет ясно, почему поперечному тросу всегда дают большую
стрелу провеса — порядка Vs — Vio от длины поперечного пролета.
Таким образом, выбор опор той или иной высоты корректируется требова-
нием, чтобы отношение величины провеса поперечно-несущего троса в точке
максимального провисания и при наибольшем натяжении его к величине попереч-
ного пролета не было меньше указанных величин. При соблюдении этого условия
303
изменения стрелы провеса поперечно-несущего троса при измерении темпера-
туры и нагрузки получаются незначительными, вследствие чего при расчетах
ими, как правило, пренебрегают.
Обычно расчет ведется по наиболее тяжелому режиму работы гибкой попе-
речины (гололеду), которому и соответствует упоминаемая выше максимальная
стрела провеса троса.
Определение натяжения в поперечно-несущем тросе при других режимах
работы t учетом деформации троса чрезвычайно громоздко и сложно, а достигае-
мая точность расчета не оправдывает вносимые при этом усложнения, так как
получаемые результаты практически не расходятся с результатами, получае-
мыми при пользовании упрощенным методом (при выполнении указанного
выше условия — отношение стрелы провеса поперечно-несущего троса к длине
поперечного пролета).
Упрощенный метод перехода к другим режимам основан на предположении,
что при изменении температуры и нагрузки стрела провеса поперечно-несущего
троса остается неизменной. Это дает возможность определить величину горизон-
тальной составляющей натяжения троса при ином режиме тем же методом.
Вертикальные струны поперечной конструкции рассчитываются по величи-
нам нагрузок, приложенных к поперечно-несущему тросу (Qx, Q2, Q3, Q4,..., Qi).
Расчет фиксирующих тросов. Фиксирующие тросы и укрепленные к ним
фиксаторы, как мы уже разъясняли, предназначаются для того, чтобы при всех
условиях контактный провод оставался над токоприемником. Так, на прямых
участках при действии на провода ветра или на отводах провода и троса, у зигза-
гов провода, провод и трос необходимо прикрепить к фиксирующему тросу. Точно
так же и на кривых провод и трос должны быть зафиксированы в сво^м по-
ложении, так как в противном случае под действием неуравновешенных состав-
ляющих натяжения они сместятся от оси пути в сторону, и токоснимание будет
нарушено.
Здесь приведен метод расчета для системы с двумя фиксирующими тро-
сами. Предлагаемый метод не изменится, если будет применено большее или
меньшее количество тросов.
Так, на прямых участках пути в районах, где не ожидаются сильные и частые
ветры, может быть выполнена система без нижнего фиксирующего троса, и расчет
должен делаться только для верхнего троса.
В большинстве случаев при больших продольных пролетах, особенно в райо-
нах с интенсивными гололедами, наиболее тяжелым режимом для опор явля-
ется гололедный. Для фиксирующих же тросов при их малых пролетах между
струнами поперечной конструкции наиболее тяжелым оказывается режим, со-
ответствующий минимальной температуре. Поэтому усилия в фиксирующем
тросе должны быть определены для двух режимов: для режима наименьшей
температуры и для режима наибольшей вертикальной нагрузки (гололед). Та-
ким образом, расчет фиксирующих тросов преследует две задачи: 1) определение
натяжений фиксирующих тросов, воспринимаемых опорами при наиболее тяжелом
для опор режиме, — это необходимо для проверки опор на прочность; 2) опре-
деление наибольших натяжейий фиксирующих тросов для проверки на проч-
ность самих тросов. .
Фиксирующие тросы в общем случае могут воспринимать следующие на-
грузки:
1)	неуравновешенные составляющие натяжений троса и контактного про-
вода (на стрелках, отводах и т. д.);
2)	то же у изломов троса и контактного провода на кривых;
3)	усилия от давления ветра на продольную систему;
4)	усилия от веса самого фиксирующего троса и гололеда на нем при раз-
личных режимах нагрузки и температуры.
Рассмотрим две системы: систему с фиксаторными стойками и систему
без фиксаторных стоек.
а) Система с фиксаторными стойками. В этой системе
неуравновешенные составляющие натяжений, действующих в контактных про-
304
водах, передаются на фиксирующие стойки и воспринимаются обоими фикси-
рующими тросами.
Усилие в верхнем фиксирующем тросе (рис. 405):
(Ш,40)
Усилие в нижнем фиксирующем тросе:
Рн = Рк + Р',
(III,40')
где Рк — усилие, передающееся на фиксатор (рис. 405).
Таким образом, усилия, действующие на фиксаторы, в этом случае приво-
дятся к усилиям, действующим на каждый фиксирующий трос в отдельности.
Неуравновешенные составляющие натяжений продольно-несущих тросов вос-
принимаются верхним фиксирующим тросом.
б) Система с изолированным нижним фиксирую-
щим тросом (рис. 405). В этой системе принимает-
ся, что верхний фиксирующий трос воспринимает усилия
от несущих тросов, а нижний — от контактных проводов.
Расчетная схема для фиксирующих
тросов. Из изложенного видно, что независимо от
системы, разделив усилия между тросами (верхним и ниж-
ним), можно рассматривать каждый трос отдельно с при-
ложенными к нему внешними силами.
Для упрощения расчет фиксирующих тросов ведется
по «эквивалентному пролету» между струнами поперечной
конструкции, определяемому по формуле (1,29):	Рис. 405
+	+	----+а3п+1
+ а3 + ’ * * +	’
где а — эквивалентный пролет в метрах;
аг — расстояние от одной опоры до ближайшей к ней точки подвеса фикси-
рующего троса в метрах;
а2 — расстояние от первой точки подвеса до второй в метрах;
а3 — то же между второй и третьей точками подвеса и т. д. и, наконец,
(Zn+i—расстояние от последней точки подвеса фиксирующего троса до вто-
рой опоры.
С точки зрения законов изменения натяжения и стрел провеса фиксирую-
щего троса при изменении условий температуры и нагрузки его условия работы
ничем не отличаются от условий работы рассмотренной выше простой подвески.
Однако основания, принятые в расчете простой подвески, здесь неприменимы.
Прежде чем перейти непосредственно к выводу расчетных формул для фик-
сирующего троса, отметим те принципиальные особенности условий его работы,
которые заставляют избрать для расчета несколько иной путь.
Действительно, если при простой подвеске мы исходили из максимально
допускаемого натяжения в проводе (при исходном режиме), так как это
давало наименьшую высоту опор и наилучшее токоснимание, то в данном слу-
чае оба эти фактора отпадают, а следовательно отпадает и необходимость зада-
вать тросу максимальное натяжение. При уменьшенных же натяжениях мы со-
здаем лучшие условия работы как для опор, так и для самого троса. Однако и
чрезмерное уменьшение этого натяжения также нецелесообразно, так как с
уменьшением натяжения заметно увеличится стрела провеса троса. Во избежа-
ние этого обычно задаются небольшим напряжением в фиксирующем тросе по-
рядка 1 — 2 кг;мм2 при максимальной температуре, что при его пролете
около 5 м дает стрелу провеса около 2 — 3 см. При всех же других
температурах трос получает большее напряжение, но все же меньше допускае-
мого.
20 Контактная сеть 223
305
Итак, задаваясь минимальным натяжениемНо в фиксирующем тросе при наи-
большей температуре, можно определить стрелу провеса его при других режимах
по формуле (1,25):
и </i2fl2 E$S$  „  </02 а2 Еф 8ф р, „	,,  , .
”1	24 Н 2	24 Н 2	оЬ
Здесь Нг — натяжение при температуре /х в килограммах;
Но — натяжение при исходном режиме в килограммах;
qx — нагрузка при температуре /г в килограммах на 1 м длины;
д0 — нагрузка при исходном режиме в килограммах на 1 м;
t0 — температура исходного режима;
а —эквивалентный пролет в метрах;
Еф— модуль упругости троса в килограммах на 1 с>и2;
8ф—площадь поперечного сечения троса в кв. сантиметрах;
Оф—коэфициент линейного удлинения (теплового).
Схема расчета такова: сперва предполагается, что нагрузок, направленных
вдоль троса, нет, и натяжение меняется лишь по закону, отражаемому приведен-
ной формулой. Затем, установив величину натяжения для интересующего нас
режима, считаем, что появились продольные нагрузки, перечисленные выше,
и определяем усилие в тросе уже с учетом их.
В формулах расчета фиксирующих тросов приняты обозначения (рис.40ба):
Рис. 40ба
Р — усилия, действующие на фиксирующий трос, для упрощения все они
приняты равными среднему арифметическому, в килограммах;
а — длина пролета между точками приложения отдельных горизонтальных
нагрузок (для упрощения вывода все они также приняты равными экви-
валентному пролету) в метрах;
Нг — как и выше, натяжение троса без учета действия внешних нагрузок (опре-
деленное для соответствующего режима по вышеприведенной формуле)
в килограммах;
Н2 — натяжение в одном из крайних пролетов троса (передаваемое на одну
из опор) с учетом действия внешних нагрузок при том же режиме в ки-
лограммах;
Я2" — натяжение в другом крайнем пролете троса (передаваемое на другую
опору) с учетом действия внешних нагрузок при том же режиме в кило-
граммах.
При учете внешних нагрузок, действующих на трос, определяют натяже-
ние, возникающее в тросе в пролетах, ближайших к опоре (т. е. величины Н2
и Н2”). Задача сводится к тому, чтобы, зная натяжение троса Нг, определенное
для какого-либо режима без учета действия внешних нагрузок, и величины эгих
нагрузок Р, определить натяжение троса Н2' и Н2 при этом же режиме, но при
действии внешних сил. При приложении этих сил точки подвеса фиксирую-
щего троса несколько сместятся в сторону действия этих сил.
Учет изменения натяжения фиксирующего троса, обусловленного измене-
нием его стрел провеса, в связи с изменением длины пролетов чрезвычайно
сложен; поэтому для упрощения принимается метод определения результирую-
щих усилий Н2 и Н." в фиксирующем тросе без учета стрел провеса его, т. е.
условно допуская прямолинейное (горизонтальное) расположение троса, что дает
незначительное для практических целей отклонение от истинных результатов (в
запас прочности).
Задача разрешается, как для всякой статически неопределимой системы,
путем введения в расчет деформации троса. Принимая общую длину троса
306
неизменной при всех режимах, можно составить уравнение деформаций (удли-
нений) троса при действии внешних нагрузок:
Н2 а (Н2'—Р)а	(Н/—2Р)а
Еф 5ф Еф Зф	Еф Зф
г (Н2—пР)а = Н1Д(п + 1)
1 ЕфЗф
Еф Зф
Здесь первый член представляет упругое удлинение в крайнем левом про-
лете фиксирующего троса (рис. 406а), второй — во втором слева, третий —
в третьем и т. д. Таким образом, левая часть уравнения представляет все упру-
гое удлинение троса. Правая же часть представляет упругое удлинение по всей
длине троса от силы Hlt т. е. до появления сил Р. Но так как длина троса при-
нята неизменяемой (при учете и без учета действия сил Р), то очевидно удлинение,
определенное первым способом, будет равно удлинению, определенному вторым
способом.
г,	-	а	,
Разделив обе части уравнения на-------и взяв сумму членов арифметическом
ЕфЗф
прогрессии, получим:
пР
Н2=НХ + -^-,	(III,41)
и из условия равновесия (SX =0) для величины натяжения троса в крайнем
пролете около опоры получим:
пР
(111,4 Г)
По этим формулам можно подсчитать усилия Н2 и /72", действующие на
опоры. Легко видеть, что приводимые формулы верны только при сохранении
пР ..	е
условия —< Н1( так как только при этом условии трос в наиболее его разгру-
женной части будет иметь какое-либо натяжение.
пР
Когда— > Ни то Н2 =^0, т. е. трос должен работать на сжатие, что не-
возможно; такой результат следует понимать как указание на значительное
уменьшение натяжения этой части троса, а следовательно соответствующее
увеличение стрелы провеса.
При пренебрежении натяжением, остающимся в наиболее разгруженной
части фиксирующего троса от собственного веса (при значительно увеличившейся
в этой части стреле провеса), т. е. при — > Нг, натяжение в наиболее нагру-
женном пролете фиксирующего троса Н2 будет равно пР, т. е. сумме г оризон-,
тальных усилий, действующих на трос.
Таким образом, Н2 должно определяться из соотношения:
пР
пР<Н2’>Н1+^-.	(111,42)
Без большой погрешности можно распространить изложенное и на случай
действия внешних сил, различных по величине и приложенных на разных рас-
стояниях друг от друга. В этом случае соотношение между натяжением фикси-
рующего троса и внешними нагрузками примет вид:
i = п	i = п
У] ^<///>^+0,5 2 Р.-	(111,43)
1=1	/=1
Во всех приведенных методах расчета нигде не учитывается гибкость опор.
Учет гибкости опор при переходе к более тяжелым режимам дает некоторое
уменьшение натяжения фиксирующего троса и, наоборот, при переходе к более
20»	223
307
легким режимам дает увеличение натяжений по сравнению с натяжениями,
получаемыми по приведенным выше формулам.
Такое уточнение в расчетах на фоне целого ряда грубых приближений,
как-то: при деревянных опорах неопределенная величина сбега столба, при
деревянных и металлических опорах неизвестная степень защемления опоры в
грунте, неизвестная величина ослабления натяжения в оттяжках за счет сдачи
грунта и пр., а также ряд других как физических, так и конструктивных сообра-
жений говорят о нецелесообразности введения в расчет фиксирующих тросов
учета такой неопределенной величины, какой является гибкость опор. Это
тем более рационально, что такой запас необходим хотя бы для того,
чтобы перекрыть возможные неточности в начальных натяжениях фиксирую-
щих тросов, определяемых обычно при монтаже (особенно для малых натяже-
ний) довольно грубо.
§ 2.	Примерный расчет гибкой поперечной конструкции
1.	Расчет поперечно-несущего троса. Расчет производится для следующих
условий:
а)	число путей — 5 (рис. 4066); длины продольных пролетов и сечения
проводов подвесок равны;
б)	вес цепных подвесок при гололеде — 6 кг/м и длина продольного про-
лета 75 м;
в)	стрела провеса' троса цепной подвески при беспровесном положении
контактных проводов Fo = 1 590 мм;
г)	длина наименьшей струны цепной подвески X = 600 мм;
д)	опоры должны быть выбраны из числа имеющихся типов высотой 12,5,15 и
20 м (полагая, что для каждой высоты имеется опора необходимой мощности).
Метеорологические условия и соответствующие нагрузки взяты из при-
мерного расчета полукомпенсированной цепной подвески (отд., I, гл. IV, § 4).
Предполагая, что поперечно-несущий трос будет выполнен из двух тросов
сечением 72 мм2 (d= 11,0 мм; gT =0,58 кг!м~) получим вес его с гололедом, равным
gnTt = 2 ( 0,58 + Г 0,7 • (и>° + 70)2  к. 11,02~|	10-3] = 4>0
I L	4	4 J	J
Вес фиксирующего троса 48,4 мм2 (d — 9,0 мм, g$ — 0,40 кг!м) с гололедом
^г=0,4+ Го,7 г(9>0.+ 70)2--’А0!-~| . 0,4 • 10-3= 1,75 kzJm.
L 4	4 J
Сосредоточенные вертикальные усилия, приложенные в точках подвеса
к поперечно-несущему тросу, состоят из веса пролета цепной подвески, веса
изолятора и части веса фиксатора.
308
Вес изолятора и часть веса фиксатора принимаем равными 15 кг.
Тогда вертикальные нагрузки будут равны:
Q = ql+ 15 = 6-754-15 =465 кг.
Оставшуюся часть веса фиксатора или фиксаторных стоек и добавляем
к равномерно распределенному весу поперечно-несущего троса (что не может
сколько-нибудь существенным образом отразиться на результатах расчета).
Эту часть веса фиксатора и вес фиксирующих стоек принимаем равными 18 кг.
Следовательно, равномерно распределенная нагрузка, приходящаяся на по-
перечно-несущий трос, будет равна:
д„ = 4,0 4-2-1,75 4--^| = 9,5 кг/м.
Согласно заданным условиям получаем:
Qi = = Рз = Qt = Qs = 465 кг.
Задавшись отношением максимальной стрелы провеса поперечно-несущего
троса к длине перекрываемого пролета равным не менее 1/8 ~ 1/10, находим
стрелу провеса /тах:
/тах = (4-1У 1п = (44) 27’5 = 3’45 - 2’75 М-
Если выбрать опору высотой 12,5 м, то максимальная стрела провеса должна
быть равна 2 710 мм.
Следовательно, следует взять опору высотой, 15 м. Тогда /тах = 5,21 м.
Вследствие того что расположение сосредоточенных нагрузок является
симметричным, усилия, действующие на опоры, равны между собой.
Определяем вертикальную составляющую нагрузки, передаваемую на опору:
трос крепится за переднюю грань опоры
/max = 5,21 М',
465(24,15 4- 18,95 4- 13,75 + 8,55 + 3,35)	9,5-27,5
Л -	27,5	,	2	-12Уи кг.
Горизонтальная составляющая нагрузки на опору определяется по формуле:
ЛГщах
= —f	’
/max
9 5-13 75а
Mmax - - 1 290 • 13,75 — 465 (5,2 + 10,4)-’ ‘ ’	= 9 550 кгм;
/max = 5,21 Му
9 550	, ооп
Нп =	= 1 830 кг-
Результирующее усилие, действующее на опору, равно:
Т = /1 2902+ 1 8302 =2 230 кг.
По этой нагрузке подсчитывается необходимое сечение троса. При этом
считаем, что один из тросов оборвался и вся эта нагрузка воспринимается
вторым тросом. Принимая такую схему расчета, увеличим допускаемые напря-
жения на 35%:
е	2230	2
SnT ~ 30-1,35“ 55 ММ ’
что допустимо, так как для стального троса принимают R2 =30 кг1мм\
Стрелы провеса в точках приложения сосредоточенных нагрузок равны
(рис. 406а):
309
2
Q 5.3 358
..	1290-3,35 У,э ’
Mr
Ня
= 2,33 м-,
1830
..	1290-8,55 — 465-5,2
Л12
h Нп
1830
9,5-8,552
о
------= 3,95 м.
Необходимое сечение поперечных струн
С	465	2
S„c = 30 = 16 лг>«2.
2.	Расчет фиксирующих тросов, а) Нижний фиксирующий
трос. Задаваясь минимальным натяжением фиксирующего троса в 50 кг
при максимальной температуре -f-40° (соблюдая условие, чтобы стрела провеса
при этом режиме была равна 2-{-4 см), найдем натяжения для интересующих
нас режимов минимальной температуры и гололеда. Как было указано, ра-
счет для режима минимальной температуры нужен для того, чтобы по натя-
жению этого режима рассчитать на прочность сам трос (или произвести его про-
верку, если он выбран заранее). Расчет для режима гололеда нужен для опре-
деления усилий в тросе, действующих на опору при наиболее тяжелом для
нее режиме.	'
Определяем эквивалентный пролет:
/2-3,1’ + 4-5,23	/616
/э==И ~2^~+4^ = У IT^4’78 М'
Стрела провеса троса при минимальной температуре в эквивалентном
пролете:
/о = ^*= 0,023 м.
Находим максимальное натяжение при бшп =—30°:
q??3ES	q*l*ES
п'	24 Н2 — П1 —	а 'Imin—tmax* ~' 24 Н 2 *
Замещаем Hi = Нт,п и подставляем численные значения:
Нтак -°^4°2'4,78t' ^3' 12°6'0,484 = 50-1,3-106-0,484-17-10~6 [— 30—(4- 40)] —
^4 7/шах
0,402-4,78-1,3-106-0,484
24-502	’
105
Н„ах-----—-г = 50 + 775 — 39,6 = 785,
“max
откуда
Т/max = 785 кгг
отсюда
.	0,40-4,78* ППП1Р;
/min-----8"”785 — 0,0015 м.
Определяем натяжение при гололеде:
Ht — -,752•4,788•1,3J-0-6• о,4_ = 50 —1,3- 10е-0,484-17- Ю'6](—5) — (+40)]—
24 п г
0,402-4,782-1,3 -106 -0,484.
24-502	’
310
i 835-106
Нг ~	= 50 + 481— 38,4 = 492,6;
Нг
Нг = 493 кг.
Проверяем правильность выбора сечения троса:
а = ^— 15,7 <30 кг /мм2.
□и
Так как эквивалентный пролет для верхнего фиксирующего троса будет
таким же, как для нижнего, то расчет первого не приводим.
Дополнительные усилия, действующие на тросы от давления ветра на кон-
тактные провода, при гололеде:
давление ветра на контактные провода
Р = 1,69-75= 126,7 кг.
усилие, передающееся одной фиксаторной стойкой на верхний фиксирую-
щий трос (разность уровней концов фиксатора=150 мм):
350
•	Р,= 126,7.^^ = 20,2 кг;
давление от фиксаторной стойки на нижний фиксирующий трос:
Рн = 126,7 + 20,2 = 147 кг;
суммарное давление от всех фиксаторных стоек на верхний фиксирующий
трос:
=5-20,2= 101 кг;
то же на нижний фиксирующий трос:
£РН = 147-5 = 735 кг.
Так как
^Рн>Не,	}
то напряжение в нижнем фиксирующем тросе можно определить как:
735	, , -	,
q = - gn, = 14.7 кг см,
5U
т. е. меньше допустимого.
ОТДЕЛ IV
ОПОРЫ
ГЛАВА I
ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ
§ 1.	Классификация
В зависимости от применяемого материала опоры можно классифицировать
следующим образом: 1) деревянные, 2) металлические и 3) железобетонные.
Каждый из этих классов в свою очередь можно подразделить на ряд типов,
отличающихся друг от друга способом подвешивания контактных проводов.
В зависимости от способа подвешивания цепных подвесок опоры контакт-
ной сети могут быть подразделены на:
а)	консольные опоры,
б)	опоры гибкой поперечной подвески,
в)	портальные опоры — опоры с жесткой поперечиной,
г)	фиксирующие опоры.
Кроме того, по назначению опоры могут быть подразделены на:
1)	промежуточные опоры,
2)	переходные опоры в местах сопряжения анкерных пролетов,
3)	переходные опоры в местах секционирования сети,
4)	анкерные опоры.
Каждый из случаев этого подразделения в свою очередь может различаться
в зависимости от установки опоры:
1)	на прямом участке,
2)	на участке кривой с внешней стороны,
3)	на участке кривой с внутренней стороны.
Различия по последним двум пунктам, т. е. расположение опоры с внеш-
ней или внутренней стороны кривой, для портальных опор могут пониматься
лишь в отношении стоек.
Следует упомянуть о том, что в ряде случаев 'схема нагрузки опор может
быть такова, что опору трудно будет отнести к той или иной группе приведен-
ной классификации. Такие схемы нагрузки особенно часто могут иметь место
в случае расположения опор на станциях.
§ 2. Деревянные опоры
Деревянные опоры по конструкции могут быть выполнены из одного и из
двух столбов. Последние в свою очередь могут представлять собой: 1) сдвоенную
опору (вплотную), 2) сдвоенную опору с расстановом бревен по всей высоте
опоры и 3) А-образную опору.
Все эти разновидности могут несколько видоизменяться при установке
опор на насыпях, где обычно требуется увеличение длины той части опоры,
которая закладывается в грунт, и, наконец, все эти разновидности следует рас-
сматривать как особый тип, если они устанавливаются с оттяжками. Намечая
пределы применения этих конструкций, можно отметить, что для малых про-
312
летов и легких подвесок на прямых участках пути наибольшее применение по-
лучает одиночный столб; для больших же пролетов, особенно при большом ко-
личестве усиливающих проводов, — сдвоенный или А-образный столб, или
столб с оттяжкой, последний — особенно на участках, содержащих большое
количество кривых.
При использовании деревянных опор в качестве анкерных, а также для
гибкой поперечной подвески все эти конструкции получат оттяжки. Опоры же
для гибкой поперечной подвески для получения большей высоты их приходится
«наращивать», т. е. ставить на «пасынках», так как получение леса необходимой
длины бывает затруднительно, а иногда и не оправдывается экономически.
Срок службы дерева в сооружениях и постройках или частях их при кон-
сервировании и без такового целиком зависит от условий, в которых оно будет
находиться. При наиболее неблагоприятных условиях средний срок службы
выражается следующими цифрами (срок службы взят по данным для шпал и
телеграфных столбов, так как условия работы их весьма сходны с условиями
работы контактной сети):
Название дерева	Без консер- вирования	Пропитан- ные хлори- стым цин- ком	Пропитан- ные комби- нированным фтористым натрием	Пропитан- ные креозо- том или смесью крео- зотового мазута
Сосна		4—5 лет	9—12 лет	10—15 лет	15—20 лет
Ель . . 			3-4 »	7— 8 »	10-14 >	—
Лиственница 		6—8 »	12	»	—	12—20 »
Дуб		6-8 »	10—12 »	—	20—25 »
Бук		2—3 <	8-12 »	—	20-30 »
Наиболее простой и дешевой является опора, выполненная из одного бревна.
Такая опора представлена на рис. 407. Следует, однако, отметить, что такого
типа опоры могут быть использованы для больших пролетов лишь при неболь-
шом количестве проводов или как фиксирующие опоры — для оттягивания
проводов подвески (рис. 408). При большем же количестве проводов такая опора
заставит принять меньший пролет между опорами, т. е. поведет к увеличению
числа консолей, изоляторов, фиксаторов и прочей арматуры. Однако необхо-
димо подчеркнуть, что эти соображения относятся лишь к случаю использо-
вания одиночной опоры без оттяжж. При применении же оттяжек одиночные
столбы могут нести очень большую нагрузку.
Для примера на рис. 409 показана опора в месте осуществления воздуш-
ного промежутка на участке Кизел — Чусовская. Как видно из рисунка, опора
нагружена рабочей и нерабочей ветвью контактных проводов и соответствую-
щими несущими тросами. Кроме того, на опоре осуществлена анкеровка про-
водов цепной подвески.
На наших железных дорогах наибольшее применение получили сдвоенные
(вплотную) деревянные опоры.
Нормальная конструкция сдвоенного деревянного столба с нормальной
металлической консолью для подвесного изолятора представлена на рис. 410.
Как обычно, опора используется одновременно и для подвески усиливающих
проводов. Для примера на этом и последующих рисунках даны размеры
опоры и расположения всех элементов.
Соединение столбов между собой производится либо при помощи болтов
(как показано на рисунке), либо проволочными бандажами с болтовой натяжкой.
313
При установке опор с внешней стороны кривой усилие, воспринимаемое
опорой от излома проводов цепной подвески, а также от излома усиливающих
проводов, столь велико, что обычно прочность опоры является недостаточной
и приходится применять для ее усиления оттяжку. К тому же решению при-
бегают и в случаях, когда изломы проводов получают место на прямой при
применении многопутных консолей, т. е. в случаях, когда нагрузка опоры опре-
деляется суммой моментов одного знака.
Рис. 4и7
Рис. 408
Нормальная конструкция промежуточной опоры с металлической кон-
солью, предназначенная для установки на внешней стороне кривой, показана
на рис. 411; оттяжка крепится к опоре в верхней ее части, вблизи к тяге консоли.
Опоры, устанавливаемые на внешней сторо-
Рис. 409
не кривой, обычно должны иметь расстояние от
оси пути до передней своей грани большее, чем
аналогичное расстояние при установке опор на
прямом участке. Необходимость этого увели-
чения объясняется выносом кузова подвижного
состава при проходе на кривой.
При установке опор с внутренней стороны
кривой усилия, возникающие от излома про-
водов цепной подвески, частично уравновеши-
вают усилия от веса подвески; таким образом,
в этих случаях часто прочность столба оказы-
вается достаточной. На рис. 412 показана
нормальная конструкция промежуточной опоры
с металлической консолью на внутренней сто-
роне кривой. При расположении опор на уча-
стках кривой малого радиуса усилия, возни-
кающие от излома усиливающих проводов, по-
лучают такое большое значение, что они не
только уравновешивают вес подвески, но и
дают у основания опоры большой момент об-
ратного знака. Вследствие этого в случаях,
когда опоры устанавливаются
на внутренней стороне кривых малого радиу-
са, приходится иногда подвеску всех или части усиливающих проводов про-
314

изводить на специальных опорах, разгружая тем самым опоры контактной
сети.
Расстояние опор с внутренней стороны кривой приходится брать обычно
несколько больше соответствующего расстояния на внешней стороне кривой,
что объясняется большим выносом состава. Фиксирование контактного про-
вода при установке опор внутри кривой производится, как мы уже отмечали,
при помощи обратных фиксаторов, конструкция которых и назначение отдель-
ных элементов были разобраны выше. Для примера на рис. 411 в отличие
от предыдущих приведена сдвоенная опора, у которой соединение столбов вы-
полнено при помощи проволочных бандажей. Такой способ соединения можно
видеть на ряде наших дорог.
На рис. 413 показан узел связи столбов между собой при помощи прово-
лочного бандажа. Натяжка этого бандажа 4 производится при помощи болто-
вых соединений 7 и 2 через трубчатые
шайбы 3. Применение таких трубчатых
шайб объясняется стремлением уменьшить
острый перегиб проволоки бандажа и тем
самым избежать уменьшения ее прочности.
Однако необходимо отметить, что в
последнее время на наших дорогах от
этого способа соединения отказались и
применяют исключительно соединение'при
помощи болтов. Как мы увидим ниже, ни
тот, ни другой способы не могут создать
условий для монолитной работы обоих
столбов.
Конструкция пе-
реходной опоры для
прямого участка дана
на рис. 414. Опора
также состоит из двух
бревен, связанных
между собой болтами.
Эта переходная опора
одновременно являет-
ся и анкерной опо-
рой для усиливающих
проводов, анкерую-
щихся на ней с двух
сторон. При нормаль-
ном положении на-
тяжения этих прово-
дов уравновешивают
Рис. 413
друг друга. Однако
неосторожно было бы считать, что оттяжки здесь излишни, так как при обры
ве одного из усиливающих проводов под действием натяжения второго опора
наклонилась бы в сторону (или сломалась), т. е. нарушилась бы работа и
другого анкерного участка усиливающего провода.
Конструкция анкерной опоры на прямом участке пути приведена на рис. 415.
Как видно из рисунка, в этом случае опора для увеличения прочности снаб-
жается оттяжкой, расположенной вдоль пути, и оттяжкой, перпендикулярной
оси пути. Здесь же видна анкеровка несущего троса, контактного провода и
усиливающего фидера.
Анкеровка усиливающих проводов, как это должно быть ясно
из разобранных нами выше схем сопряжения анкерных пролетов,
на переходных и анкерных опорах получает место в случае применения боль-
шого числа усиливающих проводов. В том же случае, если проводимость
усиливающих проводов равна проводимости анкерных ветвей цепной подвески,
316
то анкеровка усиливающих проводов производится только на анкерных
опорах.
Применение в этом случае оттяжки в плоскости, нормальной к оси пути,
объясняется тем, что анкерные ветви цепной подвески, подходя к опоре под
углом (к оси пути), вызывают дополнительный изгибающий момент. Кроме
того, применение оттяжки улучшает работу опоры на продольный изгиб в
этой плоскости.
На рис. 416а показана консольная опора, выполненная из двух столбов
с расстановом их в основании. Идея этой конструкции ясна. Увеличивая
расстояние между двумя элементами, мы тем самым увеличиваем плечо внутрен-
них сил, действующих в опоре, и тем самым сообщаем опоре большую мощ-
Рис. 414
ность. Следует, однако, отметить, что использование этого расстанова столбов
может получить место только в том случае, если будет обеспечено достаточное
соединение между столбами, гарантирующее невозможность сдвига одного
бревна относительно другого, т. е. соединение, которое могло бы воспринять
продольное сдвигающее усилие, возникающее между столбами.
Увеличение мощности опоры можно было бы получить и в том случае, если бы
расстояние между столбами было выбрано достаточно большим и закрепление
каждого из них в отдельности в грунте обеспечивало бы невозможность сдвига
одного относительно другого. В приведенной же конструкции расстанов стол-
бов был взят небольшим и соединение столбов производилось при помощи
трех болтов (в верхней части). В нижней части они связывались просто одной
шпалой, шарнирно привязанной к каждому столбу в отдельности. При таком
317
способе соединения столбов А-образная опора не может дать каких-либо пре-
имуществ по сравнению с сдвоенной опорой. Недостатком А-образной опоры
является еще и то, что при соединении ее столбов приходится на достаточно
большой длине (верхней части) производить притеску столбов.
На рис. 4166 дан общий вид участка, оборудованного гибкой поперечной
подвеской. Столбы здесь имеют значительно больший расстанов, что обеспе-
чивает им лучшую работу и устойчивость опоре.
Для гибкой поперечной подвески, так же как и для консольных опор,
используются одиночные и сдвоенные опоры. Пример использования одиночного
столба на дороге Чикаго—Мильвоки для гибкой поперечной подвески пред-
ставлен на рис. 417.
При использовании деревянных опор для гибкой поперечной подвески,
как правило, необходимо применять оттяжки. Объясняется это тем, что даже
небольшие по величине вертикальные нагрузки вызывают в поперечно-несу-
щем тросе большие горизонтальные составляющие (так как стрела прове-
са его в 8-?Ю раз меньше поперечного пролета).
Конструкция сдвоенной деревянной опоры представлена на рис. 418. Из
этого рисунка видно, что опоры имеют две оттяжки. Назначение верхней оттяж-
ки—воспринимать усилие, передаваемое на опору поперечно-несущим тросом, и
нижней — усилие, передаваемое фиксирующими тросами. В тех случаях, когда
перекрывается небольшое количество путей, иногда представляется ^возможным
как при двойном, так и при одиночном столбе отказаться от нижней оттяжки.
Верхняя же оттяжка, как правило, при гибкой поперечной подвеске является
необходимой. Располагается сдвоенная опора при гибкой поперечной подвеске
обычно таким образом, что общая ось двух столбов параллельна оси пути. При
таком расположении значительно упрощается крепление поперечных j тросов,
пропускаемых между столбами опоры.
318
Рис. 416а
Рис.’ 4166
31&
Размеры, приведенные на рис. 418, приняты для выполняемых в на-
стоящее время конструкций контактной сети наших железных дорог.
При применении деревянных опор для контактной сети большую роль
играют выбор соответствующей системы предохранения дерева от быстрого
Рис. 417
загнивания и, следовательно, достаточно надежная его защита. Увеличение
срока службы деревянных опор достигается также применением пасынков.
На железных дорогах, применяющих деревянные опЪры, при загнивании
Рис. 419
нижней части опоры, которая, как правило, разрушается быстрее всех осталь-
ных частей, рядом с опорой зарывается пасынок, и к нему болтами привязы-
вается опора; нижняя же часть опоры отпиливается.
320
На рис. 419 показана опора одной из американских железных дорог, ниж-
няя часть которой подверглась разрушению от загнивания. В дальнейшем опора
была укреплена пасынком, пропитанным антисептическим составом. На рис. 420
дан общий вид такой опоры. На телеграфных линиях широко практиковался
способ установки столбов на рельсовых основаниях, значительно увеличиваю-
щих срок службы опоры. Однако, так как такая конструкция связана с боль-
шим расходом металла (хотя уже и изношенных рельсов), то на наших доро-
гах она не применяется. Как на интересную конструкцию, не требующую
большого расхода металла и дающую тот же эффект, что и установка на рель-
совых стойках, можно указать на железобетонные пасынки, применяющиеся в
некоторых местах за границей для линий передач (рис. 421 и 422).
Рис. 420
Рис. 421
Рис. 422
Применение пасынков можно встретить не только при замене загнивающей
части опоры, но и в том случае, когда длина бревен недостаточна для выполне-
ния опоры определенной высоты. Так, например, для гибкой поперечной под-
вески высота деревянных опор, сооруженных из целого бревна, обычно бывает
достаточной лишь для перекрытия небольшого числа путей. Получение же бре-
вен большей длины часто оказывается невыгодным. При необходимости же
перекрыть на деревянных опорах большое число путей необходимая высота
опоры получается путем наращивания бревен, или, как принято называть,
установкой опоры на пасынках.
На рис. 423а и 4236 показан способ крепления одного и двух столбов к па-
сынкам. Для ориентировки приведены основные размеры. Крепление столба
к пасынкам в обоих случаях осуществляется при помощи болтов и шпонок;
последние необходимо применять потому, что в опорах гибкой поперечной кон-
струкции приходится иметь дело с большими осевыми усилиями, вызываемыми
применением оттяжек. Шпонки в этих случаях для уменьшения размеров
применяются дубовые.
Размеры пасынков и столба подбираются таким образом, чтобы нижняя
часть столба отстояла от поверхности земли на 500 мм. Это делается для за-
щиты столба от попадания в него влаги из грунта. Конструкция соединения,
представленная на рис. 4236, имеет некоторый недостаток, заключающийся в
том, что здесь вертикальная нагрузка приложена эксцентрично относительно
оси соединения и поэтому она создает изгибающий момент для столба и
пасынков.
21 Контгктная сеть 302/1
321
Другой способ соединения опоры с пасынками представлен на рис. 424а
и 4246. Представленные конструкции различаются способом расположения
пасынков. В том и другом случаях крепление пасынков к опоре производится
при помощи проволочного бандажа, натягиваемого болтом через трубчатую
шайбу. Внизу пасынки соединяются друг с другом с помощью болта. Так же
как и при болтовом соединении, чтобы воспрепятствовать относительному вер-
тикальному перемещению бревен опоры и пасынков друг относительно друга,
в месте их соприкосновения ставятся шпонки.
Расположение пасынков, представленное на рис. 4246, не имеет недостатка,
Рис. 423а
указанного нами для конструкции рис. 4236 (а следовательно, и рис. 424а),
но оно мало удобно при действии нагрузки в плоскости, перпендикулярной
чертежу.
Крепление пасынков при помощи проволочных хомутов можно видеть
на ряде наших дорог. Однако опыт показал, что это крепление получается
менее надежным, нежели при помощи болтов, почему в конструкциях, выпол-
няемых в последнее время, перешли на болтовое крепление.
Деревянные опоры обычно закрепляются в грунте либо непосредственным
заложением в грунт без каких-либо специальных устройств, либо при по-
мощи деревянных же лежней и пят. Эти лежни и пяты выполняются обычна
или,(из шпал, или из пластин (бревно, распиленное пополам — вдоль).
322
В отношении способов закрепления опоры в грунт можно различать закре-
пления, создающие реактивный момент (лежни) и реактивную вертикальную
силу (пята^
На рис. 410, 412, 414 и 415 было показано расположение лежней. Во всех
случаях лежни располагаются по обе стороны от опоры. Это делается для того,,
чтобы избежать работы болтов, крепящих лежни на растяжение.
Различное же расположение лежней на опорах определяется знаком дей-
ствующего момента.
Верхний лежень во всех случаях имеет несколько большую поверхность,
так как ему приходится передавать усилие на более слабый грунт по сравнению
с нижним лежнем. Чтобы не ослаблять опору и не снимать с нее верхний слой
(наиболее ценный по прочности и наилучшим образом пропитанный), врубку
делают в лежне. Врубка же необходима для плотного прилегания лгжня к столбу.
Узел крепления лежня к сдвоенной опоре показан на рис. 425. Здесь ле-
жень крепится к бревнам опоры при помощи болта, пропускаемого через оба
бревна и лежень.
Если в плоскости сил, действующих на опору, располагают оттяжку, то
отпадает необходимость применения лежней, так как устойчивость определяется
в этом случае оттяжкой. Применение же оттяжки создает большое вертикаль-
ное усилие, действующее на грунт. Для передачи этого усилия под основание
столба подкладывается пята, как это показано на рис. 411, 415, 423а, 4236,
424а и 4246.
21» 206 1
323
324
Место расположения оттяжки на деревянных опорах выбирается таким
образом, чтобы в случае, если будет поврежден изолятор какого-либо из
проводов и часть несущей конструкции станет под напряжение, расстояние от
этих конструкций до ближайшей точки оттяжки по дереву обеспечивало бы
безопасность при прикосновении к оттяжке. Это расстояние принимается не
меньше 400 мм (с учетом диаметра троса и возможной неточности располо-
жения); на рис. 418 оно дано равным 450 мм.
Крепление оттяжки к одиночному деревянному столбу показано на рис. 426а.
Для предотвращения сползания трос оттяжки закреп-
ляется на опоре костылями. Закрепление оттяжки
на сдвоенной опоре производится также при помощи
костылей, причем они расставляются таким обра-
зом, чтобы обеспечить меньшие углы излома троса от-
тяжки. Трос оттяжки оборачивается несколько раз
вокруг опоры и закрепляется специальной клеммой,
применяемой для стыкования стальных тросов. На
последнем рисунке представлено крепление оттяжки
к двойному столбу при расположении оттяжки
в плоскости, нормальной к общей оси столбов.
Крепление оттяжки к опоре при расположении ее
вплоскости, нормальной к общей оси столбов, ничем
принципиально не отличается от рассмотренных
случаев.
Закрепление оттяжки в грунте производится при
помощи так называемых анкеров. Анкер представ-
ляет обрезок пластины или шпалы с пропущенной
через него штангой, к которой крепится уже сама от-
Рис. 425
тяжка. Оттяжка, как правило, выполняется из стального троса и соединяется
с анкером при помощи металлической штанги из круглого железа. Непо-
средственное прикрепление стального троса к анкеру не допускается из-за
возможности быстрого ржавления.
При заделке анкера в грунт для
увеличения срока службы штанги
Рис. 426а
Рис. 4266
ее покрывают защитным слоем (обычно для этой цели ее гудронируют). В случае,
если оттяжка выполняемся из одного троса и усилие, передаваемое на грунт,
относительно невелико, то анкер получает вид, представленный на рис. 427а.
В случае же передачи на грунт большого усилия и двумя тросами, применяют
более длинные анкера с двумя штангами, как это показано на рис. 4276.
325
326
§ 3. Металлические опоры
Наибольшее применение на электрических железных дорогах для подвески
контактной сети получили металлические опоры. Эти опоры обладают рядом
достоинств, так как дают большую техническую надежность в работе участка,
весьма удобны для крепления к ним различных деталей сети, имеют большой
срок службы (40 — 50 лет) и, наконец, дают участку легкий и изящный вид.
Металлические опоры в основном могут; быть разделены на две группы: сквоз-
ные конструкции и сплошные. Первые представляют собой одну ферму или не-
сколько, создающих пространственную конструкцию, вторые же являются сплош-
ным телом. При относительно небольших нагрузках, действующих на опоры,
как это имеет место при консольных опорах, при перекрытии небольшого числа
путей гибкими или жесткими поперечинами, используются как сквозные, так
и сплошные конструкции без оттяжек.
При больших нагрузках также могут быть использованы как те, так и
другие, но при условии применения оттяжек. В случаях же, когда оттяжки не
применяются, используются только
можно выполнить любой необходи-
мой мощности.
Сравнивая между собой сквоз-
ные и сплошные конструкции, можно
отметить, что преимущество первых
заключается в их относительно мень-
шем весе, преимущество же вторых—
в их большой простоте. При учете
стоимости опор и монтажа можно счи-
тать, что сплошные конструкции при
большем весе все же получат пре-
имущество перед сквозными, особенно
при заводском методе изготовления
сплошных опор. При изучении же
конструкций и расчетов металличе-
ских опор следует уделить больше
внимания сквозным конструкциям,
так как они разнообразнее, сложнее
и имеют у нас до сих пор исключи-
сквозные опоры, которые практически
тельное применение.
Классификацию опор внутри этой группы удобнее всего производить
следующим образом.
а) По форме поперечного сечения: 1) прямоугольные опоры (рис. 428а),
т. е. опоры, пояса которых обычно связаны между собой решеткой. Такие опоры
выполняются квадратной или прямоугольной формы поперечного сечения,
обычно из углового железа (пояса и решетки); под поясом здесь понимается
основной несущий элемент (ригель фермы); 2) плоские опоры (рис.,4286 и в), т. е.
опоры, имеющие два пояса, связанные между собой либо решеткой, либо план-
ками. Пояса этих опор обычно выполняются из швеллеров.
Сопоставляя между собой эти два типа, можно отметить между ними то же
соотношение, что и между сквозными и сплошными опорами, т. е. что первые
получаются более легкими по весу, но сложнее в изготовлении, вторые же, на-
оборот, проще в изготовлении, но спроектированные для одних и тех же условий
имеют больший вес.
б)	По типу соединительной решетки: 1) опоры с планками (рис. 4286); такой
способ соединения применяется и для прямоугольных, и для плоских опор;
общий вид такой опоры показан на рис. 429; 2) опоры с решеткой также при-
меняются для тех и других опор. При плоских опорах решетка обычно выпол-
няется из полосового или круглого железа в виде так называемой змейки
(рис. 428в). Общий вид уголковой опоры с треугольной решеткой дан на
рис. 430.
327
Следует отметить, что соединение планками проще, чем соединение решет-
кой. С точки зрения работы выгоднее треугольная решетка. Общий вид плос-
кой швеллерной опоры со змейкой представлен на рис. 431.
в)	По форме: 1) пирамидальные опоры, т. е. сужающиеся кверху, и 2) приз-
матические опоры прямые, т. е. имеющие одинаковую ширину по всей высоте.
Первые в отношении общего вида имеют некоторые преимущества, но сложнее
в изготовлении. Следует также отметить, что при равной прочности опор этих
типов призматические имеют большую жесткость, т. е. дают меньший прогиб
при одних и тех же нагрузках.
г)	По способу изготовления и способу соединения отдельных элементов
между собой: 1) клепаные опоры, т. е. соединение элементов в которых выпол-
нено при помощи клепки; 2) сварные опоры, т. е. опоры, у которых соединение
элементов между собой выполнено при помощи сварки; 3) опоры типа «Bates»
Рис. 429
Рис. 430
(рис. 428г). Эти опоры изготовляются из двутавровых балок путем нанесения
в шахматном порядке продольных разрезов на стенку балки и затем растяже-
ния балки в поперечном направлении.
Последний тип представляет очень удобную конструкцию, но требует для
изготовления специальные мощные станки; у нас этот тип не применяется.
Опоры, установленные на наших участках в первый период электрификации
железных дорог, производились при помощи клепки, в последние же годы свар-
ные опоры почти целиком вытеснили клепаные.
Сравнивая между собой эти два типа, можно отметить преимущество соеди-
нения элементов при помощи сварки, заключающееся в том, что при этом спо-
собе не получается ослабления сечения элементов, неизбежного при заклепоч-
ных соединениях. Кроме того, разметка элементов не требует такой точности,,
как при заклепочных соединениях.
Ко второй группе — сплошные опоры — относятся опоры, изготовляемые
из специального (широкополочного) двутаврового железа (рис. 428д), и труб-
чатые опоры. Последние могут быть выполнены либо из труб одинакового ди-
аметра (рис. 428е) по всей высоте, либо набранные (сваренные) телескопически
из труб различных диаметров (рис. 428ж), либо, наконец, по типу манессма-
новских опор (рис. 428з). Последние два типа имеют большее распространение
на городских железных дорогах.
328
В нашей практике наибольшее применение получили уголковые решетчатые
опоры и плоские швеллерные, особенно с планками.
В качестве примера конструкций металлических опор, применяемых на
наших дорогах, можно привести конструкцию опоры, данную на рис. 432а. Как
видно из рисунка, эта опора имеет пирамидальную форму в плоскости, перпен-
дикулярной оси пути, и призматическую—в плоскости, параллельной оси пути.
Пояса опоры и решетка в плоскости, перпендикулярной оси пути, выполняются
из углового железа, а решетка в плоскости, параллельной оси пути, — из поло-
сового железа. Соединение всех узлов опоры осуществляется при помощи сварки,
Рис. 431
причем на рисунке характер сварных швов обозначается по системе проф-
Вологдина. Использованные нами обозначения как на приведенном, так и на
последующих рисунках даны на рис. 4326. Как видно из этого рисунка, сварные
швы показываются стрелками. Острие стрелки указывает место расположения
шва, а дуга, пересекающая стрелку, показывает видимые швы — дуга надлине
стрелки и невидимые — дуга на хвосте стрелки.
Различие в форме решетки смежных граней сделано с целью получить
меньший вес опоры, так как решетка в нерабочей части здесь легче, чем
треугольная рабочая реш:тка. Следует, однако, отметить, что эта особенность
большой экономии не дает.
На рис. 432а для большей ясности дана развертка опоры, позволяющая
видеть взаимное расположение решетки в различных гранях опоры.
32g
ii более крупном масштабе показаны отдельные узлы опоры: приварка
раскосов, стыки поясов, вершина опоры и основание. Как легко видеть из
рисунка, стыки выполняются при помощи сварки поясов встык и наварки
Рис. 432а
затем сверху еще двух накладок. Последние располагаются таким образом,
чтобы было удобно располагать нормальные фланговые швы.
Основание опоры сделано под анкерные болты и для каждых двух поясов
отдельно выполнен свой башмак. Надо, однако, отметить, что практика выявила
УсМнО/е обозначения
конструнтибнС/й bug
Рис. 4326
чем предыдущая, но получается несколько
соте опоры обычно располагаются равномерно.
недостаток таких конструк-
ций, заключающийся в том,
что при перевозке и установке
опоры от неосторожного об-
ращения с опорой, не связан-
ные между собой пояса у
основания изгибаются. Для
устранения этого недостатка
в последнее время пояса сни-
зу обвязываются легкими
уголками, нормально в работе
опоры участия не принима-
ющими.
Другой тип консольной
металлической опоры пред-
ставлен на рис. 433. Эта
опора выполняется из двух
швеллеров, связанных друг
с другом при помощи пла-
нок. Как уже отмечалось
выше, по конструкции и вы-
полнению эта опора проще,
тяжелей. Планки по вы-
Меньшее расстояние между
планками в верхней части объясняется тем, что в этих местах прикладываются
сосредоточенные нагрузки от пяты и тяги консоли. К^к и в предыдущем
случае, более подрэбно показаны отдельные узлы оперы. Из рисунка видно,
что планки не перекрывают опору по всей ширине, а имеют несколько мень-
330
ший размер. Это также делается для удобства расположения фланговых швов.
Остальные элементы легко видны из рисунка без пояснений.
Интересно упомянуть о легких и дешевых металлических опорах, приме-
няющихся на дорогах США. Эти опоры имеют призматическую форму и выпол-
няются из специального профиля (рис. 434а). Скрепляются они между собой
змейкой, изготавливаемой на шаблоне из круглого (пруткового) железа. Эта
змейка своими углами и приваривается к внутреннему выступу обеих балок.
Такие опоры изготовляются длиной 16 — 20 м и на месте работ разрезаются
на необходимые по длине части. На рис. 4346 дана конструкция такой кон-
сольной опоры. На рисунке даны основные размеры опоры и расположения
Рис. 433
всех элементов. Пунктиром показаны фиксатор и оттяжка, которые устраи-
ваются на участках кривой, на прямом участке эти элементы отсутствуют.
На рис'. 4346 показано два разреза по А — А (справа снизу) и по В — В
(справа сверху), из которых можно легко видеть как сечений опоры, так и
устройство ее основания.
Металлические опоры для гибкой поперечной подвески выполняются
обычно в виде усеченных пирамид. Во избежание чрезмерно большого ко-
личества типов для наших дорог разработан (для станционной подвески)
ряд металлических опор различной прочности. Эти опоры имеют сходную
конструкцию и различаются друг от друга номерами применяемых профилей
углового железа и шириной в основаниях.
Для примера на рис. 435а приведена типовая конструкция сварной
металлической опоры, рассчитанной на изгибающий момент у основания, равный
331
35 тм. Как видно из рисунка, опора выполняется из четырех уголков, распо-
ложенных в вершинах прямоугольника и связанных между собой при помощи
решетки. Как для поясов опоры, так и решетки используется обычно равно-
бокое уголковое железо. Для уменьшения веса пояса опоры имеют уменьшаю-
щееся (ступенями) сечение от основания опоры к ее вершине в соответствии
с изменением изгибающего момента. Таким образом, пояс опоры выполняется
из трех элементов; длина каждого элемента колеблется в пределах около 5 м.
План
Рис. 434а
5790 -- —i
г—454J — , Анкерное
< J ЛаптЫ
Это дает возможность использовать для изготовления опор короткомерное же-
лезо. Введение большего количества стыков могло бы дать дальнейшее облег-
чение опоры, однако это усложнило бы конструкцию без заметного экономи-
ческого эффекта.
Основные детали опоры и конструктивное выполнение отдельных элемен-
тов легко видеть из рис. 4356.
Как видно из рисунка, стыки и здесь устроены таким же образом, как
в разобранной выше консольной опоре.
Пояса опоры различны по мощности: слева более легкие, справа более
тяжелые, так как левые рассчитаны на растяжение, а правые—на продольный
изгиб. Действие внешних сил предположено слева направо.
332
Решетка принята раскосна. . Опора рассчитана в предположении работы
раскосов на растяжение, а распорок —на сжатие. Такая опора может быть
использована для полного расчетного момента только в определенном на-
правлении.
Полезно отметить, что первые конструкции наших дорог выполнялись
таким образом, йто они позволяли нагружать их в любом направлении, но
получались они, конечно, более тяжелыми. Недостатком рассматриваемой кон-
струкции, так же как разобранной выше, является отсутствие связи между
поясами опоры в основании.
Этого недостатка лишена конструкция, приведенная на рис. 43ба и 4366.
Показанная на этих рисунках опора
разом схемой решетки. Для всех
четырех граней здесь принята тре-
угольная решетка. Эта опора также
рассчитана на действие внешних сил
определенного направления, поэтому
здесь использованы различные но-
мера профиля для растянутых и
сжатых поясов.
Точно так же и в решетке рас-
тянутые элементы легче сжатых.
Обе опоры имеют в плоскости дей-
ствия момента, т. е. в направлении,
перпендикулярном оси пути, боль-
шую базу, чем в нерабочей плос-
кости. Такая конструкция позволяет
добиться некоторого уменьшения веса
решетки в нерабочей плоскости (в
плоскости, параллельной оси пути).
По высоте опоры для увеличе-
ния жесткости расположено несколь-
ко диафрагм. Расположение их в
данном случае выбирается таким об-
разом, чтобы нагрузка от натяже-
ния фиксирующих тросов распреде-
лялась на все четыре пояса опоры.
Если же этого не учесть, то по ус-
ловиям изгиба пояса в месте креп-
ления фиксирующих тросов (так на-
зываемый местный изгибающий мо-
мент) пришлось бы применить более
тяжелые номера профиля для поя-
отличается от предыдущей главным об-
Рис. 435а
сов.
В верхней же части опоры предусмотрены отверстия для крепления по-
перечно-несущих тросов. При таком способе крепления высота опор исполь-
зуется наилучшим образом.
Для гибкой поперечной подвески используются также и сплошные опоры,
но в этом случае, как уже указывалось,-опоры снабжаются оттяжками. Выше,
на рис. 373а, была представлена гибкая поперечная подвеска на опорах из дву-
таврового железа с оттяжками.
Металлические опоры при небольшой высоте и небольшом весе чаще всего
выполняются в мастерских в виде одного целого (так называемые неразъемные
опоры) и в таком виде устанавливаются в котлован и бетонируются. При
большой же высоте опор и большом весе их обычно выполняют разъемными,
т. е. состоящими из двух частей, из которых нижняя (называемая постаментом,
стулом, основанием или каркасом фундамента) устанавливается в котловане
и бетонируется, а верхняя затем при помощи болтов привязывается к этому
основанию. Очень часто вместо такой конструкции применяют анкерные болты.
ззз
Рис. 4356

Второй cmbi/<
L60*60*5
l50*50*5
ПервЬш cmb/H
В этом случае в бетонные фундаменты закладываются анкерные болты, и
уже после на эти болты устанавливаются опоры. Сравнивая между собой не-
разъемные и разъемные опоры, можно отметить следующее: первые проще по
конструкции и обычно имеют меньший вес по сравнению с общим весом вторых,
т. е. общим весом подземной и надземной части. Преимущество же вторых за-
ключается в том, что они проще в установке, так как устанавливать и выверять
правильность установки
приходится лишь у части,
имеющей относительно ма-
лый вес и размеры.
При недостаточно точ-
ной установке анкерных
болтов или постаментов
или в том случае, когда
под действием приложен-
ных сил фундамент нес-
колько сдал (накренился)
и в таком положении урав-
новесился, можно путем
применения каких-либо
подкладок выправить по-
ложение опоры.
И, наконец, сущест-
венным преимуществом это-
го типа является и то,
что в случае необходимо-
сти (например при расши-
рении станций) эти опоры
могут быть перенесены на
новое место.
Конструкции основа-
ния опоры для установки
на анкерные болты для
консольных опор были да-
ны на рис. 432а и433, так-
же и для высокой опоры—
на рис. 4366.
Другой вариант такого
основания для последней
конструкции дан на рис.
437. Это основание проще
и легче приведенного на
рис. 4366 и состоит из ли-
стов и ребер жесткости,
направление ушлая
Рис. 436а
привариваемых к поясу.
Отверстия в этих листах назначены для крепления анкерных болтов. Под
растянутыми поясами используются болты больших диаметров, чем под сжа-
тыми поясами, чем и объясняется больший диаметр отверстий (слева на рисунке).
Конструкция и размеры каждого башмака определяются расположением
отверстий для анкерных болтов. Расположение же это выбирается таким об-
разом, чтобы равнодействующая усилий всех болтов (одного башмака) прошла
через ось пояса. Последний в этом случае воспринимает только осевую силу
и не подвергается действию изгибающего момента.
Наиболее простой конструкцией является такая, при которой анкерные болты
выступают над поверхностью фундамента (рис. 438). Опора в этом случае уста-
навливается краном прямо на эти болты. В том случае, если опора устанав-
ливается без крана и если желают иметь больший запас для игры опоры от-
носительно анкерных болтов, то при установке опоры применяют сочленение бол-
335
тов. На рис. 439 можно видеть такой пример крепления анкерных болтов к ар-
матуре фундамента. Здесь крепление производится при помощи специальной
отливки, которая дает возможность некоторого перемещения болта и тем самым
упрощает установку опоры.
Как на одну из возможных конструкций опоры, устанавливаемой на анкер-
ных болтах без сложной специальной отливки, можно указать на конструкцию,
представленную схематично на рис. 440. Три последовательные фазы установки
Рис. 4366
такой опоры даны на рис.441. На этом рисунке показан эскиз фундамента с
заложенными в него анкерными болтами. При бетонировании должно быть
оставлено место таким образом, чтобы верхняя часть анкерных болтов не была
залита бетоном. Это необходимо для того, чтобы в дальнейшем можно было
связать опору с анкерными болтами. В случае, если фундамент выполнен по
эскизу рис. 441, опора может быть установлена обычным способом (т. е. опора
своим основанием подводится в горизонтальном положении к фундаменту
и затем при помощи стрелы подымается на фундамент). Опора, установлен-
ная на фундаменте, связывается с анкерными болтами при помощи со-
336
22 Контактная сеть 201/1
337
единительных болтов и соединительной плиты. Таким образом, соедини-
тельная плита как бы дает возможность просто стыковать болты, и затем уже
соединительными болтами опора притягивается к фундаменту. После установле-
ния всех анкерных болтов выводится цоколь (шапка) фундамента.
Двутавровые опоры на американских железных доро-
гах также выполняются разъемными.
Конструкция съемных опор выполняется -й другими
способами; так, на рис. 442 представлена схематичная
конструкция разъемной опоры, устанавливаемой на спе-
циальный постамент, применявшаяся на Ярославской ж. д.
Она весьма удобна при установке опоры, но изготов-
ление ее и самого основания опоры связано с большой
затратой металла, почему от применения таких опор у
нас отказались. Как видно из рис. 442, постамент выпол-
няется в виде стола с поверхностью, на которой устанав-
ливается опора. Опора сама имеет аналогичную поверх-
ность с отверстиями для связывающих болтов, пред-
ставляющую собой зеркальное изображение поверхности
постамента. Другая конструкция разъемной опоры, также
с постаментом, представлена на рис. 443. Здесь поста-
мент не имеет опорной поверхности, и представляет со-
Рис. 440 бой как бы часть опоры, устанавливаемой заранее. Ос-
тальная часть опоры, (т. е. иначе сама опора) затем уже
при установке присоединяется болтами к постамену, а после приклепывается;
такая конструкция была применена при электрификации Сурамского перевала
и применяется на линиях передач.
Основным недостатком этой ^конструкции является невозможность дать
правильное положение опоре при неправильной установке постамента, так как
соединение опоры с постаментом практически сводится как бы к стыкованию
поясов при заранее подготовленных заклепочных отверстиях.
Уголки постамента в этой конструкции имеют расположение полками на-
ружу. Это делается для того, чтобы можно было нижнюю часть опоры, когда
она находится в лежачем положении, завести в постамент и, поставив два болта
к соседним поясам (вращая вокруг этих болтов), поставить опору в надлежащее
положение.
338
22* 201/1

В тех случаях, когда опора устанавливается без специального бетонного
фундамента, а устойчивость ей создается закреплением металлической конструк-
ции, закладываемой в землю, то возникает опасность усиленного ржавления ча-
-т
Рис. 446а
Рис. 4465
стей, лежащих в земле, а особенно у поверхности земли, и следовательно,
должны быть приняты какие-либо защитные меры.
На рис. 444 для примера приведен способ защиты элементов металличе-
ской опоры от ржавления, при помощи заключ ения в бетонные манжеты всех
элементов нижней части опоры, как это делается иногда на линиях передач
(на наших дорогах до сего времени такой способ установки не применялся).
340
Когда металлическая опора устанавливается с оттяжками, в качестве анкера
используют обычно железобетонную плиту (рис. 445а и 4456).
Эти плиты делаются различных размеров в зависимости от усилия,
передаваемого анкером на грунт, и имеют различное количество отверстий в
зависимости от числа штанг оттяжки.
На приведенных рисунках даны плиты для одной и двух штанг. При
необходимости применяется и большее количество штанг.
Так как арматура железобетона должна работать на растяжение, то и
плиты эти могут устанавливаться лишь определенным образом, на что при
установке обращается внимание.
Схема крепления оттяжки к такому анкеру видна из рис. 44ба.
Рис. 4476
Рис. 447а
Значительно проще выглядит конструкция анкера, выполняемая из чугуна,
представленная на рис. 4466.
Для уменьшения веса и получения достаточной прочности чугунная плита
имеет ряд ребер.
Полезно отметить, что чугун почти не подвержен действию коррозии, так
что никаких мероприятий для его защиты от ржавления не принимается.
Штанги же такой опасности подвержены весьма сильно и поэтому должны
обязательно быть соответствующим образом защищены. Существует мнение,
что применение оттяжек понижает общую надежность участка.
Это соображение, несомненно, имеет достаточно оснований при сла-
бых и легко уязвимых конструкциях оттяжки. При применении же солид-
ной, соответствующим образом защищенной конструкции оттяжки, эти сообра-
жения в большей мере утрачивают свою силу. Применение же оттяжек дает
существенную экономию в стоимости опор и фундаментов.
На американских железных дорогах очень широко практикуется приме-
нение оттяжек к металлическим опорам, причем оттяжки в этом случае выпол-
няются очень солидными с значительно повышенной надежностью.
На рис. 447а приведена для примера анкерная опора с оттяжкой, приме-
ненная на железной дороге Иллинойс — Централь, а на рис. 4476 дан вид ти-
повой оттяжки Пенсильванской ж. д.
341
Один из способов крепления оттяжки к металлической решетчатой опоре
дан на рис. 448. Здесь оттяжки и нагружающие опору тросы крепятся к
одному и тому же опорному уголку. При таком способе крепления вся гори-
зонтальная нагрузка передается на оттяжку, и пояса не работают на местный
изгиб, что имело бы место, если бы оттяжки и нагружающие тросы крепились
к разным граням или к различным по высоте точкам одной грани. Крепление
в этом случае будет одинаково как при восприятии усилий от анкеруемого
продольного троса цепной подвески, так и при закреплении фиксирующих
тросов. На рисунке для последнего случая предположена гибкая поперечная
подвеска с нижним изолированным тросом.
§ 4. Портальные опоры
На ряде участков заграничных и наших железных дорог применяются
портальные опоры, или, как их иначе называют П-образные опоры, или опоры
с жесткими поперечинами. По характеру работы и расчетному признаку пор-
тальные опоры могут быть разбиты на две группы: 1) опоры с шарнирным
креплением поперечины к стойкам и 2) рамного типа, при которых крепление
поперечины к стойкам произведено жестко. Пример наиболее простой конструк-
ции портальной опоры, данный на рис. 449, относится к первой группе. Здесь
поперечина под тяжестью подвесок работает на изгиб, опоры же (стойки) несут
342
вертикальную нагрузку и работают на изгиб лишь за счет горизонтальных на-
грузок, создаваемых давлением ветра и зигзагом провода. Таким образом, эта
конструкция должна быть отнесена к опорам первой группы.
Конструкцию, представленную на рис. 450, также не следует рассматривать как
опору рамного типа, так как примененные здесь подкосы, имея игру в шарнирах
(узлах), не обеспечивают жесткую связь поперечины со стойками.
В качестве стоек в этой конструкции использованы стальные трубы, попе-
речина же выполнена из швеллеров. На этой же поперечине располагаются
и усиливающие провода.
Рассматриваемая конструкция применена на электрифицированном участке
Томской ж. д. Пунктиром на рассматриваемом рисунке показано расположе-
ние проводов и фиксаторов на следующей за данной опоре, где зигзаг провода
дается в другую сторону. Существенным преимуществом опор рамного типа
является возможность в ряде случаев уменьшить общий вес металла, а главным
образом значительно упростить закрепление опор (стоек) в грунте, так как опро-
кидывающие моменты для каждой стойки здесь незначительны.
Объяснение этому можно найти в нижеследующем. При консольных опо-
рах, опорах с гибкой или жесткой (шарнирно прикрепленной) поперечиной
главную роль в величине изгибающих моментов играют горизонтальные силы.
Эти горизонтальные силы, имея большое плечо относительно основания опоры,
создают большие изгибающие и опрокидывающие моменты. А это в свою оче-
редь ведет к необходимости увеличивать вес опоры и фундамента.
При опорах же рамного типа от действия горизонтальных нагрузок кроме
горизонтальных реакций в грунте развиваются и вертикальные. Это можно
себе представить таким образом, как если бы горизонтальная нагрузка, при-
ложенная на высоте поперечины, стремилась повернуть (опрокинуть) опору
вокруг нижней точки одной из стоек. В таком случае эта стойка будет оказы-
вать на грунт давление вниз и вызывать вертикальную реакцию, направленную
вверх, а другая стойка будет вырываться из грунта и вызывать в грунте
реакцию, направленную вниз. Таким образом, действие горизонтальной силы
вызовет реактивный момент, составленный из вертикальных сил с плечом,
343
равным расстоянию между стойками. Этим и объясняется, что в опоре рам-
ного типа момент в защемлении стоек будет значительно меньше.
Вертикальные же силы, направленные по оси стоек, на вес стоек влияют
значительно слабее, чем изгибающий момент, т. е. в результате и создается
возможность уменьшить вес стоек и объем фундаментов.
Следует упомянуть и о недостатке рамных конструкций, заключающемся
в том, что при осадке фундамента одной из стоек, и, следовательно, деформации
рамы, в элементах рамы могут возникнуть большие напряжения, которые,
суммируясь с основными напряжениями, могут выйти за допускаемые пределы.
Конструкция опоры с жесткой поперечиной (рис. 451), перекрывающая пять
путей, при солидном закреплении поперечины к жестким консолям, укреплен-
ным на стойках-опорах, могла бы рассматриваться как опора рамного типа.
При соединении же этих элементов болтами и при наличии игры в сочлене-
ниях также должна рассматриваться как портальная опора с шарнирным
креплением поперечины к стойкам. Такая система принята на дороге Париж—
Орлеан.
Опора, показаннная на рис. 452, представляет собой средний случай между
опорами того и другого типов. Здесь поперечина подвешивается при помощи
тяг к стойкам конструкции.
При действии горизонтальных сил рама деформируется: одна часть тяг
дополнительно растягивается, а другая ослабляется; таким образом, одна сто-
рона опоры имеет как бы жесткое крепление, а другая—шарнирное.
При расчетах опор следует поэтому учитывать возможный худший случай,
т. е. стойки и фундаменты считать в предположении шарнирного закрепления
поперечины, а при расчете тяг учитывать указанную выше возможную дефор-
мацию всей опоры. При применении такого типа опор поперечина может быть
344
345
значительно облегчена по сравнению с опорами типа по рис. 449 и 451, но зато
увеличивается вес стоек. Последнее вызывается появлением изгибающего
момента в стойках от действия тяг.
На рис. 453 показана система подвески на жесткой поперечине, подвешен-
ной в свою очередь на поперечном тросе (цепной мостик). Такая система под-
вески жесткой поперечины на специальном поперечном тросе дала возможность
перекрыть большое количество путей и применить опоры без оттяжек, так как
распор, создаваемый жесткой фермой, значительно уменьшает опрокидываю-
щий момент опоры от вертикальных нагрузок.
По условиям нагрузки стоек при нормальном режиме работы эта опора
сходна с представленной на рис. 452.
В рассматриваемой конструкции поперечину следует выполнить таким
образом, чтобы при подвеске части проводов она не дала бы заметного про-
Рис. 453
веса, что очевидно будет иметь место, если поперечина будет очень легка,
так как трос в этом случае получит над проводами значительно больший
провес. Правильное положение поперечины при подвеске только части про-
водов может быть достигнуто и соответствующим регулированием троса и под-
держивающих струн. В этом отношении (подвеска части проводов) предыду-
щая конструкция имеет преимущество.
С точки же зрения общего вида предпочтение очевидно следует отдать
последней конструкции. При расчете и эта конструкция не должна
рассматриваться как рама, т. е. должно предполагаться шарнирное закрепле-
ние поперечины к стойкам.
К этому же >типу опор может быть отнесена одна из разновидностей
опор с жесткой поперечиной (шпренгельной балкой), представленная на рис. 454.
Здесь солидная верхняя балка разгружается расположенной под ней фермой.
Отличие такой конструкции от сбычной фермы заключается в том, что
в ферме пояса имеют близкие по величине площади поперечного сечения и
.346
рассчитываются в предположении шарнирного крепления всех элементов.
Здесь же верхняя балка имеет значительно большее сечение и жесткость
и работает на изгиб. Нижняя же часть работает на растяжение, облегчая
Рис. 454
Рис. 455
работу основной балки. Крепление этой поперечины к опоре происходит
в одной точке, и поэтому-то и следует рассматривать такое крепление как
шарнирное.
Условия работы фермы здесь более тяжелые, чем в предыдущем случае,
но стойки нагружены меньше.
347
Интеросная по простоте портальная опора представлена на рис. 455. Здесь
как стойки, так и поперечина выполнены из двутаврового (широкополочного)
железа. На заднем плане видна опора, стойка которой выполнена также из дву-
таврового железа, а поперечина — в виде фермы. Такая конструкция приме-
нена вследствие большей верти-
кальной нагрузки (светофоры).
При неподвижном (сварка,
клепка) закреплении подкосов
на этой опоре и тем более фер-
мы опоры (видной на заднем
плане) к стойкам такая опора
должна рассматриваться как
рама, в соответствии с чем и
должен вестись ее расчет.
Оригинальная и красивая
конструкция применена для под-
вески контактных проводов на
двухпутных участках (рис. 456).
Из рисунка видно, что она
используется не только для цеп-
ных подвесок, но также для
высоковольтной линии передачи
и для ряда вспомогательных
проводов. Та же конструкция
в месте анкеровки контактных
проводов имеет вид, показанный
на рис. 457. Как видно, здесь
для достижения достаточной
прочности прйшлось применить
две системы оттяжек (очевидно
на случай обрыва проводов с
одной стороны).
Рис. 457
348
Эти опоры относятся, конечно, к опорам рамного типа. Верхняя часть
их выполнена в виде арки и стягивается специальной стяжкой. К стяжке
подвешены цепные подвески и усиливающие провода, стяжка же, как видно
из рисунка, подвешивается к арке. Вся опора выполнена из широкополочного
двутаврового железа и весьма проста по конструкции.
Нормально эти оттяжки не нагружены, но при обрыве части проводов
по одну сторону опоры они обеспечивают опоре необходимую устойчивость
и не дают распространиться повреждению на смежный анкерный участок.
Рис. 458
В ряде случаев портальные опоры устанавливаются на многопутных участ-
ках или станциях, используясь одновременно для подвески проводов контактной
сети и сигналов автоблокировки. Пример такой конструкции, примененной на
станции одной из наших дорог, дан на рис. 458. Здесь крепление изоляторов
цепной подвески производится к нижним поясам фермы, а проход персонала
Рис. 459
к светофорам осуществляется внутри фермы. Для этой цели нижняя поверхность
фермы (изнутри) покрывается деревянным настилом.
Так как пролет в этой конструкции довольно велик (около 40 м), то
для облегчения опоры внутри поставлена еще одна стойка. Эта стойка по
условиям места (малая ширина междупутья) не могла быть выполнена достаточ-
но солидной и сделана была из швеллеров, связанных между собой решеткой.
При такой конструкции она получилась достаточно узкой и умещающейся
в заданном габарите. Крепится она, как видно из рисунка, только к нижнему
349
поясу фермы, что сделано с той целью, чтобы она не воспринимала изгибаю-
щих моментов и несла лишь вертикальную нагрузку.	___,
Такие опоры называют у нас сигнальными мостиками. *
В тех случаях, когда на опорной конструкции производится анкеровка
проводов, ферма должна лежать несколько ниже, так как в этом случае трос
крепится к верхнему ригелю фермы, а контактный провод — к нижнему (рис. 459).
Тросы же цепных подвесок, не анкерующихся на этой опоре, проходят внутри
фермы. В случае же, если такой так называемый анкерный мостик одновременно
используется и для расположения сигналов, то подход персонала к сигналь-
Рис. 460
ным аппаратам' осуществляется по верхней части опоры,"где для этой цели
устраиваются настил и перила. Общий вид такого анкерного мостика данхна
рис. 460.
§ 5. Железобетонные опоры
В качестве материала для опор контактной сети на иностранных железных
дорогах используется кроме дерева и железа также и железобетон. Существен-
ные преимущества таких опор заключаются в их долговечности, отсутствии
необходимости в покраске и в расходовании небольшого количества металла
(по сравнению с металлическими опорами).
Общий вид двухпутного участка, оборудованного А-образными железо-
бетонными опорами с двухпутными консолями, представлен на рис. 461.
Для получения большой плотности бетона железобетонные опоры выпол-
няются либо из центрофугального бетона, либо из вибрированного.
При первом способе железная арматура и бетон закладываются в специаль-
ные формы, после чего эта форма приводится во вращение. В таком положении
происходит схватывание бетона, а после уже опора в форме застывает в непо-
движном положении.
Общий вид участка, оборудованного железобетонными опорами, предста-
влен на рис. 462. Изготовленные таким образом железобетонные опоры могут
без оттяжек выдерживать значительные нагрузки. В качестве примера на рис. 463
приведена анкерная железобетонная опора. При больших нагрузках, аналогично
тому, как это делается при деревянных опорах, применяют также сдвоенные
350
351
испытания во дворе,
соединенных между
Рис. 465
•железобетонные опоры. Пример такой опоры дан на рис. 464. На наших доро-
гах эти железобетонные опоры в небольшом количестве применены в качестве
опыта на Закавказской ж. д.
На рис. 465 приведена такая железобетонная опора, установленная для
Опора выполнена из трех звеньев, телескопически
собой.
Эти опоры имеют еще одну интересную особен-
ность: при изготовлении их арматура укрепляется на
специальном станке и предварительно (до заложения
бетона) растягивается. Затем закладывается бетон, и при
таком положении (при растянутой арматуре) бетон схва-
тывает. Когда освобождают концы арматуры, она со-
кращается лишь на часть начального удлинения, так
как возникающие между бетоном и арматурой силы
трения удерживают ее в растянутом положении. При
сокращении же длины арматуры сжимается и бетон,
и в таком виде опора устанавливается на участке. За-
тем при загружении опоры внешними силами на од-
ной стороне опоры под действием момента увеличи-
вается сжатие, что не представляет неудобства, так как
бетон допускает большие напряжения на сжатие; на
другой стороне растяжение не достигает большой ве-
личины, так как сперва бетон освобождается от началь-
ного сжатия и после уже получает напряжения растя-
жения. Последнее — небольшое растягивающее усилие
в бетоне — и представляет существенное преимущество
таким образом изготовленного железобетона, так назы-
ваемого напряженно-армир ванного бетона.
При этой конструкции удается значительно лучше
использовать железную арматуру, тогда как при обыч-
ном железобетоне напряжение в арматуре, связанное с
напряжением в железобетоне, лимитируется последним.
ГЛАВА II
РАСЧЕТ ОПОР
§ 1. Разделение опор по способу загружения их внеш-
ними силами
Усилия, действующие на опоры контактной сети,
весьма разнообразны по направлению, по величине, по
месту приложения, по . характеру действия (постоянные,
временные, распределенные и сосредоточенные, изме-
няющиеся по времени и т. д.).
Действие на опоры этих разнообразных усилий может создавать самые разно-
образные эпюры изгибающих моментов, в основном определяющих мощность
опоры.
Привести все возможные случаи нельзя, да и нет в этом особой необходи-
мости, так как здесь можно дать ряд обобщений.
Наибольшее разнообразие в загружении опоры могут дать консольные
опоры, на которых и удобно разобрать основные случаи нагрузок, на них мы
в первую очередь и остановимся- Для прочих же опор, как-то: гибкой попе-
речной подвески, фиксирующих опор и опор с жесткой поперечиной, мы ниже
дадим возможные эпюры изгибающих моментов. На рис. 466а — 466в
даны схемы консольных опор для самых разнообразных случаев нагрузки,
причем разбираются лишь нагрузки, лежащие в одной плоскости (плоскости
чертежа). В плоскости, нормальной к плоскости чертежа, могут иметь место
усилия от анкеровки проводов.
.352
в килограммах).
На рис. 466а представлена схема нормальной однопутной промежуточной
опоры, устанавливаемой на прямом участке пути. Сплошной линией показано
расположение фиксатора на опоре, а пунктирной — на смежных опорах; при по-
мощи такого расположения и осуществляется зигзагообразное ведение прово-
да. Для ознакомления с отдельными размерами опоры и расположением эле-
ментов конструкции даны принимаемые в настоящее время размеры опоры и
ее расстояния от оси пути. Стрелками показаны внешние силы, действующие
на опору.
На рис. 466а — 468 приняты обозначения:
Q — вес цепной подвески
-(с гололедом или без него в
зависимости от рассматривае-
мого режима), вес изолятора
с арматурой;
Qy — вес усиливающих
проводов с гололедом или без
него, вес изолятора с арма-
турой;
Qo —сосредоточенная
вертикальная сила, заменяю-
щая равномерно распределен-
ную нагрузку консоли, вес
консоли и тяги;
Qo — то же для крон-
штейна усиливающих прово-
дов (вследствие его малого
влияния на результаты ра-
счета им часто пренебрегают);
PTl — давление ветра на
несущий трос;
Рк1 — то же для контакт-
ных проводов;
Pyi — т0 же Для усили-
вающих проводов;
РТ2 — усилие от излома
троса на кривой;
Рк, — то же для контакт-
ных проводов;
РУг —то же Для усили-
вающих проводов;
Рт, — усилие от излома
троса при отходе на анке-
ровку;
РК> — то же для контакт-
ных проводов;
Ру, — т0 же Для усили-
вающих проводов (все усили
При определении усилий, действующих на опору со стороны усиливающих
проводов, можно пользоваться теми же формулами (III,6) и (III,7) с заменой?
на Ну .
На этих рисунках даны силы для того и другого направления ветра. Везде
При указании горизонтальных нагрузок показаны две стрелки: верхняя отно-
сится к случаю действия ветра со стороны опоры к пути, нижняя, наоборот, —
к случаю направления ветра от пути к опоре.
На рисунках вертикальные и горизонтальные силы показаны приложен-
ными в точке подвеса проводов. Такое изображение наглядно показывает место
действительного приложения силы. В расчете при определении реактивного
момента это представит некоторые неудобства, заключающиеся в том, что под
23 Контактная сеть '1
353
действием ветра изоляторы несущего троса и усиливающих проводов займут
наклонное положение и вследствие этого плечи вертикальных и горизонтальных
сил изменятся, а следовательно для определения расчетных моментов придется
определять угол наклона изоляторов и новые величины расчетных плеч и сил.
Обычно же в расчете поступают несколько проще: учитывая, что изоляторы
закреплены на кронштейнах шарнирно и что они, следовательно, займут наклон-
ное положение, совпадающее с направлением равнодействующей от вертикаль-
ной и горизонтальной силы, переносят эту равнодействующую по ее направле-
нию к точке подвеса и затем раскладывают вновь на те же составляющие. Таким
образом, положение как бы сводится к тому, что горизонтальные и вертикальные
силы приложены непосредственно к точке подвеса (под стрелой кронштейна),,
т. е. плечи их при всех условиях остаются неизменными. Усилия же, пере-
дающиеся на опору со стороны контактных проводов, удобнее считать при-
ложенными на высоте расположения этих проводов, так как если перенести их
в точку крапления фиксатора, то пришлось бы учитывать величину верти-
кальной составляющей, воспринимаемой на себя фиксатором (часть веса кон-
тактного провода). А в этом случае пришлось бы из веса цепной подвески,,
передающегося на изолятор, вычитать эту составляющую. Такой способ рас-
чета без нужды усложнил бы расчет опоры в части, лежащей ниже пяты
консоли, и не дал бы сколько-нибудь заметной разницы (в сторону облегче-
ния) для верхней се части.
Возвращаясь к рис. 466а и к рас-
смотрению принятого нами способа
изображения горизонтальных сил (в
ту и другую стороны), следует отме-
тить, что такое изображение принята
лишь для сохранения унификации
в обозначениях для всех рассматри-
ваемых случаев. При определении
же изгибающего момента следует рас-
сматривать направление сил Р, пока-
занное верхними стрелками, так как
в этом случае изгибающий момент
от веса цепной подвески будет склады-
ваться с изгибающим моментом от
действия ветра.
Правда, момент отвеса усиливаю-
щих проводов будет иметь знак, не сов-
от горизонтальных сил, но так как этот момент
Рис. 4666

падающий
вследствие
остается в
сила от излома провода при зигзагообразном ведении. При желании можно
учесть и эту силу, однако величина ее относительно невелика, почему часто
в расчетах опор ею пренебрегают. При учете же этой силы очевидно следовало бы
полагать, что положение фиксатора совпадает с показанным на рисунке сплош-
ной линией, т. е. чтобы и эта сила была направлена от опоры к пути.
С достаточной точностью можно полагать, что силы Qo и Qo', заменяющие
равномерно распределенную нагрузку от собственного веса кронштейнов, при-
ложены в середине их горизонтальной проекции.
Промежуточная опора на внешней стороне кривой дана на рис. 4666. Так
как в этом случае фиксатор может работать только на растяжение, то, как видно
из рисунка, крепление его к опоре может быть осуществлено посредством троса,
вес фиксатора при этом получается меньшим.
Как и в предыдущем случае, здесь наибольшие изгибающие моменты будут
получать место при направлении горизонтальных сил, показанных верхними
стрелками, ц также точки приложения сил будем полагать совпадающими с точ-
ками подвеса изоляторов.
На рис. 466в дана схема промежуточной опоры на внутренней стороне кри-
со знаком момента
малой величины плеча обычно невелик, то высказанное соображение
силе. Наконец, надо отметить, что здесь не показана горизонтальная
354
вой. Как уже выше разъяснялось, для обеспечения возможности работы фикса-
тора на растяжение применен обратный фиксатор.
Здесь уже не представляется возможным сказать заранее, какое напра-
вление горизонтальных сил даст большую величину изгибающего момента.
Действительно, если мы имеем расположение опоры на кривой большого ра-
диуса, т. е. в случае, когда силы Р2 или меньше Plf или равны, или, наконец,
больше, но незначительно, то направление ветра, совпадающее с верхними
стрелками, определит больший изгибающий момент опоры. Очевидно принимать
обратное направление ветра придется в том случае, когда разность между изги-
бающими моментами от горизонтальных и вертикальных сил даст величину,
большую, чем сумма этих моментов, но в предположении, что направление ветра
совпадает с верхними стрелками. Это может иметь место скорее всего при рас-
положении опор на кривых малого радиуса. Однако следует подчеркнуть, что
при расчете опор приходится иногда поочередно полагать и то, и другое напра-
вление ветра.
Разъясним это следующим примером. Предположим, что рассчитываемая
опора состоит из двух частей, т.( е. от основания до половины ее высоты приме-
нено одно железо (номер профилй), а после этой высоты — другое (более легкое).
В таком случае необходимо, как мы увидим ниже, рассчитывать и то, и другое
сечение опоры, определяя в нем на-
пряжения, а следовательно, и величи-
ны максимальных изгибающих момен-
тов для того и другого случаев.
Если теперь предположить, что
силы, представленные верхними стрел-
ками, имеют отрицательное значение,
т. е. Р2 > то может получиться
положение, при котором верхняя
часть опоры должна рассчитываться
в предположении действия ветра в
направлении, показанном верхней
стрелкой, а нижняя — в предположе-
нии действия ветра в направлении, по-
казанном нижней стрелкой. Действи-
тельно, если значение, соответствую-
щее верхней стрелке, отрицательно,
то, так как для этого направления
изгибающих моментов от вертикальных и горизонтальных сил, фактически (так
так Pj —- Р2 < 0) мы будем иметь дело с арифметической разностью этих мо-
ментов, причем величина этой разности будет больше в верхних сечениях опоры
(у пяты консоли). Мы полагаем, что момент от вертикальных сил в верхних
сечениях больше момента от горизонтальных сил.
Следует подчеркнуть', что момент от вертикальных сил будет оставаться
постоянным для любого сечения опоры, момент же от горизонтальных сил
будет непрерывно расти по мере удаления рассматриваемого сечения опоры от
ее вершины (так как в первом случае плечо сил остается постоянным, а во вто-
ром — растет).
Если принять направление горизонтальных сил совпадающим с нижнцми
стрелками, то, учитывая указанное увеличение момента от этих сил при пони-
жении рассматриваемого сечения, можно представить себе, что момент в нижней
части опоры получит наибольшее значение, но знак его будет противоположен
знаку изгибающего момента от вертикальных нагрузок.
Таким образом, может получиться положение, когда верхняя часть опоры
будет рассчитываться для тех сечений, где превалирует момент от вертикальных
нагрузок, а нижняя — где превалирует момент от горизонтальных нагрузок.
Если представляется трудным выбрать место расположения расчетного се-
чения и направления ветра, то следует построить две эпюры изгибающих момен-
тов для того и другого направления ветра, а затем, учитывая величину момен-
тов сопротивления изгибу сечений опоры, произвести расчет.
23* 361/1
355
Рис. 467а представляет схему переходной опоры при установке ее на прямом
участке пути; рис. 4676 — на внешней стороне кривой; рис. 467в — на внутрен-
ней стороне кривой.
Все эти рисунки соответствуют схемам, представленным на рис. 233,236 и 237.
На всех этих рисунках усилие, действующее на оп -ру и вызываемое отводом
контактных проводов на анкеровку, имеет направление от оси пути к опоре
(рис. 467а). Здесь также в зависимости от направления ветра могут иметь
место различные по . величине горизонтальные усилия. Все соображения, вы-
сказанные нами о расчете опоры, расположенной на внутренней стороне кри-
вой, полностью относятся и к рассматриваемому случаю. Так, здесь верхняя
часть опоры должна быть рассчитана для горизонтальных сил, показанных
верхними стрелками, а нижняя i часть должна быть проверена и на обратное
направление ветра (нижние стрелки). В тех случаях, когда для переходных
опор, устанавливаемых на внешней стороне кривой (рис. 4676), усилие, воз-
никающее от излома проводов при отходе на анкеровку, оказывается меньше
усилия от излома проводов на кривой, можно ограничиться применением нор-
мальных фиксаторов.
С точки зрения расчета здесь уместны все соображения, высказанные нами
в отношении расчета опоры на внешней стороне кривой (рис. 4666). Таким обра-
зом, для рассматриваемого случая для всех сечений опоры наибольший изги-
бающий момент будет получаться при направлении ветра от опоры на путь
(верхние стрелки).
При расположении переходной опоры на внутренней стороне кривой (боль-
шого радиуса) усилия, действующие на контактные провода, получают то же
направление, что и для опоры,., расположенной на прямой (т. е. направление от
оси пути к опоре, рис. 467а). Следовательно, схема распол жэния усилий в
этом случае остается той же,что и для схемы переходной опоры на прямой,
и, следовательно, все соображения,высказанные относительно расчета, остаются
верными и для данного случая. При расположении такой переходной опоры
на кривой малого радиуса во избежание слишком большого излома проводов,
отходящих на анкеровку, в рабочей части, приходится прибегать к трех-
пролетной анкеровке, т. е. к анкеровке, когда на переходной опоре производится
отход на анкеровку только одной ветви цепной подвески (рис. 237). В этом
случае усилие от излома проводов, отходящих на анкеровку, получает величину
в два раза меньшую, чем при двухпролетной анкеровке. Схема такой опоры дана
на рис. 467в. Из этого рисунка видно, что контактный провод нерабочей ветви
подвески (отходящей с этой опоры на анкеровку) несколько приподнят, а ра-
бочий контактный провод имеет такой же подъем на второй переходной опоре
(где он уже является нерабочим).
С точки зрения расчета здесь остается в силе все сказанное о расчете пере-
ходной опоры на прямой и промежуточной — на внутренней стороне кривой-.
Рис. 467г представляет схему переходной опоры при секционировании сети
на прямой; рис. 467д — на внешней стороне кривой; рис. 467е — на внутренней
стороне кривой применительно к рис. 241 и 245. Как видно из этих схем, фиксация
контактного провода рабочей ветви подвески имеет тот же вид, что и на соответ-
ствующих промежуточных опорах; следовательно, обратные фиксаторы будут
иметь место только для переходных опор, установленных на внутренней сто-
роне кривой.
На рис. 467д и 467е усилие от возможного отхода усиливающих прово-
дов на анкеровку не показано, т. е. как бы предполагается, что усилив ающие
провода здесь не анкеруются. При анкеровке же их, как легко видеть из
схем рис. 241 и 245, это усилие Рв3 может иметь как тот, так и другой знаки
в зависимости от того, какую опору рассматривать.
Таким образом, как для всех предыдущих случаев, так и для данных можно
эти расчеты объединить и вводить различие в зависимости лишь от типа фикса-
тора, применяемого на ortope. Высказанное следует понимать таким образом,
что все опоры с нормальными фиксаторами (т. е. когда неуравновешенные со-
ставляющие в проводах, имеющие направление к опоре, могут получать место
356
L<&
лишь за счет зигзагообразного ведения провода) должны рассчитываться в пред-
положении действия ветра от опоры к пути (верхние стрелки). Опоры же, имею-
щие обратные фиксаторы, должны поверяться и на обратное направление ветра.
На рис. 468 представлена нормальная анкерная опора для установки ее
на прямом участке пути. Эта опора может относиться как к схеме рис. 233, так
и к схеме рис. 241. Отличие в действии внешних сил на такую опору по сравнению
•с соответствующей промежуточной опорой заключается в том, что здесь добав-
ляются действия вертикальных составляющих усилий в оттяжках (натяжения
троса и контактного провода соответственно компенсируются горизонтальными
составляющими усилий в оттяжках). Кроме этих усилий добавляется еще вер-
тикальное усилие, равное весу анкеруемой ветви и компенсатора. Эти усилия
обозначены на рисунке следующим образом:
—	вертикальная составляющая усилия в верхней оттяжке;
—	вертикальная составляющая усилия в нижней оттяжке;
Qa — вес анкеруемой ветви подвески;
Qsp — вес компенсатора.
Все эти усилия — в килограммах.
Так как усиливающий провод здесь анкеруется, то создаваемая им вертикаль-
ная нагрузка равна половине веса его в одном пролете. Усилие же от анкеровки
в расчет (в запас) не вводится, так как оно несколько разгружает оттяжку.
Если анкерная опора устанавливается без оттяжек (рис. 469), то на опору
будут действовать дополнительные усилия (по сравнению с промежуточной опо-
рой), обусловленные натяжениями троса и контактного провода. На этом рисунке:
Т	— натяжение несущего троса;
К	— натяжение контактного провода.
Эта конструкция, так же как и предыдущая, может быть использована в
тех же схемах рис. 233 и 241.
Таким же образом могут быть представлены конструкции анкерных опор
и действующих на них нагрузок для расположения опор на кривых. Но так
как одна из проекций (левая) не изменяется, а правые повторяют то же, что было
дано на рис. 466а —467е, то здесь и не приводим этих случаев.
Необходимо подчеркнуть, что усилие от анкеровки проводов непаралельно
оси пути и, следовательно, не нормально к плоскости, в которой расположены
консоль и все весовые и ветровые нагрузки. Поэтому при расчете анкерных опор сле-
дует усилия от анкеровки проводов раскладывать на две составляющие, направлен-
ные вдоль и поперек пути, и момент от последней составляющей алгебраически
сложить с моментами, действующими в плоскости, нормальной к оси пути.
На всех приведенных рисунках (466а — 469) приведены размеры, показы-
в ющие расположение всех,элементов в том виде, как это применяется в на-
стоящее время.
Изложенные нами рассуждения о нагрузках, действующих на опоры, отно-
сились к случаям применения вертикальных или полукосых подвесок и при при-
менении бесфиксаторных или косых подвесок несколько изменяются. При бес-
фиксаторной подвеске на прямой разница будет лишь в том, что горизонтальные
нагрузки, показанные нами на уровне фиксатора, будут передаваться теперь на
несущий трос.
При применении же косых подвесок положение несколько усложняется.
На рис. 470 и 471 представлены конструкции опор и расположение проводов
на участках прямой и кривой при применении косой подвески с фиксаторами.
На этих рисунках даны подвески с двойным контактным проводом. На опорах
подвешены и усиливающие провода. Размеры конструкций приводятся для при-
мера и взяты из заграничных дорог (так как у нас эти системы подвески- не при-
менялись).
Описания этих систем были даны выше. На рис. 470 представлены две
промежуточные (смежные) опоры с различными по длине кронштейнами. К осо-
бенностям нагрузки этих опор, отличающим их от разобранных выше, надо отне-
сти то, что в данном случае верхняя часть опоры несет дополнительную нагрузку
от горизонтальных усилий, появляющихся за счет зигзагообразного ведения тро-
358
- ✓
Рис. 468.
6500-
са и провода. Для части опоры, лежащей ниже фиксатора, эти усилия уже роли
не играют, так как горизонтальная составляющая усилия в тросе (нормаль-
ная к оси пути) равна по, величине и противоположна по направлению со-
ставляющей в контактном проводе.
Переходная же опора, показанная на том же рисунке, имеет расположение
проводов, а следовательно, и нагрузок, сходное с разобранным на
рис. 467а. При расположении же подвески на участке кривой (рис. 471) горизон-
тальные усилия от «излома» троса и провода действуют в одну сторону. Момент
этих нагрузок при установке опор с наружной стороны кривой арифметически
складывается с нагрузками от веса подвески. При установке же опоры с внутрен-
ней стороны кривой (к чему прибегают обычно в том случае, если поставить
опору с внешней стороны невозможно) моменты от горизонтальных и верти-
кальных сил входят в расчет с различными знаками. Поэтому для данного слу-
чая верны соображения, высказанные нами выше в отношении опор с обрат-
ными фиксаторами. Для переходной же опоры остаются верными здесь все
соображения, высказанные при рассмотрении рис. 4676.
В случае, если на прямой или кривой применяется косая подвеска без фик-
саторов, то все усилия от ветра на контактные провода передаются на точку под-
веса троса.	п,
Более просто обстоит дело с опорами гибкой поперечной подвески, где все
сложные и разнообразные нагрузки должны быть учтены при расчете гибкой
поперечной подвески (поперечно-несущий и фиксирующие тросы), а опоры уже
рассчитываются по усилиям в тросах.
Исходя из рассмотренных случаев загружения опор, ниже даны возмож-
ные эпюры изгибающих моментов, каждая из которых объединяет несколько
случаев. Естественно, что в общем виде не может быть дано какое-либо опреде-
ленное соотношение величин действующих усилий, и, следовательно, эпюры изги-
бающих моментов могут дать лишь общую картину изменения изгибающих мо-
ментов по высоте столба. В большинстве случаев приведенные эпюры дают воз-
360
009-

можность судить о точках, где может получить место наибольший изгибающий
момент и где, следовательно, можно ожидать наибольших напряжений.
В большинстве случаев опоры контактной сети могут иметь эпюры изги-
бающих моментов, представленные следующими схемами:
Схема первая (рис. 472а). К этому случаю относятся опоры с кон-
солями в случае, если контактный провод не фиксируется на опоре.
Здесь: Q — вертикальная сила (та же, что и выше);
\ Р — горизонтальная сила (давление ветра на подвеску и неуравно-
вешенные составляющие натяжения несущего троса при косой
подвеске на кривой) в килограммах;
Q() — равномерно распределенная вертикальная нагрузка в килограм-
мах; показана в виде заштрихованной площади на консоли;
Ро — давление ветра на опору в килограммах.
Схема вторая (рис. 4726). Отличие от предыдущего случая заклю-
чается в том, что здесь про-
вод фиксируется на опоре.
К этому случаю относятся
как опоры на прямой, так
и на внешней стороне кри-
вой. Отличаются эти эпю-
ры только тем, что здесь на
уровне силы Рк эпюра по-
лучает излом. Здесь Рк —
сумма горизонтальных сил,
передающихся фиксаторам
на опору; остальные зна-
чения здесь те же, что и
выше.
Схема третья (рис. 472в). К этому случаю относятся опоры, уста-
новленные с внутренней стороны кривой, переходные на прямой и на прямой
при действии ветра от пути к опоре. Здесь направление сил Рт и Рк обратное по
сравнению со схемами, рассмотренными выше. Как видно из рассмотрения
рис. 46баг—4б7е, силы Рт и Рк могут представлять как сумму, так и разность
ряда усилий с усилиями от давления ветра. Выбор же того или иного направления
ветровых усилий производится, как уже указывалось, таким образом, чтобы
получить в результате наибольшие значения изгибающих моментов, действую-
щих на опору.
На рис. 472в показаны два варианта возможных эпюр изгибающих момен-
тов по высоте опоры (см. по-
яснения к рис. 4ббв). Разли-
чие в вариантах объясняется
возможным соотношением го-
ризонтальных и вертикаль-
ных нагрузок. В частном
случае у основания опоры
может быть получено для
изгибающего момента значе-
ние, равное нулю.
Схема четвертая
(рис. 473а). К этому случаю
опоры, если контактный провод и несущий
отвосятся оттяжные (фиксирующие)
трос оттягиваются одним тросом.
Здесь Р — сила, составляющаяся из тех же усилий, что и в предыдущих
схемах.
Схема пятая (рис. 4736). Отличие от предыдущей схемы заключается
в том, что контактный провод и трос оттягиваются различными тросами.
Здесь Рг и Р2 складываются из горизонтальных нагрузок, передаваемых на
впору рядом цепных подвесок от изломов на кривых, отводов и т. п. для пер-
363
'вой от несущих тросов и для второй от контактных проводов Отличие этой
схемы от предыдущей лишь в том, что эпюра изгибающих моментов получает
излом на уровне силы Рк .
Схема шестая (рис. 473в).К этому случаю относятся опоры с гибкой
поперечиной в-системе с одним фиксирующим тросом. Эпюра в этом случае имеет
тот же характер, что и в предыдущей схеме.
Схема седьмая (рис. 473г). То же, что и в предыдущем случае, но
при системе с двумя фиксирующими тросами. Отличие этой эпюры от двух пре-
дыдущих лишь в том, что на уровне силы Р2 получает место дополнительный
излом.
Схема восьмая (рис. 474а). Здесь представлена первая схема, но при на-
а
Рис. 474
личии отттяжки у опоры. Если принять
во внимание защемление опоры в грунте,
то задача в этом случае становится ста-
тически неопределимой. Однако обычно
при расчетах опор с оттяжками принима-
ют, что опора закреплена у поверхности
земли шарнирно. Такое предположение
дает значительное облегчение в расчете
и близко к истинному положению. Дей-
ствительно, возникающее в первое время
после приложения нагрузки, особенно в слабых и влажных грунтах, угловое
перемещение опоры при оттяжке не будет иметь места, так как этому
будет препятствовать оттяжка. На основании этого можно думать, что оттяжка
будет иметь натяжение, близкое к тому, которое имелось бы у опоры с шарнир-
ным закреплением.
Схема девятая (рис. 4746). Эта схема представляет схему шестую, но
при наличии на опоре оттяжки. Все замечания, изложенные при рассмотрении
предыдущей схемы, остаются в силе и для рассматриваемой схемы.
При расчетах следует помнить, что при наличии оттяжек на опоре
кроме рассмотренных сил действует вертикальное усилие от оттяжки. Ана-
логичным образом может быть представлена эпюра изгибающих моментов для
схем второй, третьей, четвертой, пятой и седьмой при наличии на опорах оттяжек.
§ 2.	Материалы и допускаемые напряжения для деревянных опор1
а)	Основными породами для изготовления опор считаются: из хвойных пород
сосна и лиственница, из лиственных пород — дуб. Допускается, однако, приме-
нение других пород с соответственным изменением величин допускаемых напря-
жений (см. ниже).
Как правило, должен применяться воздушно-сухой лес, причем качество
древесины должно соответствовать стандарту.
Деревянные опоры изготовляются, как правило, только из круглого леса.
При назначении размеров также надлежит руководствоваться соответственными
стандартами.
Естественная конусность бревен (сбег) принимается для хвойных и ли-
ственных пород 8 мм на 1 пог. м.
б)	При расчете прочности деревянных опор надлежит принимать значения
допускаемых напряжений, указанные в табл.^,18.
Примечания. 1. Указанные в табл. 18 значения допускаемых напряжений
относятся к воздушно-сухому и полусухому лесу с влажностью не свыше 23%.
Применение сырого леса с влажностью свыше 23% допускается лишь в случаях
крайней необходимости при условии снижения всех допускаемых напряжений на 30%.
2. Указанные в таблице значения допускаемых напряжений в случае примене-
ния консервированного леса не изменяются Ч
1 Составлено в большей части на основании проекта Технических условий на
проектирование деревянных конструкций (1937 г.).
364
3. При расчетах на растяжение, простое сжатие и изгиб напряжение опре-
деляется с учетом ослабления сечения отверстиями, врубками и пр.
Все существующие сооружения Едиными нормами строительного проекти-
рования в зависимости от значимости и срока службы (нгмечагмого) р сби-
ваются на четыре класса. Контактная сеть по своему характеру может быть
•отнесена ко второму классу, по которому допускается применение лишь леса
марки 0.
Таблица 16
Временное сопротивление дерева на сжа-
тие, изгиб и скалывание в килограммах
на 1 смг
(минимальная величина)
Временное сопротивление при влажности 15%	Сосна	Дуб
На сжатие 		350	450
ъ изгиб	600	800
» продольное скалывание	60	.90
Таблица 17
Расчетные модули упругости дерева на
сжатие и растяжение вдоль волокон и
изгиб
(независимо от породы)
Влажностаь леса	Величина мо- дуля упругости в кг1см?
Сухой 		4 100 000
Полусухой 		90 000
Сырой 		70 000
Пэ степени влажности дерева устанавливаются следующие наименования:
воздушно-сухой лес — с влажностью от 10 до 18% и менее, полусухой — с
влажностью свыше 18% и до 23% и сырой — с влажностью свыше 23%.
Допускаемые напряжения устанавливаются путем умножения основных
норм на поправки, учитывающие особенности условий работы сооружения.
При вычислении величин допускаемых напряжений поправка на степень
обеспечения сооружения от вредных воздействий:
для сооружений, стоящих на открытом воздухе или не защищенных от вред-
ных воздействий, — 0,9;
для частей сооружений, находящихся в пределах переменного горизонта
вдд или в земле, — 0,70.
Для опор контактной сети очевидно коэфициент 0,70, учитывающий возмож-
ность ослабления конструкций при загнивании, может быть несколько повышен
за счет того, что подгнивающая часть опоры может быть заменена при постановке
опоры на пасынки; также легко могут быть заменены анкеры оттяжек.
На этом основании для заделанной в землю части опор контактной сети и
для анкеров в расчетах опор контактной сети можно ввести специальный ко-
эфициент, равный среднему значению от приведенных выше, т. е. 0,8.
Умножая величины основных напряжений, приведенных в проекте Техниче-
ских условий на полученные выше поправочные коэфициенты, получаем вели-
чины допускаемых напряжений в-надземных и подземных частях сооружений
контактной сети и при применении леса марки 0.
При действии силы под углом между 0 и 90° к направлению волокон до-
пускаемое напряжение на действительную площадку смятия RCM а определяется
по формуле:
р _ ^см
\1\CM1.	J
1 В проекте Норм на деревянные конструкции линий передач принято увеличение
напряжения для консервированного леса, при расчете же конструкций контактной сети
до сих пор напряжения принимаются одинаковыми для консервированного и неконсерви-
рованного леса.
365
Допускаемые напряжения в килограммах на 1 см-
Табл и ц а 18
Род напряжении	Для частей соору- жений, находя- щихся над землей		Для опор контакт- ной сети у поверх- ности земли и для части, лежащей в земле	
	Сосна	1 Дуб	Сосна	1 Дуб
	I марка		I марка	
1.	Растяжение вдоль волокон 	 2.	Сжатие и смятие вдоль волокон 	 3.	Изгиб		 4.	Скалывание вдоль волокон при изгибе . . 5.	Скалывание силой, направленной под углом а к волокнам [см. ниже формулу (IV, 1)] 6.	Перерезывание водокон 		 . • . 7.	Смятие поперек волокон: а)	на площадке длиной более 10 см .... б)	на площадке длиной менее 10 см .... 8.	Кручение 			90 90 90 20 от 3 до 11 40 18 23 23	117 117 117 32 от 5 до 18 54 36 45 32	•	80 80 80 18 О.т2,5 д© d 0 ’ 36 16 20 20	i04 104 104 28 от 4 да 16 48 32 40 28
где Rcm и Rcmi. — соответственно допускаемые напряжения на смятие при 0 и9(Г;
а — угол между направлением сминающей (Нормальной к плоско-
сти смятия) силы и направлением волокон. Числовые значения выражаются в
килограммах на 1 см2.
Допускаемые напряжения на угловое скалывание, т. е. при действии скалы-
вающей силы в тангенциальной плоскости под углом между 0 и 90° к направле-
нию волокон, определяются по формуле:
Rs = __________—_________
Rs’
\ т У
где Rsa—искомое напряжение;
Rs и Rs± — основные допускаемые напряжения при 0 и 90°;
а — угол между направлением скалывающей силы (касательтй к
плоскости скалывания) и напряжением волокон.
При расчете сжатых элементов конструкции опор допускаемое .напряжение»
приведенное в табл. 18, снижается умножением на коэфициент продольного
изгиба
В этом случае расчет ведется по формуле:
N
* бр
где N — величина сжимающей силы в килограммах;
Rep—площадь неослабленного сечения стержня в кв. сантиметрах;
Ra — основное, допускаемое напряжение на сжатие в килограммах на 1 см1;
<р — коэфициент, значения которого в функции от гибкости Р = 4- (незави
симо от породы дерева) указаны в табл. 19.
В случае несимметричного ослабления сечения учитывается и изгибающий
момент от эксцентричности.
Коэфициент ср определяется в зависимости от гибкости сжатой части
у-по табл. 19 или по формулам:
при =с75
> I у
<р==1“°’8Ш/;	- (lVe4)
366
I «
при J- > 75
3 100
(IV,5)
В этих формулах: I — расчетная (свободная) длина сжатой части, получае-
мая умножением действительной длины в сантиметрах на коэфициенты:
1	— если оба конца шарнирно закреплены;
0,8 если один конец защемлен, другой закреплен шарнирно;
0,65— если оба конца защемлены;
2,0 — если один конец защемлен, другой свободно нагружен;
i — радиус инерции сечения относительно оси наименьшей жесткости в
сантиметрах. Элементы с гибкостью = -j- >200 до- пускаются исключительно в виде свободно- стоящих столбов. В этом случае величина <р исчисляется по формуле, приведенной выше: 3 100 1. В случае шарнирного закрепления кон- цов сжатого элемента расчетная длина равна действительной длине, причем все узловые соединения деревянных опор считаются шар- нирными. Для опор в виде одиночного или сдвоенного столба при нижнем конце, закопанн			Табл	и ц а 19
	1 i	<?	1 i	1 ?
	5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 ОМ В Г{	1,0 0,99 0,97 0,93 0,87 0,8 0,71 0,61 0,49 0,38 0,31 эунт, И	ПО 120 130 140 150 160 170 180 190 200 верхнем	0,26 0,22 0,18 0,16 0,14 0,12 0,11 0,10 0,09 0,08 , L СВ060Д-
ном расчетная длина принимается равной удвоенной свободной длине /.
2. При расчете сжатых элементов из круглого леса радиус инерции для учета
коничности бревен исчисляется по условному диаметру dc , определяемому сле-
дующими формулами:
а) при шарнирном закреплении обоих концов
^ = O,2(2,8do + 2,2dM);
б) при бревне, заделанном комлем,
dc = 0,33(d0 4- 2 d'u);	(IV,6)
в) при бревне, заделанном вершиной,
^ = O,25(3do' + dB),
где d0 — диаметр тонкого конца (вершина);
du — диаметр комля;
d0' — диаметр тонкого конца в месте заделки;
dt(' — диаметр комля в месте заделки; все — в сантиметрах.
Исчисление напряжения производится по площади сечения, соответствую-
щего условному диаметру. Кроме расчета на продольный изгиб производится
поверка напряжений на простое сжатие по площади ослабленного сечения (нетто).
При одновременном действии на стержень осевой сжимающей силы N, а
также поперечных и продольных (эксцентрично, приложенных) нагрузок, вы-
зывающих изгибающий момент М, в том случае, если исчисляется дополни-
тельны!) изгибающий момент М', вызываемый действием сжимающей силы N на
плече, равном прогибу от действия поперечных и эксцентрично приложенных
продольных нагрузок, напряжение в наиболее опасном сечении может быть
определено по формуле:
N Rb М+М'
3- F„ ’ Rd + 1УН
(IV,7)
Кроме того, в этом случае производится проверка на продольный изгиб по
формуле, приведенной выше, т. е.
а =
N
367
Вследствие сложности пользования формулой, связанной с труд-
ностью определения момента М', обычно этот дополнительный момент
М' не исчисляется, и напряжение в опасном сечении определяется по условной
•формуле:
N
F6p-^
Rt
Rd
м
w6p
^Rb,
(IV,8)
где, как уже отмечалось, М—расчетный изгибающий момент в килограммо-сан-
тиметрах;
1— расчетный момент сопротивления опасного поперечного сечения
без учета ослабления в куб. сантиметрах;
N — расчетная продольно-сжимающая сила в килограммах;
— расчетное поперечное сечение опоры в том же поперечном сечении
(без учета ослабления) в кв. сантиметрах;
ф — коэфициент уменьшения допускаемого напряжения при расчете на
продольный изгиб;
Rb — допускаемое напряжение при изгибе в килограммах на 1 смг;
Rd — допускаемое напряжение при сжатии в килограммах на 1 ел/2.
Кроме того, необходима поверка только на изгиб в ослабленном сечении.
§ 3.	Особенности расчета деревянных опор
Вычисление величин моментов инерции при определении радиусов инер-
ции, как мы уже отмечали, производится по условному диаметру, который в свою
очередь определяется также по приведенным выше формулам.
Величина радиуса инерции сдвоенной опоры относительно оси наименьшей
жесткости будет равна:	____
i  - л/ — лГ 2ТС^'4 . =025 d	(IV,9)
m,n- У рбр у 64-2 Яd2c	а"	k ’
где /min — момент инерции площади сечения опоры относительно оси наимень-
шей жесткости в см*.
Радиус инерции для одиночной опоры также равен 0,25 dc, так как в этом
случае
к d*-4
64 тс J2
0,25 dc.
(IV, 10)
Величина же радиуса сдвоенной опоры относительно оси наибольшей жест-
кости будет равна, полется, что /max — л/0:
^тах —
п-izd^-4
64-2к dj
С
0,25 dc У п,
(IV,И)
где /тах — момент инерции площади сечения опоры относительно оси наиболь-
шей жесткости в сл/4;
dc — условный диаметр в сантиметрах.
При расчетах следует учитывать, что в сооружениях из дерева вообще, а
имеющих закрепление в грунте в особенности предполагать случай идеаль-
ного зацепления было бы неправильно, так же как и неправильно считать это
закрепление шарЯирным. Поэтому очевидно наиболее правильно принимать
при расчетах подобного рода сооружений условия закрепления по невыгод-
нейшему варианту. Известно, что незначительное уменьшение жесткости за-
щемления (или, иначе, уменьшение реактивного момента в зйщемл.нии) быстро
приближает условия работы защемленного стержня к условиям работы стер-
экня с шарнирно опертыми концами.
Учитывая изложенное, для деревянных опор с оттяжками свободную.длину
«жатой части опоры правильнее всего определять следующим образом: •
368
А. Для опор с одной или несколькими оттяжками, расположенными в од-
ной плоскости, для которых проверка на устойчивость опоры может произво-
диться в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях (в плоскости располо-
жения оттяжек и в плоскости, перпендикулярной ей), условия закрепления
опоры в грунт приходится выбирать различными в зависимости от того, в кото-
рой из плоскостей производится проверка на устойчивость:
а)	при проверке опоры на устойчивость в плоскости расположения оттяжек
заделку следует считать шарнирной, т. ,е. надо принимать свободную длину
равной действительной дЛине сжатой части опоры (как при шарнирном закреп-
лении обоих концов опоры);
б)	при проверке опоры на устойчивость в плоскости, перпендикулярной
плоскости расположения оттяжек, опору следует считать закрепленной в грунте,
т. е. надо принимать свободную длину равной удвоенной величине действи-
тельной длины сжатой части опоры (как для опоры, закрепленной в грунте, но
с свободной вершиной).
Б. Для опор с несколькими оттяжками, расположенными в двух взаимно-
перпендикулярных плоскостях, и нагрузками, также расположенными в этих же
плоскостях (например анкерная опора), проверка на устойчивость опоры может
производиться также в этих двух взаимно-перпендикулярных плоскостях, при-
чем в обоих случаях закрепление опоры в грунт следует считать шарнирным,
т. е. надо принимать свободную длину равной действительной длине сжатой
части опоры (как при шарнирном закреплении обоих концов опоры).
В соответствии со сказанным и должна определяться гибкость [J, по которой
в свою очередь по таблицам или по приведенным выше формулам определяется
коэфициент уменьшения допускаемого напряжения при расчете на продоль-
ный изгиб ср.
В тех случаях, когда на опору действуют несколько вертикальных (про-
дольно-сжимающих) нагрузок, расположенных на разных высотах, все нагрузки
приводятся к некоторой эквивалентной нагрузке, совмещенной по высоте с одной
из нагрузок, расположений на наибольшей высоте.
Определение этой эквивалентной нагрузки можно производить .по формуле:
N3	cos^-) + -•- +	1—cos^-\ (IV, 12)
э 0 f Ч 2Г7Ь / 1 Ч 2т2 1	\ 2гпя/
где
Шп - г,
h
ип
Здесь No, Nlt N2, . . .,Nn —вертикальные (продольнс-сжимающие) на-
грузки, приложенные соответственно на высотах Ло, Лр Л2,. . ., Лп; N3—
эквивалентная нагрузка (продольно-сжимающая), приложенная на высоте
действия верхней нагрузки й0. Величина эквивалентной нагрузки N3 и ее вы-
сота приложения Ло и служат как для определения коэфициента уменьше-
ния допускаемого напряжения при .'расчете на продольный изгиб ср, так и для
определения величины напряжения от продольного изгиба.
Кроме сосредоточенных нагрузок опора нагружена еще равномерно распре-
деленной вертикальной (сжимающей) силой от собственного веса. Учет этой
нагрузки при проверке на устойчивость производится следующим образом: вес
опоры заменяется сосредоточенной сжимающей нагрузкой, приложенной к вер-
шине опоры, причем величина этой нагрузки равна 1/3 веса опоры. Правиль-
ность такого способа расчета может быть легко подтверждена формулами Эйлера.
Для приведения ряда сосредоточенных нагрузок к одной эквивалентной в нор-
мах ВЭС предлагается более грубый, но более простой метод. Этот метод пред-
лагает точку приложения эквивалентной нагрузки определять как точку при-
ложения ряда параллельных сил, а величину эквивалентной нагрузки брать
равной сумме отдельных нагрузок.
24 Контактная сеть 330'1	369
§ 4. Расчет сдвоенной опоры1
1. Момент инерции и момент сопротивления. Как известно, момент инер-
ции площади поперечного сечения одного столба (круга), если нейтральная ось
проходит через центр тяжести сечения, может быть представлен выражением:
У°-1>4’
и соответственно момент сопротивления:
Если теперь предположить, что соединение двух столбов, составляющих
сдвоенную опору (рис. 475а), осуществлено таким образом, что скольжение
между ними невозможно, то мы получим как бы монолитную конструкцию с ней-
тральной осью, проходящей через центр тяжести всего сечения.
В частном случае (что обычно имеет место) при равных диаметрах обоих
бревен общий теоретический момент инерции сдвоенной опоры относительно
оси наименьшей жесткости равен двукратному моменту инерции отдельного
бревна:
Л,= 2 /0,
а общий теоретический момент инерции опоры относительно оси наибольшей
жесткости равен десятикратному моменту инерции отдельного бревна.
Действительно, в этом случае
Л = 2
= 2
Лб’
а так как
nd*
16
— 4 /0,
то
4= Ю/о-	(IV, 13)
Момент сопротивления в этом случае получит вид:
н/^=Жр.= 10^
х d d 64-d	5W°-
(IV, 14)
1 Иследование работы сдвоенного столба разработано К. Г. Марквардтом.
370
Как мы уже отмечали, для получения указанных величин 1Х и Wx относительно
оси наибольшей жесткости (х —• х) следует создать такую связь отдельных бре-
вен между собой, которая обеспечила бы монолитную работу этих бревен.
В действительных же условиях при связывании бревен опоры в четырех -
пяти точках, т. е. при отсутствии идеальной связи по всей длине опоры, такие
величины общих моментов инерции и сопротивления являются в значительной
степени преувеличенными.
Нейтральная ось совпадает
с точкой касания окружности
лишь в случае равных диамет-
ров обеих окружностей. В слу-
чае же, если бы были соеди-
нены два бревна различных диа-
метров (при абсолютно жесткой
связи), то очевидно центр тя-
жести всего сечения и нейтраль-
ная ось сместились бы от точки
касания в сторону большего се-
чения.
В этом случае, т. е. если нейтральная ось сдвинута относительно центра тя-
жести на величину kd (рис. 4756), то момент инерции столба диаметром d отно-
сительно этой оси будет равен:
к Kd2
Г=64 d4 + ^'fc2</2 =/o(1 + '6fc2)’	<IV’,5>
а соответственно момент сопротивления дл^ этого случая будет:
_70(1 4- 16fc2)	1 + 16k*
d_+kd ’1+2Г	(IV,16)
где
Распределение нормальных напряжений по сечению (для столба большего диа-
метра) показано на этом же рцсунке.
Из рассмотрения этого рисунка нетрудно видеть, что такую же эпюру распре-
деления напряжений со смещением нейтральной оси можно получить и в случае
работы отдельного столба на изгиб и растяжение. В курсах сопротивления ма-
териалов при рассмотрении сложных сопротивлений эту ось называют осью ну-
левого напряжения. В данном случае эта эпюра и получится в результате из-
гиба столба диаметром d и растяжения, передаваемого через точку касания (ка-
сательная сила).
Переходя к нашему случаю недостаточно жесткого соединения двух стол-
бов одинакового диаметра, можно отметить, что характер эпюры здесь будет
тот же, что и на рис. 4756 (для столба большего сечения).
Действительно, при работе столбов независимо друг от друга, мы будем
иметь эпюру а, показанную на рис. 475а; если же теперь тем или другим путем
будет осуществлена связь между двумя столбами, то влияние одного столба на
другой представится силой Т (касательная сила). Эта сила в свою очередь создаст
изгибающий момент с плечом^ и растяжение. Эпюра натяжений б от этой силы
получит вид, показанный на том же рис. 475а. При идеальном соединении стол-
бов напряжения а, = а2 общая эпюра получит вид в, показанный на рис. 475а.
В случае же, если соединение даст возможность скольжения одного столба от-
носительно другого, то сила Т не достигнет величины, при которой а2 станет
равно и будет иметь место соотношение а2<з1.
Общая эпюра в этом случае получит вид—г, представленный на рис. 475аг
и, следовательно, линия нулевого напряжения (которую в данном случае можно
24* 330 1
371
называть и нейтральной осью) сместится относительно центра тяжести отдель-
ного круга на величину kd.
В частном случае, когда мы имеем абсолютно жесткую связь между столбами,
к =0,5, и соответственно момент инерции (см. выше) двух столбов дает I = 1О/о
и момент сопротивления W = 5 IVO.
Однако, как мы уже отмечали, такие результаты можно получить лишь при
идеальном соединении столбов между собой, т. е. когда сдвиг столбов одного
относительно другого отсутствует. Практически же достичь таких условий при
соединении столбов болтами или хомутами, как это выполняется на практике,
невозможно.
Обычно в проектах при расчетах учет неполной связи между столбами произ-
водится таким образом, что при расчетах на изгиб принимается
W = 3W04	(IV, 17)
вместо указанного выше соотношения, т. е. делается «скидка» в 40%. Ошибочно,
однако, полагать (как это обычно делают), что на 40% уменьшается и момент
инерции, так как нетрудно доказать, что закон изменения / и Мпри изменении к
различен, т. е. если первая скидка была бы верна, то скидка для / должна
быть другой.
Если выражение момента инерции для двух столбов представить в виде:
/=п/0,	(IV, 18)
где [см. формулу (IV, 15)]
п = 2 (14- 16 /с2)
и момента сопротивления:
W = mWQ,	(IV, 19)
где [см. формулу (IV, 16)]
то коэфициент т через п может быть выражен при помощи формул (IV, 15)
и (IV, 16) следующим выражением:
и соответственно п через т:
п _ /п2+ 16/п -4- тУт2+ 32т + 64
" - ———— •	(IV,21)
Из формулы (IV, 16) видно, что
Пользуясь обычным методом, можно найти наименьшее значение т:
dm 32fc(l 4-2/0 —2(1 4-16fc2)
dk	(14-2/c)2	~U’
отсюда
k = 0,0587,
и, следовательно, наименьшее значение m по формуле (IV, 16):
т = 1,89.
Отсюда можно вывести заключение, что плохая связь между столбами не
только не улучшает положения, увеличивая прочность опоры, а, наоборот, по-
нижает ее.
372
Полученный нами парадокс по своей природе сходен с другим парадоксом
(Эмерсона), имеющим место при определении момента сопротивления. Так,
известно, что срезание угла треугольника или сегментов круга дает увеличе-
ние момента сопротивления.
Полученный результат легко понять, если принять во внимание, что момент
сопротивления есть частное от деления момента инерции на расстояние от ней-
тральной оси (линии нулевого напряжения) до крайнего волокна.
Недостаточно же жесткая связь между столбами ведет к такому смещению
нейтральной оси, при котором момент инерции увеличивается в меньшей степени,
чем расстояние от оси до крайнего волокна.
Пользуясь формулой (IV, 16), можно выразить к через т:
_ т	m2+ 32m—64
32
(IV, 22)
Отсюда легко видеть, что при т = 2 к получает два значения:
кг = 0; к2 = 0,125.
В промежутке между этими значениями т не достигает того значения, ко-
торое дает раздельная работа столбов, т. е. т = 2, получая минимальное зна-
чение, как уже указывалось, при к =0,0587, т= 1,89.
На кривых рис. 475в представлено изменение т и п в зависимости от изме-
нения к. Из этих кривых легко усмотреть, что неверно принимать одинаковую
«скидку» для момента сопротивления и момента инерции, как это практи-
куется при проектировании. Так, если допустить, что при-
нимаемое в расчетах т =3 верно, то по формуле (IV,21)
нетрудно убедиться, что для л получится значение п =4,13
(а не 6, как принимается в расчетах). Таким образом, поль-
зуясь приведенными формулами, нетрудно, зная одну из
величин п,т или к, установить значение двух других.
2. Расчет соединений и их размещение. В практике
наших электрифицированных железных дорог наибольшее
применение получили деревянные опоры, выполняемые из
двух бревен, вплотную связанных между собой болто-
выми соединениями. Однако как расчет, так и размещение
этих соединений производятся обычно без учета ряда особенностей эпюры из-
гибающих моментов, почему и необходимо несколько подробнее остановиться
на этом вопросе.
Наиболее общим и интересным для рассмотрения случаем является кон-
сольная опора, так как при таком способе нагрузки эпюра изгибающих момен-
тов несколько раз по длине опоры меняет свой характер.
На рис. 476а приведена эпюра изгибающих моментов для нормальной кон-
сольной опоры (для упрощения давление ветра на опору не принимается во вни-
мание, а также предполагается, что заделка в грунт осуществляется только леж-
нями, т. е. не учитывается работа самого столба).
Задача связей должна заключаться в создании большей или меньшей моно-
литности всей конструкции, т. е., иначе, в восприятии сдвигающей силы, возни-
кающей при изгибе опоры поперечной силой.
Величина сдвигающего напряжения в волокнах на расстоянии у от нейтраль-
ной оси может быть, как известно, выражена формулой:
Q-S
1-Ь ’
(IV,23)
где / — касательное напряжение в килограммах на 1 см;
Q—поперечная сила в килограммах;
S — статический момент площади сечения, лежащей выше рассматривае-
мого слоя, в кв. сантиметрах;
1 — момент инерции сечения изгибаемой балки в см*;
373
b —ширина балки на рассматриваемой высоте в сантиметрах.
Легко видеть, что сдвигающее усилие будет различным на частях опоры
АВ, ВС и CD, так как на всех этих участках действует различная поперечная
сила. В соответствии с этим расчет и расположение болтов по длине опоры долж-
ны быть различными.
При расчетах же сдвоенных опор обычно располагают расчетное число бол-
тов равномерно по всей длине, т. е. тем самым как бы исходят из предполо-
жения прямолинейного и однозначного изменения эпюры моментов на протяжении
длины столба (рис. 476). Такое предполсжение ведет к уменьшению запаса проч-
ности (если tn принималось более 2 для верхней части на длине lt и особенно
для нижней—на длине /3, где действует максимальная поперечная сила).
На первый взгляд представляется, что если при недостаточ-
ном числе болтов система, составленная из двух столбов,
не дает полной теоретической жесткости и прочности,
то и обратно: предъявляя к конструкции пониженные тре-
бования по жесткости и прочности, можно как будто
уменьшить число болтов. Однако исследование этого во-
проса показывает обратное, т. е. что при уменьшенной
жесткости всей балки в целом в некоторых пределах одно-
временно увеличивается и сдвигающая сила.
Для подтверждения этого положения рассмотрим
изменение сдвигающей силы в зависимости от перемеще-
ния нейтральных осей отдельных столбов, т. е. от измене-
ния жесткости системы.
Рис. 476а	Положив, что новая нейтральная ось каждого
столба сдвинулась относительно старой на величину kd,
получим расположение нейтральных осей, приведенное на рис. 475а.
Тангенциальное усилие на протяжении единицы длины балки из формулы
(IV,23) может быть представлено выражением:

(IV, 24)
В данном случае как S, так и / следует брать относительно действительной
нейтральной оси х — х.
Момент инерции в соответствии с положением нейтральной оси х — х будет
равен (как выведено выше):
1= 2(1 + 16/с2) /0,	(IV, 15')
где /0 — момент инерции поперечного сечения столба относительно оси, про-
ходящей через центр тяжести этого сечения, в см*.
Статический момент всего сечения одного из столбов относительно его же
нейтральной оси в соответствии с рис. 477а может быть представлен выражением:
+ (0,5 + к) d
Вынося из-под радикала и за знак интеграла будехМ иметь:
4- (0,5 + к) d
-(0,5 — к) d
Возьмем подстановку
у — kd
2
374
и заменим соответственно пределы:
(0,5 + к) d на
(0,5 — k)d на —-;
£
тогда статический момент представится выражением:
2
^2 р __________ ы	\
Sx= — \Г 1______sin2al 9 sina-j-Ы I cosa^a.
2 J г \ *	/
— 2
После интегрирования и подстановки пределов получим:
= —p-=2*S0,	(IV,25)
где So — статический момент площади столба относительно оси, проходящей
через точку касания столбов.
Рис. 4776
Легко видеть, что при к = О, Sx = 0 и при к = 0,5
„ _________________________nd3 _ nd2 d
~8	4“*2’
т. е. что и следовало ожидать.
Получив значение Ix iiSx, можем выразить в общем виде и сдвигающую силу:
Q*d3k _ 8Qk
4’2 ^(1 + 16Л2) </О + 1бАа)’
или, представив иначе:
QS0-2k _QS0 к
2(Ц-16Л2)/0	/0 '1+ 16Л2’
При монолитной работе столбов сила То имеет значение:
-г ____________________________ Q «о
0 ю70-
Таким образом, за счет недостаточной связи претерпевает изменение сила Т.
Отношение
(IV,26)
(IV,27)
(IV,28)
показывает изменение силы Т (рис. 4776) в зависимости от величины к.
375
Для случая, когда принимается
W = т IV 0 = 3 Жо,
т. е. т = 3, значение коэфициента к может быть определено по формуле:'
, __ т±2у^т2 — 32 (2 — т).
k “	32	~’
отсюда получаем, что при т =3
к = 0,294, и следовательно
Т
„ = 1,235.
То
Максимальное значение этого отношения легко установить, приравняв
нулю первую производную по к выражения (IV,29):
dk (1 + 16 А2)2	’
откуда получаем, что в этом случае к = 0,25.
Таким образом, и здесь мы получаем сходный парадокс, как видно из из-
ложенного, заключающийся в том, что при немонолитной работе столбов для
сохранения соответствующего положения линий нулевого давления нужно боль-
шее число связей, чем при абсолютно жесткой конструкции. Объяснение этому
можно найти в том, что при немонолитной работе нормальные напряжения зна-
чительно больше.
Тангенциальная же сила на определенной длине равна разности интегралов
по всему сечению от нормальных напряжений в сечениях на концах рассматри-
ваемой длины. Правда, в данном случае (рис. 475а—эпюра г) получают место в
эпюре и площади обратных знаков (нижняя часть эпюры), чего не будет при мо-
нолитной работе, но так как площадь сечения в этой части незначительна, то
площади обратных знаков мало сказываются.
Т
Через единицу это отношение проходит при значениях к, дающих — = 1,
* о
т. е. при к = 0,125 и к = 0,5.
Установив, что ожидать уменьшения числа болтов практически невозможно,
проверим возможность размещения достаточного количества болтов на расстоя-
нии между лежнями.
Примем в среднем, что изгибающий момент у основания промежуточной
опоры
М = Rb W = 80 • 0,3d3 = 24 d3.
Здесь коэфициент 0,3 мы берем для примера, так как эта величина обычно берется
в проектах.
Сила Т отнесена к длине балки /, т. е. [из формулы (IV,26)]:
pi _	8 ’ Q^l №
d(l + 16^)' Е
Приняв к = 0,5, что даст меньшее число болтов, и заменив QI = М, будем
иметь:
а
или
Т1 =	= 19 2 d\
d
376
Тогда, положив коэфициент трения дерева по дереву / = 0,3, определим?,
необходимую силу сжатия столбов:
v Т1 19,2 .2	.л „
N = — = -—у- а2 = 64 а2.
Т	vJ у О
Приняв допускаемое напряжение для болтов /?г= 1 050 кг)см2 и взяв болты
d ~ 25 мм (1"), получим площадь поперечного сечения болта по внутреннему-
диаметру резьбы (dH = 22 мм), равную:
К • 2-22 О Q 2
— 3,8 слс;
F- 4
следовательно, число болтов в заделанной части (до верхнего лежня) при диаметре-
опоры у основания d = 30 см (на длине приблизительно 1,5 л«):
64-302 _ , . ,
П 1050-3,8	4’5’
Полученный результат показывает, что практически добиться монолитной ра-
боты столбов при соединениях болтами не удается,так как расположить столь
большое число болтов на малой длине между лежнями затруднительно. Еще
тяжелее будет обстоять дело с опорами большего диаметра (переходными и анкер-
ными).
На основании изложенных соображений нетрудно притти к выводу, что
в расчетах сдвоенных при помощи болтов столбов следует принимать W = 0,2 d3
(m = 2), т. е. не учитывать связь вовсе.
Облегчение опор, следовательно, можно получить лишь при применении
более надежных элементов сплачивания (шпоночные соединения). В этом случае,,
зная величину силы Т и пользуясь приведенными формулами, можно определить
величину к, а затем можно найти и соответствующие W и I.
3. Изгиб сдвоенной опоры под действием двух моментов в различных плос-
костях. В ряде случаев опоры контактной сети изгибаются моментами, действую-
щими в различных плоскостях, как, например, это будет со всеми опорами, не-
сущими кроме анкеровки и веса подвесок (при помощи консольной или гибкой
поперечной подвески). Сюда же относятся, естественно, и случаи, когда
изгибающий момент действует в плоскости, не совпадающей ни с одной из
плоскостей симметрии опоры, так как путем сложения моментов предыдущий,
случай может быть сведен к рассматриваемому.
Если конструкция сдвоенной опоры такова,
что расчет ее ведется в предположении раздель-
ной работы отдельных столбов, то напряжения
могут быть определены или как сумма напряжений
от отдельных моментов, или как напряжение от-
суммарного момента. В том же случае, когда расчет
опор ведется с учетом связи между столбами, из-
гибающие моменты, действующие в различных пло-
скостях или лежащие в плоскостях, не совпадаю-
щих с осью симметрии, всегда можно разложить
на моменты, действующие в двух взаимно-перпен-
дикулярных плоскостях симметрии — х и у.
На рис. 478 х— х — положение нейтральной
оси при неабсолютно жесткой связи между стол-
бами. Напряжение для всякой точки и, в частно-
сти, наибольшее напряжение будет равно сумме .
напряжений от изгибающих моментов в той и другой'плоскостях.
Напряжение для всякой точки сечения с координатами х, у может быть пред-
ставлено выражением:
Мху
Л/ х.
ГГ ------------------I---y —
2/0(l + 16	2/0
(IV,30>
377
для определения же максимального значения а сперва выразим о через одну из
переменных х и у. Легко видеть, что
x2+(y-kd)2 =	,
отсюда
х = |/-(y — kd)2;
и, таким образом,
м,у.
° 2/0(1 + 16А2)+	2/о
(IV,31)
Для определения максимального значения приравняем первую произ-
водную от а по у нулю и определим соответствующее значение у:
откуда
& = м,Myiy — kd')
11а\'
(y — kd)2^—.--------
М2-\- My(l + 16А2)2
лл d
2
у -	----_ + kd.
v л£+/и*(1 +16 k2)2
(IV,32)
(IV,33)
и
Подставив значение у в уравнение (IV, 31), получим после ряда упрощений:
°тах = 4/0(1 + 16£2) (/^+^(1-+ 16А2)2 +2kMx\ (IV’34>
Приняв, что
п = 2(1 + 16Л2)
и отсюда
_)/2(п —2)
8
можно максимальное напряжение представить формулой:
1 Г1 /~ и а । 1пМЛ2 1/2(га — 2) ..
Стах—г	2/ + '	4---’ J>	(IV,35)
при Му = О
IV0----7==—--	0
4+/2(«-2)
и при Мх = О
Стах “2WV
т. е. так же, как и при расчете по моменту в одной плоскости при п = 2 (связь
между столбами не учитывается)
_ М2 + М2у	(IV,36)
21У0
как и следовало ожидать.
-378
§ 5. Метод расчета промежуточной или переходной деревянной опоры
с консолью
Приводимый метод расчета не зависит как от числа ветвей цепной подвески
и усиливающих проводов, так и от длины пролета.
Для большей общности ниже полагаем, что опора установлена на кривой
радиуса R.
Расчет опоры разделяется на две части: во-первых, определяются уси-
лия и изгибающие моменты, действующие на опоры, и, во-вторых, ведется
уже расчет конструкции, т. е. определяются действующие напряжения в теле
опоры. Такое разделение расчета удобно провести потому, что в первой части
необходимые сведения могут быть изложены независимо от конструкции опор,
а во второй — при расчете самой конструкции, естественно, должны учиты-
ваться особенности каждой конструкции.
А. ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ИЗГИБАЮЩИХ
МОМЕНТОВ
Расчет опоры про-
изводится для тех же
режимов, что и рас-
чет поперечных кон-
струкций, в соответ-
ствии с выбранными
к расчету метеороло-
гическими условиями
для данного района.
Так же как для
консолей, приводи-
мый ниже метод рас-
чета остается верным
при применении в ка-
честве поддерживаю-
щих как штыревых,
так и подвесных изо-
ляторов. В большин-
стве случаев деревян-
ная опора закрепля-
ется в грунте при
помощи двух лежней
(рис. 479). В этом слу-
чае необходимо про-
верять опору в сече-
ниях на уровне креп-
ления пяты консоли
и на уровне крепле-
ния верхнего лежня.
1. Изгибаю-
щий момент в се-
че н и и опоры на
высоте точки
крепления пяты
консоли к опоре
может быть представ-
лен выражением:
М - М + Qo^2-(Q1+Q2)&3-2Qo ь3 + [(РГг 4- PT,)h’r 4- (Pyt 4- P'^hyi + (6: 4-
4- Ру)hy]} ± (Р71 Лг+ РУ1 hn 4- Pyfiy).	(IV,37)
379
В этой формуле: а) величины Qt и Q2 и Ру относятся к усиливающим прово-
дам, причем Р’—к верхним и Р/—к нижним, индексы 1,2 иЗ при величинах Р
соответствуют тем же нагрузкам, что и для проводов цепной подвески; Q, и Q2— вес
всех усиливающих проводов (предполагается, что для всех усиливающих про-
водов плечо равно b3); Qo'— вес кронштейна усиливающих проводов. По сооб-
ражениям, высказанным при рассмотрении схем нагрузки опор (стр. 352), го-
ризонтальные силы Рт и Pv считаем приложенными к точкам подвеса изоляторов.
б) в соответствии с установленным выше знаки перед горизонтальными
нагрузками следует брать положительными при направлении их от опоры к пути
и отрицательными —при противоположном направлении. Величины, относящиеся
к усиливающим проводам, должны входить в формулу только при условии, если
усиливающие провода подвешены выше точки крепления кронштейна к опоре, в
противном случае все эти величины следует приравнять нулю, так как они не оказы-
вают влияния на напряжения в сечениях, лежащих выше их точек приложения;
в) так как ветер может иметь как одно, так и другое направления, то знак
перед вторым слагаемым формулы, заключенный в квадратные скобки (ветровое
давление), выбирается таким, чтобы получить арифметическое сложение этого
слагаемого с первыми слагаемыми, заключенными в фигурные скобки.
2. Изгибающий момент в сечении опоры нА вы-
соте оси верхнего лежня1:
М = {Qi&i +Qo^2—— 2 Q063 -f-	Рьз) hb-}-(Py2-]-
+ РуЖл+(Р'у. + ЛЭО ± (Рг, hr + Pkl hk + P'yihyl) + P';t hyi + Po Ло). (VI,38)
В этой формуле знак перед вторым слагаемым, заключенным в круглые
скобки (ветровые давления), так же как и выше, выбирается таким, чтобы при
арифметическом сложении этого слагаемого с остальными получить максималь-
ное абсолютное значение.
Приравнивая в формулах (IV,37) и (IV,38) отдельные значения сил нулю,
можно получить формулу для промежуточных и переходных опор как на пря-
мой, так и на кривой.
Б. РАСЧЕТ КОНСТУКЦИЙ ОПОР (ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ)
1.	Одиночный столб без оттяжки практически может быть
использован в схемах рис. 472, 473а и 4736 (без кривой). Так как кроме момента
имеет место и вертикальная сила, то проверка должна производиться в сечениях
А и С (рис. 479) по формулам:
М , W
(IV,39)
гдеТИ — изгибающий момент в соответствующем сечении в килограммо-санти-
метрах;
N — вертикальная сила в килограммах (обычно при расчетах при отсут-
ствии оттяжки собственным весом опоры и весом проводов пренебре-
гают);
WH — момент сопротивления с учетом ослабления, если такое имеет место,
в куб. сантиметрах;
FH — площадь соответствующего поперечного сечения опоры (с учетом
ослабления, если оно имеет место) в кв. сантиметрах.
Напряжение а не должно быть больше допустимого действующими Техни-
ческими условиями.
Опора имеет длину 4- Л2 (рис. 479) и диаметр в верхнем отрубе d0. Сбег
(конусность) принимают обычно равномерным по всей длине опоры; обозначим
1 Если закрепление опоры производится без лежней, то точка С соответствует
месту приложения равнодействующей реактивных сил грунта—примерно на 1/3 глубины
заложения.
380
его через т в сантиметрах на 1 м длины. Расстояние от оси верхнего лежня до
уровня заделки обозначим через Л3.
Обычно все размеры, показанные на рисунке, задаются от головки рельса.
При расчетах следует принимать во внимание расстояние от головки рельса
до уровня заделки h.. Все размеры (по высоте и диаметры) обычно принимают
в сантиметрах. Учитывая конусность опор, диаметр ее на высоте точки крепле-
ния кронштейна консоли к опоре представится выражением:
+ т(А3 + А4);	(IV,40)
высота Л3 + Л4 взята в метрах.
То же на высоте оси верхнего лежня:
d2 = d0 + т(/?1 + Л5).	(IV,40')
2.	Двойной столб без оттяжки практически может быть ис-
пользован в схемах рис. 472, 473а и 4736. Опора может быть установлена
общей осью либо вдоль, либо поперек оси пути.
а)	Двойной столб, установленный обще1Госью вдоль оси пути (рис. 480а).
В этом случае надлежит в формуле (IV,8) взять
W = 2 • 0,1 d3 и F = 2
4
б)	Двойной столб, установленный общей осью перпендикулярно оси пути
(рис. 4806). В этом случае надлежит в формуле (IV,8) взятье = т • 0,1 d3
и F = 2 ——.
4
Как уже отмечалось, при соединении столбов болтами или хомутами т = 2.
3.	A-о бразный столб практически может быть использован в схе-
мах рис. 472 и 473. Такой столб может рассчитываться как система лишь при
Рис. 480в
Рис. 480а и 4806
условии достаточно прочного, проверенного расчетом соединения столбов
(рис. 480в), т. е. при помощи врубок или шпонок в верхней части и жесткого
крепления в нижней части, например при помощи подкосов и т. п.
В этом случае сжатая нога опоры проверяется на устойчивость по формуле:
с> =------------,	(IV,41)
a cos ~-F6p^
где М — изгибающий момент у основания опоры от действия всех сил в кило-
граммо-сантйметрах;
а — ширина опоры у основания (между осями) в сантиметрах;
F6p— площадь поперечного сечения опоры, определяемая по формуле
F6p= —4— (без учета ослабления), в кв. сантиметрах;
d — условный диаметр опоры в сантиметрах, определяемый по формуле:
d = 0,2 (2,8 d0 + 2,2 du);
381
здесь d0 — диаметр вершины в сантиметрах;
du — диаметр комля (у места заделки) в сантиметрах;
ср — коэфициент уменьшения допускаемого ; напряжения сжатия при
поверке опоры на устойчивость. Свободная длина при расчете на продоль-
ный изгиб принимается равной геометрической длине от вершины до уровня
заделки.
Если на сжатый столб действуют силы, создающие местный изгибающий
момент Мт, то надлежит напряжение от изгибающего момента сложить с «на-
пряжением» от продольного изгиба по формуле:
М	, Мт Rd.
у	' Wep R,, ’
acos^Fgpto
(IV, 42)
здесь Wep— момент сопротивления в куб. сантиметрах, берется для сечения,
соответствующего максимальному местному моменту (без учета ослабления).
В случае, если на опору действуют изгибающие моменты Мх и Му в взаимно-
перпендикулярных плоскостях, то расчет сжатой ноги надлежит производить
по формуле:
М	/Итах Ra
7 „	+ Ы~бр ' Rt> ’
a cos yFep <р
(IV,42')
где Мтах — наибольший изгибающий момент, действующий на отдельную стойку,
определенный по формуле (индекс т указывает на то, что речь идет о местном
моменте):
Сах =
где Мх и — изгибающие моменты, действующие на сжатую стойку.
В случае, если растянутая нога подвергается действию местных изгибаю-
щих моментов, то напряжение в ней определяется по формуле:
__________________|_ Almax
4.	Одиночный столб с оттяжкой практически может быть исполь-
зован во всех схемах рис. 472 —474.
Поверка напряжений производится для сечений а ив(рис. 474), так как в этих
точках момент может получить максимальное значение.
При определении усилий в оттяжке опора в точке в принимается, как ука-
зывалось выше, шарнирно закрепленной. В точке крепления оттяжки опора
поверяется на поперечный изгиб от момента Л40, создаваемого усилием в тяге
консоли или в поперечном тросе по формуле:
Мо
° = ~w—’	<IV’44>
где Мо — изгибающий момент в килограммо-сантиметрах;
W0H—момент сопротивления сечения столба в точке крепления оттяжки
в куб. сантиметрах (с учетом осл^блзния).
В точке а опора поверяется на поперечный изгиб от момента Ма, создавае-
мого усилием в тяге консоли или в поперечном тросе и усилием в оттяжке:
g = --5-- ;	(IV.44'}
W он
— изгибающий момент в килограммо-сантиметрах;
Woh— момент сопротивления для сечения а с учетом ослабления в куб. сан-
тиметрах.
382
Кроме того, на участке ав (рис. 474) столб поверяется на устойчивость па
формуле:
_ N Мэ-Ръ .
F6pf + W-Rd '
(IV,45}
здесь N — вертикальная сила в килограммах;
М3 — эквивалентный изгибающий момент, т. е. момент, вызывающий при
треугольной эпюре в середине тот же прогиб, что и момент при рассматриваемой
эпюре, в килограммо-сантиметрах (см. об этом стр. 295). В качестве прибли-
жения можно брать М3 =0,6 Ма.
nd?
Здесь Рбр — ’ 4— (без учета ослаблений) в кв. сантиметрах, где d—услов-
ный диаметр, определяемый по формулш (IV,6).
<р определится по таблицам в зависимости от гибкости
I
Свободная длина в этом случае берется равной ав.
Кроме того, опора поверяется на продольный изгиб в плоскости, перпенди-
кулярной плоскости расположения оттяжки, по формуле:
N
°= ;
свободная длина в этом случае принимается равной двойному расстоянию от
точки приложения вертикальной силы до верхнего лежня (или до г/3 глубины
заделки столба).
В том случае, если на деревянной опоре анкеруются провода цепной под-
вески или несколько усиливающих проводов, то устраиваются оттяжки в плоско-
сти действия этих сил или в плоскости, параллельной оси пути. Во втором случае
между усилиями от анкеруемых проводов цепной подвески и усилием в оттяжке
(или оттяжках) получается некоторый угол (так как анкеруемые ветви цепной
подвески располагаются не параллельно оси пути). В том и другом случаях, если
мощность опоры оказывается недостаточной при расчете опоры в плоскости,
нормальной к оси пути, то и в этой плоскости опора снабжается оттяжкой.
В том случае, если применена одна оттяжка вдоль пути, расчет на устой-
чивость ведется по той же формуле (IV,45), с той лишь разницей, что при опре-
делении коэфициента ср свободная длина берется равной двойному расстоянию
от точки приложения вертикальной силы до верхнего лежня (или 1/3 глубины
заложения столба).
Поверка на устойчивость в плоскости расположения оттяжки при одиноч-
ном столбе теряет смысл, так как свободная длина в этом случае будет в два
раза меньше, а изгибающий момент будет отсутствовать. Изложенное положение
будет верно лишь в том случае, если усилия от анкеровки проводов не дают из-
гибающего момента. В противном случае этот момент должен быть учтен.
В случае, если анкерная опора имеет две оттяжки в двух взаимно-перпенди-
кулярных плоскостях, то можно считать верхний конец опоры укрепленным шар-
нирно, и поэтому при поверке на устойчивость во всех плоскостях свободная дли-
на будет равна расстоянию от точки приложения вертикальной силы до верхнего-
лежня (или х/3 глубины заложения столба).
5.	Двойной столб с оттяжкой практически может быть исполь-
зован во всех схемах рис. 472—474. Поверка производится для тех же сечений,
что и в предыдущем случае.
В отличие от одиночного столба здесь берется момент сопротивления, а так-
же площадь поперечного сечения для двух столбов 2F0.
В остальном расчет ничем не отличается от расчета одиночного столба.
383
§ 6. Примерные расчеты деревянных консольных опор
Общие положения. В приведенных ниже примерах принято, что
консольные опоры выполняются сдвоенными из двух сосновых (пропитанных)
бревен длиной 12,0 и 12,5 м, причем первые применяются для опор, устанавли-
ваемых с оттяжками, вторые—для опор, устанавливаемых без оттяжек, и анкер-
ных. Разница в высоте определяется тем, что для промежуточной опоры с оттяж-
кой глубину ее заделки можно уменьшить, так как устойчивость в направлении
действья наибольших нагрузок гарантируется оттяжкой.
Опоры без оттяжек применяются обычно в качестве промежуточных на пря-
мой и на внутренней стороне кривой и переходных — на прямой как при
двухпролетной анкеровке, так и при трехпролетной в пункте секционирования
(если не имеет место анкеровка усиливающего провода).
Все остальные типы консольных опор обычно устанавливаются с оттяжками,
расположенными в плоскости, перпендикулярной оси пути (причем анкерные
опоры, как правило, устанавливаются с оттяжками, расположенными в плоско-
сти, перпендикулярной оси пути, и могут иметь вторую оттяжку в плоскости,
параллельной оси пути).
В приведенных ниже примерных расчетах принято, что оттяжки опор распо-
лагаются таким образом, что составляют с вертикалью углы: 35° — при размеще-
нии их в плоскости, перпендикулярной оси пути, 45°—при размещении их в пло-
скости, параллельной оси пути.
Меньший угол для поперечных оттяжек выбирают обычно вследствие воз-
можности появления различных обстоятельств, мешающих расположению оттяжки
(насыпи, выемки, здания и т. д.).
При расчете анкерных опор учитывалось, что анкерная оттяжка может быть
расположена не в плоскости анкеруемой ветви цепной подвески, а в плоскости,
параллельной оси.
Сдвоенные опоры устанавливаются обычно так, что их общая ось располагает-
ся нормально к оси пути. Принимаем, как это и имеет обычно место, что отдель-
ные бревна опоры связываются между собой болтами или проволочными бан-
дажами.
Все необходимые для расчетов размеры даны на соответствующих рисунках.
А. ПРИМЕРНЫЕ РАСЧЕТЫ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ОПОР
Задание. Наиболее тяжелыми расчетными условиями для опор являются
гололедный режим с ветром скоростью 15 м/сек при t = — 5О1.
Опора несет: пролет цепной подвески, состоящей из бронзового несущего троса
с двумя медными контактными проводами при гололеде, весомб кг; консоль весом
приблизительно 100 кг—с гололедом; один кронштейн для усиливающих прово-
дов, имеющий при гололеде вес 20 кг; два алюминиевых усиливающих провода
А-150.
Кроме указанных выше вертикальных нагрузок на опору действуют еще вет-
ровые горизонтальные усилия: на 1 м длины несущего троса 1,25 кг/м и давле-
ния ветра на усиливающий фидер и контактные провода.
Величины всех действующих нагрузок, за исключением ветровых давлений
на фидер и контактные провода и веса фидера с гололедом, взяты из расчета цеп-
ной подвески.
Так как вес усиливающего провода с гололедом и давление ветра на усили-
вающий и контактные провода ранее не были определены, то этот подсчет приво-
дится здесь.
Собственный вес усиливающего провода 0,419 кг/м.
1 В задании предполагается, что наибольшее натяжение в тросе подвески также
имеет место при гололедном режиме, поэтому и на кривых этот режим оказывается наи-
худшим. Так же и ветровые давления вследствие большого диаметра гололеда получа-
ются наибольшими при гололеде.
384
Вес гололеда на усиливающем проводе:
ёгу = 1 [0,7(16 + 70)2— 162] 0,4 10-3 = 1,545 кг/м,
где 16 — диаметр усиливающего провода в миллиметрах.
Вес усиливающего провода с гололедом:
0,419 + 1,545 == 2,0 кг/м.
Давление ветра на усиливающий провод:
Р =0,014(16 + 70)= 1,2 кг/м.
Давление ветра на контактные провода подсчитано следующим образом: вес
гололеда на 1 м контактного провода 0,715 кг/м (взято из расчета цепной под-
вески):
J [0,7 (11,8X)2— 11,82]0,4-10—3 = 0,715 кг/л/.
Решая это уравнение относительно X, получаем X = 46 мм (диаметр обле-
денелого контактного провода). В большинстве проектов для того чтобы вы-
держать соотношение между весом и диаметром так и рассчитывают. Практически
же можно получить не меньшую точность (из-за условности принятого веса гололе-
да), если будем принимать для простоты при определении давления ветра толщину
корки, равную половине взятой для троса.
Давление ветра на 1 м контактных проводов для полученного диаметра
обледенелого провода:
р = 2-0,014(11,8+46)= 1,62 кг/м.
Давление ветра на струны и клеммы приблизительно равно 0,07 кг/м (части,
падающей на контактный провод).
Общее давление ветра на контактные провода:
1,62+0,07= 1,69 кг/м.
Усиливающие провода и несущий трос подвешиваются к консолям на изо-
ляторах типа П-4,5, вес которых с арматурой принимается равйым примерно
10 кг.
Опоры без оттяжек рассчитываются на изгиб по моменту в точке крепления
верхнего лежня, т. е. на глубине 0,9 м от уровня земли.
Кроме указанных горизонтальных нагрузок на промежуточные опоры, уста-
навливаемые на кривых, действуют усилия от излома проводов.
Эти усилия подсчитываются по формулам (II 1,6) и (111,9).
По аналогии для усиливающих проводов
где Н — натяжения усиливающих проводов при расчетном режиме в килог-
раммах;
7? — радиус кривой в метрах;
I — величина пролета между опорами в метрах.
Усилие от излома контактных проводов на зигзагах в расчет не вводим, так
как ввиду относительно небольшой ее величины (приблизительно 12 кг) она не
оказывает существенного влияния на величину напряжений.
Обозначения расчетных нагрузок даны выше в методе расчета.
Давление ветра на опору подсчитывается по следующей формуле:
Ро = 0,06 • 152 (2do+^’8lhL hi = 0,0675 (2d0 + 0,8Лх) йг
„ (г^+ОЗ/гО,
Здесь4—------—- /?! представляет диаметральное сечение опоры (площадьтрапеции);
25 Контактная сеть 251/1
385
d0 — диаметр опоры в верхнем отрубе в сантиметрах;
0,8 — сбег бревна в сантиметрах на 1 м длины;
— высота надземной части опоры в метрах.
Ветровую нагрузку считаем приложенной примерно в середине надземной
части опоры, т. е. на расстоянии 5,8 м от
заделки вне зависимости от длины опоры.
Ветровые давления на опоры различ-
ных диаметров, подсчитанные по этой
формуле, имеют следующие значения
(для hr = 9,5 м):
d	18	24	25
Ро 28	36	37
а)	Р а с ч е т промежуточной опоры на прямой
Задание. Опора выполнена из двух бревен диаметром d =24 см в верх-
нем отрубе длиной + Л2 = 12,5 м с заложением в грунт на 2,7 м и закреплением
двумя лежнями (рис. 481а).
Длина пролета I = 80 м.
Определение расчетных нагрузок
Q =6-80 + 10 =490 кг;
Qo = 100 кг;
Q. =2-2,0-80 4- 10 = 330 кг;
Q'o = 20 кг;
РТ1 = 1,25-80 = 100 кг;
Рк1 = 1,69-80 = 135 кг;
РУ1 = 2-1,2-80 = 194 кг.
Ф
Во всех расчетах принимаем плечо силы Q равным 1,6 м (примерно поло-
вине длины проекции консоли), a Q'o— 0,6 м.
Проверка прочности опоры
Изгибающий момент в точке крепления верхнего лежня при ветре, направ-
ленном от опоры на путь: [см. (IV,38)]:
M1 = Q-3 + Q0-l,6 —Q2-l —Q'o-O,6 + РТ1-10,31 + Pftl-8,1 + РУ1-10,19 + Ро х
Х5,8 = 490-3+ 100-1,6 — 330-1 — 20-0,6+ 100-10,31 + 135-8,1 + 194-10,19 +
4-36-5,8=5 500 кгм.
Момент сопротивления опоры в точке крепления верхнего лежня:
W = 0,2 (24 + 0,8 • 10,7)3 = б 900 см3,
где 10,7 м — расстояние от вершйны опорах до оси верхнего лежня. На-
пряжение в точке крепления верхнего лежня (момент переводим в килограммо-
сантиметры):
41 1ПП- 5500 100 ОП /	2
с iv 10° — § goo — 8° кг1см >
что допустимо.
Для примера определим и изгибающий момент в том же сечении при ветре
от пути на опору:
М\ = Q-3+Q0-1,6—Q2-1-—Q'o-0,6—РТ1-10,31 — Pkl -8,1 — РУ1-10,9—Ро-5,8 =
= 490-3 + 100-1,6-330-1—20-0,6— 100-10,31—135-8,1 — 194-10,19—31,58 =
= — 2 950 кгм.
Напряжение в опоре в этом случае:
М 1ПА 2 950-100
ci = и/ 100 коло	—42,5 кг! см .
386
Напряжения в верхних сечениях, несмотря на меньшие моменты сопротив-
ления, обычно получаются меньшими, так как момент при удалении от основания
падает скорее, чем момент сопротивления; так как расчет не имеет отличия
от проделанного, то мы его здесь опускаем.
б)	Р а с ч е т промежуточной опоры на внешней сторо-
не кривой радиуса/? = 600 м
Опора выполняется из двух бревен диаметром d — 18 см в верхнем
отрубе длиной 12 м с одной оттяжкой в плоскости, перпендикулярной оси пути,
из стального троса сечением 72 мм2 (рис. 4816).
Рис. 4816
Определение расчетных нагрузок
Q = 6-56 4- 10 = 346 кг-,
Qo = 100 кг;
Q2 =2-2,0-56 + 10	230 кг;
Q'o = 20 кг;
РТ1 = 1,25-56 =70 кг;
РК1= 1,69-56 =95 кг;
РУ1= 2-1,2-56 = 135 кг;
рт2
Т-1
~R~
2 040J56
600
191 кг,
где Т = 2 400 кг — максимальное натяжение несущего троса (при гололеде);
р	К-1	1600-56
*2 r 600	50 кг,
где К = 2 • 800 = 1 600 кг — натяжение двух контактных проводов;
Ро = 28 кг;
25» 251/2
387
Р _ о H I о Q 35-56	_
у.2 - 2 R -2-8 600 - 156 кг,
где 2.835 — натяжение двух усиливающих проводов при гололеде.
Проверка прочности опоры
Момент всех сил относительно сечения на глубине 1/3 глубины заложения:
TWj = Q-3+Qo-1,6-Q2-1,0—Q'o-0,6 +(РТ1+ РТ2) 10,21 + (Pk х + Pk 2) 8,07 +
+ (Pyi+Py,) 10,09 + Ро-5,8 = 346-3+100-1,6 —230-1-20-0,6 + (70 +
+ 191) 10,2+(95+ 150) 8+ (135+ 156) 10,09 + 28-5,8 = 8990кгм.
Горизонтальная составляющая натяжения в оттяжке:
где 9,2 — высота крепления оттяжки в метрах;
Вертикальная составляющая натяжения в оттяжке:
В = Actga = 975- ctg 35° = 1 390 кг.
Полное усилие в оттяжке:
Тот= /Л2 + В2 = /975+1 390 = 1 700 кг.
ч Напряжение в оттяжке, принимая ее сечением 70 мм2 (стальной трос):
Тот 1 700 г,о г- /	2
=^72~ = 23’6 кг1мм >
что допустимо, так как на стальной трос допускается 30 кг) мм2.
Изгибающий момент в точке крепления оттяжки:
= Q 3t,5° ‘’в Ь01-^ 1-Q'o-°,6+(PTi+PT2) 1,01 +(Рг/1+Р,2) 0,89 =
= 346 3+100-1^6 .1,01 — 230• 1 — 20 • 0,6 + (70 +191) 1,01 +(135 +156) 0,89 =
1 ,э
= 1 122 кг.
Момент сопротивления опоры в точке крепления оттяжки:
IV2 = 0,2 (18 + 0,8-1,4)3 = 1 380 см2,
где 1,4 м — расстояние от вершины опоры до точки крепления оттяжки. На-
пряжение в этом сечении:
М2 1 122-100 О1 , ,
’ - ТГ,100 “	1380— - 81 кг/“ 
Прове р'к а устойчивости опоры на продольный изгиб
Изгибающий момент в точке крепления пяты консоли (пренебрегая давлени-
ем ветра на опору):
A73=Q-3+Q0- 1,6—Q2-1—Q'o-O,6+(Pt х+Рт2) 1,5+(Ру t+ Ру 2) 1,38+4-0,49 =
=346-3 + 100-1,6 —230-1 —20-0,6 —(70+ 191) 1,5 + (135+156)- 1,38 +
+ 975-0,49= 1 320 кгсм.
Момент сопротивления опоры в этом сечении:
IV3 = 0,2 d23 = 0,2 (18 + 0,8-1,89) = 1 480 см2.
388
Опора проверяется на устойчивость в плоскости, параллельной оси пути,
по формуле:
о =
—----= 100 кг)см2,
^•F6p
где N — общее вертикальное усилие, приведенное к точке крепления оттяжки;
Fep — площадь поперечного сечения опоры;
<р — коэфициент уменьшения допускаемого напряжения при расчете на про-
дольный изгиб.
•V = В Q Qo -|- Q2 + Q'o + 0,33 G;
G — собственный вес опоры; G = 730 кг; 0,33G = 242 кг.
N = 1 390 + 346 + 100 + 230 + 20 + 242 = 2 328 кг.
Диаметр опоры на глубине х/3 заделки:
d2 = 18 + 0,8-10,6 = 26,48 см2.
Диаметр опоры в точке крепления оттяжки:
d3 = 18 4-0,8-1,4 = 19,12 см.
Условный диаметр:
dc = 0,33 (d3 + 2d2) = 0,33 (19,12 4- 2-26,48) = 23,7 см.
Радиус инерции:
23 7
i = 0,25 dc =	= 5,93 см.
с 4
Гибкость опоры:
R 2hom 2-920
? =	~ =ЗЖ °-
Коэфициент уменьшения допускаемых напряжений [см. формулу (IV,5)]:
3100 3100	_ ____
—зго»-=одагз-
Площадь поперечного сечения опоры:
f=2^=23-14f'7,=880 ^.
4	4
Напряжение в этом случае равно:
, N 2328 с , ,
° ~ <p-F'~ 880-0,0323 ~ 84,6 Кг1СМ *
Проверку опоры на устойчивость в плоскости, перпендикулярной оси пути,
производим по формуле (IV,8):
0,6 *Af3 Bq Rb < qq у 2
где М3 — момент в точке крепления пяты консоли;
IV 3 — момент сопротивления в той же точке; W3 = 1 480 см3.
Благодаря наличию оттяжки считаем опору в этой плоскости шарнирно за-
крепленной. Тогда
dc =0,2 (0,28</34-2,2-(/2) =0,2(2,8-19,12 4- 2,2-26,48) =22,3 см.
Радиус инерции, полагая л = 2 [см. формулу (IV, 11)]:
/ = 0,25 de = 0,25-22,3 =5,58 см.
38J
Гибкость опоры:
hon___920
i 5,58
165.

Коэфициент уменьшения допускаемого напряжения:
Ч> =
3100
1652
= 0,1135.
Площадь поперечного сечения опоры:
F= 23,14.22,32
= 780 см2.
Принимая допускаемое напряжение изгиба = 90 кг)см и допускаемое на-
пряжение сжатия при расчете на продольный изгиб Rd — 100 кг)см, подставляем
все полученные величины в формулу и получаем:
_ 0,6-132000
® "	1480
2 328	90
^0,1135-780* 100
53,5 +25=78,5 кг! см.
Б. ПРИМЕРНЫЙ РАСЧЕТ АНКЕРНОЙ ОПОРЫ НА ПРЯМОЙ
Задание. Анкерные опоры несут следующие нагрузки: вес одного пролета
цепной подвески (проходящей), состоящей из бронзового несущего троса и двух
медных контактных проводов общим весом 6 кг)м, вес консоли, примерно равный
100 кг, вес двух усиливающих проводов 2,0 кг[м каждый и вес кронштейна уси-
ливающих проводов 20 кг.
Кроме того, опора несет груз, компенсирующий натяжение контактных
проводов, равный 800 кг, и половину пролета анкеруемой цепной подвески весом
6 кг]м. Кроме ветровых усилий на пролет проходящей подвески на опору пере-
даются еще ветровке усилия на половину пролета анкеруемой подвески и на усили-
вающие провода.
На опору, устанавливаемую на прямой, действует составляющая натяжения
анкеруемых проводов, нормальная к оси пути. Опора выполняется из двух бревен
390
диаметром d =25 см в верхнем отрубе, длиной 12,5 м с двумя оттяжками: одной в пло-
скости, перпендикулярной оси пути, состоящей из стального троса сечением72 мм2,
и другой—в плоскости, параллельной оси пути, из двух стальных тросов сечени-
ем 101 мм2, а заделка осуществляется двумя лежнями.
Длина пролета I = 80 см-
Точки приложения нагрузок даны на рис. 481в.
Определение расчетных нагрузок
Q = 6 • 80 4- 10 = 490 кг-,
Qa = б-^ + 10 = 250 кг;
Qo = 100 кг;
Q2 = 2 • 2,0- 80 + 10 = 325 кг;
QO3 = -^^- + Ю=90 кг;
Q'o = 20 кг.
Давление ветра на анкеруемые провода цепной подвески и усиливающие про-
вода:
Рт, = 1,25-80= 100 кг.
Р‘Т1= 1,25^ = 50 кг;
РЛ1= 1,69-80 = 135 кг;
Р'Л1 = 1,69 -^ = 68 кг;
Ру, =2-1,2-80 = 194 кг;
р' =1 1,2-80 = 49 кг;
л 2 ’
Ро = 37 кг.
Составляющие натяжения анкеруемых проводов цепной подвески, нормаль-
ные к оси пути [(см. формулы (III,7) и (111,10)]:
Рт2=Т- ^ = 2 040=. =76кг;
I	oU
,	7	3
pk,=K~= 1600^ = 60 кг.
Проверка прочности опоры	,
Для определения усилия в оттяжке, нормальной оси пути, найден момент
в точке крепления верхнего лежня при ветре, направленном от пути на опору,
от всех внешних сил, действующих в плоскости, перпендикулярной оси пути:
М^-34-Ро-1,6—Q2-1,0— Q'o-O,6— РТ1-10,31 -Рк1-8,1—РУ1-10,19—Р'у,х
X 10 — (Р' т,— Р' Тг) 10,4 —(Р'Л, — Р'К2) 8,85 —Ро-5,8 = 490-3 4- 100-1,6 —
- 25-1—20-0,6— 100-10,31 — 135-8,1 — 194-10,19 — 49-10 —(50 —76) 10,4 —
— (68 — 60) 8,85 — 36,5 • 5,8 =— 3 295 кгм.
То же при ветре, направленном от опоры на путь:
M\=Q -34-Qo- 1,6—Q2-1 -Q'o-0,6 4- PT1-10,31 Pk, -8,1 -f- Ру,- 10,19-|-Р'У1.10+
+(Р'т1+Р'т2) 10,4 4-(Р"м + Р'Лг) 8,85 4-Ро-5,8 = 490-34-100-1,16-325-1—
-20-0,64- 100-10,314-135-8,1 4- 194- 10,19+ 48,10 + (50 + 76) 10,4 +(6-8-|-
+ 60)8,85 + 36 • 5,8 = 8 655' кгм.
391
Горизонтальная составляющая натяжения в оттяжке, перпендикулярной пути:
9,3
8655
9,3
930 кг.

Вертикальная составляющая этого усилия:
В = A ctg 35° = 930-1,428 = 1 330 кг.
Полное усилие в оттяжке, перпендикуляной оси пути:
Тот— /Л2 + В2 = /95б2 4- 1 3302 = 1 650 кг.
Напряжение в оттяжке:
У от	1 650	„
О = —= 23,0 кг/см2,
что допустимо.
Для определения усилия в оттяжке, расположенной вдоль оси пути, найдем
момент в1 точке крепления верхнего лежня от внешних сил, параллельных оси
пути (усилие от анкеровки усиливающих проводов в запас не учитывается) *:
М2 = Т • 10,4 + К • 8,85 = 2 040 • 10,4 + 1 600 • 8,85 = 35 400 кг.
Горизонтальная составляющая натяжения в оттяжке, расположенной в пло-
скости, параллельной оси пути:
М2 35400
л =м = ^“=3810к'
Вертикальная составляющая этого усилия:
В' = A ctg 45° = 3 810 • 1 = 3810 кг.
Полное усилие в этой оттяжке:
Т'от = /Л'2 + В72’ = /3 81024-38102 = 5400 кг.
Напряжение в оттяжке:
Т'вт 5400 „СГ7 , 2
° - 2-101 “ 202 ~26,7 кг,см ’
что допустимо.
Расчет на прочность достаточно вести лишь для мест крепления оттяжек, так
как в части, лежащей ниже оттяжек, при проверке опоры на устойчивость вой-
дет еще дополнительно коэфициент <р, что утяжелит расчетные условия.
Момент в точке крепления оттяжки к опоре от сил, действующих в плоскости,
перпендикулярной оси пути:
yW3=(Q-3+Qo b6)l,01 Q2 j +р1.101 + ру1.0)89+(р'л + р^)1,1 =
= (450-3+ 100-1,6)1,01 з25100.1)01 + 193.о,89-|-
+ (50 + 90) 1,1 = 1600/сгл/.
Момент в точке крепления оттяжки к опоре от сил, параллельных оси пути:
= 7\  1,1 = 2 040 • 1,1 = 2 250 кгм.
Диаметр опоры в точке крепления оттяжки к опоре:
</х =25 +0,8- 1,4 =26,12 см.
1 Усилие от усиливающих проводов, разгружая оттяжку, уменьшает вертикальную
силу. При обрыве же этих проводов усилие в оттяжке достигает расчетной величины.
392
Момент сопротивления в этом сечении:
а)	в плоскости, перпендикулярной оси пути (считая, что связи между стол-
бами не дают увеличения прочности),
Wx = O,2d? =0,2 • 26,123 = 3 570 см3;
б)	в плоскости, параллельной оси пути,
Wy = 0,2^ = 0,2 • 26,123 = 3 570 см3.
Напряжение в опоре в этом сечении от суммарного момента:
Ум1+м1	/160 00024-225000*	-	, ,
° =---------------------3570------= 77-5 кг1см 
что допустимо .
Проверка устойчивости опоры на продольный изгиб
Проверка производится только в плоскости, параллельной оси пути, так как
вертикальная сила остается неизменной, а изгибающий момент больше.
Изгибающий момент в этой плоскости в точке крепления анкерованного рро-
вода к опоре:
М5=Т  1,59 + К • 0,04—Д' • 0,49 = 2 040 • 1,59 + 1 600 • 0,04 —
— 4 220 • 0,49 = 1 244 кгм.
Полное сжимающее усилие, действующее на опору, принимается:
Во = В 4- В’ + Q + Q + Q2 + Q'o + 0,33G 4- Gap= 1 370 +4 220 4-490 + 250 4-
4-100 4-325 4- 170 4- 20 4- 20 4- 475 4- 800 = 8 165 кг.
Диаметр опоры на уровне верхнего лежня:
d2 = 25 4- 0,8 • 10,7 = 33,56 см.
Условный диаметр сжатой части опоры:
dc = 0,2 (2,8dx + 2,2d2) = 0,2 (2,8 • 26,12 4- 2,2 • 33,56) = 28,8 см.
Радиус инерции:
• dc 28,8	_ _
I = -V = —4— = 7,2 см.
4	4
Гибкость опоры:
= 129.
9,3 930
5 “'2 7 7,2
Коэфициент уменьшения допускаемого напряжения при продольном изгибе:
3 100	3 100 Л<о
f=-p—=°’18-
Площадь поперечного сечения опоры:
F = ^,2.3'14;28'8--13OO^.
4	4
Диаметр опоры на высоте крепления пяты консоли к опоре:
d3 =25 4-0,8 • 1,89 =26,51 см.
Момент сопротивления в этом сечении:
W3 =0,2d33 =0,2 • 26,513 =3 820 см3.
Напряжение в опоре:
0,6-Ж5 *<,-/?» 124400-0,6	8165-93
W3	3820	^6,18-1300 100	1	'
393
§ 7.	Материалы и допускаемые напряжения для металлических конструкций
контактной сети 1
В соответствии с Техническими условиями на сходные металлические кон-
струкции гражданских и промышленных сооружений в металлических конструк-
циях контактной сети нормальным можно считать применение следующих сортов
сталей (ОСТ 4125): '
Для наиболее ответственных конструкций, как то: опоры, сигнальные и
анкерные мостики,—Ст-3 норм., допуская, однако, при недостатке Ст-3 применение
пониженных материалов до Ст-1 норм, включительно.
Для заклепок — Ст-2 норм., Ст-3 повыш., Ст-3 норм., Ст. типа 4 и специ-
альная ('ОСТ 4129).
Применяемые в металлических конструкциях контактной сети металлы
должны по своим качествам удовлетворять соответствующим ОСТ или специаль-
ным Техническим условиям и нормам для тех металлов, которые не предусмо-
трены ОСТ.
В случае применения немаркированного металла его механические качества
должны устанавливаться лабораторными испытаниями образцов металла.
В зависимости от результатов испытаний металл приравнивается К опре-
деленной марке.
При невозможности производства лабораторных испытаний Техническими
условиями временно разрешается применять немаркированную прокатную сталь
после упрощенных испытаний, приравнивая сталь, выдержавшую упрощенные
испытания, по ее качествам к стали марки Ст-3 пониж.
До производства упрощенного испытания сталь подвергается наружному
осмотру для удостоверения отсутствия на поверхности и на торцах дефектов,
могущих отразиться на прочности стали, как то: шлаков ин^ плен, трещин, рас-
слоений и т. п.
Упрощенное же испытание состоит в загибе пробного образца в холодном
состоянии на 180° вокруг стержня диаметром, равным толщине образца (согласно
ОСТ 1683).
Признаком того, что образец выдержал пробу, служит отсутствие в нем
после загиба трещин, надрывов, расслоений или излома.
При этом испытании из каждого испытуемого сорта из партии каждого за-
каза весом до 15 т берется два образца и добавочно’по одному образцу от каждых
последующих 15 пг веса испытуемого сорта.
Сталь, оказавшаяся по лабораторным испытаниям ниже стали марки Ст-1
норм, или не выдержавшая упрощенного испытания, может быть употреблена
лишь в нерабочих частях сооружений (прокладки, шайбы и т. п.).
Наплавленный металл швов старых соединений, показавших при испытании
контрольных образцов сопротивление разрыву менее 2 500 кг/см2, не допускается
в ответственных (несущих) частях конструкций.
Механические качества металлов, применяемых в конструкциях, указаны
в табл. 20.
Для отдельных сооружений с разрешения инстанций, утверждающих проект,
допускается применение и иных (кроме перечисленных выше) сортов стали. В этом
случае должны быть преподаны дополнительные указания относительно требо-
ваний, которым должны удовлетворять материал, а также условия его приемки
и испытания.
При этом специальные Технические условия и нормы должны установить
также и возможные допускаемые напряжения.
Выше, при разборе норм для деревянных опор, мы уже отмечали, что
все существующие и возможные конструкции промышленных и гражданских
сооружений разбиваются по значимости на четыре класса и в соответствии с
классом устанавливаются величины допускаемых напряжений.
1 Настоящий параграф составлен на основании Технических условий и норм на
металлические конструкции и сооружения. По возможности сохранена система формы
норм, что необходимо вследствие обилия материала, относящегося к этой главе.
394
Таблица 20
Основные показатели механических качеств различных сортов стали и чугуна
Сорт стали и чугуна	Материалы		Наименьшее временное сопротивление в кг/мм2	I Наименьший	предел теку- чести в кг/мм2	Наименьшее удлинение В %	Модуль упругости в кг]с-м2
Прокатная	Сталь	марки «Ст-5 повыш.» .	50			18	2 100000
сталь по	»	» . «Ст-4 норм.»	42		—	20	2 100000
ОСТ 4125	»	»	«Ст-3 норм.» .	38		23	22	2 100 000
	»	»	«Ст-3 пониж.» .	38		—	19	2 100000
	»	»	«Ст-2 норм.» . .	34		20	26	2 100 000
	»	»	«Ст-2 пониж.» .	34			23	2 100 000
	»	»	«Ст-1 норм.» . .	32		—	28	2 100 00J
Стальное	Сталь	» «Ст. Л2» .... » «Ст. Л2 пониж.»	50				10	2 100 000
литье	»		48		—	8	2 100 000
	»	» «Ст. Л^» ....	36		—	16	2 100000
Чугунное		«Чугун ЧЛ1»					
фасонное	а) на	сжатие		60		—	—	1000 000
литье	б) на	изгиб 		32		—	—	—
(ОСТ 970)	в) на	срезывание 		16		—	—	
Заклепочная	Сталь	марки «Ст.типа 4» . .	41				23	2 100 000
сталь по	»	»	«Ст-3 повыш.» .	38		—	24	2 100 000
ОСТ 4129	»	»	«Ст-3 норм.»	38		23	22	2 100.000
	»	»	«Ст-2	» » . .	34		20	26	2 100000
Металл	Наплавленный} растяжение		25		—	—	—
сварочной	металл шва J	срез		20		—	—	—
проволоки ОСТ 2407							
Для конструкции контактной сети, относимой ко II классу сооружений
'согласно привилам технико-экономической классификации сооружений (Еди-
ные нормы, 1931 г., серия XIV, № 1), допускаемые напряжения назначаются по
табл. 21 и 24. I
Таблица 21
Основные допускаемые напряжения для прокатного металла
(растяжение, сжатие и изгиб)
№ по пор.	Характер действия нагрузок	Марки сталей		
		«Ст-5 повыш.»	«Ст-3 норм.» «Ст-4 норм.»	«Ст-3 пониж.» «Ст-2 норм.» «Ст-2 пониж.» «Ст-1 норм.»
		Первый пред	ел допускаемых	: напряжений
1	При действии основных нагрузок	1750	1400	1200
		Второй пред	ел допускаемых	: напряжений
2	При совместном действии основных и случайных нагрузок . . . .	2 100	1 700	1450
395
При расчете конструкций на комбинацию основных и монтажных нагрузок
допускаемые напряжения принимаются с учетом усилий, возникающих при
установке конструкции от иного распределения сил, чем при обычной работе ее в
составе сооружения (например усилия в стержнях фермы при ее подъеме), рав-
ными 1,35 первого предела основных допускаемых напряжений.
Обычно, же в контактной сети (до сего времени) принято вести расчет только
по второму пределу допускаемых напряжений. В число нагрузок этого случая
вводятся давления ветра и гололедные нагрузки. Практически так как в кон-
тактной сети до сего времени в большей части использовался немаркирован-
ный материал и лабораторных испытаний никаких не делалось, то во всех
проектах принимается напряжение 1 450 кг!см2.
В сжатых стержнях при проверке их устойчивости на продольный изгиб
допускаемые напряжения уменьшаются умножением на коэфициент продоль-
ного изгиба по табл. 23, причем расчетная длина стоек в зависимости от рода
закрепления и нагрузки берется из табл. 22.
Таблица 22
Расчетная длина сжатых стоек в зависимости от рода закрепления и нагрузки
Род закрепления и нагрузки	Схема закрепления и нагрузки	Расчетная длина
1. Стойка, защемленная в основании, верхний конец свободен. Нагрузка—сосредоточенный 1"руз на вершине \	Л	l = 2lr
2. То же при равномерно распределенной по	;; 1 V Л	1= 1,12ft
длине стержня нагрузке		
3. Основной случай. Оба конца шарнирно за- креплены; сосредоточенный груз на вер-	П	I = ft
шине	Xi in	
4. То же при равномерно распределенной по	;; h	I = 0,725ft
длине стержня нагрузке	Ju	
5. Один конец защемлен, другой закреплен шарнирно; сосредоточенный груз на вер- шине	h	I = 0,795ft
6. Оба конца защемлены; сосредоточенный груз на вершине		I = 0,050ft
Допускаемые напряжения для главных напряжений принимаются равными
основным напряжениям.
В исключительных случаях, например при учете обрывов проводов, разре-
шается тринимать повышенные допускаемые напряжения против норм в
табл. 23, но не выше предела пропорциональности, принимаемого равным 0,S
предела текучести.
396
Таблица 23
Коэфициент уменьшения основного допускаемого напряжения при продольном изгибе
Гибкость -L 1	Ст-4,3, 2и 1	«Ст-5»	Чугун	Гибкость — i	Ст-4,3, 2 и 1	«Ст-5»	Чугун
0	1,0	1,0	1,0	110	0,511	0,424	—
10	0,99	0,99	0,97	120	0,454	0,369	—
20	0,97	0,97	0,91	130	0,402	0,317	—
30	0,935	0,935	0,81	140	0,353	0,285	—
40	0,893	0,893	0,69	150	0,316	0,258	—
50	0,846	0,846	0,57	160	0,287	0,237	—
60	0,798	0,798	0,44	170	0,261	0,216	—
70	0,741	0,730	0,34	180	0,236	0,200	—
80	0,683	0,652	0,26	190	0,214	0,187	•—-'
90	0,625	0,572	0,20	200	0,191	0,173	—
100	0,568	0,495	0,16				
Таблица 24
Производные допускаемые напряжения для прокатного металла
Род усилия	Переходный коэфи- циент	«Ст-5 по- выш.» 1		«Ст-3 пониж.» «Ст-4 норм.» «Ст-2 норм.» «Ст-3 норм.» «Ст-2 пониж.» «Ст-1 норм.»				Переходный коэфи- циент	Чугун	
		при 0		сновных допускаемых напряжениях						
		1 750	2 100	1 400	1700	1 200	1450		1 000	1200
Срез 		0,75	1 300	1600	1 050	1 1 300	1 900	1 100	0,25	1 250	300
Смятие торцевых по- верхностей . . . .	1,5	2 600	3 150	2 100	2 550	1800	2 200	—	650	800
Местное смятие . . .	—	1300	1500	1 100	1 300	—	—	—	—	—
При определении производных допускаемых напряжений (срез и смятие)
•основные напряжения умножаются на переходные коэфициенты. В табл. 24
приводятся эти коэфициенты и производные напряжения.
Ст-2 норм, применяется в заклепках с допускаемыми напряжениями, уста-
новленными для Ст-3 норм.
Срез и смятие В (табл. 25 и 26) относятся к заклепкам, постановка кото-
рых производится на прессах с помощью пневматических молотков или ручной
клепкой, в дырах, полученных пробивкой или сверловкой отдельных элементов
на станках, а затем рассверленных на стеллажах.
Срез и смятие С относятся к заклепкам в продавленных и нерассверленных
отверстиях. При расчете на срез и смятие расчетное сечение заклепок и точеных
болтов принимается по диаметру соответственных дыр, а неточеных болтов —
по диаметру стержня болта.
При работе болтов на растяжение расчет производится по сечению нетто
(внутренний диаметр нарезки).
При применении в конструкциях заклепок или болтов из материала, от-
личного от основного материала конструкций, напряжения на срез берутся по
материалу заклепок или болтов, а на смятие — по материалу, имеющему более
низкие допускаемые напряжения.
397
Таблица 25
Допускаемые напряжения при расчете заклепочных и болтовых соединений при действии
_______________________________основных нагрузок______________________________
Тип соеди- нения	Род усилия	Материал заклепок или болтов			Основной металл		
		Ст. типа 4	Ст-3 повыш. и Ст-3 норм.	Ст-2 норм.	Ст-5 повыш.	Ст-4 норм, и Ст-3 норм.	Ст-3 пониж. Ст-2 норм. Ст-2 пониж. Ст-1 норм.
	Срез . . | £	1400 ’	1 100	1 100			
		Не употре- бляется	950	950	—	—		
Заклепки	Отрыв В и С	1 050	850	850	—	—	
	Смятие .{с	3 500	2 800	2 800	3 500	2 800	2 400
		Не употре- бляется	2 400	2 400	—	2 400	2 050
Точеные	Растяжение	1400	1 100	950			—	—
болты	Срез ....	1400	1 100	950	—	—	—
(чистые)	Смятие . .	3 500	2 800	2 400	3 500	2 800	2 400
Неточе-	Растяжение	У Не употре- ) бляется	1 100	950						
ные болты	Срез ....		850	700	—	—	—
(черные)	Смятие . .		1 700	1450	—	1 700	1 450
Анкерные болты	Растяжение	1200	1 050	900	—	—	—
Таблица 26
Допускаемые напряжения при расчете заклепочных и болтовых соединений при совмест-
/__________________ном действии основных и случайных нагрузок________________
Тип соеди- нения	Род усилия	Материалы заклепок или ’	болтов			Основной металл *		
		Ст. типа 4	Ст-3 повыш. и Ст-3 норм.	Ст-2 норм.	Ст-5 повыш.	Ст-4 норм, и Ст-3 норм.	Ст-3 пониж. Ст-3 норм. Ст-2 пониж. Ст-1 норм.
	Срез . . { £	1 700	1350	1 350			
		Не употре- бляется	1500	1 150	—	—	—
Заклепки	Отрыв В и С	1 250	1 000	1000	—	—	—
	Смятие .{ £	4 200	3 400	3 400	4 200	3 400	2 900
		Не употре- бляется	2 900	2 900	—	2 900	2 450
Точеные	Растяжение	1700	1 350	1 150	—	—	—
болты	Срез . . .	1 700	1350	1 150	—	——	—
	Смятие . .	4 200	3 400	2 900	4 200	3 400	2 900
Неточеные	Растяжение	1 Неупотре- 1 бляется	1 350	1 150	- -				
болты	Срез .... Смятие . .		1 000 2 050	850 1 750	—	2 050	1750
Анкерные болты	Растяжение	1500 7	1300	1 100	—	—	—
Примечание к табл. 26 и 27. Для получения допускаемых напряжений
для заклепочных и болтовых соединений из не вошедших в табл. 26 и 27 материалов над-
лежит основные допускаемые напряжения последних умножать на переходные коэфи^
Циенты согласно табл. 28.
398
Таблица 27
Переходные коэфициенты для получения допускаемых напряжений при расчете
заклепочных и болтовых соединений
Род усилия	Переходные коэфициенты			
	Заклепки	Точеные болты	Неточеные болты	Анкер- ные болты
Растяжение				0,8	0,8	0,75
Срез		В—0,8 С-0,67	0,8	0,6	—
Смятие 	 и	В—2,0 С—1,7	2,0	1,2	—
Отрыв 		В и С-0,6	—	—	—
Таблица 28
Допускаемые напряжения для сварного шва в зависимости от его временного
сопротивления на растяжение
Род нагрузки	Род усилия	Допускаемые напряжения при величине временного сопротивления в кг{см2					
		3000	2900	2 800	2 700	2 600	2 500
При действии ос- 1	Сжатие		1000	970	930	900	870	830
	Растяжение			900	870	840	810	780	750
новной нагрузки |	Срез		720	700	670	650	620	600
При совместном	Сжатие		1203	1 160	1 120	1080	1 040	1000
действии основных 1 и случайных на- ] грузок	1	Растяжение		1 100	1 060,	1030	990	950	920
	Срез		870	840	810	780	750	720
Приводимые в табл. 28 допускаемые напряжения для сварного шва отно-
сятся к сварным конструкциям, изготовляемым из Ст-3 норм, и пониженных
материалов до Ст-1 норм, включительно.
Для потолочных швов допускаемые напряжения принимаются в размере
0,8 от приведенных в табл. 28 значений.
Для швов, выполняемых на монтаже, допускаемые напряжения принимаются
в размере 0,9 от приведенных в табл. 28 значений.
§ 8.	Особенности расчета и конструирования металлических конструкций кон-
тактной сети
Прежде чем приступить к расчету, выбирается схема и устанавливаются ге-
неральные размеры конструкции. При составлении расчетной схемы должны
учитываться требования наибольшей экономии металла, наименьшей трудоем-
кости изготовления и монтажа и наибольшего соответствия работы конструкций
расчетным предпосылкам.
Расчет металлических конструкций производится на основании общих
приемов строительной механики, допуская расчленение всего сооружения на
отдельные плоские системы и учитывая только основные напряжения в элемен-
тах. В качестве таковых принимаются:
39&
а)	в сквозных конструкциях (составленных из отдельных стержней) нормаль-
ные напряжения, равномерно распределенные по сечению стержня, отвечающие
соединению всех элементов в сооружении идеальными шарнирами;
б)	в сплошных и рамных конструкциях нормальные напряжения от изгиба
и от осевого усилия, а также касательные напряжения и соответствующие им
главные.
Все несущие части основных конструкций выполняются жесткого профиля.
Исключение допускается лишь для тяг, канатов, работающих на растяжение,
и для элементов легких сварных конструкций.
В клепаных конструкциях не допускается применение стали тоньше 4 мм,
;а в вертикальных стенках сплошных балок—тоньше 6 мм. В сварных конструк-
циях допускается применение и меньших толщин в случае отсутствия опасности
ржавления.
За минимальное допустимое сечение уголка и диаметр заклепки прини-
мается: для ^элементов нерабочей решетки длиной не свыше 600 мм — уголок
35 х 35 и заклепка 10 мм, для всех прочих стержней — уголок 40 х 40
и Ьаклепка 12 мм.	s
При выборе диаметра заклепок обычно стремятся к применению заклепок
-одного диаметра во всей конструкции и в крайнем случае применяют в конструк-
ции не более двух диаметров.
Гибкость элементов конструкции не должна превышать:
для поясов...............................................150
для элементов	решетки...................................200
для нерабочих	элементов...............................  200
Гибкость растянутых длинных элементов, не подверженных вибрационной
нагрузке, прикрепляемых к узлам с помощью болтов или заклепок, не должна
превышать 500, при больших величинах гибкости необходимо применять эле-
менты, дающие возможность искусственного предварительного натяжения на
стяжных муфтах и т. п.
Элементы решетки (горизонтальная и наклонная под углом не более 30°
к горизонту) рассчитывают на изгиб от собственного веса, а также проверяют
на сосредоточенный посредине груз от человека весом 60 кг при отсутствии в это
время всякой другой нагрузки. Допускаемое напряжение при этой проверке
принимается 2 000 кг!см2.
В случае, если для доступа на опору предусмотрена специальная лестница,
проверка решетки на вес человека не производится.
Заклепочные и болтовые соединения. Для соединения частей металлических
конструкций применяются заклепки с полной, сплющенной и потайной голов-
ками.
Если выступающие полные головки заклепок вызывают какие-либо кон-
структивные затруднения, то переходят к заклепкам со сплющенными голов-
ками.
Заклепок с потайными головками избегают, применяя их в случае крайней
необходимости.
За стандартные размеры диаметров заклепок (диаметры дыр) принимаются
следующие величины: 12, 14, 17, 20, 23, 26, 29, 32, 38 мм. Диаметр заклепки
определяется расчетом и, кроме того> требованием, чтобы толщина склепывае-
мого пакета не превосходила 4,5 диаметра заклепки.
Заклепочные соединения стержней, работающих на осевую силу, рассчи-
тываются по наибольшему расчетному усилию или по расчетной площади.
За расчетную площадь сечения, при расчете заклепочных соединений по
площади, надлежит принимать: для стержней вытянутых — площадь нетто
поперечного сечения стержня или его элемента (за вычетом заклепочных от-
верстий); для стержней сжатых берется сечение брутто стержня или его элемента,
умноженное на коэфициенты уменьшения допускаемого напряжения при про-
дольном изгибе:
Fрасч = F - Ы,
400
и сечение нетто стержня F"paC4 = FH (ослабление берется вне прикрепления
-стержня, т. е. только от связывающих заклепок), смотря по тому, какое из двух —
; F или F" — меньше.
• Распределение усилий между заклепками одного ряда, прикрепляющими
' какой-либо элемент, производится поровну; при этом число заклепок в одном
ряду по направлению действия усилия не ограничивается. Если на заклепку
действуют усилия с нескольких элементов одновременно, то ее проверяют на
совместное действие усилий от этих элементов.
В стержнях несущих конструкций, работающих на осевую силу, число за-
заклепок, прикрепляющих элемент в узле или расположенных по одну сторону
стыка, желательно иметь не менее4 двух.
Заклепочные соединения элементов, работающих на изгиб и осевую силу,
рассчитываются по наибольшему расчетному усилию, приходящемуся на край-
ний ряд заклепок (вывод соответствующей формулы дан ниже).
При прикреплении составных элементов сложного стержня полное расчет-
ное усилие распределяется между ними пропорционально их площади
брутто.
При прикреплении выступающих полок уголков или швеллеров посредством
коротыша число заклепок, прикрепляющих коротыш к этой полке, берут в со-
ответствии с Техническими условиями в
1,5 раза больше расчетного для коро-
тыша.
Размещение заклепок и болтов про-
изводится по конструктивным сообра- **-
жениям в соответствии с приведенными
ограничениями (рис. 482).
Расстояние между центрами смеж-
ных заклепок диаметром d в ряду по
направлению усилия (шаг е заклепок)
должно быть не менее 3d и не более 8d
в сжатых элементах и 12d в растянутых, но
ной толщины самого тонкого из склепываемых листов.
Рис. 482
во всяком случае не более 16-крат-
Расстояние а от центра заклепки до края элемента вдоль усилия должно
быть не менее 2d и не более восьмикратной толщины элемента.
Расстояние в от ближайшего ряда заклепок до края элемента нормально
к направлению усилий должно быть не менее l,5d и не более восьмикратной
толщины прикрепляемого элемента. В исключительных случаях (крепление
сортового железа за узкую полку и т. п.) допускается уменьшать это расстояние
до l,25d.
Расстояние с между рядами (нормально к действию усилия) берется в тех
же пределах, как и шаг е заклепок. .
При шахматном расположении расстояние между центрами заклепок по
диагонали / должно быть не менее 3,5d.
Расстояние в крайних рядах между центрами смежных заклепок q и рас-
стояние в промежуточных рядах между центрами заклепок в соседних рядах
е2 берутся в тех же пределах, как и шаг е при рядовом расположении.
Как правило, для упрощения сортовая сталь режется перпендикулярно
оси, но допускается и косая резка элементов, если эта мера может быть
оправдана экономическими соображениями.
При конструировании стыков и узлов по возможности полностью перекры-
вают каждый из элементов стержня и во избежание дополнительных напряжений
от эксцентричной передачи усилия стремятся иметь симметричную конструкцию
стыка или прикрепления.
При назначении стыков конструкций, собираемых на месте, учитываются
условия сборки на месте и грузоподъемности имеющихся кранов и возможность
облегчить монтаж и уменьшить количество связанных с ними работ (клепка,
уварка) до минимума. Максимальные размеры отдельных монтажных единиц
(частей конструкций) определяются условиями монтажа и транспорта.
v26 Контактная сеть 211
401
Для соединения элементов болты рекомендуется применять в случаях,
если общая толщина соединяемых частей более 5d (d—диаметр заклепки или
болта), если встречаются затруднения или невозможна правильная постановка
заклепок или если желательна игра соединения.
Болты могут применяться точеные и неточеные.
Применение неточеных болтов допускается лишь во второстепенных частях
и в тех местах, где допустима или желательна игра.
Диаметр дыры должен превышать диаметр стержня болта для неточеных не
более 1,5 мм, для точеных — не более 0,5 мм.
В болтовых
Рис. 483а
узлах обязательна проверка стержня болта на изгиб сосредо-
точенными силами, приложенными по осям элементов па-
кета, соединяемого болтом. Допускаемые напряжения при
этом увеличиваются на 35% против основных напряжений
(табл. 21).
Сварные соединения. При проектировании металлических
сварных конструкций, работающих на статическую нагрузку,
рекомендуется применять нормальные сварные швы. На
рис. 483а показан нормальный фланговый или лобовой шов.
Для выполнения нормального шва необходимо, чтобы внешний
размер шва т0 был не менее 0,8й. В расчет же входит вы-
сота шва т =О,7й.
В сварных конструкциях применение лобовых и флан-
предпочитается соединению встык, с прорезями или про-
говых швов
бочными.
Сварные соединения рассчитываются на прочность по следующей основной
формуле:
P = FR,
F — ml,
где Р — усилие, воспринимаемое данным швом в килограммах;
F — рабочая (расчетная) площадь сечения шва в' кв. сантиметрах;
т — высота расчетного сечения шва в сантиметрах;
I — расчетная длина шва, равная его полной действительной длине за вы-
четом 10 мм (на кратер в конце шва и непровар в начале), в санти-
метрах;
R — допускаемое напряжение для материала шва в килограммах на 1 смг.
Расчетная высота т сечения сварного шва валиком, (флангового или ло-
бового) определяется размером перпендикуляра, опущенного из вершины впи-
санного в поперечное сечение шва треугольника на гипотенузу.
Рис. 4836
Рис. 483в
Толщиной валикового шва h, показанного на рис. 4836, называется длина
меньшего катета треугольника АВС (рис. 4836) (в случае нормального валико-
вого шва т — 0,7).
Расчетная высота т сечения шва встык принимается равной наименьшей
толщине свариваемых частей т = Smin.
Шов встык в зависимости от толщины сварных частей осуществляется
согласно рис. 483в. Соединение встык, как правило, делается с некоторым на-
плавом, размер которого указан на рис. 483в.
На этот рисунке даны типы швов встык: бесскосный, V-образный и Х-образ-
ный и в табл. 29 — данные о разделке швов встык.
402
Таблица 29
Разделка швов встык
Тип шва	Размер разделки в мм						Тол- щина шва 6
	Р	Д	и	Pi=Ui	Т	а в гра- дусах	
Бесскосный 		2	0,66	0,16+1				2—7
V-об разный		2	0,264-1	0,256	1	0,16+0,5	70	6-20
Х-образный		2	0,26+1	0,156	—	0,16+0,5	70	10—25
Расчетный размер шва т = 8 во всех случаях.
Расчет стыков швов в зависимости от характера действия усилия произво-
дится без учета нормального наплава по формулам:
Р = ml Rz,
Р = ml Rs,
где R2 — допускаемое напряжение материала шва на растяжение или сжатие
в килограммах на 1 см2;
Rs — допускаемое напряжение материала на срез.
' Расчет флангового шва длиной не свыше 25Л или 35т производится на срез:
Р = ml Rs =0,1 hl Rs.
Расчет лобового (поперечного) шва производится на растяжение или
i »жатие:	'
P = 0,lhlRz.
' Обозначения здесь те же, что и выше.
* При угле а < 45° между направлением действующего усилия (на рис. 483г
ось элемента) косые швы приравниваются к
j фланговым и при их длине не свыше 35 т счи-
) таются по формуле:
P = mlRs.
При угле а > 45° косые швы рассчиты-
ваются по следующей условной формуле:
P=mlRsK,
; где К—коэфициент увеличения допускаемого
напряжения на косой шов по отношению к
допускаемому напряжению на срез в зависи-
? мости от угла. Значения коэфициента К
•	Т а б л и ц а 30
РазрезМ
У&ШИИГ/ '7/7/777/7/л
Рис. 483г
даны в табл. 30.
Значения коэфициента К
а в градусах	Род усилия		а в градусах	Род усилия	
	сжатие	растяжение		сжатие	растяжение
45	1,00	К, 00	70	1,22	1,14.
50	1,05	1,03	75	1,26	1,17
55	1,09	1,06	80	1,30	1,20
60	1,13	1,08	85	1,35	1,22
65	1,17	1,Н	90	1,39	1,25
26* 211
403
В соответствии с Техническими условиями коэфициент К определяется по
формуле:
К= — 1U + 2 —#z
где Rz — допускаемое напряжение для наплавленного металла в зависимости
от рода усилия (растяжение или сжатие);
Rs — допускаемое напряжение на срез для наплавленного металла;
а— угол уклона шва в градусах к направлению действия усилия.
Фланговые косые швы при а <45° и прорези, длины которых превышают
25 h или 35 ш, рассчитываются по следующей формуле:
р = ml Rs С,
где С — коэфициент уменьшения допускаемого напряжения в зависимости от
длины шва; остальные обозначения те же.
Значения коэфициента С даны в табл. 31. Фланговые косые швы при а <45°
и прорези больше длины. 75h или НО т не допускаются.
Для фланговых швов и косых швов валиком при угле а<45° Техническими
условиями предлагается коэфициент С определять по формуле:
. С = 1,166 —0,0067л,
I
где п = л — отношение длины шва к его толщине.
Таблица 31
Значения С для расчета длинных швов валиком для п от 25 до 75
п	25	30	35	40	45	50	55	60	65	70	75
С	1	0,97	0,93	0,90	0,87	0,83	0,80	0,77	0,73	0,70	0,67
Для косых швов встык при угле а< 45° и прорезей коэфициент С определяется
по формуле:
С = 1,154 — 0,0044^,
I
где пг = — —отношение длины косого шва встык или длины прорези к расчет-
ной высоте шва встык или к расчетной, ширине прорези; соответствующие зна-
чения даны в табл. 32.
44	Таблица 32
Значения С для расчета длинных косых швов встык и прорезей для от 35 до ПО
П1	35	40	45	50	55	60	65	70	75	80	85	90	95	100	105	ПО
А	1	0,98	0,96	0,93	0,91	0,89	0,87	0,85	0,82	0,80	0,78 1	0,76	0,74 1 I	|0,71	0,69	0,67
При совместной работе одновременно фланговых и лобовых швов валиком
или фланговых и косых швов расчет всех швов производят по допускаемому
напряжению на срез.
При прикреплении элементов одновременно валиковыми (фланговыми, ло-
бовыми, косыми) швами и швами встык последние воспринимают приходящиеся
на них усилия из расчета допускаемого напряжения на растяжение или сжатие.
Остальная часть усилия воспринимается валиковыми швами из расчета допу-
скаемого напряжения на эти швы.
В случае необходимости иметь поверхность стыкового шва заподлицо со
стыкуемыми элементами (например при двухсторонних накладках) сперва сва-
ривают стыковое соединение с нормальным наплавом, затем после остывания
шва обрабатывают поверхность такового заподлицо со стыкуемыми элементами;
404
при таком порядке наложения и обработки шва разрешается принимать те же
напряжения, что и для швов с нормальным наплавом. В случае наложения сты-
кового шва без наплава надлежит допускаемое на шов напряжение уменьшить
на 20%.
Назначение размеров накладок в комбинированном соединении со стыко-
вым швом производят таким образом, чтобы напряжение в накладке было не
больше напряжения материала стыкового шва.
Напряжение в швах соединений, работающих на момент и поперечную силу,
определяется по формуле:
* = /®1 + ’
где fft — напряжение от действия момента;
— напряжение от действия поперечной силы;
R,— допускаемое напряжение на срез.
Напряжение в швах от момента определяется, исходя из прямолинейного
распределения напряжений в прикрепляемом элементе и возникающих отсюда
усилий в отдельных участках прикрепляемого сечения.
Поперечная сила считается воспринимаемой всеми швами прикрепления.
Проверку напряжений в швах соединений, работающих на момент и по-
перечную силу, можно также определять по формуле:
о	Y+P-T -SR.,
V \w,,J
где М и Q — передаваемые данному соединению момент и поперечная сила;
— суммарный момент сопротивления всех швов соединения;
sFTO — суммарная площадь швов соединения.
Толщина швов h, вводимая в расчет, должна быть не менее 4 мм, причем это
требование не распространяется на конструкции с толщиной элемента менее 4 мм.
Наибольшая толщина шва h не должна превосходить двух наименьших толщин 6
прилегающих к шву элементов, но во всяком случае не превышать 25 мм, т. е.
4 мм < й < 28 и й<25 мм.
Наименьшая длина /т|Пшва, которую разрешается вводить в расчет, должна
быть не менее 40 мм в чистоте, т. е. за вычетом 10 мм', с другой стороны, длина
шва должна быть (в чистоте) не менее четырехкратной толщины шва:
4 h /min 3=40 ММ.
При назначении размеров валиковых швов употребляют нормальные тол-
щины швов: 4, б, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22 и 24 мм, допуская отступления
лишь в случае приварки листов и профилей толщиной в нечетное число милли-
метров.
В случае применения прерывистых швов (шпонок), передающих усилие,
наименьшая расчетная длина шпонки не должна быть менее 40 мм и четырех
толщин шва.'
Наибольшее расстояние в свету между шпонками не должно превосходить
168 и во всяком случае не должно быть больше 250 мм.
Наибольшее расстояние между шпонками в швах, соединяющих листы па-
кета сжатого стержня, то же, что и в случае рабочих шпонок.
В случае шпоночных соединительных швов в растянутых элементах рас-
стояние между шпонками в свету допускают до 248, но не более 400 мм.
В соединениях внахлестку размер напуска следует делать не менее 58 с за-
варкой торцов элементов лобовыми швами с двух сторон, а при невозможности
таковой заварки принимать конструктивные меры к уменьшению изгиба в со-
единенйях.
При проектировании сварных металлоконструкций надлежит избегать при-
менения потолочной сварки, особенно в основных стержнях и элементах.
405
При расчете комбинированных соединений — заклепочных и сварных швов —
для усиляемых конструкций считается, что все усилия целиком передаются на
сварной шов, т. е. участие заклепок в работе стыка игнорируется.
Применение во вновь сооружаемых конструкциях комбинированных за-
клепочно-сварных соединений, работающих совместно, Техническими условиями
запрещается.
Сквозные конструкции. При расчете опор пространственного типа каждая
грань опоры рассматривается как особая ферма, причем каждая из основных
стоек конструкции служит поясом одновременно для двух ферм, образующих
смежные грани. Если грань опоры не лежит на одной плоскости (имеет излом),
то возможно проектировать элементы грани на вертикальную плоскость и вести
расчет для полученной таким образом условной схемы конструкции.
Все внешние силы, действующие на конструкцию, могут быть обычными
методами статики разнесены по ее граням, и таким образом расчет простран-
ственной системы может быть приведен к расчету плоских ферм.
Усилия в стержнях плоской фермы определяются обычными методами строи-
тельной механики, причем делаются следующие допу-
щения:
1)	опорные точки фермы считаются закрепленными
шарнирно;
2)	при действии вертикальных нагрузок реакции
предполагаются направленными вертикально; возможно,
однако, считать, что при малых углах наклона стоек
к вертикали приложенные к узлам вертикальные нагруз-
ки воспринимаются непосредственно стойками, не вызы-
вая заметных усилий в элементах решетки; собственный
вес конструкции относится при этом лишь к узлам ос-
новных стоек;
3)	при наличии системы перекрестных диагоналей
(раскосов) предполагаются работающими оба раскоса
в каждой панели: один на сжатие, другой на растяжение. Если при этом в си-
стему входят распорки, то они считаются лишними стержнями и предполагают-
ся неработающими. Возможно, однако, вводить в расчет лишь растянутые рас-
косы, причем в этом случае распорки являются обязательными элементами кон-
струкции и работают на сжатие.
При расчете на кручение решетчатой металлической опоры квадратного се-
чения со стороной квадрата, равной я, действие крутящего момента Мк может
быть приведено к четырем горизонтальным силам одинаковой величины, прило-
женным к плоскости каждой грани опоры (рис. 484). Величина каждой такой силы
'Т' _
2а
Если стороны квадрата по всей высоте опоры одинаковы, т. е. по высоте опора
имеет постоянную величину, то и сила Т не изменяется. Если же величина а
изменяется, т. е. опора имеет пирамидальную форму, то величина Т исчисляется
для каждого яруса конструкции особо и имеет величину переменную, уменьша-
ющуюся с увеличением а. Величину усилий в элементах решетки от крутящего
момента находят в каждой панели отдельно, разлагая соответствующую силу
на направления элементов, расположенных в данной панели. Определение при
таком расчете усилия в стойках фермы не принимается во внимание при опре-
делении размеров сечения, так как они обычно полностью погашаются действием
силы Т, приложенной в смежной грани.
Если сечение опоры имеет форму прямоугольника со сторонами аиЬ, то,
обозначая через Та усилие, приходящееся на грани со стороной а, через Ть—.
на грани со стороной &, можно определить эти силы по формулам:
Т -№>
а~ 2Ь'
Рис. 484
40э
и производить расчет во всем согласно предыдущим указаниям.
Определение Та и Ть по произведенным формулам обычно допускаете;
дри условии, что отношение большей стороны прямоугольника к меньше^
не превосходит двух.
При конструировании узлов сквозных ферм линию центров тяжести се
чений каждого стержня надлежит, как правило,, совмещать с осью по геометри-
ческой схеме.
Для малоответственных элементов (связи и т. п.) разрешается центрировать
не на геометрическую точку узла, а на проекцию ее, на наружную или внутрен-
нюю кромку сечения.
В случае отступления от такой центрировки надлежит учитывать влияние
дополнительного момента от эксцентриситета.
‘ При подборе сечений стержней сквозных ферм следует отдавать предпочтение
сечениям, симметричным относительно средней вертикальной плоскости фермы.
В случае применения для неответственных частей элементов с несимметричным
сечением (например сечений из одного уголка) рекомендуется располагать со-
седние элементы с разных сторон фермы, прикрепляя их с разных сторон фасонки.
Для уменьшения дополнительных напряжений от жесткости узлов реко-
мендуется поперечные размеры сечений, работающих только на осевую силу,
назначать не более 1/10 геометрической длины элемента.
Допускаемые напряжения в элементах, состоящих из одного уголка, при-
клепанного асимметрично к форме, принимаются в 0,75 основного напряжения.
В решетчатых металлических фермах, где пояса и решетки выполняются из
^углового железа, причем решетка размещается внутри уголков пояса, обычно
не учитывают последствий указанного эксцентриситета.
Фасонкам в узлах следует придавать возможно простое очертание, стре-
мясь к наименьшему числу резок при вырезке фасонки из листа, выкружек и
особенно входящих углов.
Фасонкам придают такие очертания и размеры, чтобы площадь нетто се*
чения по любому разрезу удовлетворяла условиям прочности при проверке
^нормальных и скалывающих напряжений от усилия, переданного до данного
разреза, прикрепленными к фасонке элементами. Кроме того, длина фасонки вдоль
пояса должна быть достаточна для размещения необходимого количества за-
клепок или швов, передающих усилие от решетки на пояс.
Для растянутых стержней поверка достаточности принятого сечения про-
изводится по наибольшему растягивающему усилию по площади нетто в наиболее
ослабленном сечении, принимая за таковое меньшее по площади разрыва по
прямой или зигзагу.
. При подсчете площади нетто сложных сечений следует отдельно определять
невыгоднейшее ослабление каждого из элементов, входящих в состав сечения.
Принятые сечения сжатых стержней должны удовлетворять условию проч-
ности:
Р
° FH ’
где FH относится к ослаблению стержня заклепками, не входящими в состав
прикрепления стержня по концам;
условию устойчивости
_ Р
а~ РбР^'
где — коэфициент уменьшения основного допускаемого напряжения при рас-
чете на продольный изгиб, зависящий от л =у гибкости стержня, где I—сво-
бодная длина, i — радиус инерции стержня.
407
Значение ср дано выше.
Поверку достаточности принятого сечения элементов, работающих на осе-
вую силу и изгиб, производят по той комбинации величин М и ЛГ, которая по-
лучается при одном и том же загружении и дает наибольшее напряжение в край-
них фибрах. При этом поверку можно производить на прочность по формуле:
ЛГ , М .
на устойчивость сжатого стержня по условной формуле:
|= N М .
* Гбр<р+1Уб/
при этом ср берется для гибкости в плоскости изгиба.
Кроме того, стержень проверяется на устойчивость в плоскости, перпенди-
кулярной к плоскости изгиба; в случае наибольшей гибкости в этой плоскости
при действии одной лишь нормальной силы — по формуле:
2V
Рбр <₽ 
Для гибкости стержней (с гибкостью больше 120) Техническими условиями
рекомендуется учитывать влияние продольной силы на напряжение от изгиба,
определяя напряжение по формуле
_ N , М
C~FH+WH[iT^N3 ±N) ’
где коэфициент а для стержней с защемленными концами
при действии сосредоточенной поперечной силы .
при действии сплошной поперечной нагрузки . .
при действи момента на концах...............................
N
равен:
0,80,
1,0,
1,25;
M — момент в стержне от действия поперечных сил или внецентренных
продольных сил;
__	к2Е/
—критическая сила стержня, равная —j2—.
Верхние знаки берутся при совместном действии растяжения и изгиба,
нижние — сжатия и изгиба.
Сжатые стержни конструируются таким образом, чтобы обеспечить одина-
ковую устойчивость по всем направлениям, а также для всех элементов, вхо-
дящих в состав сечения, для чего:
1) при подборе сечения стремятся, чтобь; гибкость всего стержня в целом
как в плоскостихфермы, так и перпендикулярно к ней была приблизительно
одинакова; •
2) гибкость всех входящих в состав сечения элементов была бы не более
гибкости всего стержня и не более 40. С этой целью они должны быть соединены
решетками или планками.
Свободную длину элементов при расчете на продольный изгиб в плоскости
фермы принимают для поясов равной расстоянию между центрами смежных уз-
лов, а для решетки — расстоянию между центрами прикреплений.
Это расстояние для решетки в предварительных расчетах может быть рав-
ным 80% от теоретической длины элемента.
При изгибе из плоскости фермы на свободную длину сжатого пояса берут
расстояние между связями для решетки — теоретическую длину элемента.
При пересекающихся стержнях, один из которых сжат, а другой растянут,
точку пересечения можно считать за неподвижную как в плоскости фермы, так
и перпендикулярно к ней.
При пересечении двух сжатых элементов точки пересечения не учитываются
при определении свободной длины.
408
При проверке устойчивости стержней составных сечений, ветви которых
соединены решетками или планками, в расчет следует вводить наименьшее зна-
чение (определяемое из табл. 24) в следующих двух предположениях:
1) в случае изгиба стержней в плоскости, перпендикулярной плоскости
соединительной решетки;
2) в случае изгиба стержней в плоскости соединительной решетки.
В первом случае коэфициент <р определяется по гибкости:
где 1Х— свободная длина стержня, в плоскости изгиба;
ix— радиус инерции сечения всего стержня относительно оси, параллель-
ной плоскости соединительной решетки.
Во втором случае коэфициент 9 определяется по приведенной гибкости:
где
г =	+ х20,
= *— гибкость всего стержня; 1У— свободная длина всего стержня при
lv	'
изгибе в плоскости соединительной решетки; I— радиус инерции
сечения всего стержня относительно оси, перпендикулярной
плоскости соединительной решетки;
— гибкость одной ветви стержня; Zo — свободная длина вет-
ви, райная расстоянию между соседними узлами соединительной ре-
/о
*0
шетки или центрами крайних заклепок планок или расстоянию
в свету между планками при приварке планок; /0— радиус инерции
сечения одной ветви стержня,—берется относительно оси, проходя-
щей через центр ее тяжести перпендикулярно к плоскости решетки.
При расчете на продольный изгиб составных стержней, соединенных про-
кладками или шайбами (два уголка, два швеллера и т. п.) проверку их по
приведенной гибкости производить не требуется, т. е. стержни считаются рабо-
тающими слитно.
Расстояние между скрепляющими шайбами в этом случае должно быть не
более 40/ для сжатых стержней и не более 80/ — для растянутых (/ — мини-
мальный радиус инерции одной ветви).
Соединительные решетки и планки составных сжатых стержней рассчиты-
ваются на условную поперечную силу, равную 1,5% от наибольшего расчет-
ного сжимающего усилия стержня. В случае наличия реальной поперечной силы
(например при поперечном изгибе), превышающей 1,5% сжимающего усилия,
решетку необходимо рассчитывать по реальной поперечной силе без учета выше-
указанной условной поперечной силы продольного изгиба.
По найденной пццеречной силе соединительная решетка рассчитывается
по обычному способу расчета сквозных ферм в предположении постоянного
значения поперечной силы по всей длине стержня. При наличии нескольких
решеток, расположенных в параллельных плоскостях, поперечная сила распреде-
ляется поровну между этими решетками.
§ 9.	Расчет металлических опор
Общие положения. При проектировании сквозных металлических опор, как
правило, на основании опыта ряд положений принимается без каких-либо спе-
циальных изысканий. Основными из этих положений являются следующие:
а)	Пояса и решетки опоры выполняются из углового или швеллерного (только
пояса) железа, что диктуется удобством конструирования; такие конструкции
повсеместно нашли себе применение.
б)	В случае, если это не потребует увеличения веса, для клепаных опор
выбирается такая конструкция, которая обеспечивает возможность крепления
всех элементов опоры не менее чем двумя заклепками.
409
в)	Опоры для гибкой поперечной подвески выполняются съемными и уста-
навливаются на анкерных болтах. В последнее время на наших дорогах на анкер-
ных болтах устанавливаются и консольные опоры.
г)	Конструкции на наших дорогах рассчитываются обычно в предположе-
нии, что будет применена Ст-3 пониж. с величинами допускаемых напряжений,
указанных выше (если имеется маркированный материал, то надлежит при-
нимать соответствующие напряжения).
д)	Пояса опоры выбираются длиной, чаще всего встречающейся для немар-
кированного материала, т. е. порядка 5 — б м.
Схема расчета металлической решетчатой опоры и выбор поверяемых эле-
ментов должны вестись в зависимости от трех эпюр, характеризующих нагрузку
опоры:
а)	изгибающих моментов;	*
б)	перерезывающих сил;
в)	вертикальных усилий.
Для различных опор в зависимости от схемы нагрузки эпюры нагрузок
могут принимать самый разнообразный вид.
Следует отметить, что, как правило, при расчете металлических опор сперва
выбирается конструкция и назначаются профиль и сечение элементов, а затем
производится поверочный расчет.
В соответствии с этим и дается
ниже метод расчета.
Расчет поясов. Для большин-
ства опор, как правило, изгибаю-
щий момент у основания опоры
имеет наибольшее значение, умень-
шается с увеличением высоты
(например у опор для гибкой по-
перечной подвески) и доходит
до нуля у вершины опоры. Одно-
временно с этим и усилие в поясе
уменьшается по мере удаления от
основания, вследствие чего целе-
сообразно для облегчения веса
опоры составлять пояса из не-
скольких элементов различного
поперечного сечения.
При изготовлении поясов из
разных номеров углового железа,
стыкуемых друг с другом тем или
другим образом, приходится повер-
ку поясов "Производить для каж-
дого номера профиля в отдельно-
сти в тех сечениях, которые полу-
чают наибольшее напряжение.
Если рассчитывается опора из углового железа с прямоугольной формой
поперечного сечения (рис. 485а), то расчет ведется отдельно для плоскости х—х
и для плоскости у — у, и максимальное усилие сжатия получается наибольшим
в элементе D, а усилие растяжения — наибольшим в элементе С.
На рис. 485а \ в плане показано расположение поясов опоры, вертикальные
же проекции представлены в осях.
На этих проекциях сплошными линиями условно показаны передние фермы
и пунктирными линиями — задние фермы.
Мы рассматриваем здесь наиболее употребительную схему решетки.
Из изложенного же ниже будет видно, что изменение конфигурации решетки
в различных плоскостях опоры не даст принципиального отличия в расчете при
определении усилия, действующего в отдельных стержнях.
410
Полагая, что внешние силы, действующие в плоскостях х — х (или у—у),
одинаково нагружают обе фермы, независимо от схемы решетки можем рассмат-
ривать отдельно работу каждой фермы.
В случае действия горизонтальных сил и моментов в плоскостях, не сов-
падающих с плоскостями х — х и у—у, можно их всегда разложить на взаимно-
перпендикулярные составляющие, действующие в плоскостях х — х и у — у.
В дальнейшем мы будем обозначать через Мх и Му суммы моментов отно-
-	i=n i=s
сительно соответствующих осей, через s Pxi и 2 Ру1—суммы горизонтальных сил,
лежащих соответственно в плоскостях у — у и х — х, приложенных соответст-
венно на высотах и h'yi.
На рис. 485а условно показано по одной силе в каждой плоскости—Рх и Ру.
Расчет каждой фермы ведем, как это делается в подобных случаях строи-
тельной механикой, в предположении шарнирного закрепления всех стержней
в узлах.
Выше мы уже отмечали, что ферма должна быть
сконструирована таким образом, чтобы оси элементов, схо-
дящихся в одном узле, пересекались в одной точке, так
как в противном случае за счет эксцентричного прило-
жения усилий в элементах фермы могут возйикнуть изги-
бающие моменты. Для металлических опор обычно допу-
скается (в исключение из этого общего правила) пересече-
ние осей раскосов решетки в точке, лежащей на внешней
стороне опоры. Это делается по соображениям уменьшения
веса, так как в противном случае не удается избежать
применения косынок для крепления раскосов к поясам.
Разрезав опору по линии О—О (рис. 485а), отбросим
нижнюю часть и заменим ее действие на оставшуюся си-
лами V2, D и Vi (рис. 4856 индексы мы здесь опускаем,
так как этот рисунок одинаково верен для обоих граней).
Для определения усилия в поясе D от действия внеш-
них сил в плоскости у — у составим уравнение моментов
относительно точки А:
Рис. 4856
i = п
V р к'
м . xi к а'
Ма = -f + ——2--------Ь -4----Vua'cos = 0;
отсюда усилие сжатия в поясе D:
(	. 2 Pxih xl NT \	1
1Л \	2а'	4 / cos у.
Аналогичным образом может быть определено усилие растяжения в поясе С:
f Мх + 2 PxJl xi ууА 1
4 у cosyx
2aJ
(IV,46)
(IV,47)
оси х — х в килограммо-сан-
здесь Мх — изгибающий момент относительно
тиметрах;
PXi — горизонтальная сила номера i в
мах;
h'x. — плечо силы Pxi в сантиметрах;
Nq — сумма всех вертикальных сил с
килограммах;
а'=а—2х0— расстояние между осями у основания опоры в плоскости оси
у — у в сантиметрах;
плоскости у — у в килограм-
учетом собственного веса в

411
— угол наклона поясов к вертикали в плоскости, параллельной плоскости
оси у — у.
Усилие сжатия в поясе В от внешних сил, действующих в плоскости у —у,
может быть определено из уравнения моментов, взятых относительно точки Е:
i — п
.. Мх . i^xPxihxi' ,Noa" ..	„
Me =	4--—2-----------F —4----------V2 a cos-fa = 0;
здесь hx"— плечо силы Pxi относительно точки Е. Отсюда усилие в поясе В:
_1_
cos уа ’
(IV,48)
и анологично для пояса А:
Мх +	_ л/Л_____
2а"	4 / cos-fa
(IV,49)
Здесь мы полагаем, что сила No не изменилась (пренебрегли уменьшением ее
за счет собственного веса ниже сечения, проходящего через точку Е).
Таким же образом могут быть определены усилия в поясах опоры и от усилий,
действующих в плоскости х — х (усилие Ру и момент Му).
Так, по аналогии, усилие сжатия в поясе А:
i = s
Му 4- S Pyth'y( ।
у, =--------------------------1—
2b' cosy
(IV,50)
Сила 7V0 сюда не входит, так как она была нами учтена при рассмотрении
сил, действующих в плоскости х — х. Точно так же усилие растяжения в поясе В:
Му + Л Pyih'yi I
У' —-----------------------*—
ly	2b'	cos-fa
Усилие сжатия в поясе D:
Му+1'2 Pyih"yi
2b"	’ cos7;
и усилие растяжения в поясе С:
V' =_______________________
v	2b" cosy,,
Задавшись расстоянием между осями у основания опоры а' и у вершины а0,
можно легко найти значение а”, для чего необходимо знать лишь высоту се-
чения соответствующего а” от основания. Тогда (из трапеции рис. 485в):
(IV,51)
(IV,52)
Аналогичным образом может быть определено и Ь”.
Таким образам, усилия в поясах представятся выражениями:
в поясе А
в поясе В
Va = V'2x — Vly;
VB = V'ly-V2x,
(IV,53)
(IV,54)
412
при получении знака плюс пояса будут работать на растяжение и знака
минус — на сжатие.
Усилие в поясе С (растяжение):
Vc = V'lx+ V'2y;	(IV,55)
в поясе D (сжатие):
Vd = Vlx + V2y.	(IV,56)
В общем случае усилия во всех поясах получат различное значение, и, сле-
довательно, если не говорить о некотором конструктивном неудобстве, то для
каждого пояса могут быть выбраны различные сечения эле-
ментов. Легко вйдеть, однако, что рассчитанная таким об-	а>.
разом опора будет пригодна только при заданном располо- г-т----
жении нагрузок и при другом потребует каждый раз до- \	/	\
полнительной проверки. В практике же обычно при расче- \	/	\
тах объединяют ряд опор в один тип в зависимости от ве- \ /	\
личины действующего момента. В таком случае всегда может	/—-—-j
представиться необходимым использовать опору и для на- \iai‘ \
грузки ее только в одной плоскости. В этом случае, выби-	I у_______}
рая допускаемую величину момента, пришлось бы сообразо- и-—а'------<
ваться с наиболее лекими поясами А и В независимо от	рис 485в
прочности поясов С и D, а это привело бы к ненужной по-	и . в
тере веса в этих поясах. Так как такой случай нагрузки
является наиболее часто встречающимся и во избежание большого числа ти-
пов не создают еще особых типов для случаев нагрузки в двух плоскостях, то
обычно по два пояса делают одинаковыми (обычно пояса узкой грани).
В соответствии с изложенным, если выбирается квадратное сечение опоры, то
можно все моменты разложить на составляющие в плоскостях х — х и у — у
и затем вести расчет в предположении действия всех моментов и сил в одной
плоскости (арифметически суммируя эти составляющие).
Расчет поясов на растяжение и сжатие. Расчет растя-
нутого пояса ведется по формуле:
V
в =	<R2,	(IV,57)
1 н
Расчет пояса на сжатие ведется по формуле:
o = ^=cRd,	(IV,58)
г Н
где а — напряжение растяжения или сжатия в килограммах на I см2;
V —^соответствующее усилие в поясе в килограммах;
FH — площадь поперечного сечения пояса с учетом ослабления его заклепоч-
ными отверстиями в кв. сантиметрах;
Rs — допускаемое найряжение на растяжение;
Rd— допускаемое напряжение на сжатие.
При сварных соединениях в расчете принимается F6p — полное сечение.
Проверка поясов на продольный изгиб. Кроме расчета
поясов на прочность необходимо произвести проверку на устойчивость, т. е. на
продольный изгиб.
По существующим Техническим условиям на расчет металлических кон-
струкций при проверке стержня на продольный изгиб надлежит брать сечение
брутто, т. е. не учитывается ослабление заклепочным отверстием, так как «мест-
ные ослабления» не влияют на общую устойчивость стержня.
Расчет на продольный изгиб, как указывалось, ведут по формуле:
V
<7 =
(IV,59)
где V — усилие в сжатом поясе в килограммах.
413
Индексы у V мы здесь опускаем, так как приведенные расчетные формулы
могут относиться к верхним частям псяса и к любой грани.
Проверка на продольный изгиб при расчете поясов металлической опоры
часто ведется в форме определения допустимой длины панели пояса. Длиной
панели называется расстояние между узлами крепления раскосов решетки к поя-
сам опоры. Ниже мы приводим такую схему расчета.
Напряжение в сжатом поясе в сечении брутто может быть определено из
выражения:
_ V
Спр-~Р7Р'
В соответствии с изложенным выше коэфициент ср может быть определен из
выражения:
Установив допускаемую величину коэфициента <р, по таблице исходим со-
ответствующую допустимую гибкость:
Р =/(<?), где Р = у,
Р — гибкость стержня;
I — так называемая свободная длина при расчете на продольный изгиб;
j — радиус инерции одного уголка:
‘=1/5-
Независимо от того, по какой схеме ведется расчет, т. е. определяется ли snf
или допускаемая длина панели, момент инерции 1 и, следовательно, радиус инер-
Рис. 486а
ции i берутся относительно той или иной оси в зави-
симости от выбранной схемы решетки.
Если решетка в развертке будет иметь вид по
рис. 486а, т. е. будет принята раскосная решетка тре-
угольного типа без распорок,то момент инерции и ра-
диус инерции берутся относительно оси х0 — х0
(или у0—у0) (рис. 485а), причем за свободную
длину стержня принимают величину Z, так как
«выпучивание» от продольного усилия может полу-
читься на длине I перпендикулярно оси х—х (или
У~У)-
Проверка относительно оси минимального момен-
та инерции ?—В в этом случае не производится, так
как «выпучивание» может происходить по кривой
с — с (рис. 486а) (в плоскости, перпендикулярной оси
с—?), т. е. при свободной длине, равней	Результаты
в этом случае получаются более легкими, чем при проверке на продольный
изгиб относительно оси х — х, так как момент инерции уменьшается мень-
ше, чем свободная длина, т. е. при проверке относительно оси 5 — В коэфи-
циент ср получается большим.
Если же решетка в развертке будет иметь вид одной из схем, представленных
на рис. 4866, т. е. будут выбраны раскосная решетка перекрёстная или тре-
угольная с распорками, или, наконец, перекрестная с распорками, то момент
инерции и радиус инерции следует брать относительно оси В — В (рис. 485а),
причем в этом случае свободная длина равна длине панели /, показанной на
рис. 4866. Таким образом, при этих схемах решетки «выпучивание» при про-
414
ольном изгибе может происходить лишь в плоскости, перпендикулярной
си z — В.
пределения максимально допустимой длины панели, то последняя может быть
пределена из выражения:
z=/p.
Таким образом, если I исчисляется относительно оси х0 — х0 (или у0 — у0)
длина панели равна I, то максимальный допустимый угол наклона раско-
ле решетки к горизонту определится из соотноше-
ия (рис. 487):
• .	I
j c°s Y
tga= -------L---— ;
а’ — sin у
десь, как и выше, cos 1.
При небольших углах у, составляемых поясами
г . I .
шоры с осью опоры, [величиной — siny практически
5ез ошибки можно пренебречь.
Если нижняя панель имеет неподвижное защемление Относительно
основания, то длина панели может быть определена путем умножения
на 0,7 соответственно 5-му случаю табл. 22. Таким образом, очевидно
наиболее тяжелый результат при отсутствии жесткого защемления пояса у осно-
вания даст панель на длине а — d (рис. 48бэ), так как усилие сжатия в этой
панели получается наибольшее и при защемлении пояса у основания на длине
? —/, так как панель ad получает более выгодные условия работы, и некоторое
уменьшение усилия в панели ef по сравнению с ad не покроет увеличения спр,
получающегося за счет того, что в точках ей/ принимаются шарниры. Легко
видеть, что усилия в верхней и нижней половинах панелей а — d ие —f неравны.
При более точном 'расчете усилия, приложенные в середине панелей а — d
de — / (при расчете относительно оси х0 — х0), можно привести к верхнему концу
панели по формуле (IV, 12) (приведенной в отделе «Особенности расчета де-
ревянных конструкций»). Однако, как показывают проделанные для различных
случаев расчеты это уточнение не вносит сколько-нибудь существенной раз-
ницы, почему им и можно пренебречь.
Если i исчисляется относительно оси £—В и длина панели была принята/0,
го максимально допустимый угол наклона решетки получится из соотношения:
tga = —----1г~~-	(IV,60)
ь а —Zo sin у	v ’
415
Расчет решетки. Разрезав опору по линии О—О (рис. 485а и 4856) и отбро-
сив нижнюю часть, получим из условия, что сумма горизонтальных проекций
всех внешних сил и сил, заменяющих действие отброшенной части опоры, равна
нулю1:
у — (Vx V'2) sin у — D cos a = 0,
откуда D — усилие в стержне решетки (в диагонали) — будет равно:
(^1 + У'2) sin т
"	/ т 1 т Z* \
Из рассмотрения формулы (IV,61) легко притти к выводу, что в основном
Р
усилия в раскосах решетки определяются величиной, перерезывающей силы-^,
усилия же в поясах несколько разгружают решетку. В том случае, когда из-
гибающий момент и сумма горизонтальных сил относительно данного сечения
направлены в противоположные стороны, усилия в поясах будут, наоборот, до-
полнительно нагружать стержни решетки. Рассчитываются же стержни решетки
лишь на ту перерезывающую силу, которая действует в плоскости данной
решетки (или в параллельной плоскости). Если решетка выполняется из раз-
личных номеров профиля, то надлежит произвести для каждого номера со-
ответствующую поверку.
Длина раскоса решетки может быть найдена из выражения (рис. 485а и 487):
/х = —(IV,62)
1 cos a	v
ИЗ формулы (IV,61) видно, что при постоянном наклоне всех раскосов
наибольшее усилие в решетке получается в месте приложения горизонталь-
ной силы, так как усилия в поясах будут в этой точке близки к нулю, и,
следовательно, будут равны нулю и разгружающие решетку силы. Но так
как длина раскоса будет больше у основания опоры, то по продольному
изгибу наиболее опасным может явиться нижний раскос решетки.
Учитывая, что нарастание усилий в раскосах по мере удаления от основания
опоры будй* происходить медленнее, чем уменьшение их длины, и что длина при
расчете на продольный изгиб входит в квадрате (в скрытой форме при определении
коэфициента ср), следует на продольный изгиб проверять в решетке нижние из
раскосов, выполненных из одного и того же профиля. Проверка же раскосов
на растяжение и крепление раскосов к поясам (заклепочные соединения,
сварка) должны производиться для раскоса, имеющего наибольшее усилие.
Исходя из изложенного, приходим к выводу, что расчет решетки удобно
вести следующим образом. Задавшись профилем раскоса, проверяют его на про-
дольный изгиб. Для этого в первую очередь определяется радиус инерции:
Zmin=]/4^>	(IV,63)
V ' бр
где /min — минимальный момент инерции сечения уголка в
Рбр — полное сечение уголка в кв. сантиметрах.
Затем определяют гибкость:
?=А*
*min
1 Индексы хну здесь опускаем, так как приводимое уравнение имеет одинаковый
вид для любой грани.
416
и по таблицам определяется соответствующий коэфициент уменьшения допу-
скаемого напряжения на сжатие при проверке на продольный изгиб — <р.
Тогда «условное напряжение» на продольный изгиб определяется из выра-
жения:
D
Fep-i
В случаях, когда сечение раскосов и решетки ослабляется заклепочными'от-
верстиями, а также в случае, когда растянутые и сжатые раскосы выполняются
из различных элементов, кроме того, необходима проверка на растяжение по
формуле:
D
13 ~~ р ’
* н
где
Fh = F бР	S tZjj
S' — толщина полки уголка;
— диаметр отверстия под заклепку.
В этом случае, как уже упоминалось, проверка должна производиться для
раскоса, имеющего наибольшее усилие (обычно верхнего). Если заклепочные
отверстия отсутствуют, то в формуле (IV,63) вместо FH войдет F6p.
Призматическая (прямая) мачта. Выше мы разбирали метод расчета пира-
мидальной металлической решетчатой опоры, т. е. такой опоры, у которой верх-
нее основание имеет меньшую ширину по сравнению с нижним. В большинстве
случаев опорам придают именно такую форму. Но на некоторых дорогах за
границей и у нас, в Союзе, применены опоры с параллельными поясами. Такие
опоры называют призматическими, или прямыми.
Формулы расчета для призматической опоры могут быть легко получены
из соответствующих формул расчета пирамидальной опоры при предположении
7=0, почему мы и находим возможным их здесь не приводить.
Расчет заклепочных соединений. Расчет заклепочных соединений стыков,
диагоналей и крепления поясов к фасонным листам ведется по обычной формуле:
Р
n~FR,’
где F — поперечное сечение заклепки в кв. сантиметрах;
п — число срезов;
Р — срезывающее усилие в килограммах;
Rs— допускаемое напряжение на срез в килограммах на 1 см2.
Расчет оснований. Под основанием опоры, как и выше, мы понимаем ту
часть конструкции, которая непосредственно крепится к фундаменту опоры.
С точки зрения расчета можно различать два типа оснований. Первый из
них сплошное основание (башмак) для всей опоры, представленный на рис. 488а,
дает жесткую связь между поясами (полагая элемент А—А достаточно жест-
ким), второй тип, представленный на рис. 4366, не дает связи между поясами.
Здесь основание (башмак) для каждого пояса выполняется отдельно.
При первом из этих типов расчет ведется для всего основания в целом как
для одной системы; при втором же—расчетом поверяются каждое отдельное кре-
пление пояса к основанию и само основание.
При расчете крепления поясов опоры к основанию (при помощи фасонных
листов) предполагаем, что срез заклепок в левой и правой частях (рис. 488а)
происходит при движении поясов в противоположные стороны, т. е. принимаем ось
вращения совпадающей с осью основания.
Наметив такое положение оси вращения, можем рассматривать изолированно
работу каждой половины. Для вывода расчетной формулы обозначим в соот-
ветствии с рис. 488а через л,, л2, л3,..., пк и лт число срезов заклепок, находящихся
27 Контактная сеть 223
417
i=n
на расстояниях а„ а2, а3,..., ak и ат <ут оси вращения, через Pt Л( —
Г = 1
изгибающий момент, действующий относительно той же оси, и через
No — сумму вертикальных сил.
Полагая, что основание абсолютно жестко, т. е. оно не изгибается, можем
считать, что деформации, а следовательно, и напряжения в заклепках будут из-
меняться по закону треугольника, как это показано на рис. 488а (здесь усилие
от вертикальной силы от No не учитывается).
Уравнение моментов может быть представлено следующим образом:
2 (^Р^ + п2Р2а2 -|-----}-пк Рк ак Н----= М + s Р^.
i=\
Для определения наибольшего усилия в крайней заклепке выразим усилие
в остальных заклепках через усилие в какой-либо одной k-ой заклепке. Так,
в первой заклепке усилие будет равно:
или, заменив Р1( Р2 и т. д. через Рк, получим:
/	2	2	2	2 \
2 п,Рк -~-}-п2 Рк~ + • • • 4* nk Рк ~ + • • • + п Рк	l = Af-|-s Pfh-
\	**к	ак	ак	ак /	1=1
и отсюда усилие в k-ой заклепке:
(Я4+2РД)аА
Рк --------------•	(IV,64)
2 S и. of
i=l '
Отсюда нетрудно получить и усилие от момента в крайней заклепке, заменив
индекс к через индекс 1.
Если имеются изгибающие моменты и горизонтальные силы в двух плоско-
стях х — хну — у, то таким же образом можно найти усилие в любой заклепке
от обоих моментов, использовав выведенную формулу в два раза.
Таким образом, положив, что рассматриваемая заклепка в плоскости у — у
i=n	i=n
(действует моментМх и горизонтальные силы дающие общий момент ^Pxihxi)
Л=1	z=i
имеет номер к, а в плоскости х — х (действует момент М и горизонтальные силы
z=s	z=s	у
~s.Pyl, дающие общий момент sP имеет номер t, и учитывая действие верти-
/=1
кальных сил, найдем усилие в заклепке по формуле:
418
(Мх + jS	(^s ^jPgihyi)at No	Zjy grj\
Put =-------------------+---------g--------+	;	’
2 J ra, a/	2^n{a?	2£jn‘
здесь m — число рядов заклепок в плоскости у — у;
г — число рядов заклепок в плоскости х — х; перед последним членом
поставлен знак плюс, так как для части заклепок срезывающее усилие от вер-
тикальной силы увеличивается.
Площадь поперечного сечения заклепки F найдется из формулы:
Р=>£;	(IV,66)
Определив таким образом F, подбирают заклепку с соответствующим диа-
метром d.
Расчет сварных соединений. Расчет сварных швов в стыке, в соединениях
раскосов с поясами и в соединениях поясов с фасонными листами надлежит
проверять по формуле:
' * =	(IV,67)
здесь Р — допускаемое усилие на швы в килограммах;
F — суммарное рабочее сечение швов в кв. сантиметрах.
В тех случаях, когда проверяется сечение, состоящее только из лобовых
Швов, полученное напряжение не должно превышать допускаемого напряжения
растяжения, если же соединение состоит из косых, фланговых или из комбина-
ции их с лобовыми швами, то это напряжение согласно Техническим условиям
не должно быть больше допускаемого напряжения среза.
В случае прикрепления элемента несколькими швами, несимметрично рас-
положенными относительно оси элемента, во избежание дополнительных напря-
, жений от эксцентричной передачи усилия размеры швов назначают пропорцио-
нальными расстояниям таковых от нейтральной оси сечения элемента. При рас-
чете сварных швов для прикрепления уголков (рис. 4886) площади приварок
определяются из условия:
Рг = Р% Р. + Р3 = РСр
Tw F = F± + F2 + F3 — площадь всех швов, соответствующая полному рас-
, четному усилию соединения;
q и с — расстояния центров тяжести сечения швов от ней-
тральной оси;
b — ширина прилегающей полки уголка.
, В случае расчета сварных швов для прикрепления равнобоких уголков
разрешается принимать:
j	Fx = 0,7 F; F2 + F3 = 0,3 F,
[ т. e. на шов, приваривающий выступающую полку уголка, передается 70%,
а на шов, приваривающий прилегающую полку,—30% полного усилия, вос-
принимаемого уголком.
При расчете сварного соединения фасонных листов с уголками основания
‘ Проверяется наиболее напряженная кромка шва. Дать универсальные формулы
расчета для этого случая не представляется возможным, так как расчетные фор-
 мулы получают каждый раз особый вид в зависимости от принятой конструкции
;соединения. Для примера выведем расчетные формулы применительно к способу
крепления, изображенному на рис. 489а.
г27* 223
419
В этом случае для упрощения расчета рядом идущие швы в расчете можно
заменить одним швом с расчетным сечением, равным сумме сечений параллельно
(рядом) идущих швов.
Для общности предполагается (рис. 489а), что проекции основания опоры
различны. Для лучшего представления работы основания на рис. 4896 предста-
влена в перспективе призма внутренних сил, возникающих в материале сварных
швов.
Положив, что все изложенное выше об оси вращения опоры для расчета
заклепочного соединения в основании относится и к рассматриваемому случаю,
и обозначив наибольшее напряжение через а, определим момент от внутренних
сил (равный моменту внешних сил) относительно оси х — х:
M-^^Pxihxi = ^AOB • m^AO-ODC m -\-FEGH-m-OF
В этом выражении (из подобия треугольников):
1=
а
«2 = О-----•
01
420
Подставив выражения (b) и (с) в выражение (а), будем иметь:
МД-VP й -л\°а*т
м + ^и^Пх‘-4[ 12	12 ах	+ 2ах
или •
а?-(а1-2й1)з + ба2й ;
отсюда
C1 = mlal-ia^b^ + Qa^b] '
(IV,68)
(IV,69)
Напряжение в шве будет увеличиваться с одной стороны оси и уменьшаться
с другой стороны за счет вертикальной силы No:
3(M + ^npxihxi)ai
°* = т [а? - (ах - 2ЬУ + 6а2й]± 4 (й + bjn	(IV,70)
Для определения напряжения в материале шва при действии момента отно-
сительно оси у—у в формуле (IV, 69) надлежит заменить йх через Ь, ах через а
и приравнять <х2 = ах, тогда получим:
3(Л1 + SPsA,)a
<т2 = ----------—--------5—.	(1 V.69')
т [а3 - (а - 2й)3 + ба ?6Х]
Учитывая дополнительное напряжение в шве за счет вертикальной
силы No, получим:
3(7И 4- ^PVibyt)a	„
<l = -----------—-----—2— ± л /А -	(IV,70')
у т[а3-(а — 2й)3+ 6а?йх]	4(6-|-йх)т
При одинаковом расположении швов относительно осей х — х и у — у,
т. е. если Ьг = b и ах = а,
Ъ(М+£РЛ,)а
m[a3-(a — 2b)3-\-8azb] ~ 8bm’	(IV,71)
или упростив:
3(M+'sWa
°* = °у = 4 Ьт (За2- ЗаЬ + 2й2) ± 8/wz’	(IV,72)
В случае, если действуют моменты в двух плоскостях, то наибольшее напря-
жение получается как сумма напряжений
« = «. + V	(IV,73)
Расчет анкерных болтов. Если пояса соединены между собой листом, при-
дающим всему основанию жесткость, то распределение усилий между болтами
определяется из предположения изменения напряжения в болтах по закону
треугольника, полагая, что основание не имеет деформации и что опора стре-
мится повернуться относительно оси А (рис. 490). В отличие от того, как
это было принято при расчете заклепок, ось вращения принимается обычно
проходящей через крайний ряд болтов (в запас, полагая, что при сжатии осно-
вания крайний ряд работать не будет). При равных сечениях распределение
усилий в болтах будет изменяться также по закону треугольника. Тогда
421
усилие Рк в fc-ом болте, отстоящем от оси Д на расстоянии ак , может быть опре-
делено таким же образом, как и выше для заклепки. Усилие в первом болте, вы-
раженное через усилие в fc-ом болте, будет равно:
Рис. 490
Уравнение моментов относительно «оси вращения»
может быть представлено в виде:
4"	+ • • • + ^kPk^k + • . • +
+ п*Ртат = M + ^Pthi,
где лх, п2, ..., пк и т. д.—число болтов, находящихся на расстоянии аг
а.2,..., ак,..., ат и т. д. относительно оси вращения
Подставив в последнее равенство значения Р„ Р2 и т. д., выраженные
через Рк, получим:
а? д?	д2	л2 «=«
пкРк + п2 Рк^ + •	• •	+ пЛРЛ	4-...	+ птРк -р ±М + Б РД,
ак	ик	ак	ак ,-i
откуда усилие в к-ом болте:
(М+ЯРМч
= ----------
/=•1
и, следовательно, усилие в первом болте от сил Р9 и моментов действующих
в плоскости оси х — х,
Р1= -----2—----2------ - 2-------------------2 •	(IV,74)
flldl + Лг°2 + • • • 4"	4“-- • • 4" Птат
С другой стороны, при наличии момента Мх и сил Рх, действующих в плос-
кости оси у — у, тот же болт (номера — Г = в плоскости у — у) восприни-
мает усилие:
P't = -----5------5------—-------2--------------2 ’	(IV,75)
ti i -j" л	2	И- • • •	ti k л k 4“	• • • 4- л- r д
где n'x, n'2 и т. д. — число болтов, находящихся на расстоянии а\, а'2 и т. д.,
измеряемых в плоскости у—у-
Общее усилие, воспринимаемое болтом:
р = р, +	(IV,76)
Ел
;=1
где No — сумма вертикальных сил (с учетом собственного веса);
X п—количество болтов.
£—1
422
В случае же, если жесткого соединения между поясами у основания нет, то
расчет ведется по обычной формуле на растяжение (по усилию в поясе), причем
болты надлежит располагать таким образом, чтобы их равнодействующая прошла
через центр тяжести, чтобы пояс не работатал на изгиб.
Для выбора диаметра болтов под поясами, нормально работающими на сжа-
тие, следует выбрать такое направление ветра, при котором они будут работать
на растяжение. По полученному усилию и рассчитываются болты. Если при всех
обстоятельствах эти пояса работают на сжатие или усилие растяжения полу-
чается незначительным, то диаметр болтов выбирают по конструктивным сообра-
жениям.
§10. Примерный расчет металлической опоры для гибкой поперечной под-
вески
Металлическая опора, расчет которой здесь приводится, представляет собой
сварную конструкцию, выполненную из четырех уголков, расположенных в вер-
шинах прямоугольника и связанных решеткой. Как пояса, так и решетки выпол-
няются из равнобокого углового железа, благодаря чему конструкция отдель-
ных узлов, а следовательно, и всей опоры максимально упрощается (рис. 436а).
Для экономии материала опора в плоскости, параллельной оси пути, имеет
меньшую базу, чем в плоскости, перпендикулярной пути (плоскость действия
момента), т. е. опора имеет прямоугольное сечение.
Пояса опоры связываются между собой треугольной решеткой и диафраг-
мами.
Расчет этой опоры ведется в предположении как определенной плоскости дей-
ствия сил, так и определенного направления их в этой плоскости.
Такая определенность в направлении усилий позволяет при расчете опоры
учитывать совершенно определенное направление усилий в элементах опоры,
благодаря чему часть элементов может быть выбрана по условиям прочности и
лишь другая часть — по условиям устойчивости, в то время как при расчете
опоры для любого направления усилий все элементы конструкции приходится
выбирать по условиям устойчивости, что значительно утяжеляет конструкцию.
Для выбора основных конструктивных размеров опоры1 (базы, длины па-
нели и пр.) обычно проводятся предварительные расчеты для различных вариан-
тов этих размеров. Выбор варианта производится на основании сравнения весов
различных вариантов. Здесь выбрано:
База опоры в направлении, нормальном к оси пути у основания 1 350 мм
То же у вершины........................................... 650 »
База опоры в направлении, параллельном оси пути у основания
и у вершины......................*........................ 650 >
Расчетная схема и эпюра изгибающих моментов для такой опоры предста-
влены на рис. 491.
Изгибающий момент в основании
опоры будет равен:
М = 7,45-0,35 + 9,45-0,46 +
+ 15-1,87 = 35 тм.
Вертикальная нагрузка [сумма веса
опоры и вертикальной составляющей
натяжения несущего троса (берется
приближенно)]:
No= 2000 кг.
Расстояние между гранями опоры
в основании (в плоскости, перпендику-
лярной оси пути):
Рис. *491
а = 135 см.
423
Расстояние между гранями опоры у вершины:
а0 = 65 см.
Высота опоры:
h = 1 500 см.
Угол наклона стоек к вертикали определится из:
• Ж	О —«О	135 65 .. ЛО-ЭО
s,nT==tglr"Tf = T75oo-0’0233-
Расчет первого пояса (ниже первого стыка). Задавшись длиной панели
I = 165 см и номером уголка 75 х 6 для растянутых поясов, находим по сорта-
менту: площадь поперечного сечения уголка F' = 8,78 см2 * *; расстояние центра
тяжести сечения уголка от грани опоры:
х0' = 2,06 см.
Задавшись также номером уголка 80 х 8 для сжатых поясов, находим соот-
ветствующие:
F=12,3 см2; х0 = 2,27 см
и радиус инерции сечения уголка относительно
тяжести сечения параллельно полке уголка:
ix = 2,44 см.
оси, проходящей через центр
Расстояние между центрами тяжести поясов (в плоскости, перпендикуляр-
ной оси пути):
а' = а — х0 — х0' = 130,67 см.
Усилие в сжатом поясе определится из формулы (IV,48).
Подставляя соответствующие значения в выражение для V2 и принимая
во внимание, что cos y =а= 1, получаем:
/	1 65\	/	1 65
350 ( 7,45 —	4- 460 ( 9,45	’
1	2 /	\
'2(130,67- 165 • 0,0233)
+ 2(Ю0 = 135()0 кг
1,65
2
2
V2 =
Усилие в растянутом поясе определится из формулы (IV,47):
35-Ю5	2000
— = 12900- кг.
4
V1 2 • 130,67
Гибкость сжатого пояса:
ч
165 сгте
2,44 - 67’ ’-
Коэфициент уменьшения допускаемого напряжения при расчете на про-
дольный изгиб находится по таблице как функция гибкости:
ф = 0,754.
Напряжение растянутого пояса будет равно:
о = ^ =	= 1 470 кг!см2.
Условное напряжение при расчете на продольный изгиб сжатого пояса:
У2 13 500	,	.
° <fF 0,754 • 123 “ 1460 Кг/СМ •
424
Расчет второго пояса (выше первого стыка). Высота первого стыка от
основания опоры:
hr — 495 см.
Изгибающий момент на высоте стыка:
Л4Х = Л4 — 4,95	= 35 — 4,95-(0,35 + 0,46 4- 1,87) = 21,7 шм.
Вертикальная нагрузка с учетом собственного веса опоры (приближенно):
= 1 800 кг.
Задавшись длиной панели Г = 125 см, уголком 75 х 6 для растянутого
и сжатого пояса, будем иметь:
Fx= F, = 8,78 см2; х01 — х'О1 = 2,06 см.
Радиус инерции сечения относительно центральной оси, параллельной
грани уголка:
ix = 2,31 см.
База опоры на уровне стыка:
a1 = a-2A1tgy = 135 — 2 • 495 0,0233 = 112 см.
Расстояние между центрами тяжести поясов на высоте стыка:
а\ =at — х0' —х01 = 112 — 2,06 — 2,06 = 107,88 см.
Усилие, растягивающее пояс:
, Мг Nt 21,7-10» 1 800 ПАЛП
V'“S‘'“4=27W8 ---------4 — 9600к-
Усилие, сжимающее пояс:
Л^-^Р N 21,7— ф- 2,68
V' ______?_____L. =____________£________105 + А.8™ =9 950 кг
2-2(a'i — Z'tgy) 4	2(107,88-125-0,0233)	4	°	’
Гибкость сжатого пояса:
Р = Х“Ж-54’°-
Коэфициент уменьшения допускаемого напряжения при продольном изгибе:
<?= 0,829.
Напряжение растянутого пояса:
V, 9-950
= рт = -gyg- = 1130 кг! см2.
Напряжение сжатого пояса:
_ У2 9600	_,„_п	, ,
0— (fiFj 0,828-8,78	320 /СМ ’
Проверка напряжения в поясе в месте крепления верх-
него фиксирующего троса (на местный изгиб)
Усилие в тросе
Т = 1 500 кг.
Длина панели в месте крепления троса:
1'ф= 120 см.
425
Середина панели закрепляется добавочной распоркой, благодаря чему
расчетная длина балки будет равна — 0,6 м.
' Момент, изгибающий пояс, определяется как для полузаделанной балки
(средний случай между защемленной и свободно опертой балкой):
JT
(Т делится на два, так как опорный уголок опирается на два пояса).
Расстояние между центрами тяжести поясов на высоте 9,45 м:
Од5 = а —2-945-tg у —х01 —Xoi= 135 —2-945-0,0233 —2,06 —2,06 = 87,88 см.
Изгибающий момент на высоте 9,45 м (на уровне крепления фиксирующе-
го троса):
Мф = 1,87 (15 — 9,45)= 10,2 тм.
Усилие, растягивающее пояса (трос крепится на растянутых поясах)
„ Мф Nj, 10 200	1600 _.АА
- 2а7 - Т " 2^87-88------4~ “ 5 400
1 600—вертикальная сила выше рассматриваемого сечения (примерно).
Момент сопротивления сечения растянутого пояса:
Wx = 8,58 см3.
Суммарное напряжение от растяжения и изгиба:
Уф , Мт 5400 , 7 500	,
0	+ Wx 8,78 + 8,58	370 кг1см'
Расчет третьего пояса (выше второго стыка). Высота второго стыка от осно-
вания опоры:
Л2 = 1 040 см.
Изгибающий момент на высоте стыка:
Ж2 = (15—10,4)1,87 = 8,6 тм.
Вертикальная нагрузка с учетом собственного веса опоры (приближенно):
N2 = 1 500 кг.
Длина панели:
,/* = 185 см.
Выбирая для растянутых поясов уголок 45 х 5, имеем для него данные:
Fa'=4,29 см3; х'02 = 1,3 см.
Для сжатых поясов выбираем уголок 60 х 5:
F2 = 5,82 см3.
Радиус инерции сечения относительно центральной оси, параллельной
грани уголка.:
ix — 1,85 см.
Координата центра тяжести сечения:
х02 — 1,66 см.
База опоры на уровне стыка:
а2 = а — 2A2tgy = 135 — 2-1040-0,0233 = 86,5 см.
Расстояние между центрами тяжести псяссв на высоте стыка:
02 — о2 — Хо2 — *02 = 86,5— 1,3 — 1,66 = 83,54 см.
426
Усилие, растягивающее пояс:
v" М2 N2
Vl =2S7_t =
Усилие, сжимающее пояс:
М2 — ^-Нп
8 600	1500
2W4----4~ = 4 775 кг‘
1 ЯЧ
8600 — -^ 1870
м
V2 = 2(а'2 — /"tgy) + 4	2(0,8354-1,85-0,0233) "г 4
j_-1^2 = 4700 «г.
Гибкость сжатого пояса:
185
Т?85
= ЮО.
Г
k
Коэфициент уменьшения допускаемого напряжения при продольном изгибе
<₽ = 0,568.
Напряжение в растянутом пояс:
о = V-pr = 4^- =1110 кг/смг.
i 2	4,2У
Напряжение в сжатом поясе:
° = ^ = 5 я?~7Т= 1420 кг/сл*.
2 Э,о2 • О,ООО
Расчет решетки первого пояса. Поперечная сила:
Р = 1 870 4- 460 + 350 = 2 680/.
Наклон нижнего раскоса к горизонтали:
.	I	165	nct,
tg* = —7---------------г~ =—т----------------------г = 0,641,
2 (а'~Т tgT) 2 (130»67 —• 0,0233)
отсюда
а — 32°40' и cos а = 0,842.
Наклон верхнего раскоса:
tg«' = —7----------j------?=—/-------------------------г =0,752,
2 H+ytgT 2	107,88 + -у--0,0233)
отсюда
а'= 36°55' и cosa = 0,799.
Усилие в нижнем раскосе:
2 cosa
ЕР — 2 (Vi + V2) tg Y _ 2 680 — 2 (12 900+13 500) 0,0233
Ul -	„ -----------------2-0,842	кг’
Принимаем, что номера профилей как в сжатом, так и растянутом раскосах
изменяются лишь на уровне стыка поясов. Определив усилие в нижних поя-
сах в последней панели перед стыком, таким же образом, как для других то-
чек (расчет не приводим), получим усилия в нижней диагонали:
р_2(У01 + V02)tgT _ 2 680-2 (10450+10950) 0^0233
Ul ~	2^Гс?	-	2^799	1Кг<
где Voi== Ю450 кг и Го2 = 10 950 усилия в верхних панелях нижних поясов.
427
Длина нижнего раскоса:
,	1	4
а — tgy
G =--------------
1 cos а
165
130,67 —	-0,0233
»	б?842
= 153 см.
Сжатые раскосы выполняются из уголков 45 х 5 с площадью поперечного
сечения Fp = 4,29 см2 и минимальным радиусом инерции zmin = 0,87 см.
Растянутые раскосы выполняются из уголков 35 х 5 с площадью попереч-
ного сечения F' = 3,28 см2.
На продольный изгиб проверяем нижний более длинный раскос.
Гибкость нижнего сжатого раскоса:
?-^-0,87~ 176-
Коэфициент уменьшения допускаемого напряжения на сжатие при про-
дольном изгибе:
Напряжение в
= 0,246.
нижнем сжатом раскосе:
° = yF~p = 4,29 • 0,246 = 820 кг1см2-
верхнем растянутом раскосе:
Напряжение в
D\ 1060	.	1 .
,= F-r=^S~	'
I Расчет решетки второго и третьего поясов производится таким же образом. ’
Расчет решетки в плоскости, параллельной оси пути. Расстояние между
гранями опоры:
b = 65 см.
Расстояние между центрами тяжести поясов:
b' = b — 2х'0= 65 — 2-2,06 = 60.88 см.
Длина панели:
I = 165 см.
Наклон раскоса к горизонтали:
165 =|36.
“ 2ft' 2.60,88	’ ’
а" = 53°40'; cos а" == 0,592.
Длина раскоса:
, ,	'Ь’	60,88	1П_
‘1 = ----» — А САА — ЮЗ СМ.
1	cos а."	0,592
Площадь, ограниченная контуром опоры в плоскости, перпендикулярной
оси пути:
о_а + «о 1,35+0,65
— q * Л	л • 1 э — 15 м .
л
Давление ветра на опору (при давлении ветра 80 кг)м2 и коэфициенте за-
полнения. площади опоры, приблизительно равном 0,5):
Рь = 0,5-80S = 0,5-80-15 = 600 кг.
и усилие в раскосе: J
D"
п---zrno = 507 кг
2 cos а" 2-0,592
428
Раскосы выполняются из уголков 35 х 5 с площадью поперечного сечения
Fp = 3,28 см2 и минимальным радиусом инерции сечения уголка imin = 0,68 см.
Гибкость раскоса:
^min О,0о
Коэфициент уменьшения допускаемого напряжения:
<р = 0,311.
Напряжение:
rw/	^07
° =	= тбо п ои = 500кг/см*.
F р<р 3,28-0,311
Расчет анкерных болтов. Так как основание этой опоры выполнено в виде
отдельных башмаков, то расчет будем вести для каждого пояса отдельно. При
расчете полагаем, что центр тяжести сечения пояса совпадает с центром тя-
жести сечения болтов, расположенных в одном углу, вследствие чего усилия,
воспринимаемые болтами, равны.
Усилие, растягивающее стойку:
Vi = 12 900 кг.
Количество болтов в одном углу опоры п = 2.
Диаметр растянутого анкерного болта D = Р/4" с площадью поперечного
сечения болта, ослабленного резьбой:
FH = 5,77 см2.
Напряжение в болте:
V! 12900	.
nFH ~ 2 • 5,77 ~ 1 5 Кг/СМ '
а =
Конструкция основания выполняется в виде отдельных для каждого по-
яса башмаков, так как такие основания получаются обычно несколько легче
сплошных4.
Дать общий универсальный метод расчета для башмаков невозможно, так
как конструкции их весьма разнообразны. Поэтому для ознакомления с рас-
четом этих конструкций удобнее всего разобрать в качестве примера одну из
существующих конструкций. В качестве примера мь! берем конструкцию башмака
для опоры, расчет которой приведен выше.
Башмак этого основания изображен на рис. 492а. Он состоит из двух равно-
боких уголков II — уголка I и уголка III. Пояса опоры привариваются к уголку
III, который затем приваривается к основному уголку I таким образом, что
оба уголка образуют швеллерное сечение. Сверху на уголки I й III наложены
и приварены к ним уголки II. Кроме того, под башмаки сжатых поясов для уве-
личения поверхности основания привариваются плиты (492е).
В тех случаях, когда применяются башмаки такой конструкции, расчет
их может производиться по предлагаемому ниже методу.
При расчете необходимо проверить, с одной стороны, прочность швов, кре-
пящих пояс опоры к основанию, и, с другой стороны, прочность самого осно-
вания при работе его на изгиб.
При проверке напряжения в швах, крепящих пояс к основанию, в рас-
чет принимаются только лобовые швы (рис. 4926), крепящие пояса опоры к угол-
ку III. Швы, соединяющие пояса с уголками II, не вводятся в расчет, так как
передача усилия от этих швов на основание может производиться через полку
уголка, т. е. через элемент, не обладающий большой жесткостью.
Фланговые швы, соединяющие обушек пояса с уголком III, также в расчет
не вводятся, так как они расположены асимметрично относительно центра тя-
жести сечения пояса.
429
Напряжение, возникающее в швах, крепящих пояс к основанию, будет
равно:
V
3~ 5 '
где V — усилие в поясе;
S — сечение швов 1 и 2;
S=m + 2/2) = 2т (1г-]- /2),
где т = 0,7й — высота швов;
и 12 — длины швов 7 и 2, равные:
/х = Z?! — Д и /2 = Вг — d — O,5h;
здесь Вг — ширина полки пояса;
d — толщина полки пояса;
й — толщина шва, й = 1 см;
д — величина непровара в начале шва, Д = 0,5 см.
Подставляя значения /х и /2 в выражение для S, получим:
5 = 2-0,7 (Bj — д + B1 — d — 0,5h) = 1,4 (2Вг —0,5 — 0,5 —d),
или
5= 1,4 (2В1— 1,0 — d).
Опора, расчет которой приведен на стр. 423, имеет сжатые пояса из уголка
80 х 80 х 8 и растянутые из уголка 75 х 75 х 6. Поэтому будем иметь:
для сжатых поясов
. Вг = 8 см и d = 0,8 см;
для растянутых поясов
Вх = 7,5 см и d = 0,6 см,
откуда будем иметь:
для сжатых поясов
5= 1,4 (2-8— 1,8) = 19,9 см2
и для растянутых поясов
S'= 1,4 (2-7,5- 1,6) = 18,8 см2.
430
Усилия в поясах берем из расчета опоры:
в сжатом поясе
V2 = 13 500 кг;
в растянутом поясе
V, = 12 900 кг,
откуда напряжения в швах, крепящих пояс к башмаку, будут равны:
для сжатых поясов
о =	-г,- = 680 кг! см2;
1 У^У
. для растянутых поясов
12 900
а = з- — 685 кг!см2.
1о,о
Кроме проверки прочности швов, крепящих пояс к основанию, необходимо
проверить на изгиб само основание. Эта проверка должна быть произведена
очевидно для сечения х — х (рис. 492а). Для растянутых поясов это сечение
будет состоять из сечений уголков 1 и III, расположенных под углом 45° к оси
опоры и из поперечного сечения шва 3.
Расположение отдельных элементов в этом'сечении показано на рис. 492в.
Момент инерции рассматриваемого сечения можно определить по формуле:
1х = тх (aid3 Ц- аз<1з + /з • ОД3 4* di Z>i + ds ^з3) 4*
1
+ jo2/o + (ji —Jo)2/i + (у2 —yo)2f2 + (J/3 —Уо)2/з + (-У4 — Jo)2 S3 ,
где у v у'2, /з> У 4—координаты центров тяжести отдельных элементов относи-
тельно начальной оси х — х, равные:
' d\ + d3 ' b\ —rfi
-V1 “	2	’ У2 ~	2
Ьз + d\ .
J3 =----2----’
у4 = b\ 4- 0,35 -	;
jo, fi, /2, /з И S3 — площади отдельных элементов, равные:
/о = а 1 d\ ; /1 = аз ;
J2 = b\ d\ ; /3 = Мз;
S3 = 0,7 /3 •
Здесь	___
а\ = У 2 b\—d\ и Лз=]/ 2 b'3 — d'3,
где Ь\ и Ь'3 — ширина полок уголков I и III.
Координату центра тяжести всего сечения (относительно той же начальной
оси х — х) можно найти из выражения:	>
' = Ji/1 + J2 /2 Ц~Уз/з + J4S3
/0+/1 + /2 + 1з + 5з
Здесь при подсчете момента инерции и сечения увеличение толщины вертикаль-
ных полок уголков при косом срезе их не принимается во внимание, т. е. в рас-
сматриваемом сечении толщины вертикальных полок принимаются равными
толщинам полок уголков I и III.
Длина шва 3 равна:
1'3 =	— 1 = 7,5— 1 = 6,5 см,
431
где В\ — ширина полки растянутого пояса;
1 — величина (в сантиметрах) непровара в начале и конце шва 3.
В рассматриваемой нами конструкции башмака элемент / выполнен из
углового железа 80 х 80 х 8 и элемент III — из углового железа 75 х 75 х б,
поэтому будем иметь:
Ь\ = 8 см; Ь'3 = 7,5 см;
4\ = 0,8 см; d'3 = 0,6 см,
откуда получим:
а\ = 10,5 (м; а'3 = 10 см;
f'o = 8,4 см2; f\ — 6,0 см2;
f'z = 6,4 см2; /'3 =*4,5 см2;
S3' = 4,55 см2.
Подставляя эти величины, получим следующие значения координат цент-
ров тяжести отдельных элементов сечения:
у'1 = 0,7 см; у2 = 3,6 см; у'з — 4,15 см; у4 = 7,95 см,
откуда координата центра тяжести всего сечения относительно оси, х — х будет
равна:
Уо =
0,7 • б + 3,6 • 6,4 4 4,15  4,5 +7,95 - 4,55
8,4 + 64-6,4 + 4,5 +4,55
Тогда момент инерции рассматриваемого сечения будет равен:
/;=± (10,5 0,83+ 10-0,63+-6,5-0,73 + 0,8-83+ 0,6-7,53)+
+- 2,752 • 8,4 + (2,75 — 0,7)2 - 6,0 + (3,6 — 2,75)2 • 6,4 + (4,15 — 2,75)2 • 4,5+
+ (7,95 — 2,75)2-4,55 = 281,2 см*.
Расстояние от центра тяжести сечения до наиболее удаленного слоя будет
равно:
е’ = b\ 4* 0,7 — -----у'о = 5,55 см,
откуда момент сопротивления сечения будет	равен:
117, 1Х	281,2	з
W; = -4 =	g Д-	=	50,5 f Л13.
е	5,5э
Для сжатых поясов в сечение х — х кроме уголков I и III войдет также
нижняя плита. В этом случае (рис. 492г) момент инерции этого сечения будет
равен:
1Х = А (а^ + а^+аз di+^-OJ’+^b 3 +	+
+ +0/0 + СУо-Ь)2 fl +(?о-л)2/2 + (Уз-л)2Л +(У4-л)2А+
+ (У$ —_Уо)2 S34
Уз — 2 ’ -У* ^1+ 2 1
У5 =	4" 0>35 4 ~2
/о — fl — ^1^1»
и
432
fi — d3a3 ; f3 — df>4,
fi == d3b3 и S3 = 0,713. 1
Здесь	_	_
—	a3 =)Л 2f>3— d3 и а2=]Л2л,
где n — ширина нижней плиты.
Координата центра тяжести всего сечения в этом случае будет равна:
. _ АУх + АУг +/з.Уз +/4У4 + $зУь
° /о+А +/2+/3+/4 + ^з
Длина шва 3 равна:
l3 = Bt — 1 = 7 см,
где BL — ширина полки сжатого пояса;
1 — величина (в сантиметрах) непровара в начале и конце шва 3.
Принимая п = 11 см и 8 = 0,6 см, в этом случае будем иметь:
Ь4 = 8 см;	Ь3 = 7,5 см;
d4 = 0,8 см;	d3 = 0,6 см;
8 = 0,6 см; аг — 10,5 см;
а2 = 15,6 см; а3 = 10 см;
f0 = 9,35 см2;
f = 8,4 см2; f2 = 6,0 см2;
'	/з — 6,4 сл2;/4 = 4,5 см2;
S3 — 4,9 см2
и
Ух = 0,7 см; у2 = 1,4 см;
у3 = 4,3 см; у4 = 4,85 см;
уъ — 8,65 см,
откуда координата центра тяжести сечения будет равна:
8,4-0,74-6,0.1,44-6,4-4,3 +4,5.4,85 + 4,9-8,65 _
Уо	9,35+8,4+6,0 + 6,4 + 4,5 + 4,9
Следовательно, момент инерции будет равен:
/х= -L (10,5.0,83+15,6-0,б3-|- 10-0,63 + 7-0,734-0,8-83 +
1 2^
4- 0,6-7,53) + 2,692-9,35 + (2,69 — 0,7)2-8,4+(2,69— 1,4)2 -6,0 +
4- (4,3 — 2,69)2 • 6,4 + (4,85 — 2,69)2 • 4,5+(8,65 — 2,69)2 • 4,9 = 378,35 см*.
Расстояние от центра тяжести до наиболее удаленного слоя сечения будет
равно:
е = bt + 0,7 +	—у0 = 6,31 см,
откуда момент сопротивления сечения будет равен:
Wx = ~ = 60,0 слЛ
е
Момент, изгибающий основание в сбчении х — х для растянутых поясов,
будет равен:
где — усилие в растянутом поясе;
с = 4,5 см — расстояние от оси болта до сечения х — х.
28 Контактная сеть 330
433
Разрезав часть плиты основания сжатого пояса, отсекаемую осью х — х
(рис. 492е), на прямоугольный треугольник со стороной п и параллелограм с
высотой с1} найдем изгибающий момент в сечении х — х от давления на плиту*
откуда
или, принимая во внимание, что а2 = ]/2 • п,
/ 2L


Величина определяется следующим образом (рис. 492д):
или, так как
то
— L _ п
С1 ~ 2 /Т ~ 2/1
где z0 — координата центра тяжести сечения сжатого пояса.
Принимая длину плиты L = 33 см и подставляя значения остальных ве-
личин, получим:
33	11
с, =	-----2,27 = 5,50 см,
2/22/2
откуда для растянутых поясов получим:
4,5-12 900 _nnm
М — ——--------= 29 000 кг. см
и для сжатых поясов:
13 500 /	11	112 \
ж =	/	0	ы	5 50 +	" 1	26 700кг.	см.
/2-33 V	/2	6	;
Отсюда напряжения в шве 3 будут равны для растянутых поясов:
29 000
<з = go’s =575 кг! см2
и для сжатых поясов:
26 700
о = —go— = 445 кг i см3.
§ 11. Расчет опоры с безраскосной решеткой
В том случае, если уголковая или швеллерная опора вместо треугольной
решетки имеет соединение поясов, выполненное при помощи планок, то мы по-
лучаем так называемую безраскосную ферму. В отличие от ферм с треугольной
решеткой пояса фермы в этом случае работают на изгиб. На рис. 493а схема-
тически дан чертеж швеллерйой опоры с планками, представляющими такую'
ферму. Вследствие жесткости узлов пояса и планки этой опоры при деформации
изгибаются по S-образной кривой и поэтому в панелях появляются точки
перегиба. В этих точках моменты равны нулю, так как радиус кривизны равен
бесконечности.
434
Если опору разрезать по нулевым точкам поясов по линии 11—11 (рис. 493а),
то вертикальная составляющая продольной силы в поясах от момента и горизон-
тальной силы, действующей на опору (рис. 4936), будет равна N, где
или с учетом вертикальной силы Na, действующей на опору для растянутого
пояса,
(IV,77)
для сжатого пояса
= (IV’78)
о I
здесь М — момент, изгибающий опору на высоте расположения нулевых точек;
b — расстояние между осями швеллеров;
No — вертикальная сила.
Рис. 493а
Рис. 4936
В данном сечении поперечная сила
Pi = Рл + Р„,	(IV.79)
где Рл и Рп — поперечные силы в левом и правом поясах опоры.
Если сжатый и растянутый пояса имеют одинаковое сечение, т. е. опора сим-
метрична по очертанию и сечениям, то очевидно, что (рис. 4936)
Рл=Рп=-^	(IV,80)
Следовательно, дополнительные моменты в поясах в этом случае будут равны:
М^^-е,	(IV,81)
где е — расстояние точки определения момента Мх от нулевой точки.
При определении максимального момента, действующего на пояс опоры
в нижнеи панели, положим е = тогда
28*	212
435
(IV,82)
Расчет растянутого пояса может быть в этом случае произведен по фор-
муле:
а = ^+^,	(IV,83)
где FH— площадь сечения растянутого пояса с учетом ослабления в кв. сан-
тиметрах;
WH — момент сопротивления сечения пояса также с учетом ослабления
в см3.
Расчет сжатого пояса на прочность может быть произведен по формуле:
образом (по
продольный
(IV,85)
Здесь обозначения те же.
Если пояса работают еще и на местный изгиб от нагрузки, приложенной
вне узлов, то к указанным силам и моментам прибавляются моменты поясов
как защемленных балок, работающих на местную нагрузку вне узлов.
Наконец, к проверке сжатого пояса на продольный изгиб можно подойти
следующим образом: полагая, что поперечная сила достаточно велика, а сле-
довательно велики и дополнительные моменты Мв, мы можем рассматривать
каждую панель как стержень с защемленными концами, т. е. принимать при
расчете на продольный изгиб свободную длину равной /0 =
Зная эту длину и радиус инерции сечения, можем известным
таблицам) установить величину коэфициента срг, и тогда расчет на
изгиб сведется к пользованию формулой:
в V* Мв
где Fgp—площадь сечения пояса без учета ослабления в кв. сантиметрах;
W6p — момент сопротивления сечения также без учета ослабления в см3.
В том случае, когда основной нагрузкой опоры является вертикальная
сила, т. е. когда поперечная сила и, следовательно, дополнительные моменты
невелики, можно считать свободную длину равной
/0 — lv
Тогда расчет на продольный изгиб будет производиться по формуле:
° =	(IV,86)
?бр ?2 '
где <р2 — коэфициент уменьшения допускаемого напряжения, соответствующий
длине /0 = lv
Расчет планок. Изгибающий момент планки зависит от изгиба поясов по
S-образной линии, получающегося в результате жесткого соединения поясов
и планок. Вследствие этого S-образного изгиба в середине планок, как и в
панелях поясов, получаются точки перегиба, где моменты равны нулю, и
действуют только продольные и поперечные силы.
Положение нулевых точек в панелях приближенно принимается в середине
панели между планками.
Вырезав линией /—I между тремя нулевыми точками тавр (рис. 493а), мы
обнаружим в поясах в каждой нулевой точке поперечную силу (рис. 493в)
р
—где общая поперечная сила.
436
Вследствие S-образного изгиба пояса поперечные силы в верхнем и нижнем
обрезах тавра будут направлены в противоположные стороны.
Поперечная сила в середине планки может быть получена из равенства:
^1/	2Nb 
2 1	2 ’
в условии равновесия участвуют 2N, так как имеются две планки в двух гра-
нях, отсюда
N =	’	(IV,87)
2d
Момент, изгибающий планку,
Мо=^ = ^.	(IV,88)
В клепаных конструкциях планки из условий прикрепления заклепками по-
лучаются обычно настолько большими, что они на прочность не проверяются.
Рис. 493в
Если на планке намечено т заклепок (рис. 493г) и если плечи пар уси-
лий заклепок обозначим через с, то от момента Мо наибольшее усилие на край-
нюю заклепку [вывод аналогичен выводу формулы (IV,64)]:
SC2
от поперечной силы
л т
437
и равнодействующая
R = /Rl + Rl-	(IV, 89)
Приваренные планки могут быть ужевНаименьшая ширина планки опреде-
ляется из условия ее изгиба по формуле
или так как (рис. 494а)
Щ = —
»» ПЛ	т~\	,
ft . г2
J ___ ипл L 1
пл~~6~
(IV,90)
то
mincx =
I Л 6Л4О
г OnaRb
(IV,90')
где Rb— допускаемое напряжение на изгиб в килограммах на 1 см2;
8пл — толщина планки в сантиметрах.
По нейтральной оси планки появляются скалывающие напряжения
3 JV_
2 ^пл Ci ‘
(IV,91)
Планки могут привариваться к ветвям впритык или внахлестку (рис. 494г).
Прикрепление впритык (рис. 494а и 494г) требует
меньше металла, однако оно дает меньшую надеж-
ность вследствие* отсутствия правильного скоса
кромок, которое в данном случае делается толь-
ко с одной стороны — со стороны планок. Кроме
того, необходимость делать скос кромок планок
также является недостатком этого способа.
« ^Напуск планок при прикреплении внахлестку
может быть невелик, так что потребует незна-
чительного увеличения металла, и вместе с тем
он дает более простое и надежное соединение.
В этом случае приварка производится лобовым
швом, расположенным вдоль оси стержня или ком-
бинацией лобового и флангового шв)в (рис. 494а).
При приварке встык момент, действующий на
шов, получается равным:
2	4 b
Рис. 494г
(IV,92)
Напряжение в шве:
„ -Мо
(УШ - У
wul
(IV,93)
при приварке же лобовым швом
= 3 Plibp
2 0,7 huiC^b
(IV,94)
(0,7 hM — бш)-
Более надежное прикрепление фланговым швом (рис. 492 в). В этом случае
момент Мо воспринимается двумя горизонтальными фланговыми швами.
438
Усилие в каждом шве
длина швов (напуска)
где hM— высота шва.
f__ Л*О #
® С1
Т
1г°р =---------’
фл WhJtscs
(IV,95)
(IV,95')
Усилие же N в этом случае воспринимается (как обычно считают) преры-
вистым вертикальным швом. Суммарная длина прерывистых швов
]верпг _____________
фл ~ O,lhMRSce ’
(IV,95")
§ 12. Примерный расчет металлической консольной опоры
Определение нагрузок, действующих на опору. В качестве примера при-
водится расчет консольной промежуточной опоры высотой 10 м, установленной
на внешней стороне кривой радиуса- R = 1 000 м (I = 65 м). При этом пред-
полагаем подвеску на опоре бронзового несущего троса сечением 120 лш2 и двух
контактных проводов сечением 100 jwjw2. Определение нагрузок производится
для режима гололеда с ветром v = 15 м/сек.
Определение расчетного изгибающего момента опоры произведено на осно-
вании следующих подсчетов. На рис. 495 приведена расчетная схема опоры,
где нанесены все размеры (определяемые по расчету цепной подвески) и даны
места приложения всех нагрузок.
На основании этой схемы можно составить следующее уравнение момента,
действующего на опору на уровне заделки ее:
Ж = (РТ1 + РТ2).9,9 +(Pki + Р/с2)-7,5 +Р0 - 5 + Q.3 + Qo* 1J.
439
Здесь
РТ1 — давление ветра на несущий трос и часть струн;
Рк1 — то же на контактные провода и часть струн;
Ро — давление ветра на опору;
РГ2 — усилие от излома на кривой несущего троса;
Рк 2 — то же контактных проводов;
Q — вес пролета цепной подвески;
Qo — вес консоли.
Удельные нагрузки, относящиеся к цепной подвеске, взяты из примерного
расчета.
Определение расчетных нагрузок. Давление ветра на несущий трос и часть
струн:
PT1 = (pT+0,5pf)/= 1,21-65 = 78,5 кг.
Давление ветра на контактные провода и часть струн:
Рк1 = 2(рк + 0,5д,)/= 2-0,86-65= 112,0 кг;
Ро = 60 кг;
I	65
Рт =Т- =2 040-—— = 133,0 кг;
R	1 000
'	L	65
=2-К^ = 1800-——= 117,0 кг;
R 1 ооо
Q = (g + gT)l + 15 = 6,0-65+ 15 =405 кг;
здесь 15 — вес изолятора и деталей на одну точку подвеса;
Qo = 100 кг.
Подставляя полученные значения в приведенное выше уравнение, пблучим:
М = 9,9 (78,5 + 133) + 7,5	(112,0 + 117) + 50 • 5,0 + 405 • 3,0 +
+ 100 • 1,7= 5 50Э кгм.
Опора выполняется из двух швеллеров, соединенных между собой план-
ками.
Расстояние между гранями швеллеров опоры в основании принимается
равным 40 см и у вершины 20 см.
Таким образом, в плоскости, перпендикулярной оси пути, опора имеет
пирамидальную форму.
На рис. 495 приведена эпюра моментов для данного случая. Из рисунка
видно, что проверка прочности поясов опоры должна быть произведена не только
в основании, где имеет место максимальная величина изгибающего момента,
но и в месте крепления пяты, так как в этом сечении при пирамидальной форме
опоры также могут возникать наибольшие напряжения. Изгибающий момент
для этого сечения будет равен:
Мп=(Рт,+Рт,) 1,5+Q -3,0+Qo-1,7,
или, подставляя приведенные выше значения нагрузок:
+/„=(78,5+133) 1,5+405-3,0 + 100-1,7^ 1 730 кгм.
Соединение поясов обычно производится решеткой, выполненной в виде
планок.
Так же как и раскосная решетка, планки рассчитываются по перерезываю-
щей силе.
В нижней части опоры величина перерезывающей силы будет равна:
P1=Pr+Pfci+P0+PTi+Pfc 2=78,5+112,0+60+133+117=501 кг.
440
На участке же между точками крепления пяты и тяги консоли величина?
перерезывающей силы может быть найдена из:
Р =Р +Р . Q-3,O+Qo-1,7	78 „ , 1?? , 405-3 + 100-1,7
*2 * Ti“T“* Та “Г	।	— i о?Э—р 133—р	J	— 1 1 эО К2»
Давлением ветра на часть опоры, лежащую гвыше пяты консоли, мы здесь,,
пренебрегаем.
Расчет опоры. Расчетный момент в основании опоры:
714=5,50 тм.
База опоры у основания в направлении, нормальном к оси пути:
/?1=40 см;
то же у вершины:
йо=2О см.
Наклон поясов к вертикали:
Вес проводов и опоры (приближенно):
No— 1 600 кг.
Расчет поясов
Пояса опоры выполняются из швеллера № 16-а. Площадь поперечного се-
чения этого швеллера равна:
F=21,95 см2.
Минимальный радиус инерции сечения пояса:
/ =1,83 см.
Минимальный момент инерции сечения:
^=73,3 см*.
Координата центра тяжести сечения:
Z0 = l,8 см.
Расстояние между центрами тяжести поясов:
Ь=Ьг — 2Z0=36,4 см.
Расстояние между соседними планками по вертикали /х = 100 см.
Проверка устойчивости пояса опоры в основании при продольном и по-
перечном изгибах (при изгибе пояса как заделанного). Момент, изгибающий:
пояс опоры (рис. 495):
где сг— ширина планки, равная 15 см, откуда
„	501	100—15
М- ---------2~
10650 кг см.
4411
Усилие, сжимающее пояс опоры:
V2 = М5^0 + 1600 = 15950 кг.
CL £ o0j4
Длина панели:
Z1=100 см.
Гибкость пояса:
□___А _____103 15____90 э
₽1 2iy 2-1,83	" ’ '
Коэфициент уменьшения основного допускаемого напряжения при продоль-
ном изгибе:
(рх =0,960.
Момент сопротивления сечения одного пояса:
W\,=16,3 см3.
Условное напряжение при расчете на продольный изгиб будет равно:
V2 , Mr 15 950	,10 650	, ,
<7-F!p1+	~ 21,95-0,960 + 16,3	1410 кг/см*.
Проверка устойчивости пояса опоры в основании, считая пояс шарнирно
закрепленным. Гибкость пояса:
₽ = Т = ТО = 55-
1у ' 1,00
Коэфициент уменьшения основного допускаемого напряжения при продоль-
ном изгибе:
ф2=0,823.
Условное напряжение при расчете на продольный изгиб будет равно:
V2 15 950 оо„ , „
° =	= oi пк поб'-г = 883 кг см*.
Г(р2 21,95-0,823
Проверка устойчивости поясов в месте крепления
пяты 'консоли. Расстояние между гранями опоры на уровне крепления
пяты консоли:
Ь2=Ьг — 2 • 840 • tg у=40 — 1 680 • 0,01=23,2 см.
Вес верхней части опоры и проводов (приближенно):
Л\=1400 кг.
Расстояние между центрами тяжести. поясов на уровне пяты:
6'=&2 —2Z0=23,2 — 2-1,8=19,6 см.
Усилие, сжимающее пояс опоры:
... Мп , Nt 173 000 , 1400 п_,„
^-Т" + ^=-1ад- + -2-“955ОК'
Длина панели на участке между пятой и тягой:
/а=75 см.
Момент, изгибающий пояс:
..	h — Сл 1 150 75— 15
^2=-9L •	=	-----9---= 17300 Кг СМ-
Сл	Сл	&	А
442
Гибкость* пояса:
_ /2 СХ _ 15	15 _ , с е
Р’- 2iy ~ 2-1,83 -1Ь,5‘
Коэфициент уменьшения основного допускаемого напряжения при про-
дольном изгибе:
<р; =0,979.
Условное напряжение при расчете на продольный изгиб — сх
Уг М2 9 550	, 17 300	,.п_	, ,
° Fcpi + Wy 21,95-0,979 + 16,3	1492 кг,СМ
превышает допускаемое на 3%, что можно считать допустимым.
Проверка устойчивости пояса опоры в месте кре-
пления пяты консоли, считая пояс шарнирно закре-
1рл е н н ы м. Гибкость пояса:
gz	I"* л 1
ьвз-41-
Коэфициент уменьшения основного допускаемого напряжения при про-
дольном изгибе:
о =
<{>2=0,888.
Условное напряжение при расчете на продольный изгиб:
Уг 9 550 .пп ,
F<p2 21,95-0,888
Проверку на изгиб всей опоры не производим, так как в случае сварной
опоры, когда отсутствуют ослабления сечений поясов, напряжения изгиба будут
значительно меньше полученных.
Расчет планок. Планки выполняются из полосового железа тол-
щиной 5 = 0,8 см и шириной Сх = 15 см.
Усилие, перерезывающее нижнюю планку (без учета разгрузки ее за счет
наклона поясов):
1,2550 кг см.
.. Рх/х 501-100
2(Г= 2-ЗбТ-690 “'
То же для планки, расположенной выше пяты:
Р,< _П5О-75_
!	26’	2-19,6
Момент, изгибающий нижнюю планку:
ял N.b	690-36,4
М° = ^Г =-----2 "
То же для планки, расположенной выше пяты:
... N.tb'	2210-19,6	_1ССП
Мо = —Д— =--5—— = 21	650 кг см.
£ £
Момент сопротивления сечения планки (больший):
5с/	0,8-152	„	,
W*—^ = ^-6— = 30 см3-
Напряжение в наиболее нагруженной планке:
443
Г Л A В A III
РАСЧЕТ ОПОР С ЖЕСТКОЙ ПОПЕРЕЧИНОЙ
§ 1.	Расчетные формулы
Так же как и выше (при расчете мачтовых опор), при расчете опор с жест-
кой поперечиной учитываются вес самой конструкции, гололед на ней, вес
цепных подвесок и усиливающих проводов. Если же на опоре имеются другие
нагрузки (сигнальные приборы, провода и др.), то и они также вводятся в
расчет. Кроме того, учитываются усилия от действия ветра как на самую опору,
так и на все элементы, передающие ветровые усилия на нее.
При расположении опоры на кривой или при изменении направления про-
водов учитываются и усилия от неуравновешенных составляющих натяжений
в проводах.
Определение нагрузок ведется совершенно таким же образом, как и выше.
Так же как и для мачтовых опор, может встретиться необходимость вести
расчет-для следующих режимов: 1) при наибольшей вертикальной нагрузке,
2) при наибольшем давлении ветра, а при расположении опоры на кривой и
3) при наименьшей температуре.
При жесткой связи поперечины со стойками опора с жесткой поперечиной
должна рассчитываться как рама. В соответствии с
этим расчет опоры с жесткой поперечиной распа-
дается на две задачи:
а)	определение усилий в элементах «рамы», т. е.
главным образом эпюры изгибающих моментов и
перерезывающих сил, действующих на стойки рамы
(ноги) и на поперечину;
б)	расчет отдельных стоек и поперечин как ба-
лок с рядом нагрузок (сосредоточенных и распре-
деленных) и изгибающих моментов.
Стойки и поперечина могут представлять собой
как балку со сплошной стенкой, так и ферму (обыч-
но пространственную), причем на решении первой зада-
чи это никаким образом не отражается. Расчет ведется в соответствии с основами
строительной механики в предположении во втором случае шарнирного соеди-
нения стержней ферм. Ниже дан соответствующий пример расчета опоры с жест-
кой поперечиной. Так как расчет рамы достаточно громоздок, то обычно поль-
зуются для этой цели готовыми формулами, предложенными рядом авторов.
Наибольшее распространение получили формулы, предложенные A. Klein-
logel'eM. В его книге «Ramenformeln» (2 тома) даны формулы расчета рам для
самых разнообразных случаев нагрузки. Мы здесь приводим лишь случаи, наи-
более часто встречающиеся на электрифицированных участках пути. Наиболее
общая схема нагрузки рамы, которая может встретиться в большинстве слу-
чаев, представлена на рис. 496.
Здесь q — нагрузка, равномерно распределяющаяся по длине поперечины
(собственный вес и гололед), в килограммах на 1 м длины;
Pt — давление ветра на стойку первую в килограммах ная1 м длины;
р2 — давление ветра на стойку вторую (обычно = р2 = р, как это
и показано на рисунке) в килограммах на 1 м длины;
Qi, Q2 ит. д. — сосредоточенные нагрузки на поперечине (от веса подвески,
усиливающих проводов, сигнальных приборов и т. д); на рисунке
показаны две нагрузки, но приводимые ниже формулы возможно
использовать и для большего числа нагрузок;
Р — давление ветра на тросы цепной подвески, усиливающиеся про-
вода, сигнальные приборы и другие элементы, подвешенные
на поперечине, а также усилияот кривой или изломов троса
444
на переходах; если в системе отсутствуют фиксаторы, то в это
усилие входит и давление ветра на контактные провода;
— давление ветра на контактные провода, а также усилия от кри-
вой и от изломов контактного провода на переходах, переда-
ваемые через фиксаторы или фиксирующие тросы;
Р2— тоже, если применено два фиксирующих троса;
Р\ и Р'2 — то же на вторую стойку.
Силы Р1; Р2, Р\ и Р\ имеют место лишь в случае, если в системе имеют-
ся фиксаторы.
На схемах приняты обозначения:
Va, У в, На, Нв, Ма, Md— реактивные усилия и моменты;
Мв и Мс —моменты, действующие в узлах рамы В и С.
Положительные направления всех сил принимаются совпадающими с при-
веденными на рис. 496. Все усилия измеряются в килограммах, а моменты —
в килограммометрах.
Расчет ведется обычно по отдельным схемам нагрузки с последующим на-
ложением результатов.
Для удобства расчета и упрощения формул вводится коэфициент:
где /2 — момент инерции поперечины в см4;
— момент инерции стоек в см4;
h—высота рамы в сантиметрах;
I — длина поперечины в сантиметрах.
Первая схема (рис. 497). К этому случаю относятся собственный
вес поперечины, гололед и снег на ней, вес аппаратов и подвески, вес людей,
Рис. 497
монтажный и эксплуатационный персонал и т. д. (если эти нагрузки при-
ближенно принимают равномерно распределенными):
Va=Vd = ^;	'	(IV,96)
(1V197)
мА=md=+757^ = + ^ 4;	a v>98)
rv I	О
Мв = Мс = -^-^=-Н~/1.	(IV,99)
Ь(2-)-Л)	3
Максимальный момент, изгибающий поперечину (в середине поперечины):
м — ।	2-\-3k	(IV 100)
Almax--f- 8	б(2-М0 ” 24	2-Н ‘	(iv,iuu>
445
Вторая схема (рис. 498). Здесь учитываются вес подвески, вес сигна-
лов, их оборудование и т. д. Обозначив 3 = будем иметь:
„ Q6 1+3 —232+66
Va I '	1 + 66	’
.. Qa 66+33— 282
Vd~~1	H+6	’
Ha — Hd— 2hl(2+k) ’
_ Qab 56 — 1+28(2+6) .
Ma~ 21 ’	(2+6)(l+66) ’
_ Qab 3+76 — 23(2+6)
21 '	(2+6)(l +66)	’
Рис. 498
(IV,101)
(IV, 102)
(IV, 103)
(IV, 104)
(IV, 105)
MB = MA— Hh;
MC = MD — Hh.
Момент под силой Q
MQ=MA—Hh + VAa.
В частном случае
а=Ь = -у (при однопутном участке):
£
VA = VD = ^-;
rj __rj __ 3QI
Ha-Hd- 8Л(2+^) ’
MA =Md = 8^2_|_^) =	’
Момент под силой Q
АЛ	I ЛЛ QI 1
^ = T + A,fi = +-l+4-
(IV, 106)
(IV, 107)
(IV, 108)
(IV, 109)
(IV, 110)
(IV,111)
(IV,112)
(IV, 113)
Третья схема (рис. 499). По этой схеме учитывается действие ветра
на стойки опоры, направленного перпендикулярно оси пути:
Va = Vd=
Pih2k '
T(i+66)_;
MD =
24 \ 2+6
126 \
1+66 ) ’
(IV,114)
(IV,114')
446
„ _ Pift 34-2* .
MB = MA — HDh+^;
MA=~
HA = Pxh — HD-,
Me — M о — H d/t,
pj?( ? 9 + 5*
’ 24	2 +A
12* \
1 4-6* /
(IV,115)
(IV, 116)
(IV, 117),
(IV, 118)
(IV, 119)
Для случая нагрузки p2 — нагружения стойки изнутри рамы—надлежит в
формулах приведенной схемы изменить знак нагрузки на обратный с заменой,
буквы (индексов) А на D и В на С.
Рис. 499
Четвертая схема (рис. 500). Здесь учитывается действие ветра на
подвеску, сигнальные приборы и усилие от излома и проводив:
'{Phk
=	(iv,121)
Ha=Q — Hd-,	(IV, 122)
=	(IV, 123)
2 1 -J- ок
Рис. 500
<iv,124)
^=+-rJTrS;	<,v’125>
Ale = 2" ’(! +№^~V'2‘	(IV,126)
Пятая схема (рис. 501). В этой схеме учитывается действие усилия
передаваемого фиксатором или фиксирующим тросом на стойку опоры.
Q
Обозначив через 8 = ^-(рис. 501):
447'
МА =--2
V - V - 3p^k •
Гл- VD- /(1 + 6А),
Р 82
н°=2$+1^1+^-8(1+2*)i;
НА =Pr-HD-,
РгсЪ Г 2 _ 3 4-26 — 8(6 4- 1) _	36 ~
8	6 4* 3	66 4~ 1 в
Рхс8ГЗ + 26 —8(6 4-1)	36 1
6 4-2	66 4- 1J’
(IV, 127)
(IV, 128)
(IV, 129)
(IV, 130)
Md = 4
2
Мв = Ма — Hoh -J- Р\С',
Me — Md — Н oh-
(IV, 131)
(IV, 132)
(IV, 133)
Рис. 501
Момент под силой Рг
В частном случае при
MPl = Мл 4- НАС.
с =
h
2
Гл = VD =
ЗРХ66
4/(1 4-66) ’
НА =P1-Hd;
Рг 46 4-5
D 1б'24-6’
(IV, 134)
(IV, 135)
(IV, 136)
(IV, 137)
Для силы Pi и нагружения стойки изнутри рамы используются формулы •
пятой схемы с изменением знака на обратный и с заменой букв (индексов) А на D
и С на В. По этой же схеме ведется расчет и для сил Р2 и Р'2 (рис. 496).
Рис. 502
Шестая сх е м а (рис. 502). Подобное расположение нагрузок имеет
место при установке опоры с жесткой поперечиной на двухпутном участке:
V = Q;
__ 3Qab
Н " 6/(2 4-6)’;
(IV, 138)
(IV, 139)
448
Мл~Мо~ + И^-+т^.	(IV, 140)
,	„2А 2Qab	пиш\
Mb=Mc — —H-^- t (2 _|_ ky	(IV, 1 1)
h
На стоиках на высоте - момент равен 0.
О
Момент под силой Q:
Mq = Qg4-Mb.	(IV, 142)
После определения сил и моментов, действующих на стойки и поперечину,
приступают к расчету узлов, связывающих стойки с поперечиной, а также и
самих стоек и поперечин.
Кроме того, зная V, Н и МА (или можно произвести расчет закре-
пления стоек в грунте.
Расчет рамы с подкосами. В случае, если жесткость узлов В и С дости-
гается при помощи подкосов, то усилие в подкосе (в случае, если на участке
от точки В или С до точки крепления подкоса не имеется нагрузки или ею можно
пренебречь) приближенно может быть определено путем деления Мв на е
или Мс на е, где Мв и Мс имеют те же значения, что и во всех выведен-
ных выше формулах для различных случаев нагрузки, е — длина перпен-
дикуляра^ опущенного из вершин рамы на подкос, в сантиметрах.
Получив усилия в подкосах, можно затем вести отдельно расчет стоек и
поперечины, рассматривая эти усилия как нагрузки.
Расчет опор с жесткой поперечиной при шарнирном креплении ее к стойкам.
В случае, если поперечина не связана жестко со стойками, т. е. передача из-
гибающего момента невозможна, задача значительно упрощается и сводится
к отдельным расчетам стоек и поперечин таким же образом, как для отдельных
ферм (см. расчет металлической опоры).
§ 2.	Примерный расчет четырехпутного сигнального анкерного мостика
1.	Задание. Мостик предназначен для установки на четырехпутном электри-
фицированном участке, причем на нем должно быть:
а)	подвешено четыре цепные подвески;
б)	заанкеровано провода пяти цепных подвесок, из которых четыре на
ригеле рамы (поперечине) и одна на стойке;
в)	заанкеровано четыре пары усиливающих проводов, причем принимается,
что направление усилий от анкеровки усиливающих проводов противоположно
направлению усилий от анкеровки цепной подвески;
г)	установлено четыре группы сигналов автоблокировки.
Полагаем, что все основные размеры конструкции мостика определены
конструктивными соображениями; пользуясь этими размерами, и будем вести
расчет.
Размеры стойки в плане определены из условия получения возможности
размещать грузы внутри опоры; из этих соображений выбрана стойка приз-
матической формы с размерами в плане 1,4 х2,0 м, причем меньший размер
•относится к стороне стойки, перпендикулярной оси пути.
Размеры ригеля выбраны таким образом, чтобы внутри фермы мог пройти
человек к сигнальным приборам (учитывается необходимость устройства настила
и т. п.). В соответствии с этим наименьший размер ригеля (по вертикали) принят
равным 2,3 м.
С другой стороны, второй размер ригеля (по горизонтали) определяется
выбранным выше размером стойки — 2,0 м.
29 Контактная сеть 211
449
Весь мостик должен быть запроектирован сварным, причем он собирается
из трех частей: двух стоек и одного ригеля, соединяемых заклепками (на месте).
Стойки — съемные, прикрепляемые к фундаментам при помощи анкерных
болтов.
Каждая стойка и ригель представляют собой ферму, состоящую из четырех
уголков, связанных между собой решеткой (из углового железа).
При расчете мостика все нагрузки разобьем на две группы. К первой группе
отнесем все вертикальные и горизонтальные, перпендикулярные оси пути, на-
грузки; ко второй группе—только горизон-
тальные, параллельные оси пути, т. е. на-
грузки от анкеровки проводов. В соответст-
вии с этим и расчет мостика разобьем на
два этапа:
а) учет действия вертикальных и гори-
зонтальных (поперечных) нагрузок; в этом
случае мостик рассматривается как симмет-
ричная рама с защемленными 1 стойками; этот
этап будем в дальнейшем называть расчетом
Рис. 503	рамы;
б) учет действия продольных (анкерных)
усилий; этот этап будем в дальнейшем называть расчетом мостика по анкер-
ным усилиям.
2.	Расчет рамы. При расчете рамы приняты следующие размеры (по осям
элементов) (рис. 503):
2 3
h =0,5 +7,0	=8,65 м,
где 0,5 м — расстояние от головки рельсов до бровки полотна;
7,0 м — высота нижнего пояса фермы от головки рельсов;
2,3 м — расчетный размер ригеля (по вертикали);
1 4
/ = 19,2 + 2 •	= 20,6 м,
&
де 19,2 м — расстоян ие (в свету) между стойками (см. схему);
1,4 м — расчетная ширина стойки.
Определение расчетных нагрузок
На раму действуют следующие вертикальные нагрузки:
вес рабочей ветви цепной подвески: Q = 360 кг (таких ветвей четыре);
вес анкеруемой ветви цепной подвески: Qa = 180 кг (таких ветвей че-
тыре, так как нагрузка от пятой ветви передается непосредственно на стойку);
вес анкеруемых усиливающих проводов: Qa2 =150 кг (таких нагрузок
четыре);
вес группы сигналов автоблокировки: Qc =400 кг (таких нагрузок че-
тыре; эта цифра взята округленно из аналогичных расчетов, произведенных
на практике);
вес настила на ригеле (принимая доски толщиной 40 мм) с удельным весом 0,6.
QH = 2 • 20,6 • 0,04 • 0,6 = 1,0 т;
вес монтажной бригады (ориентировочно): QM = 500 кг;
вес ригеля (ориентировочно); Qp = 2,3 т;
вес снега на верхней поверхности ригеля:
QCH = 80 • 2 • 20,6 = 3 300 кг,
где 80 кг/м2— нагрузка от снега по нормам для средней полосы СССР.
Так как основную вертикальную нагрузку составляют равномерно распре-
деленные веса, настила, бригады, снега, то все вертикальные нагрузки приво-
1 Такое допущение возможно при солидном закреплении стоек в грунте.
450
дим к равномерно распределенной по длине ригеля нагрузке, которая на еди-
ницу длины ригеля определяется следующим образом
9 = I (4Q 4- 4Qa + 4Qo3 + 4QC + QH + QM + Qp + QCH) = 2^(4 -360 + 4-180 +
+ 4-150 + 4-400+ 1 000 + 500 + 2300 + 3300) = 560 кг/м = 0,56 т/м.
Кроме того, на раму действуют следующие горизонтальные нагрузки:
давление ветра на несущий трос и усиливающие провода Pt = 300 (таких
- нагрузок четыре);
давление ветра на контактный провод Р2 — 200 кг.
Общая горизонтальная нагрузка на ригель:
Р = (Р, + Р2) (4 + 0,4) = (300 + 200) 4,4 = 2 200 кг = 2,2 т,
(где коэфициент 0,4 учитывает давление ветра на анкерные ветви цепной подвески.
Кроме того, имеется нагрузка от давления ветра на стойки мостика, которая
принимается равномерно распределенной по высоте стоек. Величина ее прини-
мается равной:
2 • 9,8 • 36 • 0,75	__ _	,	„	,
<	р =----------------= 62,5 кг/м-— 0,0625 т/м,
о,ОЭ
; где 9,8 м — полная высота стойки;
	8,65 м — расчетная высота стойки;
36 кг/м1 2 — давление ветра v = 20 м/сек на 1 ?и2 плоской поверхности;
0,75 — коэфициент заполнейия подветренной поверхности (учитывая
наличие грузов компенсаторов).
Таким образом, расчетная схема рамы полу-
чается следующая (рис. 504):
q = 0,56 т/м;
;	р — 0,0625 т/м;
Р = 2,2 т;
I = 20,6 м;
h = 8,65 м.
Расчет рамы проводим по формулам, приведенным
выше, причем рассматривается отдельно действие каж-
дой нагрузки, для чего необходимо рассмотреть схе-
мы рис. 497, 499 и 500.
Для расчета по указанным формулам необходимо
Рис. 504
подсчитать коэфициент
, In h
где 1г — момент инерции стойки;
/2 — момент инерции ригеля.
Так как эти моменты инерции не известны заранее, то приходится ориенти-
ровочно выбрать уголки ригеля и стоек и по ним определить эти величины.
Если же в дальнейшем получится большое расхождение между предварительно
выбранным и окончательно принятыми уголками, то необходимо будет произ-
вести новый проверочный расчет.
Принимаем для стойки, что она состоит из четырех уголков 75 х 75 х 6
(рис. 505), у которых F = 8,78 см2; х0 = 2,06 см; 1Х = 46,7 см*.
Общий момент инерции стойки относительно оси х:
А—4 А+ F (а х0
\ "
= 4 [46,7+8,78	— 2,06 Y1 = 162 500 см*.
1 Такое упрощение расчета, при большом количестве подвешиваемых проводов,
не дает заметной погрешности.
29*	211
451
Для ригеля, у которого сечения уголков в средней зоне следует взять по
условиям нагрузки несколько большими сечений уголков в крайних зонах,
подсчитываем отдельно моменты инерции для каждой зоны и для расчета при-
нимаем среднее из этих двух величин.
Для средней зоны принимаем уголки 80 х 80 х 8 (рис. 506), для которых
F = 12,3 см2; 1Х = 73,3 см4; х0 = 2,27 см.
Общий момент инерции ригеля относительно оси х:
/2=4
(а VI Г	/230
Ix + F\2 — J = 4 [73,3+12,3^-2~
I 1 «х 623000 см*.
Для крайних зон принимаем уголки 75 х 75 х 6, для которых данные при-
. ведены выше.
\ /2=4 р6,7+8,78(2-|-
2,06 Г1 =445 000 см4.
Средний расчетный момент инерции (грубо для расчета) будет равен:
/2 в ./2 + /2- = 534 000 см*.
Рис. 505
*
Рис. 506
Рис. 507
Расчетный коэфициент рамы будет равен:
. I2h 534000-8,65	,
162 500-20.6 ° Ь39%1,4.
Первая схема (рис. 507):
q = 0,56 т/м;
0,56-20,6 с _
— 5,7 т;
Va = Vd = ^
Ha = Hd----Я—
2
0,56-20,6а	_ , fi
4А (2+А) “ 4-8,65 (2+1,4)	’ т>
Мл= MD=H = 1,96	= 5,65 тм;
О	о
Мв=Мс = — 2Л/д = — 2-5,65 = — 1 Г,3 тм.
Вторая схема (рис. 508):
Р = 2,2 т;
„	„ 3Phk 3-2,2-8,65-1,4	.
Ул-У°~/(1+6£)" 20,6 (1+61,4)	’
Р 2 2
= =	= т;
2,2-8,65 1+3-1,4
2	’ 1+6-1,4
.. Ph 1+ЗА
Л,-1=~Гт+м
5,25 тм;
452
Мр = — Л7д= + 5,25 тм;
MB=VA *2 = 0,41^ = 4,22 тм;
Мс = —Мв = — 4,22 тм.
Третья схема (рис. 509):
р = 0,0625 тм;
ph2k	0,0625 • 8,652-1,4	_	. т,
= ПТ+W-2ВЛГ+6ЛЯ = °'0344 т-
М.^__0да25^65_.3 + 2_М =
Z7d 8 24-й	8	2 4-1,4
HA=ph — HD = 0,0625• 8,65 — 0,115 = 0,425 т;
ph2[9-\-5k	12k \_
Md~ ^4\2 +k 1+6й/
= 0,0625 • 8,6+ /9+_5-_М_	12-М \ =
24	\ 2 4-1,4	14-6-1,4/
Р*2200кг
Гис. 508
А На
safe?
P-tt,5kZ/*
Цв_
Рис. 510
В
С
о
%
Мд =
ph2 (	94-5А	12й
24	2 +k 1 4-6AJ -
0,0625 • 8,652 /,„	9 4-5-1,4	12-1,4 X
112~ 14-1,4 - 14-6-1,4 = - 1 ’°7 тМ’
24
ЛГв = МА—HD • h 4- р~ = — 1,07 — 0,115 • 8,65 +
, 0,0625 - 8,652 л ос
4--^---х— ---= 0,28 тм;
Mc = MD — HDh =0,57 -0,115-8,65 = — 0,43 тм.
Четвертая схема (рис. 510):
р = 0,0625 тм.
Данная схема идентична третьей схеме. Поэтому, не делая подсчетов, все
величины примем по третьей схеме с соответствующим изменением индексов
и знаков:
VA = VD = 0,0344 т; НА = 0,115 т; HD =0,425 т;
МА =—0,57 тм; Мв=0,43 тм; Мс=—0,28 тм;
MD = 1,07 тм.
Результирующие величины реакций и моментов подсчитываем как сумму
соответствующих величин, полученных в расчетах по отдельным нагрузкам:
yA = 5,7 — 0,41 —0,0344—0,0344 = 5,22 т;
VD =5,7-|-0,41-|-0,0344+0,0344 = 6,18 т;
НА = — 1,96 +1,1 4- 0,425 + 0,115 = —0,32 т;
453
HD — 1,96 + 1,1+0,1154-0,425 = 3,6 m;
MA = 5,65 — 5,25 — 1,07 — 0,57 = — 1,24 тм;
=-11,3+4,224-0,28 +0,43=—6,37 тм;
Me = —11,3 — 4,22 — 0,43 — 0,28 =— 16,22 тм;
MD = 5,654-5,25 + 0,57]+ 1,07 = 12,54 тм.
Примечание. На всех схемах показано правильное направление реакций и
положительное направление действия опорных реактивных мо-
ментов.
На основании этих данных можно построить эпюры изгибающих моментов
и перерезывающих усилий для стоек и ригеля.
Эпюра изгибающих моментов для с т о й к и (рис. 511):
Мс =—16,22 тм;*
Md = 12,54 тм.
Рис. 511
Рис. 512
Эпюра изг иЧГа ю'щ их моментов для ригеля (рис. 512а):
^=0,56 т/м; VA =5,22 т1,
VD =6,18 т; Мв =6,37 тм;
Мс = 16,22 тм;
Мх=	+ УАх = - 6,37 —	+ 5,22л.
Эпюра перерезывающих усилий для риге ля (рис. 5126):
•	q = 0,56 т/м;
VA =5,22 т; VD =6,18 т.
3.	Расчет рамы по анкерным условиям. В этом случае ригель рассчитывается
независимо от стоек, причем принимается, что анкеруемые усиливающие про-
вода отсутствуют, т. е. мостик рассчитывается по односторонним нагрузкам
от анкеровки цепной подвески.
При расчете ригеля принимается, что закрепление его на стойках не обес-
печивает достаточной заделки концов, т. е. ригель рассчитывается как балка,
лежащая на двух опорах (рис. 513). Вследствие неясности влияния стойки на
работу ригеля приходится принимать в расчет этот случай как создающий
наиболее тяжелые условия его работы:	z
Hj_ = 1,68 т;
Н2 = 1,60 т;
В = С = 2 (Hi + H3) = 2 (1,68 + 1,6)6,56 т;
Mi = 5-3,98=6,56 -3,98= 26,1 тм;
454
М2 — В-7,52 — (НХН-Я2) 3,54 = 6,56*7,52—(1,684-1,6) 3,54=
= 49,3—11,6 = 37,7 тм.
Принимается, что стойки имеют оттяжки, которые воспринимают все го-
ризонтальные нагрузки от анкеруемых проводов. Поэтому при расчете стоек
следует учесть дополнительное вертикальное усилие, равное вертикальной со-
ставляющей усилия в оттяжках. Полагая, что последние располагаются под
углом 45° к вертикали, получим, что вертикальная составляющая усилия в от-
тяжке будет равна горизонтальной составляющей, которые можно принять
равными подсчитанной выше реакции В или С, причем к этому усилию следует
прибавить усилие от анкеровки пятой ветви цепной подвески (которая крепится
непосредственно к стойке). Поэтому вертикальная
составляющая усилия в оттяжке будет равна:
6,56 4- (1,68 4- 1,6) = 9,84 т. .
Дальнейший расчет состоит в проверке напря-
жений в элементах. Этот расчет как для стоек,
нрнг нрнг н*нг н^нг
так и для ригеля полностью аналогичен приведен-
ному выше расчету опоры.
Однако следует отметить, что в то время как в
опоре расположение наиболее нагруженных стерж-
ней обычно известно до их проверки, в элемен-
тах мостика до определения усилий в различных
сечениях определить наиболее нагруженные стерж-
ни, вообще говоря, не ‘всегда возможно. Поэтому
определение напряжений в поясах должно быть
произведено для всех сечений, у которых в той
или иной плоскости изгибающий момент будет
иметь максимальное значение. В тех случаях, ког-
да различные части стоек или ригели выполняют-
------- 20,6----
Эпюра моментов
ся из различных сечений, такая проверка должна
быть произведена для каждой части.	Рис. 513
В некоторых частных случаях определить се-
чения, в которых пояса наиболее нагружены, можно и без таких подсчетов.
Так, например, если в разобранном выше случае все пояса ригеля выполнить
из одного сечения, то достаточно произвести проверку только для средней
части ригеля, так как максимум изгибающих моментов для обеих плоско-
стей имеет место в этом сечении.
Так как расчет решетки производится для каждой плоскости независимо
от схем нагрузки в других плоскостях, то определить наиболее нагруженные
раскосы после построения эпюры перерезывающих сил не представляет затруд-
нений.
ОТДЕЛ V
ЗАКРЕПЛЕНИЕ ОПОР В ГРУНТЕ
ГЛАВА I
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
§ 1. Основные условия и внешние силы
Всякая опора для электрических проводов независимо от ее конструкции
и назначения этих проводов, как правило, закрепляется в грунте.
Это закрепление может быть осуществлено различными способами, т. е.
либо непосредственным заложением опоры в грунт, либо закреплением при
помощи бетонных сплошных или пустотелых фундаментов, либо, наконец, при
помощи закладываемых в грунт специальных металлических конструкций (под-
ножников).
Таким образом, задача всякого закрепления опоры в грунте заключается в
создании для нее необходимой устойчивости. Устойчивость опоры может считаться
достаточной, во-первых, если будет достигнут необходимый запас устойчивости К
(т. е. если будет достигнуто положение, при котором выворачивание опоры из
грунта произойдет лишь после увеличения внешних сил в К раз), и, во-вторых,
если будет обеспечено положение, при котором угол поворота опоры при расчет-
ных нагрузках не выйдет из' допускаемых пределов.
На более подробном рассмотрении этих требований мы остановимся ниже
при рассмотрении методов расчета различных способов «закреплений» опор
в грунте.
Рассмотрение условий работы опор приводит к выводу, что на опору, а сле-
довательно, и на ее закрепление в грунте могут действовать различные гори-
зонтальные и вертикальные нагрузки, а также и опрокидывающие моменты,
создаваемые этими силами (горизонтальными или горизонтальными и верти-
кальными вместе).
Ниже при сравнении методов расчета мы будем исходить из предположения
действия на фундамент опоры одной горизонтальной, одной вертикальной силы
и опрокидывающего момента. Это упрощает выкладки, не уменьшая точности
или практической ценности предлагаемых формул. При этом будем полагать,
что расчетная вертикальная сила равна сумме всех вертикальных сил, расчет-
ная горизонтальная сила равна сумме всех горизонтальных сил, действующих
на опору, и, наконец, опрокидывающий момент от горизонтальных сил берется
относительно центра вращения опоры в заделанной ее части.
При исчислении опрокидывающего момента от горизонтальной (суммарной)
силы предполагается, что эта сила приложена на высоте, равной приведенному
плечу (здесь под плечом понимается частное от деления суммы моментов всех
горизонтальных сил относительно центра вращения на сумму этих сил).
§ 2. Угол естественного откоса
При расчете устойчивости сооружения предполагается, что грунт является
сыпучим телом, т. е. совокупностью мелких твердых однородных частиц, не
имеющих связи друг с другом (лишенных силы сцепления).
456
; В силу этих особенностей сыпучее тело не может воспринимать растягиваю-
щих усилий.
Если мысленно отсечь часть объема некоторого сыпучего тела (рис. 514а)
плоскостью С — С, то вес отсеченной части G можно разложить на две соста-
вляющие N и Т; первая уравновешивается нормальной реакцией остальной
массы грунта, вторая — силой трения в плоскости С — С.
При некотором значении (предельном) угла наклона плоскости С — С сила
трения окажется уже недостаточной, и «отсеченная» масса начнет сползать вниз,
причем это может иметь место в случае, если
а. > ф,
где tg4*= / равен коэфициенту трения или тангенсу угла трения между части-
цами тела.
Такое сползание частиц будет происходить до тех пор, пока не установится
равновесие между составляющей веса и силой трения. Угол наклона касатель-
ной плоскости, соответствующий такому положению, называется углом естествен-
ного откоса сыпучего тела (рис. 5146) и обозначается буквой (р.
При изучении вопросов, связанных с условиями равновесия некоторой
массы грунта, приходится сталкиваться с силами трения одной массы грунта
о другую. Коэфициент трения в этом случае получается большим, чем для верх-
них слоев. Это можно объяснить тем, что под влиянием веса верхних слоев
частицы грунта одного слоя вдавливаются между частицами другого.
Увеличение же коэфициента трения говорит об увеличении угла трения,
который в данном случае называют «углом внутреннего трения». Этот угол, как
легко понять, всегда должен быть.больше угла естественного откоса. Следует,
однако, отметить, что достаточно проверенных данных о величинах углов вну-
треннего трения нет, чем и можно объяснить, что обычно в расчетах в запас
принимают угол внутреннего трения угла естественного откоса, т. е. ф = <р.
§ 3. Упругие свойства грунта
Как и всякое тело, сыпучий грунт обладает упругими свойствами, т. е.
между изменением напряжения и деформации, вызвавшей это изменение, су-
ществует пропорциональность:
— Су ^у’	(V, 1)
где <зу — изменение напряжения в килограммах на 1 см2 на глубине у;
Ху — изменение деформации в сантиметрах на глубине у.
Эта закономерность ясно видна из рис. 515, где приводится одна кривая
из ряда аналогичных кривых, полученных Терцагихпри опытах сжатия
глины. На этом рисунке по оси абсцисс отложены деформации в процентах,
а по оси ординат —давления в килограммах на 1 ем2.
Кривая, представляющая эту зависимость, как легко видеть, сходна с
аналогичными кривыми, получаемыми при сжатии твердых тел. *
Здесь, так же как и в твердых телах, можно отметить явления упругого
последствия — гистерезиса в виде петель. Оси же этих петель (пунктирные линии)
подтверждают правильность зависимости, представленной выражением (V, 1).
1 Терца г и, Основная механика грунтов, Георазведиздат, 1932 г., стр. 17.
457
Входящий в эту зависимость коэфициент Су зависит от уплотненности
грунта; поэтому в большинстве новых методов принимают, что Су пропорцио-
нален глубине рассматриваемой точки от по-
верхности. Таким образом, если обозначить
через Ct коэфициент для глубины t, то для
глубины у он представится выражением:
Время В мин
»	‘ t ‘
Опыт показывает, что коэфициент Ct гдля
одного и того же грунта, для одной и той же
глубины получается различным по величине
в зависимости от ряда факторов, как-то: от
предыдущего давления на грунт, формы давя-
щей поверхности, ее очертания, размера, ти-
па приложенной нагрузки (время нарастания
силы от нуля до конечного значения) и т. п.,
что вносит большую неопределенность при
составлении норм этих коэфициентов Ct, необ-
ходимых для расчетов, базирующихся на этих
коэфициентах.
§ 4. Активное и пассивное давление грунта
О 10 О 10 О 10 О 10
Рассмотрим работу подпорной стенки АВ
(рис. 516а), предполагая, что выше точки А
грунт имеется только справа от подпорной
стенки и ограничивается плоскостью ВС.
Легко видеть, что эта стенка удерживает в
состоянии равновесия некоторый объем грунта,
стремящийся сползти в сторону стенки.
Предположим (как это обычно и делается
Рис. 515	в расчетах такого рода), что грунт стремится
сползти по плоскости. Представим на рис. 516а
эту плоскость линией АС (плоскость сползания перпендикулярна чертежу),
а угол наклона этой плоскости с горизонтом обозначим через а.
Легко видеть, что можно определить силу
давления грунта на стенку, предполагая раз-
личный наклон плоскости сползания. Однако
при некотором значении угла а сила, действую-
щая на стенку, получает наибольшее значение
из возможных. Такую силу называют активной
силой и соответственно давление на единицу
поверхности стенки — активным давлением.
Если же, наоборот, давление создается
стенкой (например, сила стремиться переме-
щать стенку параллельно самой себе вправо),
то в грунте будет развиваться реактивная си-
ла, и при увеличении силы Р в конце концов
наступит момент, когда стенка придет в дви-
жение, а часть грунта будет выперта вверх
и вправо по линии АС (плоскость выпирания
рис. 5166). Силу, вызывающую такое выпи-
рание, называют пассивной силой и соответст-
венно давление на единицу поверхности стен-
ки — пассивным давлением.
Для составления условий равновесия земляной призмы АВС в том и другом
случаях следует связать равенством вес земляной призмы G, давление стенки на
458
призму Р и реакцию Q остальной массы грунта на призму АВС, причем эта
реакция Q складывается из нормальной реакции остальной массы Qx и силы
трения грунта о грунт в плоскости скольжения Т. Направление силы Т пока-
зано для призмы сползания, направленной вправо и вверх (рис. 516а), и для
призмы выпирания — в обратную сторону (рис. 5166).
Вес земляной призмы АВС в килограммах, при ширине стенки, равной еди-
нице, будет равен:
t2
0 = T-2-ctga,
где t — высота стенки в метрах;
Y — удельный вес грунта в килограммах на 1 м3 * *.
a — угол наклона плоскости скольжения.
Рассматривая силовые треугольники (рис. 517а
и 5176), можно написать:
tg?
tg«
p. x /____ч t2	t2	tga
P = Otg(x+») = T-	=	.
(V,2)
Здесь верхние знаки относятся к активной силе, а нижние — к пассивной.
Максимальное значение для активной силы и минимальное для пассивной
dP а
силы получим при значении а, удовлетворяющем уравнению ^- = 0, т. е.
откуда'
или
±(l±tg<?tga)^
(1 ± tg a tg ^)2
tg?
cos2 a _q
2tg ср sin a cos а = ± sin2 а cos2 а,
2
. х = Т ctg ф;
ctga — tga 6
следовательно,
tg2a= Tctgip;
отсюда
2a = 90 ± ср,
или окончательно:
г
a = 45 ±	.
459
Подставив полученное значение в выражение для силы (V,2), получим вы-
ражение для активной силы:
(V,3>
и соответственно для пассивной силы:
Рпасс = Y tg2 (45 + -у) •
(V.4)
При ширине стенки b следует для определения активной и пассивной сил
умножить значения, приведенные в формулах (V,3) и (V,4), на величину Ь.
Зная силу Р, можно найти давление на единицу поверхности а для любой
глубины как приращение силы для стенки шириной, равной единице, при уве-
личении глубины стенки на единицу или из условия:
dP
(V,5>
откуда
dt ’
(V,6>
(V,7)
§ 5. Влияние трения в призме выпирания
С уменьшением ширины стенок b (рис. 518 и 519) начинает заметно сказы-
ваться на величине пассивной силы взаимодействие
клина выпирания с окружающим грунтом. Это вза-
имодействие проявляется в виде трения, заставляю-
щего сдвигаться клин не по плоскостям ACG и BDH,
а по плоскостям АСЕ и BDF, что увеличивает вели-
чину пассивной силы. По наблюдениям проф. Мюл-
лера при выворачивании фундамента грунт сдвигается
Рис. 518
снизу по той же плоскости
скольжения, что и для длин-
ных стенок, а боковые грани
идут, как указывалось, по
плоскостям АСЕ и BDF та-
ким образом, что tg р
Из рис. 519 нетрудно ви-
деть, что объем всей призмы
ABDCEF можно рассматри-
вать как сумму объемов приз-
мы ABDCGH (с основанием
ACG и высотой АВ) и двух равных пирамид AC EG и BDHF (с основанием CEG
и высотой АС).
Тогда
V = V1+2V8,
АВ = -1 mg(45+^-U= ’ W2tg/45 + 4-
\	х 2/2 у 2
где
460
и
v (±cg-eg)4	4-^g(45+4-)-ptg(45+4)-4*=
6	\ A	JO	\	£ ]	*	\	/ О
-^tg«(45+f);
отсюда
V = V1 + 2V2=4-^^tg(45 + 4-')+-4Z3tg2 (45 4- 4-) ,
или, взяв отношение
V . , 1 t I.	<₽ \
К +T'Vtg Г5 + т)'
допуская с некоторой погрешностью, что плоскость выпирания останется не-
измененной, можно считать, что в том же отношении, в каком увеличился вес
выпираемого объема, увеличится и величина пассивной силы в сравнении с вы-
веденной выше. Тогда при ширине стенки b
Рпасс tg2 (45 + 4) [ 1 + Т Tt§ (45 + т) ] •	(V’8)
§ 6. Эпюра напряжений в грунте у боковых стенок фундамента опоры
Как только внешние силы повернут опору в грунте на некоторый угол а
относительно точки, лежащей на глубине /0 от поверхности грунта, в грунте
возникнут реактивные давления, которые уравновесят опрокидывающий мо-
мент и внешние силы. Нетрудно показать, что центр вращения фундамента дол-
жен лежать на глубине, меньшей глубины заложения фундамента, так как если бы
центр вращения лежал ниже основания фундамента \ то очевидно смещение
фундамента было бы односторонним и, следовательно, в грунте не могли бы
развиваться реакции различного знака, которые необходимы для создания
пары, уравновешивающей опрокидывающий момент.
Ниже при различных выкладках, относящихся к условиям равновесия или
распределению усилий в грунте возле фундамента, будем исходить из предпо-
ложения (как это обычно делается) абсолютной жесткости фундамента опоры
или заложенной в грунт части опоры, если закрепление в грунте производится
непосредственным заложением опоры в грунт.
При принятом положении очевидно будет иметь место следующее соотно-
шение (рис. 520а и 5206):
х, = (*о~.У) tg«-	(а)
Выше было указано, что для грунта принимается следующая зависимость
[формула (V,l)]:
°у ~ Су^-уг	(Ь)
где
С> = С<-у’	(с)
Подставив в выражение (Ь) значения Ху и Су из выражений (а) и (с), получим:
„ _ с , _ с У<*0—у) tg«	, .4
Qy	£	(d)
1 Под основанием фундамента мы понимаем поверхность грунта, на которой стоит
фундамент»
461
при
тогда
У == К °, =
= G (^0 —Otga,
(е)
или, подставив значение tga, определенное из выражений (е), (Ь) и (d), получим:
с
У
а (?о~~У)У
(V,9)
откуда видно, что напряжение в грунте изменяется по высоте фундамента по
закону параболы.
Уравнение (V,9) показывает,
Р
что ву при значениях у</0 имеет положи-
тельный знак, при y=tQ проходит через
нулевое значение и при y>tQ получает
. отрицательный знак (рис. 5206).
Наибольшее чис-
Рис. 520а и 5206
ло из применяемых
в практике методов
расчета фундаментов
тем или другим об-
разом и основывает-
ся на этой эпюре
напряжений в грун-
те, около боковых
Рис. 520в
стенок фундамента.
Не входя в детальное рассмотрение этих методов, предлагаемых разными
авторами, можно, разбив эти методы на группы в зависимости от того, каким
образом авторы методов используют указанную параболическую эпюру, отметить
их основные ошибки. Так, в некоторых методах кладут в основу равенство
et=Qnacc (рис. 5206 и 520в), т. е. максимальное напряжение в грунте (у нижней
точки фундамента) приравнивают пассивному давлению в этой точке, и вследствие
/ ч
этого получают в другой части эпюры (выше-^-) напряжения, выходящие за линию
О
пассивных давлений (заштрихованная площадь).
Легко видеть, что в этих методах авторы противоречат сами себе. Так, если
они считают недопустимым выход эпюры напряжений за линию пассивных да-
влений в нижней точке, то, конечно, никакого основания у них не может быть
для допущения такого выхода в верхней части эпюры.
Другая группа методов обходит это положение тем, что отбрасывает за-
штрихованную часть площади эпюры, так как реализовать ее невозможно. При
этом некоторые из авторов снижают точку поворота фундамента, что принци-
пиально является более правильным, чем сохранение ее на той же высоте, так
как в этом случае нарушаются условия равновесия (SX = 0)) другие остав-
ляют ее на прежней высоте.
Методы расчета, построенные на использовании таких эпюр; не давая воз-
можности получить представление о запасе устойчивости опоры, естественно,
не могут указать, допустимо ли достижение напряжений в грунте, равных пас-
сивным давлениям, и если допустимо, то на какой части фундамента.
Точно так же нецелесообразно, пользуясь эпюрой, показанной на рис. 520 в,
отбрасывая заштрихованную площадь, вводить затем желаемый запас устой-
чивости. Вводя запас устойчивости, т. е. допуская опрокидывающий момент в не-
сколько раз меньший, нежели момент, вызвавший в грунте рассматриваемые
напряжения, мы для этого допускаемого момента получим другую эпюру на-
пряжения, так как заштрихованная площадь уменьшится или исчезнет вовсе;
иначе говоря, вводя запас устойчивости, авторы этих методов отказываются
от расчета по эпюре действительных напряжений в грунте, т. е. при нормальной
расчетной нагрузке опоры. С другой стороны, разбираемая эпюра еще не харак-
462
теризует предельного состояния и какой-то неизвестный запас устойчивости
еще дает, так как в целом ряде точек, лежащих внутри линий пассивных да-
влений, напряжение может с увеличением внешних сил продолжать расти.
Это обстоятельство мешает установить целесообразную величину расчетного за-
паса устойчивости в силу того, что истинный запас устойчивости будет больше
расчетного на неизвестную величину.
Выше мы уже отмечали, что коэфициент С„ характеризующий упругие свой-
ства грунта, является в достаточной мере величиной неопределенной, завися-
щей от ряда факторов, как-то: от предыдущего давления, тщательности утрам-
бовки грунта после засыпки котлована, формы и величины давящей поверхно-
сти и т. п. (а в условиях железнодорожных насыпей — и от времени существова-
ния этой насыпи). Таким же образом обстоит дело и с допускаемым напряжением
в грунте, зависящим от упомянутых выше факторов, почему и следует считать,
что расчеты по формулам, связанным с коэфициентами упругости или с допу-
скаемыми давлениями, могут привести к самым неожиданным и недопустимым
последствиям'
Наконец, следует упомянуть и о методах, в которых авторы определяют
допускаемый опрокидывающий момент, пользуясь кривой давления (парабо-
лой), построенной таким образом, чтобы напряжения не выходили ни в одной
точке за линию пассивных давлений, касаясь этой линии в верхней точке. Оче-
видно и эти методы не представляют лучшего решения, так каки в этом слу-
чае неясен запас устойчивости, как неясны причины, заставляющие авторов
метода отказаться от допущения выхода кривой напряжений за пределы пас-
сивных давлений.
Рассмотрение различных методов приводит к выводу, что в настоящее
время не существует метода, который давал бы точную картину распределения
давлений в грунте около фундамента во время его нормальной работы, когда он
находится в состоянии устойчивости.
Таким образом, до решения указанной задачи очевидно наиболее надежным
следовало бы признать метод, который: а) не требовал бы точного представ-
ления о характере распределения давлений в грунте в состоянии устойчивости
и б) давал бы возможность выбирать величину запаса устойчивости. Кроме
того, необходимо, чтобы при пользовании таким ме-
тодом выбранный запас устойчивости обеспечивал и не-
большой (допустимый) угол поворота опоры при нор-
мальных нагрузках.
§ 7. Работа подошвы фундамента
момент, вызывающий напряжения
у подошвы фундамента, может быть создан как гори-
зонтальной силой Р, так и вертикальной силой N
(рис. 521). В зависимости от величины опрокидывающе-
го момента эпюра напряжений у подошвы фундамента,
уравновешивающая силу 7V, будет принимать тот или
иной вид. Так, при наличии одной лишь силыТУ, прило-
женной в центре плиты, напряжение грунта будет равно:
и будет иметь место соответствующая деформация >, причем эпюра напряжений
и деформации будут иметь один и тот же вид прямоугольника, представленного
на рис. 522а, где Nr — равнодействующая сил реакций грунта—уравновешивает
силу N. При появлении опрокидывающего момента М [за счет эксцентрич-
ного приложения силы N или за счет введения в систему новой силы Р (рис. 521)]
фундамент получит некоторый наклон, а эпюра напряжений и деформации по-
лучат вид, представленный на рис. 5226, где силы N и создают пару, уравно-
вешивающую опрокидывающий момент М. При дальнейшем увеличении момента
463
М увеличивается наклон фундамента, и, следовательно, должен увеличиться
уравновешивающий момент пары N и Увеличение этого момента при постоян-
ной силе N (сумма всех вертикальных сил, действующих на сооружение, вклю-
чая и собственный вес фундамента) может происходить лишь за счет увеличения
плеча этой пары, т. е. расстояния между силами N и т. е. за счет постепен-
ного отделения силы от силы N и приближения ее к краю фундамента.
При некотором значении опрокидывающего момента эпюра напряжений в грунте
примет вид, показанный на рис. 522в, и тогда давление под ребром В станет
о	~	а ,
равно 2<з0, причем эксцентриситет с в этом случае будет равен с=-^- (как его на-
зывают — предельный эксцентриситет), и соответственно уравновешивающий
момент будет:
6
(V,11)
При допущении максимального напряжения атах под ребром В получим
величину максимального допустимого опрокидывающего момента. В этом
случае:
M = Nc=^3*abC =
&
12~ ’
(V.12)
здесь а и b — размеры плиты.
При дальнейшем увеличении опрокидывающего момента эпюра примет вид,
представленный на рис. 522г, а так как грунт не может работать на растяжение,
то у точки А плита отрывается от грунта, и получается щель (раскрытие шва).
С точки зрения увеличения реактивного момента резуль-
Рис. 522а и 5226
таты будут тем выгоднее, чем на большую величину сместится
эпюра, т. е. чем на большей величине произойдет раскрытие
*	шва. Правильность
этого положения весь-
N
N
На/,
8
Рис. 522в
Рис. 522г
ма понятна, так как
площадь эпюры дав-
лений все время оста-
ется постоянной (рав-
ной сумме вертикаль-
ных сил), тогда как
плечо с увеличивает-
ся при увеличении
напряжения под кра-
ем плиты В.
Осветив вкратце основные положения, необходимые для уяснения работы
закрепления опор в грунте и понимания различных методов расчета, мы можем
перейти к изложению этих методов.
Необходимо, однако, подчеркнуть, что в настоящее время в литературе
имеется большое количество методов, построенных на различных предпосыл-
ках и дающих при расчетах сильно различающиеся результаты.
Обращаясь к официальным Техническим условиям и нормам на сходные
сооружения, мы также не можем найти удовлетворительного ответа.
Последнее объясняется тем, что Технических условий и норм на эту часть
устройства контактной сети не имеется и при расчетах закреплений в грунте
опор контакной сети пользуются соответствующими нормами на линии пере-
дачи (нормы ВЭС). Применявшийся метод в ряде проектов контактной сети
(в проектах линий передач уже оставленный) настолько оторван от физической
картины, имеющей место при работе закрепления опоры, что приводить его
на страницах данной книги не имеет никакого смысла.
464
Опубликованные же последние (в 1933 г.) нормы ВЭС практически (в этой
части) не получили применения по ряду причин, которые также не дают воз-
можности включить этот метод в книгу. В настоящее время ЦНИПС раз-
работан и опубликован в порядке проекта метод расчета, построенный на пред-
посылках, предложенных инж. С. М. Кудриным.
И хотя, по нашему мнению, этот метод также не свободен от ряда неточных
толкований явления, все же мы находим возможным и правильным поместить
его здесь, тем более, что ряд коэфициентов в этом методе выбран на основе
имевшегося у составителей опыта. Весьма возможно, что в процессе прора-
ботки Норм и подготовки их к печати в метод будут внесены изменения. Этого,
однако, мы здесь учесть не можем, поэтому при выходе в свет Норм реко-
мендуем обратиться к ним.
Ниже мы даем метод расчета, предложенный К. Марквардт, до сих
пор не опубликованный и не проверенный экспериментом или практикой,
но, как нам представляется, наилучшим образом освещающий действительное
положение вещей, имеющих место при работе закрепления опор в грунте.
По установлении опытным порядком необходимых коэфициентов запаса, вхо-
дящего в этот метод, его можно рекомендовать к пользованию.
глава п
МЕТОД ЦНИПС
§ 1. Основные положения
Работа боковых стенок фундамента. Рассматриваемый
метод относится к числу методов, ориентирующихся на предельный опрокиды-
вающий момент, который может выдержать грунт. Под предельным опрокиды-
вающим моментом понимается максимальный реактивный момент, создаваемый
грунтом при выворачивании опоры из грунта.
В этих методах в явной или неявной форме предполагается, что давление
на грунт (сила, приходящаяся на единицу поверхности) имеет своевременное
сопротивление, так же как и твердые тела. Поэтому, предполагая, что нагрузка,
Рис. 525
вызвавшая давления, представленные эпюрой на рис. 520 в, продолжает уве-
личиваться, при этих методах приходят к выводу, что в дальнейшем эпюра при-
мет вид, представленный на рис. 524, и затем быстро приходит к эпюре, представ-
ленной на рис. 525. Переход к этой эпюре при относительно небольшом увели-
чении опрокидывающего момента объясняется тем, что реактивный момент уве-
лииивается лишь за счет заштрихованных элементов (рис. 524) и весьма незна-
чительно вследствие малого плеча этих площадей относительно центра враще-
ния О.
На основании таких соображений в рассматриваемом методе- при опреде-
лении максимального реактивного момента пользуются эпюрой рис. 525.
В этом случае максимальный реактивный момент определяется как сумма
моментов грузовых площадей и F2 относительно центра вращения О. Глубина
30 Контактная сеть 271
465
же центра вращения /0 определяется из условия равенства нулю суммы всех
горизонтальных сил:
Fi-F2_p=0,
или приближенно вследствие большой величины плеча силы Р:
F^F2.
Различие в методах, ведущих расчет по предельному моменту, зависит от-
того, как выбирается величина предельного давления (временного сопротивле-
ния) грунта. Так, в некоторых случаях считают, что предельное давление рав-
но пассивному давлению, тем самым, следовательно, утверждая, что давление
в грунте не может получить значения выше пассивного давления. В рассма-
триваемом же методе временное сопротивление принимается в 1,5 раза большим,
пассивного сопротивления.
В соответствии с этим принимается к расчету следующий закон изменения
временного сопротивления в зависимости от глубины:
^врем—	+	.	(V, 13)
Здесь вместо угла естественного откоса ср вводится угол внутреннего
Рис. 526
трения ф, причем вследствие отсутствия
систематических данных об угле ф берут
ф = ? + (5°4- 10°),
делая большую надбавку для сухих грунтов,
меньшую — для влажных и рекомендуя для
насыщенных грунтов принимать ф=<р. Форму-
лу (V,13), представляют в виде:
ЪР = Ау,	(V,14>
где
Д = l,5Ttga(45 + -^-) .
Величины углов ф, коэфициентов А и ко-
эфициентов трения / = tg^*, соответствующих
выбранным (в проекте Норм) значениям углов
ф, даны в табл. 34.
§ 2. Призматический фундамент
В состоянии предельного равновесия на
подошву фундамента действует вертикальная
реакция Nt, на боковые стейки — горизон-
тальные силы Рх и Р2 (рис. 526). Нижняя заштрихованная площадь показы-
вает вероятную эпюру давления по подошве. Эти силы в свою очередь опре-
деляют силы трения по боковым стенкам Тх и Т2 и по подошве Т3.
Силы Рх и Р2 могут быть представлены выражениями:
Px = Fxd
и
Р2 = F2
где Fx и F2 — грузовые площади эпюры;
b — ширина стенки (в плоскости, перпендикулярной чертежу).
Воспользовавшись формулой (V,14), получим:
(V,15)
р — Abf 2
2 - 2 г° 
(V,16)
И
466
Таблица 34
№ по пор.	Грунт	7 В пцм3	Ъдоп В кг!см3	Ф в гра- дусах	А в т/м3	/	Р В гра- дусах
1	Насыпная земля Рыхлая сухая 		1,5	1,0	33	10	* 0,65	3
2	Влажная 		1,7	0,5	39	14	0,80	5
3	Насыщенная водой 		1,8		22	7	0,40	—
4	Чернозем влажный 		1,5	1,0	33	9	0,65	8
5	Глина Глина сухая и влажная		1,6	3,0	40	16	0,85	20
6	Мокрая. 		1,8	2,5	19	7	0,35	8
7	Суглинок Сухой и влажный		1,6	2,5	40	15	0,85	12
8	Мокрый 		1,7	2,0	22	8	0,40	10
9	Песок Сухой 		1,7	2,0	33	10	0,65	10
10	Влажный 		1,9	1,5	39	14	0,80	10
11	Насыщенный водой 		2,0	1,0	31	11	0,60	5
12	Гравий Сухой 		1,8	\ 3,5	35	14	0,70	10
13	Мокрый 		1,8	3,0	31	11	0,60	5
14	Галька круглая 		1,9	5,0	35	11	0,70	8
Примечания: 1. Здесь адоп — допускаемое давление на грунт на глубине 2 м
ниже поверхности; р — угол наклона грани обелиска грунта к вертикали при вырыва-
нии анкера.
2. При заложении на глубину более 2 м от поверхности земли приведенные нормы
с доп повышаются на каждый метр увеличения глубины, на~ величину, равную весу^грун-
та в тп1м3.
3. При заложении на величину менее 2 м приведенные нормы сдоп понижаются на
0,5 кг/сл2, на 1 м уменьшения глубины заложения, но не более чем на 5О°/о табличной
величины.
Обозначая через Д коэфициент трения фундамента о грунт, можно силы
трения представить в следующем виде:
—	направлена вниз;
—	направлена вверх;
73 = Д2Д — направлена вправо.
(V.17)
Основные условия равновесия в предельном состоянии^могут быть предста-
влены следующими уравнениями:
SX=2^K + P1-P2+7'3-0,	(а)
1=1
Z—п
где 2 Pi —сумма всех горизонтальных сил (на рис. 526условно показана одна
<=1 сила);
К — запас устойчивости;
г—и
2 Pi К — сумма сил в предельном состоянии;
SV = O + 7'1-7'2-N1 = 0,	(b)
где G — вес фундамента опоры и проводов.
Наконец, сумма моментов всех сил относительно оси, проходящей через
точку Ог нормально к плоскости чертежа:
К + Pivi - Р2у2 - л| - т“ - Ntc=0,
(с)
30* 220
467
где Mi — моменты, приложенные к опоре (например от внецентренного прило-
жения вертикальных сил);
— высота силы Рг над поверхностью фундамента;
остальные величины ясны из рис. 523.
Плечи сил Рг и Р2:
t — to Of 4- 2о(о_t — to At 4- 2Af0_t — to t 4- 2/3	.
У1= ~3	(7( 4-(7^ = At+Ato	t-\-to
и
x 2 ±
yz = t~- h-
О
Силу Nr можно найти И2^р авнения:
N1 = G-(r2-7'1) = G-/1(P2-P1).	.	(e)
Положение центра вращения фундамента можно найти из уравнения (а):
2Р^-(Ра-Р1)4-Г3 = 0,
Г=1
или, подставив значение Т3, пользуясь выражениями (V,17) и (Ь), получим:
2 Р.К-(Р2-Р±)(1 4-/?)+AG=0-
1=1
Подставив значения Р, и Р2 из формул (V,15) и (V, 16), будем иметь:
r= 1	\ Z	Z	Z 7
откуда
2 PiK —Abto{{ 4-/1 )-Ь^0+/?) 4-AG =0.
Отсюда можно найти глубину центра вращения /0:
1/2 ЛК + АО р
«.= Г	<у.|8>
Подставив полученное значение в уравнение (с), будем иметь:
2^ + 2 PAh\ 4- о!к= pJa? -+ pJ Л +А + Gc.
i = I	/= 1	J \	J \	J
В рассматриваемом методе принимается, что с = 0,3а, тогда окончательно
величина предельного момента может быть представлена выражением:
ri=m i=n
мпр = ^2 /и£+2 pi(Ai + О IК = Pd^fi-У1) +
+Р2(0,2 afr+ у2) + 0,3 aG.	(V, 19)
Ход решения в этом случае рекомендуется следующий: зная моменты, го-
ризонтальные силы и их плечи относительно подошвы фундамента, действую-
щие на опору, определяют общий опрокидывающий момент относительно по-
дошвы фундамента. Выбрав соответствующий расчетной задаче запас устойчи-
вости К, определяют необходимый предельный момент. Далее, задавшись раз-
мерами фундамента t, b и а и величинами А и /, проверяют по
формуле (V,19) величину предельного момента, соответственно уменьшая или
468
увеличивая размеры фундамента, если предельный момент получается недоста-
точным илу чрезмерным по сравнению с произведением расчетного момента на
запас устойчивости.
§ 3.	Расчет ступенчатых фундаментов
Отличие условий работы ступенчатого фундамента (рис. 527 и 528) от приз-
матического будет заключаться в том, что здесь получит место еще реакция N2
от воздействия массы грунта, лежащей над ступенью, на эту ступень. В рас-
сматриваемом методе принимается, что при выворачивании фундамента соответст-
венно возникнет и новая сила трения Т4, равная:
Л=Л^2.
Основные условия равновесия в предельном соединении для рассматривае-
мого случая представляются в виде:
i=n
SX = J PtK + Pi - Р2+ Т3 - 7>0;	(а)
Sy = G + 7'i-7'2-N14-N2 = 0;	(b)
“ i—m	\=п	"1	д
Хж = s + 2 л (Аг -Mi) к+Р1У1 - РгУь
_f=l	z=l	J
— Т2^ — 1\а'—	— W2c2 = 0.	(с)
Рис. 528
Предельное сопротивление верхней площадки ступени:
2
N2 = 0,754^.
Из уравнения (Ь) определяется Nt:
^1 = О + (Л-Р2) + ^-
Подставляя значения Т3 у Т4 в уравнение (а), получим:
2Р/ к + (Р1-Р2)+Л G+/1 (Р1-р2) +Aw2-/iAt2 = О,
г=1
469
или
Е р,к + (рх - р2)( 1 +/?) +- ffi =о.
г=1
Как и выше, принимается, что:
₽. = ^-‘(Й-©; I
О   4б12 ^0	|
'2 — й •	I
(d)
(V,20)
Таким образом, здесь как бы принимается, что глубина центра вращения
to — т. е. пренебрегают изменением ширины а на глубине от t2 до /0 или
на глубине от f0 до /х—12 (если t0<t2).
Подставляя значения Рх и Р2 в уравнение (d), получим:
2 P-K+frG-t^-(ах + а2)(1 +/?) +	+/?)=0,
i= 1
откуда определяем:
А)
РД+ДО +0,5А<^(1+/?)
0/> Д(ах+ а2)( 1+/1)
(V.21)
Из уравнения (с) находим величину предельного момента:
пг
мпр = [sk + 2 р,.(а£ + Ы к
Lz=i <=i
= Р1(0,8/1(11-Л) + Р2(у2 +
+ Л у - 0,3/хах) +	(0,5ах + /ха') + 0,3axG,
(V,22)
где
и
У1 — ( g
2	3 t + tQ
Ход расчета здесь тот же, что и в предыдущем случае, т. е. задавшись раз-
мерами фундамента и установив характеристики грунта, определяют предель-
ный опрокидывающий момент для данного фундамента. Полученную величину
сравнивают с произведением моментов сил относительно подошвы фундамента
на выбранный запас устойчивости, изменяя затем в случае необходимости раз-
меры фундамента.
§ 4. Расчет устойчивости деревянных опор
На рис. 529 представлены рассматриваемые в данном методе случаи закре-
пления опор: одиночный столб, сдвоенный столб и сдвоенный с расстановом.
Расчет предельного опрокидывающего момента ведется по одной и той же
формуле, с той лишь разницей, что вводится различная расчетная ширина.
На рисунке и в последующих формулах приняты следующие обозначения:
d — средний диаметр подземной части столба;
b — расчетная ширина столба, определяемая согласно рис. 529 (диаметр столба
предполагается не более 0,3 м); величина выбрана на основании опыта;
t — глубина заложения столба.	-
В предельном положении эпюра давления принимается та же, что и для
боковых стенок фундамента, показанная на рис. 526.
470
Предельный момент для этой эпюры получается равным:
Л4Лр. с— |2 7 •	(V,23)
В случае действия моментов в двух плоскостях расчет ведется по результи-
рующему моменту.
Расчетная ширина для этого случая берется в соответствии с рис, 529.
В том случае, если глубина заложения получается очень большой и неудоб-
ной, применяют лежни (ригели). При применении только одного лежня его обычно
располагают на глубине /. Определение предельного момента в этом случае
ведется по формуле:
д/2
Mnp = ^bxlx.	(У,24)
Формула выведена в предположении, что
0,9W^61/1>0,5W.
Здесь bt и /х— расчетные ширина и длина лежня;
b и t — те же значения, что и выше.
При пользовании формулой определяют размеры лежня &1( 1Х и затем подби-
рают диаметр (по Ьх) и полную длину /' = /х + d,
так как расчетом определяется лишь длина, выходящая за
пределы столба диаметром d.
Величина предельного момента в этом случае лими-
тируется поверхностью лежня, поэтому размеры столба
 6-зл
6-2,7 i
в расчет не входят. Применение же
лежней с большей длиной неудобно.
При применении двух лежней
(рис. 530) разбираемый метод ре-
комендует располагать верхний ле-
жень на [глубине tx =	, где tx —
глубина заложения верхнего лежня,
/2 — глубина заложения нижнего
лежня.
Если полагать, что горизонталь- Рис. 530
ныесилы, действующие на опору, малы
по сравнению с реакциями грунта (т. е. плечо этих сил полагать достаточно
большим), то при указанном расположении необходимо выдержать условие:
b\ /х а 2 Ь%
Это соотношение определяется вдвое меньшей величиной временного сопро-
тивления на глубине /, по сравнению с глубиной /2. При соблюдении этого усло-
вия силы, передаваемые лежнями на грунт, могут быть представлены выраже-
нием:
i4^X Ьх li == .Д^2 ^2 ^2»
и соответственно предельный момент (при расстоянии между лежнями = tx)
будет:
Мпр. л = At* bi li =	(V,25)
Кроме того, должен" быть подсчитан по формуле (V,23) и предельный мо-
мент Afnp.c, создаваемый самим столбом.
Общий предельный момент представится суммой этих величин:
Мпр = Мпр.л +Мпр.с.	,(У,2б)
471
Указанный проект Норм, откуда нами заимствован изложенный метод рас-
чета, рекомендует для. нормальных условий работы иметь запас устойчивости
К = 3 как для бетонных фундаментов, так и для закреплений деревянных опор.
ГЛАВА III
МЕТОД К. МАРКВАРДТ
§ 1. Сущность метода
Прежде чем приступить к изложению предлагаемого нами метода, остано-
вимся несколько на упомянутом выше понятии «пассивное давление» и на его
использовании в различных методах расчета.
Это тем более интересно, что почти все методы, распространенные в практике
при построении расчетных формул, используют тем или другим образом эти
пассивные давления.
Из приведенного выше вывода формулы пассивного давления легко ус-
мотреть, что его следует рассматривать лишь как приращение пассивной силы,
действующей на стенку шириной, равной единице длины, при увеличении ее
глубины также на единицу. Рассматривать же такое пассивное давление отор-
ванно от всей силы, т. е. как некоторую самостоятельную величину, очевидно
не следует.
Действительно, если пассивную силу можно определить как минимальную
силу, способную выпереть определенный клин грунта, то придавать аналогичный
физический смысл пассивному давлению очевидно неправильно.
Таким образом, если увеличение действующей на стенку силы до величины
большей пассивной силы приведет к разрушению грунта, то увеличение силы,
действующей на погруженную в грунт вертикальную площадку (площадью, рав-
ной еДинице), до величины, большей пассивного давления, соответствующего этой
глубине, вряд ли может привести к такому же разрушению грунта.
Отсюда легко понять, что вряд ли можно считать верными методы, которые
связывают величину реактивных моментов с величиной пассивного давления,,
независимо от того, ориентируются ли эти методы на эпюры сил в состоянии устой-
чивости или на максимальные (предельные) значения реактивного момента.
Выше мы уже осветили сущность методов, ориентирующихся на эпюру
давлений в состоянии устойчивости, и метода, при котором расчет сводится
к определению максимально возможного реактивного момента в грунте и затем,
к определению допустимого опрокидывающего момента делением максимального
момента на заданный запас устойчивости. При этом в последнем методе не играет
роли вопрос—за счет какой части эпюры будет получаться необходимый запас
устойчивости, т. е. будет или не будет в состоянии устойчивости иметь место выход,
эпюры напряжений в некоторых частях за пределы линии пассивного давления.
Возможность установления необходимого запаса устойчивости и отсутствие
необходимости знать точную картину распределения давления в грунте в со-
стоянии устойчивости являются крупным преимуществом такого подхода к ре-
шению задачи. Такой подход (определение предельного момента) берем и мы
в методе, излагаемом^ниже. Целью изложения рекомендуемого нами метода являет-
ся главным образом* установление ясной физической картины поведения фун-
дамента при увеличении внешних сил до предела, после которого без увели-
чения внешних сил происходит выворачивание его из грунта.
Поскольку, однако, и предлагаемый метод в пользовании связан с запасами
устойчивости, рекомендовать его можно лишь после установления этих коэфи-
циентов запаса, что может быть сделано лишь на основе соответствующих опытов
и утверждено введением в соответствующие нормы.
Рассматривая эпюры методов, принимающих, что давления на грунт не мо-
гут быть выше зпасс, можно согласиться с тем, что в верхней части эпюра дей-
ствительно не может выйти за линию пассивного давления, так как на глубине,
где эпюра выйдет за эту линию, будет достигнута и пассивная сила, и следова-
472
тельно, грунт будет выпираться (без увеличения усилия). Поэтому в этой части
нельзя согласиться с методом ЦНИПС в его предположении, что в верхней
части эпюры напряжение может достигнуть величины выше пассивных давлений.
(бвр= 1,5 зпасс), так как в этом случае понятие «пассивная сила» тяряет смысл.
Однако неправильным будет и метод, полагающий, что по всей длине столба
давления не могут получать значения выше пассивных давлений, как это де-
। лается в некоторых методах. Принципиальная ошибка такого подхода заклю-
чается в предположении, что давления по достижении ими значений о„асс
уже не увеличиваются как в верхней, так и в нижней частях эпюры (рис. 523).
Как мы уже установили, это может иметь место тогда, когда уже начинается
выпирание клина на соответствующей высоте. Отсюда ясно, что если это поло-
жение можно считать относительно верным (относительно, так как не принимается
во внимание наклон опоры) для верхней части эпюры, так как там практически
имеем дело с пассивной силой, то для нижней части такое «ограничение» давле-
ния не имеет никакого основания. Принципиально правильнее решается
этот вопрос в методе ЦНИПС (для нижней части фундамента), где пред-
полагается, что давление может достичь величины большей пассивного. Од-
нако в указанном методе приходится вводить новое понятие «временное со-
противление», которое получается умножением <зпасс на 1,5. Трудно предста-
вить, чтобы эта величина не зависела от величины и формы поверхности, поэтому
пользование ею представляется нам мало желательным..
Отбрасывая пока из рассмотрения влияние наклонения опоры на величину
пассивных давлений, для упрощения представим, что верхняя часть столба
для у < t0 (рис. 5206) движется поступательно вправо, а нижняя часть для
у > t0 — влево.
Из изложенного ясно, что предельные значения силы будут достигнуты
тогда, когда лежащий перед соответствующей частью фундамента объем земли
будет выперт.
Предполагая перемещение верхней части фундамента параллельно самой
себе вправо, можем к этому случаю отнести все соображения и выкладки, при-
веденные при выводе величины пассивной силы.
Для нижней же части в целях упрощения, пренебрегая пока влиянием актив-
ной силы, можно представить ее перемещение как стенки, показанной на рис. 531..
Величина силы Р в этом случае получит то же значение, как и в слу-
чае, если бы перемещалась влево стенка с высотой t, что легко усмотреть
из вывода величины пассивной силы.
К такому же выводу о независимости величин пассивной силы от высоты
стенки приходят доктор-инженер Крей в своей работе «Теория давления земли
и сопротивления грунтов в нагрузке» (перевод с немецкого, ГНТИ, 1932 г.)
и ряд других авторов, разбирая работу анкерной плиты.
Для упрощения дальнейших рассуждений предположим, что силы, действую-
щие справа и слева на фундамент, равны между собой, что можно допустить
в случае, если сумма горизонтальных сил, действующих на опору, значительно
меньше реактивных сил, развиваемых в грунте, или если на опору действуют'
лишь опрокидывающие моменты1. При увеличении же момента от внешних
сил, т. е. при переходе от эпюры по рис. 5206 к эпюрам, когда давления в верхней
части будут стремиться на большей высоте выходить за линию пассивных,
давлений, постепенно заполняя площадь линии пассивного давления правого тре-
угольника, внизу давления будут продолжать увеличиваться, и эпюра примет
вид, показанный на рис. 532. При этом центр вращения опоры О будет сни-
' жаться, так как площадь эпюры справа может увеличиваться только за счет по-
нижения точки О, а слева — за счет увеличения давлений. Эпюра АОВ
по форме очень близка к треугольной; поэтому, если для эпюры (рис. 520б>
/0 = -/, то очевидно точка приложения равнодействующей от давления на ниж-
О
1 Из изложенного ниже можно будет легко усмотреть, что наличие горизонтальной
силы лишь усугубляет приводимые положения.
473.
:нюю часть столба лежит на высоте от основания,
„ 1 1 , 1 ,
равной - / = - /.
3 3 У
При увеличении же момента, вызывающего понижение точки О (рис. 532),
понижается и точка приложения равнодействующей давлений в нижней
части.
Если бы мы имели дело с несжимаемым сыпучим телом, т. е. с телом, где
коэфициент Ct можно было бы полагать весьма большим, то в пределе при уве-
личении момента от внешних сил точка приложения равнодействующей от левой
части давлений сместилась бы к нижней точке опоры, а от давлений справа —
- на глубину 2/3 t, т. е. расположение пассивных сил в этом случае получило бы
вид, приведенный на рис. 533. Здесь заштрихованы площади, показывающие вы-
пираемую часть грунта.
Практически при значительном давлении, развивающемся в нижней части
«опоры, на левую сторону грунта (из-за малой поверхности, воспринимающей
Рис. 533
давление) будет иметь место сжатие грунта, и сила Pt очевидно получит точку
приложения несколько выше основания. Но плечо пары сил Рх и Р2
-будет близко к величине что подтвердится соображениями, связанными с
О
учетом влияния на реактивный момент угла наклона опоры. В действительности
же максимальный реактивный момент будет больше (чем по рис. 533), так как при
наклоне опоры большую роль начнут играть вертикальные составляющие Р/
я Р2 сил Рх и Р2 (рис. 534), изменяющие величину пассивной силы. Это изменение
Рис. 534
пассивной силы получает место за счет изменения сил трения Т в плоскостях
выпирания (рис. 516), которое в свою очередь получается как бы за счет из-
менения веса выпираемой части грунта. Последнее соображение можно себе
представить таким образом, как будто вес правой части грунта увеличивается
ла величину вертикальной составляющей Р'2 и, наоборот, вес левой части грунта
уменьшается на величину силы Р\.
Это изменение пассивных сил ведет к тому, что равновесие достигается прак-
тически не при повороте опоры относительно наинизшей точки по рис. 533, а
относительно центра Ох, расположенного несколько выше (рис. 535, где также
заштрихованы выпираемые части грунта).
Изложенное приводит к заключению, что с появлением составляющих Рх'
и Р2 сила Рх будет несколько уменьшаться, зато плечо сил Рх и Р2 (расстояние
474
между ними) будет увеличиваться, что в общем поведет к увеличению реактив-
ного момента. Эти же соображения нетрудно подтвердить и расчетом, что и было
проделано нами для ряда случаев, различающихся углом наклона опоры и
хар щтеристиками грунта. Произведенные расчеты (поместить их здесь не пред-
ставляется возможным) показали, что в первое время с увеличением угла наклона
опоры растет реактивный момент, по достижении же углом наклона некоторого
значения (очень небольшого порядка 5 4- 10°) реактивный момент достигает мак-
симального значения и с дальнейшим увеличением угла наклона уже умень-
шается. Максимальное значение момента мы и называем предельным моментом.
Таким образом, в дальнейшем сила Рг будет уменьшаться, вследствие чего
будет уменьшаться и сила Р2 (так как Р^Р^, что может получиться лишь
при перемещении центра вращения вверх. В результате, наконец, получит место
такой угол наклона опоры, при котором грунт справа уже не сможет выпираться
ни при какой силе, и тогда, опираясь на правую часть грунта, левая часть
будет выперта влево вверх.
По мере увеличения наклона опоры будет и увеличиваться влияние силы
Рг' на угол наклона площади скольжения левой части грунта, т. е. с увели-
чением наклона опоры будет расти и угол а (см. гл. I, § 4), и разрушение
произойдет по плоскости, наклоненной к горизонтали под углом, много боль-
шим угла, определенного для пассивной силы в предположении горизонтального
перемещения стенки = 45 —	•
Таким образом, выпираться будет значительно меньший объем земли, чем
определяющий величину предельного момента.
Приведенные соображения дают достаточно ясную картину поведения фун-
дамента при изменении величины момента от нуля до максимальной и картину
выворачивания фундамента.
§ 2.	Определение величины предельного реактивного момента по боковым
стенкам
Таким образом, центр вращения при увеличении момента проделает путь
ют глубины 2/3 t до основания (при несжимаемом грунте) и затем кверху до
поверхности земли (при уже вывороченной опоре). Если подсчитать величины
реактивных моментов, то можно легко убедиться в том, что максимального значе-
ния момент достигает после того как центр вращения, пройдя нижнее положение,
будет перемещаться кверху. Для упрощения выкладок, внесения большей опре-
деленности в расчетные формулы и в незначительный запас при выводе формул
будем приравнивать положение, показанное на рис. 533, предельному поло-
жению, т. е. исчислять предельную величину реактивного момента, исходя
из этого положения, что даст некоторый запас, так
как величина момента, способного вывернуть опо-
ру из грунта, будет несколько выше.
Рассматривая далее условия равновесия при-
менительно к рис. 535, следует принять во внима-
ние и влияние активной силы от сползающей части
грунта слева от опоры. Этот сползающий клин
земли создаст давление в две стороны (рис.	рис. 536
536): к опоре Р2 акт, вычитающуюся из силы
Р2пасс, И Р1актп, ВЫЧИТЗЮЩуЮСЯ ИЗ Р1Пасс ТаКИМ
образом, каждая из сил, создающих реактивный момент, равна:
Р пасс
Р акт
Максимальный реактивный момент определится как интеграл от произве-
дений элементарных сил на свои плечи относительно точки вращения. Положив,
как мы условились выше, что центр вращения лежит у основания заделанной
части опоры (рис. 534), можем представить величину момента от элемен-
тарной силы dP в виде:
dM = dP(t —у),
где у —расстояние элементарной силы dP от поверхности земли.
475
В соответствии с изложенным здесь
dP d (Рпасс	Ракт) == d Рпасс	d Ракт>
заменив в формулах (V,8) и (V,3) для стенки шириной b t через у, по-
лучим:	1
dPnacc = Y^_ytg2	+^~-tg3 ^45 + dy
и
(ф \
45-2 1 dy'
Величина реактивного момента представится выражением:
У (t—У) dy 4-
О
Член в квадратной скобке может быть несколько упрощен:
i)-tg(45-^)
sin 90-sin ср
4 sin <р
COS2 <р
Подставив полученное значение в выражение Мтах и проинтегрировав,
получим:
Мпах = 4coS2Sin ? f [«У—у2) dy+ -^tg3 (45 4- -|Л1 С(ty2 —у3) dy =
Lvo tJL	V " /	।
о	о
4 у b sin со /t3	t3 Л , у , , ( . _ । со А / &	t^\ 2 у ЫУ sin ср ,
"-coS>r,_b_^J+ 4 8\ +^J (з~т)= 3cos*<p +
+ У? tg“ (45 +-| ).	(V,27>
Второй член, как это ясно видно из вывода, учитывает уширение клина вы-
пирания. Без учета этого уширения максимальный реактивный момент будет
определяться выражением:
2yW3sin ср
Los*. 	(V’28>
По аналогии с методами расчета, идущими в расчете от временного сопро-
тивления/ будем считать, что достижение этой величины равносильно разруше-
нию; следовательно, допускаемая величина момента определится как частное
от деления максимального момента на установленный для рассматриваемого
случая запаса устойчивости.
Обозначив запас устойчивости через К, получим величину допускаемого
момента:
МдОп^~х-	(V,29>
476
§ 3.	Определение предельного реактивного момента по подошве
Переходя к рассмотрению работы подошвы фундамента, следует отметить,
что практически в настоящее время расчеты при передаче на грунт давления от
вертикальных сил ведутся по допускаемым напряжениям в килограммах на 1 см-.
Нелишне отметить, что такой способ расчета обладает серьезными недостатками,
так как при этом не учитываются ни площадь, ни форма фундамента, и по тому
не может быть более или менее точно учтено взаимодействие массы грунта, на-
ходящегося под фундаментом, с остальной масрой грунта. К сожалению,
в настоящий момент для расчета подошвы фундамента с эксцентрично прило-
женной вертикальной нагрузкой нельзя указать достаточно подходящего и прак-
тически удобного метода расчета, хотя этот вопрос вообще и рассматривается
у ряда авторов. '
Таким образом, и нам приходится при расчете работы подошвы фундамента
исходить из нормализованных допускаемых напряжений. Выше мы установили,
что для получения максимального момента от реакций грунта под подошвой
/
фундамента при одной и той же вертикальной силе следует стремиться к полу-
чению возможно большего эксцентриситета. Однако следует учесть и то, что
после определенного предела сж 1тие грунта уже не будет упругим, и нарастание
напряжения под ребром В (рис. 537) будет происходить медленнее, чем уве
личение угла поворота (до достижения же этого предела указанные величины
находятся в линейной зависимости). По аналогии с предыдущим максимальное
напряжение под ребром В, после которого начинается неупругое сжатие грун-
та, назовем <звр. Точкой D на рис. 537 отмечена величина, какой достигло
бы напряжение, если бы грунт при всех значениях а повиновался закону
упругости.
Если для упрощения и в запас прочности положить, что после некоторого
значения напряжения авр грунт не увеличивает сопротивления, то очевидно
эпюра получит вид, представленный на рис. 538.
Без ощутительной погрешности можно для предельного момента в запас проч-
ности принять для расчета фиктивную эпюру давлений (рис. 539), так как из-
менение эксцентриситета очевидно будет вовсе неощутимо, потому что некоторое
увеличение эксцентриситета за счет площади MGD компенсируется уменьшением
эксцентриситета за счет площади KER. Эту эпюру очевидно и можно принять
для расчета и затем уменьшить полученный момент в К раз. В состоянии
устойчивости эпюра примет вид, представленный на рис. 4616, 4б1в или
461г, причем совершенно неважно, какой именно вид она будет иметь, так как
устойчивость определяется запасом устойчивости К, а не соотношением
Gmax
При принятой эпюре_ максимальный момент представится выражением:
А4тах = 77 ——,	(V,30)
а =-------
$вр
И &вр— $доп*Кх'
где
477
Здесь Ki—некоторый фиктивный запас прочности (в предположении, как уже
указывалось, что поели; достижения напряжением значений <здоп  Кх напряжение
уже не может увеличиваться, и грунт продолжает сминаться без увеличения внеш-
ней опрокидывающей силы, или (что то же) без увеличения внешнего опрокиды-
вающего момента.
Подставив выражение для d в формулу (V,30), получим:
^Фпах
.N_
2 овр
или заменив М тах = КМ, где М — расчетный допустимый момент, а К — запас
устойчивости и звр =	получим:
N-a (\
2 К V
М =
N
&доп * Ki Л Ь
(V,31>
Следует еще раз отметить, что К и К± — совершенно различные величины,
не имеющие между собой ничего общего: тогда как К — величина, от нас за-
висящая и с увеличением дающая большую гарантию в устойчивости сооружения,
величина — фиктивная, предполагаемая нами и с увеличением уменьшающая
устойчивость сооружения (правда, в очень незначительной Степени, что видно
из формулы, где второй член в скобках при средних и прочных грунтах всегда
намного меньше первого члена). Уменьшение устойчивости сооружения с уве-
личением получается за счет того, что мы как бы приписываем грунту боль-
шую прочность, чем он ее имеет на самом деле. Формула в удобной форме для
расчета различных конструкций будет дана ниже. Для осторожности не следовало
бы давать Кг большие значения, но очевидно (как мы полагаем) дать ему зна-
чение 2 — 3 не будет неосторожно. С точки зрения расчета удобно связать Кг
и К равенством, т. е. положить = К, тогда очевидно увеличение относительно
малого вычитаемого в скобке будет перекрываться уменьшением всей величины
с увеличением К (тем более, как мы уже отмечали, К в правдоподобных пределах
2—3 мало отражается на всей этой величине момента). Тогда формула примет
вид:
Mz/ W Л
М ~ ~2К\,1 ~ КаЬсдоп /
Небезынтересно здесь указать на то, что приводимые в Нормах допускаемые
напряжения выбираются по наблюдению за усадной определенной площадки
под действием на нее определенного груза (вертикальной силы). Указать же, какую
усадку под ребром В для опор следует считать допустимой, невозможно, так
как относительно небольшая усадка под ребром В при значительном раскрытии
шва под противоположным ребром может повести к большому отклонению вершины
опоры и, наоборот, даже при значительной усадке под ребром В, если раскрытие
шва не имеет места и эпюра давлений имеет трапецоидальную форму (рис. 5226),
особенно если она близка к прямоугольной форме, усадка под всем фундаментом
почти равномерна и практически не играет никакой роли, так как отклонение
вершины опоры почти не имеет места. Это обстоятельство еще раз подтверждает,
что выбор запасов прочности может быть произведен только на основании ши-
роко и серьезно поставленных опытных исследований.
§ 4.	Совместная работа подошвы и боковых стенок фундамента
При пользовании методами расчета; исходящими из картины распределения
усилий в грунте в состоянии устойчивости, наибольшую трудность представляет
задача распределения усилий между подошвой и боковыми стенами. В этих ме-
тодах обычно определяют допустимый момент на подошву фундамента, а затем,
взяв остаток между расчетным моментом и моментом, воспринимаемым подошвой,
проверяют напряжение у боковых стенок, т. е. полагают, что деформации грунта
478
у подошвы не связаны с деформациями грунта у боковых стенок, что, конечно^.,
неверно. Также неверным будет расчет, идущий от какого-либо другого пред-
положения распределения эпюр в состоянии устойчивости, так как в настоящий
момент не имеется данных, которые могли бы дать возможность связать дефор-
мации у подошвы и боковых стенок между собой. В этом случае, так же как и
в предыдущих, большое удобство представит путь, который даст возможность
вести расчет, не учитывая распределения опрокидывающего момента между
подошвой и боковыми стенками.
Этого можно достигнуть, определяя максимальный опрокидывающий мо-
мент (предельный) как сумму максимальных моментов для боковых стенок и по-
дошвы. Такой подход будет верным, так как выворачивание опоры произойдет
только после того, как момент от внешних сил не превзойдет величины этого
суммарного максимального момента. Допускаемый момент (в килограммометрах)-
будет равен:
2	+J^_tg3/45+	f 1_____—(V33V
3 Kcos2cp + 48 K g + 2 Р 2/Н КйЬсдопГ
где t — глубина заложения фундамента в метрах;
у — удельный вес грунта в килограммах на 1 м3;
а — ширина фундамента в направлении действия поперечной силы (пло-
скость опрокидывающего момента) в метрах;
b — ширина фундамента в другой плоскости в метрах;
N — сумма вертикальных сил (вес проводов, опоры, вес фундамента и вес
земли над ним) в килограммах;
°доП — допустимое давление на грунт по Нормам в килограммах на 1 м2;
К — выбранный запас устойчивости.
В зависимости от типа грунта и формы фундамента боковые стенки или
подошвы будут воспринимать большую или меньшую часть опрокидывающего
момента, т. е. одна часть будет возможно перегружаться за счет другой, но не-
зависимо от распределения момента между ними выбранный запас устойчивости
будет сохраняться, так как при дальнейшем загружении фундамента при прибли-
жении к максимальному моменту будет больше нагружаться незагруженная
часть.
§ 5.	Коэфициент обсыпания для цилиндрического столба
В
приведенных формулах расчета под b следует понимать некоторую'
расчетную ширину, получаемую в результате умножения проекций заделан-
ной части (на вертикальную плоскость, перпен-
дикулярную направлению опрокидывающей силы) на
так называемый коэфициент обсыпания.
На рис. 540 показано распределение давлений
на грунт у поверхности столба. Под коэфи-
циентом обсыпания будем понимать отношение ре-
акций грунта на цилиндрическую поверхность к реак-
ции на плоскую поверхность, нормальную к направ-
лению перемещения и при одинаковом их перемеще-
нии.
Рассматривая элемент поверхности с высотой,
равной единице длины, получим площадь его,|равной
d j
—. а р, и давление на нее
ffd cos ₽!
где g — давление, соответствующее перемещению Д.
Составляющая в направлении перемещения
р' = рcos р = cos2 d ₽.
На рис. 541 дана эпюра давлений у поверхности и ниже — эпюра состав-
ляющих, направленных вдоль по перемещению. Сумма этих составляющих,
f* d —	.	, Tv
P = I —cos2 p d p = c a -
J 2	4
О
откуда коэфициент обсыпания
atZ-y-
4
f=------= -г = 0,785.
a d 4
(V,34)
Для случая сдвоенного столба (или одного стол-
ба с пасынком), если перемещение совершается в на-
правлении, перпендикулярном их общей оси, то
очевидно для расстояния между осями можно при-
нять, как и для плоскости, f = 1, тогда общее
/=0Д85 + ^0<,
Аналогично для столба с двумя пасынками
= _0|93.
§ 6.	Формулы расчета закрепления деревянных опор в грунт
а)	Цилиндрический столб. В случае, если столб заделывается
непосредственно в грунт без лежней и пасынков, то расчет надлежит вести по
формуле (V,29), причем в этом случае b =j d, где/=0,785 и d —
средний диаметр по высоте в заделанной части столба. Тогда формула (V,29)
принимает вид:
A1 = 0,524^i^ + iI^tg-(45 + i).	(V.35)
б)	Сдвоенный столб (для одинаковых диаметров). Для тех
же данных из формулы (V,27) при действии поперечной силы нормально к
общей оси:
М = 1,2 dt3-^—.+ -L^-tg*f45 4-^A	(V,36)
К cos2 ср 48 К \	2 /	4	7
В случае, если диаметры столбов различны, вместо d следует ввести^-^-^.
в)	Закрепление лежнями. На рис. 542 показаны расположение
лежней и силы давления на эти лежни Рх и Р2.
В соответствии с принятыми нами установками будем полагать, что лежни
стремятся сдвинуть перед собой объемы земли, очерченные пунктиром. Тогда,
воспользовавшись формулами (V,3) и (V,8) и заменив
480
получим:
Р1 = 2ТМ^-|-Т ^Lg3 (45 + 4-); I
с082 * 1 V f 2 / I	(v>37)
P2 = 2 у bt2*^L + Y tg3 (45 + JL\
cos2 co 1 12 & \	2) }
Максимальный реактивный момент определяется из выражения:
Afmax = Pi — ty)-	(V,38)
Необходимым является в этом случае дополнительное условие, чтобы Р2
было связано с Рг равенством:
Pi^Pi+xPi,	(У,39)
z= 1
i^n
где s Pi — сумма всех горизонтальных сил, действующих на опору.
«=1
Обычно без большой погрешности, по сравнению с силами Рг и Р2, можно
i—n
полагать S Р( = 0, и тогда
Рх = Р2.	(У,40)
Соблюдение равенства (УДО) может быть выполнено подбором соответству-
ющих значений bt и Ь2.
Расчет удобно выполнять следующим образом: задавшись величинами
и Ь1г из условия (V,40) и (У,38) определить Ь2.
Допускаемый же момент определится как ча-
стное от деления максимального момента (У,38) на
выбранный запас устойчивости К, т. е.
М = P1V~Q.	(У,41)
Увеличение устойчивости за счет работы са-
мого столба мы не учитываем, так как это воз-
можно было бы сделать, задав Ь2 таким образом,
чтобы Р2 было больше Р1г т. е. обеспечив враще-
ние опоры относительно нижней точки. В нашем
же случае, если Р2, вращение может быть
как около нижнего, так и верхнего лежня. В слу-
чае же вращения относительно верхнего лежня
изменится лишь величина активных сил, чем мы
в расчете (вследствие относительно незначительной
величины автивных сил) можем пренебречь.
Следует отметить, что значительное уменьше-
ние поперечных размеров лежня может повасти к
большим углам наклона. Это главным образом относится к нижнему лежню.
Во избежание этого можно рекомендовать размеры нижнего лежня принимать
с некоторым дополнительным запасом 1,5). Этот коэфициент должен быть
также проведен опытом. Кроме того, сами лежни должны быть проверены на
прочность.
§ 7.	Расчет бетонных фундаментов
а) Блок-фундаменты. При расчете блок-фундамента, т. е. фун-
дамента без специальной ступени у основания, можно пользоваться общей форму-
лой (У,33). При более точном способе расчета фундамента следовало бы учесть
влияние сил трения, развивающегося между стенками фундамента и грунтом,
на величину максимального реактивного момента. Но из-за сложности этого
вопроса не представляется возможным входить здесь в его рассмотрение.
31 Контактная сеть 311/1
481
б) Ступенчатые фундаменты. Большое распространение по-
лучили в практике бетонные фундаменты ступенчатой формы (рис. 543). Такую
форму придают фундаментам для получения экономии в бетоне, применяя ее
главным образом для опор с большим опрокидывающим моментом.
Для малых же опор обычно ширина фундаментов в верхней части не может
быть уменьшена
размерами опоры).
Рис. 543
просто по конструктивным соображениям (определяясь
Определение максимального реактивного момента можно
Вести по той же формуле (V,33) с введением, однако,
некоторых поправок. Необходимость введения этих попра-
вок объясняется следующими соображениями: при рассмот-
рении устойчивости плоской стенки мы нашли возмож-
ным вести расчет, полагая вращение стойки относитель-
но ее нижнего ребра. В рассматриваемом случае эти
соображения тем более могут считаться правильными,
так как при вращении фундамента относительно какой-
либо другой точки, лежащей выше нижней ступени фун-
дамента, ребро тт' должно выпереть перед собой влево
обелиск земли с шириной у основания тт', а вправо бу-
дет выпираться обелиск с шириной у фундамента вг.
Объем последнего, конечно, будет меньше, и потому
центр вращения должен снижаться до нижней грани.
Однако неосторожно было бы в рассматриваемом
случае полагать, что и вправо будет выпираться обелиск
земли, имеющий у фундамента ширину qq', так как такое
положение могло получить место лишь при большом угле
поворота фундамента. Исходя из этих соображений, мы счи-
тали бы более рсторожным учет пассивной силы, действующей справа от фунда-
мента, Рг вести в предположении одинаковой ширины стенки по всей высоте
фундамента и равной Ь1г в член же, учитывающий работу подошвы, ввести
ширину основания. Тогда формула (V,19) получит вид:
2у &j/3sin <р	, з ,,Л Ф \ , N а.
М 3 " К cos2<₽ +48 К tg \45+ 2 ) К Ка2Ь^доп)’
здесь под Мследует понимать вес всех частей конструкций, бетонного массива
и веса земли, лежащего над ступенью фундамента (на рис. 543 отмечено пунк-
тиром).
Как и для блок-фундамента, мы «в запас прочности» и в целях упрощения
не рассматриваем влияния трения между фундаментом и грунтом на величину
максимального реактивного момента.
N
ЧАСТЬ ВТОРАЯ
МОНТАЖ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
ГЛАВА I
РАЗБИВКА ОПОР И ПОСТРОЕНИЕ МОНТАЖНЫХ ПЛАНОВ
§ 1.	Разбивка опор на перегонах
Перед приступом к разбивке опор контактной сети на перегоне произвол
дятся промер перегона и разбивка пикетажа или проверка расстояний между
существующими пикетами.
Промер начинается от оси пассажирского здания или от конца остряка по-
следней стрелки станции и заканчивается у оси пассажирского здания или у конца
остряка первой стрелки следующей станции. В случае разбивки нового пикетажа
щикеты отмечаются через каждые 100 м и наносятся на шейке рельса цветным
мелком или краской с указанием номера пикета.
При разбивке пикетажа ведется пикетажный журнал, в котором отмечаются
все необходимые для возможности производства разбивки опор данные: точки
начала и конца кривых, их направление и радиусы, мосты, тоннели, переезды,
семафоры и пр. На каждом пикете отмечается характер поперечного профиля
земляного полотна (насыпь или выемка с указанием приблизительного их раз-
мера).
На основании данных пикетажного журнала строится спрямленный план
перегона, на котором производится затем разбивка опор контактной сети.
На прямых участках опоры располагаются с пролетом, по возможности
равным величине принятого нормального пролета, определенного из расчета
на ветровое отклонение подвески в середине пролета или установленного в
зависимости от принятой конструкции промежуточных опор. На кривых участ-
ках пролет уменьшается в зависимости от радиуса кривой. При расположении
кривых в пучинистых местах, на; свежих насыпях и т. п. величины проле-
тов на кривых уменьшаются примерно на 10% против требуемых по расчету на
ветровое отклонение.
Разница между величинами двух смежных пролетов не должна превышать
25% от величины большего пролета. В противном случае между двумя проле-
тами вводится средний пролет, равный приблизительно среднему арифмети-
ческому из величин этих пролетов.
Если при разбивке какая-либо опора попадает на переезд, мост или вообще
в какое-либо место, где установка опоры невозможна или сопряжена с значи-
тельными трудностями, опора эта сдвигается в продольном направлении, и
величина этой передвижки распределяется между большим или меньшим числом
прилегающих пролетов за счет их уменьшения. В отдельных случаях может быть
допущено небольшое увеличение (на 1 — 2 м) нормального пролета.
При размещении опор у искусственных сооружений (тоннелей, путепрово-
дов, пересекающих электрифицируемую линию, или мостов с ездой по низу),
имеющих малую высоту и требующих поэтому перерыва в этом месте несущего
троса и анкеровки его у входа подвески под искусственное сооружение, расстояние
от ближайших опор до начала искусственного сооружения не должно превы-
шать половины принятого нормального пролета.	*
31* 311/1
483
В том случае, если высота искусственного сооружения (путепровода, пеше-
ходного моста и пр.) достаточно велика и дает возможность пропуска под ним
нормальной цепной подвески с небольшим лишь снижением высоты крепления
несущего троса, расстояние от сооружения до ближайших к нему опор прини-
мается равным нормальной величине пролета (с уменьшением ее в случае рас-
положения в кривой).
Опоры у переездов во избежание возможности их повреждения должны
располагаться на расстоянии не менее 4 — 5 м от обочины переезда.
Расположение опор с той или другой стороны железнодорожного полотна
определяется, с одной стороны, условиями местности и, с другой стороны,
условиями наивыгоднейшей работы опор и консолей. Кроме того, при располо-
жении опор должна учитываться возможность последующего развития линии
(укладка вторых или третьих путей).
Для этого на прямых участках однопутных линий опоры устанав-
ливаются со стороны, противоположной предполагаемой укладке второго
главного пути. Если укладка второго пути в ближайшие годы не намечается, на
кривых участках пути во избежание необходимости установки опор с обратными
консолями опоры устанавливаются с наружной стороны кривой, за исключе-
нием кривых небольшой длины (100 — 200 м), где в целях уменьшения числа
пересечений контактной подвески усиливающими проводами рекомендуется
установка опор с внутренней стороны кривой.
На двухпутных линиях опоры размещаются обычно по обеим сторонам
полотна. В отдельных случаях там, где это требуется местными условиями (на-
пример, если в ближайшее время намечается укладка третьего пути), прихо-
дится иногда применять опоры с двухпутными консолями.
На трехпутных и четырехпутных участках опоры обычно устанавливаются
по обеим сторонам полотна с перекрытием путей гибкой поперечной подвеской.
Расчет опор и поперечной подвески должен в таких случаях, как правило,
предусматривать возможность электрификации всех путей, перекрываемых по-
перечиной.
В местах сопряжения контактной подвески перегонов со станционной под-
веской размещаются воздушные промежутки, которые должны располагаться
между входным сигналом и последней стрелкой станции. Это требование
вызывается тем, чтобы в случае какого-либо повреждения контактной под-
вески на станции или отключения ее для ремонта имелась возможность остано-
вить у входного сигнала идущий с перегона поезд и избежать, таким образом,
перекрытия воздушного промежутка пантографом электровоза.
Точные места расположения опор воздушных промежутков могут быть опре-
делены лишь в случае одновременной разбивки опор на перегонах и прилегающих
к ним станциях. Поэтому в тех случаях, когда разбивка опор на перегонах
ведется отдельно и независимо от разбивки опор на станциях, опоры воздушных
промежутков и прилегающие к ним четыре-пять опор со стороны перегона на-
мечаются сначала лишь ориентировочно. Окончательные места расположения
этих опор устанавливаются после разбивки опор на станциях и увязки ее с
разбивкой опор на перегонах.	?
Анкеровки с воздушным промежутком устраиваются в отдельных случаях
и на перегонах и служат для выделения в отдельные секционные участки кон-
тактной подвески на больших мостах и в тоннелях. Благодаря получаемой
в таком случае возможности отключения подвески в тоннеле или на мосту от
перегона достигается возможность производства ее ремонта независимо от на-
личия напряжения на смежных участках контактной сети.
Величина пролета между опорами воздушного промежутка определяется
расчетом на ветровое отклонение каждой из ветвей промежутка с учетом на-
чального их смещения от оси пути при отсутствии ветра.
После разбивки на плане мест установки опор намечаются места располо-
жения анкерных опор.
Нормальная величина анкерного участка полукомпенсированной цепной
подвески на прямых участках принимается равной 1 400 — 1 500 м, В отдель-
4 84
ных случаях по условиям разбивки эта величина может быть повышена, но не
более чем до 1 600 м, так как на анкерных участках большей длины значи-
тельно ухудшается- работа компенсаторов контактного провода.
Кривые с радиусом 1 000 м и больше не дают заметного ухудшения работы
компенсирующих устройств. Поэтому при расположении в пределах анкерного
участка кривых с радусом более 1 000 м величина такого анкерного участка
может быть принята той же, что и для прямых участков. Наоборот, на кри-
вых малых радиусов условия компенсации контактного провода значительно
ухудшаются. Поэтому при расположении в пределах анкерного участка кривых
радиусом менее 1 000 м, если при этом суммарная длина кривых, располага-
ющихся в пределах данного анкерного участка, больше 400 — 600 м, длину
анкерного участка следует’уменыпать до 1 200 — 1 300 м.
По местным условиям нередко встречается необходимость в устройстве ан-
керного участка меньшей длины. Такие участки при длине их, не превышающей
750 — 800 м, устраиваются с односторонним компенсированием контактного
провода.
Следует избегать расположения анкерных опор на внутренней стороне
кривой, так как в этом случае получается увеличение угла перелома контактных
проводов и несущих тросов на переходной опоре. Наобо-
рот, размещение анкерных опор с наружной стороны
кривых дает значительные преимущества, так как в этом
случае отпадает необходимость в установке на переход-
ной опоре обратной консоли.
При разбивке мест расположения анкерных опор
следует предусматривать возможность размещения ан-
керных оттяжек.
После окончания разбивки опор на плане произво-
дится разбивка опор на линии. Места установки опор
определяются путем отмера соответствующих расстоя- ~
ний от ближайших пикетов и отмечаются цветным мел-
ком или краской на шейке рельса или забивкой на
бровке полотна с соответствующей его стороны колышка	рис. 544
с указанием порядкового номера опоры.
Для контроля правильности разбивки промеряются при этом расстояния
между соседними опорами, которые должны соответствовать величинам про-
летов, указанным на плане.
При разбивке опор все пролеты, расположенные на кривых и в местах со-
пряжения кривых с прямыми, проверяются на вписывание провода в кривую.
Такая проверка, особенно на кривых малых радиусов, совершенно обязательна,
так как действительно имеющиеся радиусы кривых часто сильно отличаются от
указанных на продольном профиле и во многих случаях оказываются различ-
ными для разных участков одной и той же кривой. Одновременно с этим опре-
деляются требуемые величины выноса (зигзага) контактного провода.
Проверка пролетов на кривых на вписывание в кривую провода ведется
с учетом возвышения наружного рельса.
Величина смещения внутрь кривой центра пантографа зависит от вели-
чины возвышения наружного рельса и от высоты контактного провода и опре-
деляется из рис. 544, откуда получаем:
_ hH
°	Ь524’
где а — величина смещения центра пантографа внутрь кривой в сантиметрах;
h — величина возвышения наружного рельса в сантиметрах;
Н — высота контактного провода от головки рельса в метрах;
1,524 — ширина колеи в метрах.
Проверка на вписывание в кривую провода ведется следующим образом.
Под опорами замеряется при помощи путевого шаблона или обыкновенной рейки
с уровнем величина возвышения наружного рельса. Соответствующая полу-
485
ченному возвышению величина смещения внутрь кривой центра пантографа,
определяемая по приведенной выше формуле, откладывается от оси пути в на-
правлении внутрь кривой. От этой точки, являющейся горизонтальной проекцией
центра пантографа, откладывается в наружную сторону кривой принятая
для данной опоры величина выноса контактного провода.
Между отмеченными таким образом под опорами точками при помощи шнура
или трех вешек провешивается прямая линия, являющаяся горизонтальной
проекцией контактного провода. После этого в средней части пролета, в той его
точке, где шнур имеет наибольшее приближение к внутреннему рельсу, заме-
ряется величина возвышения наружного рельса. От оси пути в направлении
внутрь кривой откладывается соответствующая имеющемуся возвышению вели-
чина смещения центра пантографа. Расстояние от полученной таким образом
точки до шнура дает величину отклонения контактного провода от центра
пантографа.
Это расстояние не должно превышать величины предельного отклонения
провода от оси пантографа, допускаемой для пролета данной длины и опре-
деляемой расчетом на ветровое отклонение.
При разбивке опор на местности ведется журнал опор, в котором отмечается
характер поперечного профиля полотна в местах установки опор, данные о
грунтах и другие необходимые для определения характера и объема работ
сведения.
§ 2.	Разбивка опор на станциях
Разбивка опор контактной сети на станциях начинается с разбивки на плане,
выполненном в масштабе 1/1000.
На плане должны быть показаны все междупутья и расстояния от перьев
стрелок до ближайших пикетов.
Разбивка опор на плане начинается с наметки пунктов фиксации и анкеровки
проводов контактной подвески на обоих концах станции, где сосредоточено наи-
большее количество стрелок. Пункты фиксации намечаются в соответствии
с указанными выше условиями наилучшего расположения опор относительно
стрелок. По намеченным пунктам фиксации производится разбивка промежу-
точных и фиксирующих опор.
При разбивке опор необходимо стремиться, чтобы при выполнении всех
условий расположения опор относительно стрелок количество опор было наи-
меньшим и пролеты между ними распределялись по возможности равномернее.
Так же как и на перегонах, при большой разнице в длинах смежных пролетов
(больше 25 — 30% от длины большего пролета) желательно вводить между ними
промежуточный средний пролет, приблизительно равный по своей величине
среднему арифметическому из длин прилегающих к нему пролетов.
Разбивка опор должна обеспечивать нормальное расположение провода
(отсутствие больших, чем это допускается по ветровому расчету, отклонений
провода от центра пантографа) в средних частях пролета.
После размещения опор на концах станций производятся разбивка опор
в средней части станции и увязка ее с намеченными на концах станции опорами.
При этом нередко оказывается необходимым внесение в сделанную ранее раз-
бивку некоторых изменений.
После окончания разбивки опор на станции производится ее увязка с раз-
бивкой опор на прилегающих перегонах. При этом устанавливаются окончательные
места расположения опор воздушных промежутков и ближайших от них промежу-
точных опор, намеченных ориентировочно при разбивке опор на перегонах.
Разбивка опор на станции должна быть увязана с расположенными на станции
постройками (пассажирское здание, пакгаузы и пр.), искусственными сооруже-
ниями, переездами и пр.
При разбивке опор должна учитываться возможность размещения секцион-
ных изоляторов, а также установки и присоединения секционных разъедини-
телей в соответствии с принятой для данной станции схемой секционирования.
Секционные изоляторы должны располагаться по возможности невдалеке от
486
опор, где имеется достаточно большое расстояние между контактным проводом
и несущим тросом.
Размещение опор на станции должно быть таким, чтобы нз затемнялась ви-
димость путей и сигналов станции. Для этой цели в случае применения гибкой
поперечной подвески опоры должны размещаться по возможности вне путей
станции. Установку опор в междупутьях следует допускать лишь в тех слу-
чаях, когда другое расположение опор по тем или другим причинам невозможно.
В таких случаях опоры следует располагать по возможности в одном каком-
либо междупутье. Этим достигается сохранение лучшей видимости и более строй-
ный вид контактной подвески. По тем же соображениям все фиксирующие опоры,
устанавливаемые для оттяжки проводов на стрелках и кривых участках пути,
должны также устанавливаться за путями станции.
При расстановке опор следует проверять возможность размещения продоль-
ных и поперечных оттяжек.
На пассажирских платформах, как общее правило, помещать опоры не
следует. В тех же случаях, когда избежать этого невозможно, для опор, устанав-
ливаемых на платформах, необходимо предусматривать увеличенный габарит
(не менее 3,5 м от оси пути до передней грани опоры) с тем, чтобы опоры эти не
мешали посадке и высадке пассажиров. Размещение на пассажирских плат-
формах анкерных оттяжек не допускается.
При разбивке опор следует предусматривать последующее развитие станции.
Опоры должны располагаться с таким расчетом, чтобы при намечаемом пере-
Рис. 546
устройстве станций не требовалось относа большого числа опор или других зна-
чительных переустройств контактной сети.
После разбивки промежуточных опор производится разбивка контактной
сети станции на анкерные участки и намечаются места расположения ан-
керных опор. Для анкеровки проводов используются по возможности размещен-
ные ранее промежуточные опоры. Для тех проводов, анкеровки которых по
каким-либо причинам не могут быть размещены на этих опорах, намечаются
специальные опоры, используемые только для анкеровки этих проводов.
Длины анкерных участков на станции, так же как и на перегоне, не должны
превышать 1 500 м и в крайнем случае 1 600 м. При наличии в цепной подвеске
какого-либо анкерного участка значительных углов (от изменения напра-
вления проводов на стрелках и кривых) длина такого анкерного участка не
должна превышать 1 300 — 1 400 м. Во многих случаях при разбивке кон-
тактной сети станции на анкерные участки получаются отдельные короткие
анкерные участки с длиной, не превышающей 750 — 800 м. Контактный провод
таких анкерных участков компенсируется только с одной стороны, с другой
же стороны анкеруется жестко.	'*
При отводе проводов на анкеровку не следует допускать слишком больших
углов поворота проводов. Для этого во многих случаях приходится относить
анкеровку на один, а иногда даже на два пролета, увеличивая таким образом
длину анкерного участка.
Для оттяжки проводов на стрелках часто приходится устанавливать
специальные фиксирующие опоры. В том случае, если оказывается необходимым
фиксировать несколько стрелок, расположенных в одном поперечнике, для
фиксирования их размещаются по обеим сторонам путей две опоры, между ко-
торыми натягиваются один или два фиксирующих троса, на которых закреп-
487
ляются все фиксаторы и оттяжки, располагаемые в данном поперечнике (рис. 545).
Такое устройство применяется в тех случаях, когда усилия, передаваемые через
фиксаторы на фиксирующий трос, имеют частично взаимно противоположное
направление; в тех же случаях, когда усилия от фиксаторов направлены в одну
сторону, достаточно установить фиксирующую опору лишь с одной стороны
путей станции (рис. 546).
Вместо фиксирующей опоры для оттяжки проводов на стрелке может быть
использована находящаяся в том же пролете анкеровочная или нерабочая ветвь
подвески (рис. 547) или специально для этой цели натянутый между опорами
в направлении вдоль пути оттяжной трос (рис. 548).
В отдельных случаях (при небольшом расстоянии от промежуточной опоры
до места, в котором требуется установка фиксатора на воздушной стрелке) мо-
жет быть допущено устройство косой оттяжки, составляющей некоторый угол
с направлением нормали к осям основных путей станции. Величина этого угла
не должна превышать 10 — 12°.
После окончания разбивки опор на плане производятся проверка и закреп-
ление ее на местности.
Места расположения опор устанавливаются путем отмера соответствующих
расстояний от оси пассажирского здания или от соответствующих пикетов. При
Рис. 547
этом проверяется правильность расположения опор относительно стрелок, к
в сомнительных местах провешивается положение контактного провода между
опорами для определения его отклонения от оси пути в средних частях пролетов.
В зависимости от результатов проверки нередко приходится вносить в сделан-
ную разбивку более или менее крупные изменения, увязывая их здесь же с общей
разбивкой опор на станции.
После окончательной разбивки и увязки опор производится съемка попереч-
ников в местах расположения опор. Съемка поперечников состоит в замере всех
междупутий и расстояний от опор до оси крайних путей. Одновременно с этим
замеряются расстояния между осями путей на стрелках, попадающих в данный
поперечник. Результаты замеров отмечаются на плане или на составляемых тут
же схемах поперечников.
§ 3.	Габариты опор контактной сети
«Расстояние от оси крайнего пути до внутреннего края опоры должно
быть не менее 2 750 мм на прямых участках перегонов и 2 450 мм на прямых
участках на станции. На кривых участках эти расстояния увеличиваются в
соответствии с увеличением размеров габаритов приближения строений. Вза-
имное расположение опор контактной сети и сигналов должно обеспечивать
видимость последних» (ПТЭ, § 152).
Минимальное расстояние 2 450л/л<, требуемое § 152 ПТЭ для опор, рас-
положенных на прямых участках на станции, определяется габаритом при-
ближения строений № 2-С, применяемым на электрифицированных участках
(рис. 549).
Показанные на рис. 549 верхние линии габарита применяются:
1—1— для строений из огнестойких и несгораемых материалов на неэлек-
трифицируемых участках;
II—II — для строений, защищенных от возгорания на неэлектрифицируе-
мых участках;
. III—111—для строений из сгораемых материалов;
488
IV—1V—для строений из огнестойких, несгораемых и защищенных от
возгорания материалов на электрифицируемых участках.
Размеры на рис. 549 даны для прямых участков пути. На кривых уча-
стках пути расстояния между осями смежных путей, а также расстояния от
оси пути до строений увели-
чиваются по табл. 351.
Минимальное расстояние
2 750 мм, требуемое § 152
ПТЭ для опор, расположен-
ных на прямых участках пе-
регонов, определено из усло-
вия свободного прохода сне-
гоочистителя с раскрытым
крылом. На кривых участ-
ках пути это расстояние уве-
личивается по табл. 35.
5 последнее время при
установке опор на вновь
электрифицируемых участ-
ках, а также при переста-
новке и установке новых опор
на эксплуатируемых уже
участках расстояние от оси
крайнего пути до внутрен-
него края опоры на прямых
участках перегонов прини-
мается равным 3 100 мм с со-
ответствующим увеличением
этого расстояния на кривых	Рис. 549
участках пути. Это рас-
стояние определяется, с одной стороны, необходимостью предусмотреть воз-
можность работы балластера на электрифицированных участках и, с другой
стороны, необходимостью иметь некоторый запас в расстоянии опор от оси
пути с тем, чтобы при возможных в эксплуатации небольших рихтовках
пути не нарушался требуемый § 152 ПТЭ габарит опор контактной: сети.
Также и на станциях вновь устанавливаемые опоры контактной сети
следует по возможности располагать на большем расстоянии, чем это требуется
габаритом № 2-С, с тем, чтобы
имелся некоторый запас на рих-
товку пути. В частности, напри-
мер, опоры, устанавливаемые вне
путей станции, следует распола-
гать на прямых участках на рас-
стоянии 3000—3 100 мм от оси
пути.
Требуемое § 152 ПТЭ обеспе-
чение видимости сигналов дости-
гается различными способами. Вы-
бор того или иного способа опре-
от оси пути
Рис. 550
деляется в каждом отдельном
случае по местным условиям. На однопутных участках для обеспечения
видимости входных сигналов опоры контактной сети на подходах к стан-
циям, расположенные перед входным сигналом, устанавливают с левой
стороны пути. На прямых двухпутных участках для сохранения видимости,
сигналов применяется иногда устройство «угла видимости», получаемого пу-
1 В настоящее время размеры увеличения горизонтальных расстояний, приведенные
в табл. 35, пересматриваются.
489/
490
Таблица 35
Увеличение горизонтальных расстояний между осями путей и между осью пути и габаритом приближения строений на перегонах и
станциях в кривых частях пути
При радиу- сах, равных или больших	Между осями путей			Между осью пути и габаритом приближения строений на перегонах и на станциях					
	На перегонах		На станциях	При наличии возвышения наружных рельсов				При отсутствии возвышения 		наружных рельсов		
	при наличии возвышения наружного рельса	при отсутст- вии возвыше- ния наружного рельса		С внутренней стороны кривой			С наружи, сто- роны кривой	с наружн. сто- роны кривой, а также с внут- ренней стороны для всякого рода сооружений	для семафоров, гидравл. колонн и всякого рода столбов в особо стесн. местах только с внутр, стороны кривой до выс. 4 350 мм
				для тоннелей, мостов с ездой по низу, нижн. очертания путе- пров. через ж. д. и для зданий до выс. 5 400 мм	для семафоров, гидравлических колонн и всякого рода столбов до выс. 4 350 мм	для высоких платформ, стре- лочн. переводи. механизмов и др. станц. уст- ройств до выс. 1 200 мм	в случаях, ука-' занных в графах IV, у и VI настоящей таблицы		
—	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX
в м	в мм								
3 500	95	20		195	160	55	10	10	
3 000	115	25	—	230	190	65	15	15	
2 000	170	35		345	285	95	20	20	
1 500	220	50				445	365	120	25	25	—
1 200	230	60	——	455	370	125	30	30	—
1 000	240	70		460	380	130	35	35	
800	260	90	—	470 '	385	140	45	45	—
700	275	105			475	395	150	55	55	
600	290	120		485	400	155	60	60	—
500	315	145	25	495	415	170	75	75	15
450	330	160	40	500	„	420	175	80	80	20
400	350	180	60	515	'	430	185	90	90	30
350	375	205	85	525	445	200	105	105	45
300	410	240	120	545	460	215	120	120	60
250	460	290	170	565	485	240	145	145	85
200	530	360	240	605	520	275	180	180	120
150	650	480	360	665	580	335	240	240	180
125	745	575	455	710	630	385	290	290	230
120	770	600	480	725	640	395	300	300	240
100	890	720	600	785	700	455	360	360	300
80	1 070	900	780	875	790	545	450	450	390
60	1 370	1 200	1 080	1 025	940	695	600	600	540
40	1 970	1 800	1 680	1 325	1 240	995	900	900	840
тем увеличения габарита опор, расположенных перед сигналом (рис. 550).
Применяются также и другие мероприятия: перенос сигналов на опоры кон-
тактной сети, установка сигнальных мостиков и т. д. Места установки опор,
-располагаемых перед сигналами, должны предварительно согласовываться с
службой связи и сигнализации.
§ 4. Составление монтажных планов
Монтажные планы контактной сети, составляемые после окончательной
разбивки опор, должны с исчерпывающей полнотой содержать в себе все необхо-
димые для проведения монтажа данные.
Для удобства пользования планы составляются отдельно для каждого пе-
регона и каждой станции электрифицируемого участка.
План контактной сети перегона строится обычно в масштабе 1/2000 (рис.
551). План линии изображается в виде прямой, под которой приводятся все
необходимые данные относительно кривых, показываемых условными обо-
значениями, принятыми для нормальных продольных профилей. На плане изо-
бражаются расположенные на перегоне искусственные сооружения, переезды,
будки, пересечения высоковольтных линий и линий связи. В нижней части
плана приводятся величины насыпей и выемок в местах расположения опор
или по пикетам. Для удобства построения и пользования планом на нем нано-
сятся пикеты и километровые знаки.
Соответствующими обозначениями наносятся опоры, консоли и оттяжки —
поперечные и продольные; показываются места расположения анкеровок цепной
подвески, величины промежуточных пролетов и длины анкерных участков;
указываются места расположения средних анкеровок, которые размещаются
в середине каждого анкерного участка с двухсторонней компенсацией кон-
тактного провода, и лишь на анкерных участках, лежащих частично в кривых
малых радиусов, смещаются несколько от середины анкерного участка в сто-
рону кривого участка пути.
После нанесения на план всех указанных данных производится разбивка
зигзагов контактного провода. Разбивка зигзагов начинается с кривых участков
пути, требующих совершенно определенного расположения контактного провода
на опорах. На кривых малых радиусов контактный провод у опор смещается
в наружную сторону кривой на величину полного зигзага. На кривых больших
радиусов (1 500 — 2 000 м) величина смещения контактного провода у опор
определяется из условия, чтобы в середине пролета контактный провод распо-
лагался по оси пантографа (с учетом, конечно, влияния возвышения наружного
рельса). Назначение той или другой величины выноса контактного провода на
кривых участках пути производится на основании результатов провешивания
положения контактного провода в пролетах между опорами, произведенного при
разбивке опор на линии.
В местах сопряжения кривых участков с прямыми зигзаги контактного
провода у опор устанавливаются также из расчета наилучшего расположения
провода в средней части пролета, что так же, как и на кривых, определяется
по результатам провешивания положения провода в этих пролетах.
После того как установлены зигзаги контактного провода на кривых уча-
стках и на смежных с этими участками опорах, производится разбивка зигзагов
на прямых участках перегона. Контактный провод на прямых располагается
зигзагообразно, т. е. имеет выносы относительно оси пути попеременно то в одну,
то в другую сторону. (Величина зигзага на прямых участках у нас прини-
мается равной 25—30 см. При разбивке зигзагов на прямом участке, заклю-
ченном между двумя кривыми, может оказаться, что на двух каких-либо
смежных опорах получаются зигзаги, направленные в одну сторону. В таких
случаях на одной из опор контактный провод размещается над осью путй (без
зигзага), на соседних же опорах зигзаг провода уменьшается до половины нор-
мального (рис. 552).
На переходных опорах показываются величины зигзагов каждого провода
491
Рис. 552
чем контактный провод, около
в отдельности. Расстояние между проводами у фиксатора переходной опоры
составляет 10—15 см, причем для улучшения условий прохождения пантографа
по кресту оба провода по возможности смещаются от оси пути в напра-
влении отходов на анкеровку. В соответствии с принятым расположением про-
водов на переходной опоре показывается место расположения пересечения
между собой контактных проводов.
На двухпутных участках, где каждый из путей имеет определенное напра-
вление движения поездов, место пересечения контактных проводов располагается
таким образом, чтобы пантограф проходил сначала по кресту и затем уже
под фиксатором переходной опоры.
Зигзаги контактного провода показываются стрелками, направленными
в соответствующую сторону от оси пути. Стрелка начинается от того про-
вода, зигзаг которого она показывает. Величина зигзага указывается цифрами,
написанными около стрелки и дающими размер зигзага в сантиметрах,
причем зигзаги нормальной величины показываются обыкновенно одной
только стрелкой без цифр. Расположение контактного провода над осью пути
(без зигзага) обозначается знаком плюс (+).
Расположение несущего троса относительно оси пути также должно быть
показано на монтажном плане. На прямых участках несущий трос распола-
гается над осью пути, на кривых же — смещается в наружную сторону кривой
и располагается над контактным про-
водом. Это обозначается буквой Т около
знака зигзага контактного провода, по-
казывающей, что зигзаг имеет не только
контактный провод, но и несущий трос.
В том случае, если несущий трос имеет
меньшее смещение относительно оси
значка Т пишутся цифры, обозначающие
величину смещения троса относительно оси пур в сантиметрах.
«Высота подвески контактного провода над головкой рельса станционных,
путей должна быть не ниже 6250 мм, а на перегонах—5750 мм над головкой
рельса» (ПТЭ, § 151). Обычно высоту контактного провода у опор при мон-
таже новых линий принимают как на станциях, так и на перегонах равной
6400—6 500 мм, чем предусматривается возможность в дальнейшем подъемки
пути на перегонах при повышении балластного слоя. Нормальная высота под-
вески несущего троса определяется согласно механическому расчету из усло-
вие, чтобы средняя струна была не менее 600 мм.
Высоты подвеса контактного провода и несущего троса показываются на плане,
лишь в тех случаях, когда они отличаются от нормально принятых высот.
Это обычно имеет место на подходах к искусственным сооружениям. Снижение
контактного провода делается постепенным, причем уклон его понижения не
должен превышать 5°/00, так как в противном случае при больших скоростях,
движения электропоездов возможны отрывы пантографа от провода и поджоги
контактного провода образующейся при этом дугой.
Соответственно снижению контактного провода понижается и несущий трос.
На опоре, расположенной перед самым искусственным сооружением, высота
подвески несущего троса определяется из условий расположения троса в бли-
жайшем от искусственного сооружения пролете и зависит от высоты закре-
пления троса у искусственного сооружения. Высоты несущего троса и кон-
тактного провода показываются в таких случаях у каждой опоры.
Усиливающие провода обозначаются пунктирной линией и, для того чтобы
не затемнять чертеж, показываются только в местах их анкеровки и в местах
перехода с одной стороны пути на другую. В местах анкеровок усиливающих
проводов показываются обводы на анкеровочные ветви контактного провода.
Электрические соединения между усиливающими проводами, несущим,
тросом и контактным проводом обозначаются буквами ПС (поперечное соедине-
ние). Расстояние между поперечными соединениями устанавливается в зависимости.
от_ соотношения между сечениями усиливающих проводов и цепной подвески..
492
Опоры нумеруются в порядке их расположения, причем направление ну-
мерации для всех перегонов и станций остается одинаковым и должно совпа-
дать с направлением счета километров. Каждый перегон и каждая станция
имеют свою отдельную нумерацию, которая начинается и заканчивается опорами
воздушных промежутков, причем переходные и анкерные опоры воздушных
промежутков относятся к станции. Анкерные участки также нумеруются в
порядке их расположения, причем номера анкерных участков и их длина
проставляются с обоих концов каждого анкерного участка.
План контактной сети станции (рис. 553) строится в масштабе 1/1000.
На плане наносятся расположенные на станции здания, пакгаузы, платформы,
искусственные сооружения и пр. Соответствующими условными обозначениями
показываются опоры, консоли, гибкие поперечины, анкерные и поперечные
оттяжки и фиксирующие опоры. Показываются величины промежуточных про-
летов и анкерных участков,
и наносится пикетаж.
Неэлектрифицируемые
пути изображаются оди-
ночной пунктирной ли-
нией. На электрифицируе-
мых путях показываются
только провода, сами же
пути не показываются. Для
облегчения чтения плана
ветви цепной подвески, от-
ходящие на анкеровки,
изображаются более тон-
кими линиями, чем рабо-
чие участки подвески.'
Разбивка зигзагов кон-
тактного провода на стан-
циях в значительной сте-
пени определяется распо-
ложением проводов на воз-
душных стрелках. Поэтому
разбивка зигзагов начинается с установления зигзагов на воздушных стрелках
в соответствии с условиями наилучшего расположения на них проводов. После
этого производится увязка зигзагов между отдельными близко расположенными
воздушными стрелками и намечаются зигзаги на ближайших от них опорах
и на опорах, расположенных в кривых участках пути, прсле чего уже произво-
дится разбивка зигзагов на остальных участках станции.
При разбивке зигзагов во всех пролетах, смежных с воздушными стрелками
или расположенных в кривых участках пути, проверяется расположение про-
вода относительно оси пути в средних частях пролета.
На воздушных стрелках показываются зигзаги обоих проводов, причем
зигзаг каждого провода показывается от оси того пути, с которого данный провод
подходит к воздушной стрелке. Места пересечения между собой проводов, об-
разующих воздушную стрелку, показываются соответствующими условными
обозначениями, помещаемыми с той стороны опоры, с которой в действитель-
ности будет расположено место пересечения проводов.
В соответствии с принятой схемой секционирования на плане намечаются
места установки секционных изоляторов или воздушных промежутков и сек-
ционных разъединителей и показываются места включения в фиксирующий
трос изоляторов. После этого производится расстановка электрических соеди-
нений на воздушных стрелках и в местах пересечения цепных подвесок.
При гибкой поперечной подвеске в дополнение к плану составляются для
каждой опоры монтажные поперечники, дающие схему расположения несущих
тросов, контактных проводов и фиксаторов (рис. 554).
493
§ 5. Условные обозначения, применяемые в чертежах контактной сети
Несущие и фиксирующие деревянные одиночные опоры
Несущие и фиксирующие деревянные сдвоенные опоры
Несущие и фиксирующие металлические опоры
Анкерные деревянные сдвоенные опоры
Анкерные металлические опоры
Деревянные одиночные опоры на пасынках
Деревянные сдвоенные опоры на пасынках
Одиночная оттяжка опоры (оттяжка может состоять из несколь-
ких параллельных тросов)
Две оттяжки опоры, расположенные в одной плоскости (каждая
оттяжка может состоять из нескольких параллельных тросов)
Три оттяжки опоры, расположенные в одной плоскости (каждая
оттяжка может состоять из нескольких параллельных тросов)
ПРИМЕЧАНИЕ. При нанесении на план схематических обозначе-
ний расположение опор, пасынков и оттяжек относительно оси пути
должно соответствовать их действительному расположению
Гибкая поперечная подвеска
Однопутные металлические консоли
Однопутные обратные металлические консоли
Двухпутные металлические консоли
Двухпутные обратные металлические консоли
Фиксирующие (оттяжные) опоры
494
НИН
Электрифицируемые пути (контактный провод и несущий трос)
Ветвь цепной подвески с контактным проводом, подвешенным вне
габарита пантографа (показывается линией, по толщине
равной 1/3 толщины линии, которой показываются электри-
фицируемые пути)
Пути неэлектрифицированные или укладываемые при дальнейшем
развитии станции
Усиливающий провод
Анкеровка цепной подвески с компенсатором
Анкеровка цепной подвески без компенсатора
Средняя анкеровка контактного провода
Анкеровка усиливающего провода
Воздушная стрелка контактных проводов с пересечением их
Воздушная стрелка контактных проводов с двойным пересечением их
	Разрядники
л	Секционные разъединители Секционные разъединители с заземляющим контактом Быстродействующие выключатели постов секционирования с ди- станционным управлением
	Секционный изолятор в контактном проводе
—111—	Изолятор в контактном проводе, несущем или фиксирующем тросах
	Воздушный промежуток в контактном проводе (только в схемах секционирования)
-41—	Всякое электрическое разъединение в контактном проводе (толь- ко в схемах секционирования)
4 95
ГЛАВА II
МОНТАЖ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
§ 1. Общая характеристика и состав работ по монтажу контактной сети
Основной особенностью работ по монтажу контактной сети является необ-
ходимость проведения их в условиях нередко весьма густого движения поездов.
Величина предоставляемых для монтажа свободных промежутков времени
зависит от количества главных путей и от густоты и характера графика движения.
В очень редких случаях на двухпутных или трехпутных участках оказывается
возможным получать для монтажных работ закрытие одного из главных путей
на срок до 5 — 6 час. за счет более полного использования остальных главных
путей и пропуска по ним поездов в обоих направлениях. На пригородных уча-
стках с насыщенным графиком движения поездов закрытие путей для монтажных
работ оказывается возможным обычно лишь на 2 — 3 часа и притом только в
ночное время.
Особенно неблагоприятны условия производства монтажных работ на одно-
путных магистральных линиях, где для проведения раскатки несущего троса
и контактного провода с большим трудом удается получать закрытие перегона
на 1 — 1,5 часа в сутки, все же остальные работы приходится проводить на
путях, открытых для движения поездов.
Условия безопасности и бесперебойности движения поездов требуют про-
ведения монтажных работ с наибольшей четкостью и тщательностью и с соблю-
дением при работах всех необходимых мер предосторожности. При работах
с закрытием перегонов необходимо точно рассчитывать объем работы в соот-
ветствии с предоставленным временем, оставляя по возможности небольшой
запас времени на непредвиденные обстоятельства и осложнения в работе. После
окончания работ необходимо до открытия перегона проверять возможность бес-
препятственного пропуска по перегону поездов.
Темпы монтажных работ и их стоимость в значительной мере зависят от
степени применения механизации монтажных работ. Применение механизирован-
ных методов монтажа позволяет значительно уменьшить потребное количество
неквалифицированной рабочей силы, стоимость которой при других методах
монтажа составляет весьма значительную долю в общей стоимости работ.
Механизация работ может быть применена почти во всех основных и под-
готовительных процессах работ по монтажу контактной сети.
Применение различного вида кранов позволяет механизировать процессы
погрузки и выгрузки опор и монтажных материалов и процессы установки опор.
Для работ по бетонировке фундаментов металлических опор применяются спе-
циальные бетонные поезда, оборудованные бетономешалками и механизирован-
ной подачей и дозировкой составных частей бетона. Наконец, для производства
работ по монтажу продольной контактной подвески применяются специальные
монтажные поезда, состоящие из вагонов, оборудованных подъемными площад-
ками и всеми необходимыми приспособлениями для производства монтажных
работ. В одном из вагонов такого поезда устанавливается небольшая электро-
станция, дающая энергию для внутреннего и наружного освещения и для мо-
торов, установленных в имеющейся в составе поезда мастерской. С такого поезда
могут быть проведены все основные работы по монтажу подвески, начиная с рас-
катки проводов и кончая установкой струн и различных деталей подвески.
Количество и мощность потребного для проведения монтажных работ обо-
рудования определяются в зависимости от характера участка (главным образом
степенью возможного использования путей для производства монтажных работ)
и от требуемых сроков окончания монтажа. Чем напряженнее движение на
электрифицируемом участке и чем меньше интервалы, предоставляемые для
производства работ, тем более мощное оборудование требуется для возможности
выполнения работ в требуемый срок.
В условиях значительной протяженности участка, на котором производятся
монтажные работы, особенно важное значение приобретает механизированный
496
транспорт — мотовозы, автодрезины, автомобили, тракторы и пр., — исполь-
зуемый для перевозки к месту работы монтажных бригад и для развозки па
участку опор и материалов. Преимущественное применение того или иного вида
транспорта зависит от местных условий (от степени загрузки железнодорожной
линии, от наличия шоссейных или грунтовых дорог, проходящих вблизи же-
лезнодорожной линии, и пр.). Недостаток транспортных ^средств значительно
затрудняет производство работ и вызывает нередко большие простои вследствие
несвоевременной доставки рабочих или материалов к месту работ.
Весьма важное значение для обеспечения бесперебойного хода монтажных
работ имеют монтажные мастерские.
В условиях комплектного поступления на место работ всех требуемых ма-
териалов и оборудования контактной сети роль мастерских заключается лишь
в небольшой обработке и подгонке отдельных деталей, сборке их перед отправ-
кой на линию (заготовка фиксаторов, поперечных тросов и т. д.) и в ремонте
оборудования, занятого на монтажных работах (автодрезин, лейтеров, мон-
тажных вагонов и пр.). В тех же случаях, когда снабжение работ материалами и
деталями происходит с большими перебоями, роль мастерских значительно
возрастает. Мастерским в этих случаях приходится изготовлять целый ряд де-
талей, которые не получены участком к требуемому сроку, причем в отдельных
случаях процент деталей, изготовляемых монтажными мастерскими, бывает
довольно значительным. В этих условиях недостаточно развитые мастерские не-
редко лимитируют сроки выполнения монтажных работ.
Мастерские размещаются обычно в одном из центральных населенных пунк-
тов участка в непосредственной близости от центральной кладовой участка,
а нередко и в одном с нею помещении. Здесь же располагается обычно ремонтная
база для автооборудования участка. Нередко центральные мастерские монтаж-
ного участка размещаются в помещении, предназначенном в дальнейшем для
центральной ремонтной базы электрифицированного участка.
Решающее значение для обеспечения успешного проведения работ и над-
лежащего их качества имеет наличие достаточно квалифицированных и опытных
монтажных кадров.
Правильная и четкая организация работ по монтажу контактной сети имеет
исключительно большое значение для всего хода монтажных работ и в зна-
чительной степени определяет сроки выполнения работ и их стоимость.
Одним из основных условий, требуемых для успешного выполнения работ,
является необходимость в каждый данный момент концентрировать работы
на определенном отрезке монтируемой линии, протяжение которого определяется
в зависимости от требуемого темпа работ и наличного количества рабочей силы, из-
бегая по мере возможности разбросанности работ на большом протяжении участка.
Сосредоточение работ значительно облегчает технадзор и руководство работами
и упрощает снабжение бригад материалами.
Работы должны проводиться по твердому детализированному плану. Каж-
дая бригада, проводя порученную ей работу, должна знать сроки, намеченные
для выполнения данной работы, а также место и характер той работы, на ко<-
торую она перейдет по окончании данной работы. По этому же плану произво-
дится снабжение бригад необходимыми для работ материалами и деталями. Снаб-
жение должно быть организовано таким образом, чтобы бригады для подбора
материалов не отрывались от своей основной производственной работы или чтобы
по крайней мере время таких отрывов было сокращено до минимума.
Перед приступом к каждой работе бригада должна быть снабжена всеми
необходимыми для выполнения данной работы монтажными планами, попереч-
никами и таблицами. Несвоевременное предоставление бригаде необходимых
для выполнения работы технических данных ведет зачастую к простоям бригады
или к неправильному выполнению работы, что вызывает в дальнейшем необ-
ходимость переделок.
При производстве монтажных работ следует по возможности избегать вся-
кого рода временных креплений, требующих в дальнейшем их замены на по-
стоянные.
32 Контактная сеть 251/1
497
Большое значение имеет правильный выбор методов выполнения отдель-
ных монтажных работ, наиболее отвечающих условиям, в которых ведется
монтаж, и обеспечивающих наименьшую стоимость и высокое качество вы-
полняемых работ. Методы работы лучших стахановцев, ведущие к улучшению
монтажного процесса и к повышению производительности труда, должны
широко распространяться во всех остальных монтажных бригадах, для чего
необходимо организовать обмен производственным опытом между отдельными
бригадами. Ниже при описании монтажных процессов приводятся отдельные
приспособления и приемы монтажа, введенные на наших стройках стаханов-
цами контактной сети. Несомненно, что дальнейший разворот стахановского
движения позволит найти более совершенные методы монтажа и значительно
снизить сроки выполнения отдельных работ и их стоимость.
Наиболее подходящей формой организации монтажных работ является работа
подвижной колонной. При такой организации работ монтажные бригады раз-
мещаются в вагонах (или частично в палатках), располагаемых на станции,,
прилегающей к перегону, на котором в данное время производится монтаж.
Здесь же располагаются монтажный поезд, передвижная кухня и столовая,
вагон-мастерская и передвижной склад монтажных материалов. После окон-
чания работ на данной станции и на прилегающих к ней перегонах монтажная
колонна со всем своим хозяйством передвигается на следующую станцию^
Такой метод производства работ был применен у нас при монтаже ряда электри-
фицированных линий и полностью оправдал себя, обеспечив значительное по-
вышение производительности труда и уплотнение рабочего дня монтажных бригад.
Работы по монтажу контактной сети подразделяются на две основные
группы. Первую группу работ составляют строительные работы — рытье кот-
лованов, устройство бетонных фундаментов, сборка и установка опор, уста-
новка анкеров для оттяжек. Для выполнения этих работ создается особая
строительная колонна. Вторую группу работ составляют все чисто монтаж-
ные работы, начиная с армировки опор и кончая регулировкой и полной
отделкой контактной сети.
Для выполнения этих работ создается монтажная колонна, располагаю-
щаяся обычно на несколько перегонов сзади строительной колонны. Монтаж-
ная колонна выполняет все работы, начиная с раскатки несущего троса.
Работы по армировке опор выполняются особой монтажной бригадой, выде-
ляемой из состава монтажной колонны и работающей в промежутке между
строительной и монтажной бригадами.
Количество и состав бригад, входящих в строительную и монтажную
колонны, изменяются в довольно широких пределах в зависимости от при-
нятого темпа работ, типа опор и подвески, принятых методов производства
работ и специфических особенностей электрифицируемого участка.
В состав строительной колонны входят бригады землекопов, бетонщиков,,
сборщиков опор и установщиков опор.
В состав монтажной колонны входят бригады по армировке опор, по
раскатке несущего троса и контактного провода, по анкеровке и регулировке
натяжения несущего троса, по монтажу струн и фиксаторов и по регулировке
цепной подвески, по монтажу усиливающих проводов, питающих и отсасыва-
ющих фидеров, по монтажу секционных разъединителей.
При расположении подвески на опорах с гибкой поперечиной в состав
монтажной колонны добавляются бригады на поперечной регулировке.
Рабочий процесс по монтажу контактной сети может быть разбит на
следующие основные элементы:
Строительные работы: 1) рытье котлованов для опор; 2) установка
анкеров для оттяжек; 3) бетонирование фундаментов металлических опор;
4) пропитка деревянных опор; 5) сборка деревянных опор; 6) развозка опор;.
7) установка опор; 8) выверка и закрепление опор.
Монтажные работы: 1) монтаж оттяжек; 2) монтаж консолей;
3) монтаж крепительных деталей; 4) раскатка несущего троса; 5) анкеровка
несущего троса; 6) регулировка натяжения несущего троса; 7) перевод несущего
498
троса с монтажных роликов на изоляторы; 8) завеска струн (постоянных или
временных); 9) раскатка контактного провода; 10) анкеровка контактного провода;
11) монтаж средней анкеровки и фиксаторов; 12) монтаж струн и продольная
регулировка; 13) монтаж и регулировка сопряжений анкерных участков; 14) вы-
правка контактного провода; 15) монтаж усиливающих проводов, обводов и
поперечных соединений; 16) монтаж питающих и отсасывающих фидеров; 17) мон-
таж секционных разъединителей; 18) монтаж дистанционных приводов; 19) монтаж
заземлений; 20) монтаж рельсовых соединений; 21) окраска опор, консолей и
крепительных деталей.
В случае расположения контактной подвески на опорах с гибкой поперечи-
ной добавляются работа по монтажу поперечных тросов и деталей'' поперечной
подвески, которая проводится до раскатки несущего троса, и поперечная регу-
лировка, выполняемая после раскатки контактных проводов.
Ниже приводится подробное описание отдельных процессов монтажа кон-
тактной сети.
§ 2. Бетонировка фундаментов и установка анкеров
Рис. 555
Работы строительной колонны начинаются с подготовки котлованов для
опор и анкеров. Эта работа проводится обычно вручную, так как близкое распо-
ложение действующих путей вызывает необходимость тщательного раскрепления
котлованов для предупреждения возможности обвалов грунта и просадки пути.
При бетонных фундаментах размеры котлованов определяются размерами
подошвы фундамента. При этом никакого зазора между нижней уширенной частью
фундамента и стенками котлована не оставляют,
используя в качестве опалубки имеющиеся в
нижней части котлована крепления.
При деревянных опорах, устанавливаемых
непосредственно в грунт, размеры котлованов
устанавливаются в соответствии с поперечными
размерами опор в основании с таким расчетом,
чтобы, между стенками котлована и лежнями
опоры оставалось пространство, достаточное для
размещения трамбовки, т. е. не меньше 0,25 —
0,30 м. Этим обеспечивается надлежащее каче-
ство утрамбовки грунта перед лежнями при
установке опоры.
В тех случаях, когда установки лежней не
требуется, размеры котлована определяются из
условий удобного производства работ по рытью
котлована, для чего поперечные размеры котло-
вана при глубине его 2,5 — 3 м не должны быть
меньше (0,70-4-0,80) х (1,00 4- 1,10) м.
Разбивка котлованов для опор производится
при помощи рулетки или шаблона, представляющего собой длинную рейку
с прикрепленной к ней поперечиной. Для разбивки однотипных котлованов
может применяться специальный шаблон с укрепленной на рейке прямоуголь-
ной рамкой, соответствующей очертанию котлована для опоры. Прямоугольная
рамка должна иметь возможность перемещаться вдоль рейки для установки ее
в соответствии с требуемым расстоянием от опоры до оси пути.
Устанавливаемые при рытье котлованов крепления бывают двух типов —
горизонтальные и вертикальные. Верхняя часть горизонтальных креплений
устанавливается после открытия котлована на глубину около 1 м. Затем по
мере дальнейшего углубления котлована крепления подводятся постепенно снизу.
Вертикальные крепления устраиваются из заостренных внизу двухдюймовых
досок и устанавливаются после отрытия котлована на глубину около 1 — 1,5 м.
В дальнейшем по мере углубления котлована крепления постепенно осаживаются
32* 251/1
499
вниз ударами кувалды или ручной бабы и раскрепляются. Особенно тщательно
должно производиться крепление в тех случаях, когда стенки котлована подхо-
дят близко к пути, что имеет место при широких бетонных фундаментах тяже-
лых металлических опор.
На рис. 555 показан общий вид крепления котлована для опоры в насыпи.
Откачка воды из котлована производится ведрами, а при большом притоке
грунтовой воды — ручными насосами.
В твердой скале для разрыхления грунта приходится прибегать к взрывным
работам. В качестве взрывчатого вещества обычно применяется аммонал, в наи-
большей степени удовлетворяющий требованиям как в отношении разруши-
тельного его действия, так и в отношении безопасности обращения с ним во время
работы. Патроны с аммоналом закладываются в высверливаемые буром отверстия
глубиной 25 — 30 см и забиваются
Гравий	BoDo сверху сухим песком. Для зажи-
Гу ,р	гания применяется бикфордов
шнур, который до употребления
его должен быть опробован. Длина
Рис- 556	шнура берется такой, чтобы время
горения шнура было достаточным
для того, чтобы рабочие могли после зажигания шнура удалиться от места
взрыва на безопасное расстояние.
Работы по рытью котлованов должны проводиться таким образом, чтобы
котлованы не оставались в течение долгого времени открытыми. Для этого бригады
по подготовке котлованов не должны значительно удаляться вперед от идущих
вслед за ними бригад по бетонировке фундаментов или бригад по установке
опор (при опорах, заделываемых непосредственно в грунт).
Наиболее рациональным методом проведения работ по бетонировке фун-
даментов опор контактной сети является производство работ посредством спе-
циально оборудованного бетонировочного поезда. Общий вид такого поезда
представлен на рис. 556. Поезд состоит из платформы, на которой установлена
бетономешалка, и из нескольких платформ с гравием и песком. Бетономешалка
емкостью 500 л установлена по середине платформы таким образом, что ось
вращения барабана располагается параллельно продольной оси платформы
(рис. 557). Это дает возможность выпуска готового бетона на любую сторону
пути, на котором установлен поезд. Сверху бетономешалки на уровне верха
бетономешалка емк. 500 лит.
Рис. 557
загрузочного ковша устроен настил, на
который с обоих концов платформы ве-
дут наклонные сходы. По этим сходам
производится подноска к загрузочному
ковшу гравия и песка. На площадке
одного из сходов расположен ларь для
цемента.
Бетономешалка приводится в дей-
ствие двигателем внутреннего сгорания
марки ХТЗ, установленным на плат-
форме и соединенным с приводным
шкивом бетономешалки цепью Галля. Вода подается в барабан из вспомогатель-
ного бачка, расположенного на верхней площадке, по трубе, снабженной краном.
Подачу воды в смесительный барабан регулирует рабочий, наблюдающий за
приготовлением бетона.
Подача воды во вспомогательный бачок из основного бака, находящегося
внизу на платформе, производится ручным насосом.
При работе бетонировочного поезда платформы с гравием располагаются
по' одну сторону от бетономешалки, платформы с песком — по другую ее сто-
рону. За правильностью дозировки смеси наблюдает находящийся у загрузоч-
ного ковша рабочий.
Бригада такого бетонировочного поезда состоит из 20 — 22 рабочих. Произ-
водительность поезда при непрерывной работе от 7 до 10 м^час бетона.
500
В приведенной выше конструкции бетонировочного поезда механизирован
только процесс замеса бетона, все же прочие процессы идут вручную. Ниже
приводится описание более совершенного бетонировочного поезда, в котором
механизированы все процессы подачи материалов к бетономешалке. Такие поезда
в количестве 5 шт. применялись при электрификации Пенсильванской ж. д.
в США.
Бетонировочный поезд (рис. 558) состоит каждый из двух или трех платформ
с бункерами для гравия и песка, платформы с бетономешалкой емкостью около
600 л, тендера с водой и вагона с цементом.
Бункера подняты над платформой и имеют снизу затворы с ручным приводом.
На каждой платформе расположено девять бункеров — шесть для гравия и три
для песка1 *. Под бункерами вдоль всей платформы расположен ленточный транспор-
тер шириной 40 см, который у переднего конца платформы поднимается кверху
и несколько выступает вперед таким образом, чтобы подающийся транспортером
материал попадал в приемный бункер следующей платформы. Таким же прием-
ным бункером снабжается платформа, на которой установлена бетономешалка.
Для обеспечения требуемой пропорции смеси материалы перед тем как
поступить в бетономешалку проходят через дозировочные устройства, откуда
поступают в загрузочный ковш бетономешалки. Подача цемента также меха-
низирована. Цемент подается из вагона, в котором он находится, по трехдюй-
мовой трубе, ведущей непосредственно к закрытому мерному ящику, расположен-
ному над бетономешалкой. Вода для смеси поступает из мерного бачка, распо-
ложенного над бетономешалкой; подача воды из тендера в мернйй бачок про-
изводится при помощи центробежного насоса.
Поезд снабжен прожекторным освещением и оборудованием для подогрева
бетона в случае производства работ в зимнее время. Поезд обслуживается бри-
гадой из 12 человек и берет запас материалов, достаточный для изготовления
80 — 90 м3 бетона. Средняя производительность поезда 8 — 9 м3/час бетона.
1 В бетонировочном поезде, примененном при электрификации участка Лаккаванна —
Делавер (США) поезд загружался готовой смесью гравия с песком. В последующих кон-
струкциях от этого пришлось отказаться, так как от сотрясений при движении поезда
равномерность смеси несколько нарушается.
501
В случае проведения работ на участке с большой интенсивностью движения
поездов, где удается получать лишь кратковременные закрытия путей для произ-
водства работ, возникает необходимость в применении более мощных бетони-
ровочных поездов, дающих возможность наиболее производительно использовать
предоставляемые для производства работ интервалы. Такой бетонировочный поезд,
примененный в последнее время на работах по электрификации участка La Loup —
Le Mans (Франция), показан на рис. 559.
Поезд состоит из шести платформ с бункерами для гравия и песка,
двух вагонов с бетономешалками емкостью по 1 200 л каждая, вагона-элек-
тростанции, вагонатмастерской, цистерны для воды и двух-трех жилых ваго-
нов для обслуживающего бетонировочный поезд персонала. Вагоны с бетоно-
мешалками располагаются рядом друг с другом в середине состава. С обеих
сторон этих вагонов располагаются по три платформы с бункерами, так
что каждая бетономешалка получает гравий и песок из своей группы бункеров.
Далее по направлению к хвосту поезда размещаются вагон-электростанция,
вагон-мастерская и цистерна. Жилые вагоны располагаются частично в голове
и частично в хвосте поезда.
В бункерах каждой платформы помещается до 24 м3 гравия и песка. Бун-
кера разбиты на ряд отделений, одни из которых заполняются гравием, другие —
песком. Каждое отделение имеет
внизу выходное отверстие с за-
твором, снабженным ручным при-
водом.
Под выходными отверстия-
ми бункеров расположен авто-
матический объемный дозатор,
установленный на тележке, пе-
ремещающейся по укрепленным
на платформе рельсам. Таким
образом дозатор может быть
установлен под любым отделе-
нием бункеров.
Из дозатора материал поступает на расположенный под ним ленточный транс-
портер. Три транспортера каждой из двух групп платформ с бункерами установлены
таким образом, чтобы материал передавался последовательно с одного транспор-
тера на другой, причем с последнего перед бетономешалкой транспортера ма-
териал поступает на наклонный транспортер, ведущий к загрузочному ковшу
бетономешалки. Здесь к отмеренной дозатором дозе гравия и песка добавляется
соответствующая доза цемента.
Подача воды из цистерны к бетономешалке производится центробежным на-
сосом. Дозировка воды регулируется рабочим, наблюдающим за приготовлением
бетона.
Готовый бетон, выходящий из бетономешалки, попадает на поперечный
транспортер и оттуда на лоток, ведущий к бетонируемому котловану. Бетоно-
мешалки расположены выходными отверстиями одна навстречу другой. Таким
образом, обе бетономешалки могут работать одновременно на один и тот же
котлован.
Энергию для питания электромоторов, посредством которых приводятся
в движение все механизмы бетонировочного поезда, дает расположенная в от-
дельном вагоне электростанция, где установлен агрегат, состоящий из двигателя
внутреннего сгорания мощностью 100 л. с, и генератора трехфазного тока мощ-
ностью 80 ква напряжением 220 в.
В течение ежедневно предоставлявшегося для производства работ двухча-
сового интервала такой поезд давал от 100 до ПО м3 бетона.
Пользование столь мощным бетонировочным поездом для производства более
мелких бетонных работ (например по заделке металлических опор в готовых уже
фундаментах) является нерациональным. Исходя из этого, при электрификации
участка La Loup — Le Mans кроме описанного выше поезда применялся второй,
502
сконструированный по тому же типу, но ме ньшей мощности, состоявший из двух
вагонов с бункерами, вагона с бетономешалкой емкостью 750 л, вагона-электро-
станции мощностью 30 ква и цистерны. Запас материалов в этом поезде обеспечивал
выпуск около 40 л(3 бетона.
При выполнении работ посредством бетонировочных поездов большое
•значение приобретает рациональная организация загрузки поездов материалами,
сводящая к минимуму простои поездов под загрузкой. Загрузка бетонировоч-
ного поезда гравием и песком может производиться наклонными транспортерами
или посредством специальных загрузочных бункеров большого объема, распо-
ложенных в непосредственной близости от железнодорожного пути, на который
подается для загрузки бетонировочный поезд. Материалы в эти бункера загру-
жаются заранее и после подачи бетонировочного поезда разгружаются в его
бункера путем простого открытия выходных отверстий. Последний способ за-
грузки дает значительную экономию во времени по сравнению с загрузкой транс-
портерами. Так, по опыту Пенсильванской ж. д., где применялись и тот и другой
' способы, на загрузку бетонировочного поезда, изображенного на рис. 558,
транспортерами требовалось 3 — 4 часа, в то время как загрузка поезда из
бункеров происходила в 1.5 — 20 мин.
Для обеспечения хорошего качества бетона гравий до загрузки его в бетони-
ровочный поезд должен быть
.Для этой цели в месте добычи
гравия или в месте перегруз-
ки его в бетонировочные по-
езда устанавливается соот-
ветствующее оборудование—
гравиемойки и сортировки,
через которые пропускается
травий перед загрузкой его
в бункера или непосредственно
в бетонировочный поезд.
Для того чтобы была обес-
печена полная монолитность
фундамента, бетонировка его
должна производиться непре-
рывно. Для этого все подго-
товительные работы, как, на-
пример, установка и выверка
анкерных болтов и установка
опалубки, должны произво-
надлежащим образом отсортирован и промыт.
Рис. 560
диться до начала укладки
бетона. При укладке бетона каждый его слой должен тщательно протрамбо-
вываться.
В качестве опалубки в нижней (уширенной) части фундамента служат ниж-
ние крепления стенок котлована. Опалубка для верхней части фундамента со-
состоит из четырех дощатых щитов. Щиты скрепляются между собой и укре-
пляются распорками, упирающимися в стенки котлована. Опалубка разбирается
после затвердения бетона, причем щиты используются в качестве опалубки при
бетонировке следующих фундаментов.
При каркасном фундаменте до установки каркаса в котловане укладывается
подушка из бетона высотой около 20 см. На этой подушке устанавливается каркас
фундамента, положение которого при этом тщательно выверяется как в отношении
расстояния от оси ближайшего пути, так и в отношении правильного располо-
жения опорной плоскости, которой придается наклон в сторону, обратную на-
правлению основных усилий, действующих на опору. После выверки положения
каркаса бетонируется уширенная часть фундамента, после чего устанавливается
опалубка и бетонируется верхняя часть фундамента.
В случае крепления опор на анкерных болтах установка болтов производится
до бетонирования фундамента. Болты располагаются в соответствии с рабочим
503
чертежом фундамента и связываются между собой в нижней своей части арма-
турой, служащей для предохранения от сдвига болтов при бетонировке фунда-
мента. В верхней части болтов на них надевается шаблон (рис. 560), являю-
щийся в отношении расположения отверстий для болтов точной копией опорной
плоскости металлической опоры. Шаблон снимается с болтов лишь после окон-
чания бетонировки фундамента.
При неразъемных металлических опорах установка опор производится
через 3 — 4 дня после укладки бетонной подушки высотой около 20 см. Опора
выверяется в отношении габарита и наклона ее и в таком положении закрепляется
при помощи проволочных оттяжек, прикрепленных к вершине опоры, и распорок,,
укрепленных в стенки котлована. Порядок дальнейшей укладки бетона остается
тот же, что и при бетонировке отдельного каркаса.
При неразъемных двутавровых или швеллерных опорах, имеющих неболь-
шие поперечные размеры, фундаменты могут бетонироваться до установки опор,
причем для опор оставляется соответствующих размеров отверстие, получаемое
путем установки в фундаменте при
бетонировке отрезка железной трубы
соответствующего диаметра или про-
стой деревянной бочки (рис. 561).
Установка опор производится после
затвердения фундамента. Опора вы-
веряется и в таком положении рас-
клинивается, после чего производится,
заливка опоры бетоном.
Верхней поверхности фундамента
придают пирамидальную форму с не-
большим скатом, обеспечивающим от
застаивания на ней воды. Выступаю-
щая из земли часть фундамента же-
лезнится, т. е. обмазывается жирным
цементным раствором и разравни-
вается гладилкой. При железнении
Рис. 561
бетона замазываются все шероховатости и трещины, имеющиеся на его поверх-
ности, которая получает при этом гладкий и блестящий вид.
Оголовки фундаментов разъемных опор устраиваются лишь спустя некото-
рое время после получения опорами полной нагрузки. Это дает возможность
выправки опоры на анкерных болтах в случае просадки фундамента под дей-
ствием приложенных нагрузок.
Выше описывались методы сооружения фундаментов с изготовлением бетона
на месте установки фундаментов. Может быть применен, однако, и иной спо соб —
изготовление фундаментов на одной или нескольких центральных базах с по-
следующей развозкой готовых фундаментов и установкой их в заранее подго-
товленные котлованы. При этом фундаменты небольших размеров могут из-
готовляться и развозиться целиком. Для возможности установки таким способом
фундаменты должны быть запроектированы сборной конструкции, состоящей
из нескольких блоков, тем или другим способом соединяемых в общий массив,
после сборки фундаментов на месте их установки. Развозка готовых фундаментов
или отдельных блоков должна производиться рабочими поездами, имеющими
в своем составе кран для погрузки и разгрузки изготовленных фундаментов.
Наибольшие размеры фундаментов, устанавливаемых таким способом, и раз-
меры отдельных блоков определяются в зависимости от подъемной силы крана.
Одновременно с устройством фундаментов ведется работа по установке
анкеров для оттяжек. Анкера в случае изготовления их в виде железобетонных
плит или лежней привозятся на места их установки готовыми и закладываются
в грунт бригадами землекопов, ведущими работу по рытью котлованов для фун-
даментов опор.
Размеры и форма котлована для анкера определяются его конструкцией
и условиями удобства работы по рытью котлована. Для уменьшения сдачи анкера...
504
происходящей вследствие уплотнения грунта, расположенного перед анкером,
желательно анкер зарывать таким образом, чтобы рабочая его поверхность упи-
ралась в нетронутый грунт. Для пропуска штанги анкера прорывается узкая
канавка в соответствии с направлением и углом наклона оттяжки.
Схематический чертеж котлована для анкера, состоящего из одного лежня,
показан на рис. 562.
Для обеспечения надлежащего качества работ закладка анкерных плит
или ложней в грунт и их засыпка должны производиться обязательно в присут-
ствии лица, осуществляющего технический надзор за работами, проверяющего
правильность закладки анкера и закрепле-
ния анкерных штанг и тщательность затрам-
бовки котлована при его засыпке.
Анкера в виде бетонных массивов бетони-
руются обычно на месте их установки тем же
бетонировочным поездом, что и фундаменты
опор.
§ 3. Пропитка деревянных опор
Деревянные опоры для повышения со-
противляемости их загниванию и удлине-
ния срока службы должны пропитываться.
Гниение дерева вызывается главным
образом деятельностью различного вида гриб-
ков. Попадая на опору, споры грибков бы-
стро прорастают, посылая в различных на-
правлениях свои корни, которые, проникая
в дерево, разрушают содержимое и стенки	ис‘ 5
его клеток. Вид и характер повреждения
дерева бывают различными в зависимости от вида грибков и породы дерева.
Различные виды бактерий, действующих как совместно с грибками, так и
независимо от них, также могут служить причиной гниения дерева. Конечной
стадией разрушения является такое состояние древесины, при котором она
легко может быть растерта в сухой порошок.
Условием, благоприятствующим протеканию процесса гниения, является
наличие воздуха, влаги и теплоты. В зависимости от соотношения между ука-
занными тремя основными факторами процесс гниения протекает быстрее или
медленнее. Этим объясняется тот факт, что столб, установленный в земле, под-
вергается загниванию в разных своих частях в различной степени. Наиболее
интенсивно процесс гниения протекает на уровне заделки столба в землю, где
имеется достаточное количество влаги, впитываемой из земли, и воздуха.
Избыточное количество влаги замедляет процесс развития грибков, вслед-
ствие чего срок службы столбов, хотя бы даже частично расположенных в воде,
удлиняется. Этим объясняется больший срок службы столбов, установленных
в болотистой почве, по сравнению со столбами, находящимися например в пес-
чанистом грунте.
Наиболее стойко противостоит загниванию наружный слой древесины —за-
болонь, которая предохраняет от гниения среднюю часть столба — сердцевину.
Поэтому сравнительно легче подвергаются загниванию те места столба, в ко-
торых сердцевина обнажена.
В целях удлинения сроков службы деревянных опор применяются различ-
ные способы консервирования древесины, состоящие в том, что в древесину
вводятся различные ядовитые для грибков вещества. В качестве таких веществ
(антисептиков) применяются креозот и различные минеральные соли (железные,
медные, цинковые и др.).
Существующие способы консервирования деревянных опор могут быть,
разделены на две группы. К первой группе относятся те способы, при которых
столбы полностью пропитываются антисептиком; ко второй группе относятся
505.
способы, при которых пропитываются только те части столба, которые наиболее
подвержены загниванию и потому особенно нуждаются в защите от гниения.
Пропитка под давлением, при которой антисептиком пропитывается весь
столб целиком, является наиболее совершенным методом консервирования опор
и поэтому имеет преимущественное применение для опор контактной сети. Про-
питка под давлением ведется на шпалопропиточном заводе. Процесс пропитки
по этому способу в основном состоит в следующем. Столбы, предназначенные для
сборки опор, помещаются в горизонтально расположенный цилиндрический
котел, рассчитанный на давление до 5 ат. До наполнения котла креозотом столбы,
предназначенные к пропитке, выдерживаются в котле в течение 1 — 2 час. при
температуре до 65°, которая поддерживается при помощи змеевиков. По про-
шествии 2 час. котел быстро наполняется креозотом при температуре от 60 до 75°.
В зависимости от величины давления в котле в этот период получается большая
или меньшая глубина пропитки столбов.
Для обеспечения надлежащего качества пропитки пропитываться должны
выдержанные сухие столбы.
В целях более полного предохранения столбов от гниения желательно, чтобы
все затески и высверловки дыр в столбах были произведены до их пропитки.
Вместо креозота для пропитки могут быть применены и другие антисептики,
что ведет, однако, к снижению сроков службы столбов. Ниже приведена таблица,
в которой даны средние сроки службы столбов при пропитке их различными
антисептиками. Таблица эта составлена на основании статистических данных
заграничных телеграфных линий.
Средний
Антисептик	срок службы
Непропитанный столб.............7,7	года
Сульфат меди...................11,7	»
Хлористый цинк.................11,9	»
Хлористая ртуть............. . 13,7 »
Креозот........................20,6	»
В тех случаях, когда по тем или другим причинам пропитка под давлением
невозможна, применяются облегченные методы пропитки, при которых в боль-
шинстве случаев пропитываются лишь те части опор, которые наиболее подвер-
жены загниванию.
Одним из облегченных способов является способ горяче-холод-
ной ванны, который состоит в следующем. Очищенные от коры и луба столбы
погружаются в ванну с горячим антисептиком, имеющим температуру до 95°.
В этой ванне столбы выдерживаются в продолжение 3 — 6 час., после чего пере-
носятся в ванну с холодным антисептиком, температура которого в зависимости
от состава антисептика изменяется в пределах от 20 до 60°. В холодной ванне
столбы выдерживаются 2 — 3 часа.
При нахождении столбов в горячей ванне воздух, содержащийся в древе-
сине столба, расширяется и частично выделяется в ванну, увлекая за собой со-
держащуюся в древесине влагу. После погружения столба в холодный антисептик
воздух, оставшийся в древесине, охлаждается и сжимается, в результате чего
освободившееся в порах древесины пространство заполняется антисептиком.
В качестве антисептика применяется водный раствор маленита (комбини-
рованного фтористого натра) или смесь креозота с мазутом (40% креозота и 60%
мазута).
Способ горяче-холодной ванны может применяться как для пропитки стол-
бов целиком, так и для частичной пропитки лишь тех частей столбов, которые
будут находиться в земле и подвергнутся поэтому наибольшей опасности в от-
ношении загнивания.
Для пропитки по способу горяче-холодной ванны не требуется сложного
оборудования. В качестве ванн могут быть использованы старые железные баки,
подогрев которых производится печными газами. В случае применения железо-
бетонных или деревянных баков подогрев антисептика производится паром при
помощи змеевиков.
506
Устройство небольшой пропиточной установки, состоящей из двух баков,
наполненных горячим и холодным антисептиками, и из простого приспособления
для подъемки и опускания в бак столбов, показано на рис. 563а.
Другим облегченным способом пропитки является так называемый бандаж-
ный способ. Пропитка по этому способу состоит в том,что наиболее опасная в от-
ношении загнивания, часть столба защищается покрытием ее специальным бан-
дажом из водонепроницаемого и механически прочного материала (из толя или-
руберойда), на одной стороне которого наносится антисептическая паста. Рас-
творяясь во влаге, содержащейся в древесине ^поступающей в столб из земли
после его установки, паста рассасывается по
всему наружному слою подвергающейся про-
питке части столба (рис. 5636).
Пропитка бандажным способом производит-
ся на местах установки столбов.
Бандаж, имеющий ширину 60 см и длину,
соответствующую окружности столба в месте
пропитки, накладывается таким образом, чтобы
верхняя его кромка располагалась на высоте
около 20 см над уровнем земли и нижняя —
на глубине около 40 см ниже уровня земли.
При установке столбов бандаж накладывается
после частичной закопки столба. Для этого засыпка не доводится до конца
примерно на 45 см. В случае пропитки уже установленного столба его откапы-
вают на глубину 45 — 60 см, очищают поверхность столба от земли и гнили
(в случае загнивания столба на небольшую глубину — порядка 1 — 1,2 см) и
накладывают бандаж. Наложенный на столб бандаж прикрепляетсячк столбу
толевыми гвоздями и хомутиком из стальной проволоки диаметром 1 — 1,5 мм,
укрепляемым на расстоянии 2 см от верхнего края бандажа. После этого верхний
и нижний края бандажа и боковой его шов обмазываются
битумом, предварительно разогретым в котле до полного
плавления (190 — 200°).
В районах, где наблюдается гниение столбов на всю
глубину их закопки, кроме упомянутого выше бандажа уста-
навливаются второй дополнительный бандаж шириной 25г —
30 см на глубине, равной половине глубины закопки столба,
и антисептическая подкладка под нижний торец столба.
В болотистых местах, где столб гниет над поверхностью
земли, бандаж накладывают таким образом, чтобы нижний
край его находился на уровне земли.
В качестве антисептика при бандажном способе пропитки
применяется уралит, содержащий 85% фтористого натра и
15% динитрофенола.
При приготовлении пасты на каждый литр воды берется
143 г декстрина, после чего смесь варится при температуре
95 — 98° в течение 10 — 30 мин. до тех пор, пока весь дек-
стрин не разойдется. К полученному таким образом клею
добавляется на каждый литр взятой воды 1 425 г уралита,
после чего получившаяся смесь тщательно перемешивается деревянной мешал-
кой Гдо тех пор, пока не получится совершенно однородная масса, имеющая
густую консистенцию.
Приготовленная таким образом паста наносится на приготовленные заранее
куски толя или руберойда из расчета 1 500 см3 пасты на 1 м2 поверхности бандажа,
после чего бандажи просушиваются в течение 12 час.
В случае изготовления бандажей на линии непосредственно перед их уста-
новкой просушки пасты после наложения ее на бандаж не требуется.
Кроме бандажей, располагаемых на уровне заделки опор в грунт, иногда
устанавливаются бандажи также и на верхушки опор. Такие бандажи устанав-
ливаются обычно только в тех районах, где наблюдается интенсивное гниение
507
верхушек столбов (например в приморских районах). Бандаж вырезается по
форме затески верхушки опоры на два ската и прокалывается в десяти местах
насквозь. После этого на бандаж наносится паста, и он накладывается на вер-
хушку опоры пастой кнйзу и прибивается двумя гвоздями.
Антисептики, применяемые при пропитке, ядовиты, а потому при работе
с ними требуется соблюдение необходимых мер предосторожности. Рабочие, про-
изводящие пропитку, должны быть снабжены брезентовой одеждой и кожаными
перчатками. После окончания работы нужно тщательно мыть с мылом руки и те
части тела, на которые слу-
чайно попал креозот или
уралит. При работе с крео-
зотом ввиду легкой его
воспламеняемости необхо-
димо соблюдать особенную»
осторожность в обращении
с огнем.
§ 4. Установка и арми-
ровка опор
Установка опор произ-
водится краном или при
помощи лебедки и падаю-
щей стрелы. Легкие кон-
Рис. 564
Рис. 565
сольные неразъемные опо-
ры могут устанавливаться также
баграми.
Установка тяжелых металли-
ческих опор ведется преимуще-
ственно кранами. У нас для уста-
новки таких опор применяются
краны типа «Январец» грузоподъем-
ностью б и 15 т.
Кран «Январец» грузоподъ-
емностью б т изображен схе-
матически на рис. 564. Этот кран
имеет следующие характеристики:
Г рузоподъемность
при вылете стрелы 4,8— 5,2 м — 6 т
Г рузоподъемность
при вылете стрелы 5,2 — 8,5 » — 3 »
Грузоподъемность
при вылете стрелы 8,5 — 10,5 » — 2 »
Вылет стрелы максимальный 10,5 м
»	» минимальный 4,8 »
Шеститонные краны выпускаются у нас двух типов: с паровой машиной и
с двигателем внутреннего сгорания. Кран может передвигаться самоходом со
скоростью 5,8 км/ час и имеет сцепные приборы для включения в состав поезда.
Паровой кран «Январец» грузоподъемностью 15 т показан схематически
на рис. 565. Основные характеристики этого крана следующие:
Грузоподъемность при вылете стрелы
»	»	»	»
»	»	»	»
Вылет стрелы максимальный
»	» минимальный
5 м — \5т
9 » — 7 »
10,5» — 5 »
10,5 м
5 »
508
Скорость передвижения крана самоходом — 4,5 км/час.
Кран имеет сцепные приборы для включения в состав поезда.
Установка опор краном типа лЯнварец» показана на рис. 566. Ввиду того что
скорость передвижения крана самоходом чрезвычайно мала, при работе на пе-
регоне передвижка крана производится обычно паровозом.
Стандартные краны не вполне отвечают условиям производства работ по
установке опор контактной сети. В частности, основным недостатком приведен-
ных выше паровых кранов типа «Январей» является то, что при работу на двух-
путном участке при развороте крана кабинка его входит в габарит соседнего
пути, вследствие чего требуется его закрытие для движения поездов.
За границей для установки опор контактной сети применяются обычно
краны специальных типов. Так, например, при электрификации Пенсильван-
ской ж. д. применялся специальный паровой кран (рис. 567), отличительная осо-
бенность которого состояла в том, что па-
ровой котел в целях уменьшения габари-
Рис. 566
Рис. 567
тов кабинки был вынесен с поворотной платформы крана. Благодаря этому при
всех положениях крана во время работы сохранялась возможность свободного
прохода поездов по соседнему пути. Кран этот имел стрелу длиной 15 м с воз-
можностью удлинения ее в случае необходимости еще на 10 м путем временного
наращивания стрелы. С нормальной стрелой кран имел грузоподъемность 12 т
при вылете стрелы 4,5 м. При нарощенной стреле грузоподъемность крана была
8 т при вылете стрелы 6 м.
При электрификации французских железных дорог также применялись
специальные краны, имеющие габариты, обеспечивающие при работе крана
свободный пропуск поездов по соседнему пути. Один из таких кранов представ-
лен на рис. 568. Он имеет грузоподъемность 2,5 т при вылете стрелы 10 м и 6 tn
при вылете стрелы 5 м. Высота крана при вылете стрелы 10 м составляет 6 м от го-
ловки рельса. Кран приводится в действие двигателем внутреннего сгорания
мощностью 27 л. с. Стрела имеет очертание, позволяющее укладывать под ней
на платформе возможно большее число опор.
Для установки на перегонах легких консольных опор (весом 400 — 800 кг)
на той же дороге применялся особый кран, имеющий грузоподъемность 1,5 т
при вылете стрелы 9 м. Этот кран был специально сконструирован для работы
на перегонах с интенсивным движением поездов, где для производства работ
предоставлялись лишь кратковременные интервалы между поездами. На уста-
509
новку одной консольной опоры этим краном требовалось в среднем около 1 мин. „
включая сюда время на передвижение установочного поезда от одного фундамента
к другому.
При установке опор краном в целях наилучшего его использования подня-
тые краном опоры закрепляются сначала лишь предварительно. Окончательное
закрепление установленных опор производится самостоятельной бригадой, ко-
торая производит также тщательную выверку положения опор с приданием им
требуемого наклона (для металлических опор около 1%, для деревянных —
1,5 — 2%) в сторону, обратную действующим на опору усилиям. При выверке
опор, устанавливаемых на анкерных болтах, опорам прйдается требуемое по-
ложение посредством железных клиновидных прокладок, помещаемых в соот-
ветствующих местах между основанием опоры и фундаментом.
При неразъемных опорах в том случае, если опора устанавливается в зара-
нее оставленное отверстие в массиве фундамента, при установке опоры внизу
закладываются соответствующей формы бетонные камни, фиксирующие поло-
жение нижнего конца опоры. В месте выхода опоры из фундамента опора рас-
крепляется дубовыми клиньями, после чего кран передвигается к следующему
фундаменту. Точная выверка производится особой бригадой, устанавливающей
Рис. 568
опору в требуемом положении при помощи дубовых клиньев. Заливка опоры
в фундаменте производится в два приема. Сначала заполняется бетоном нижняя
часть отверстия в фундаменте до уровня дубовых клиньев. После затвердевания
нижней части клинья выбиваются, после чего заполняется остальная часть отвер-
стия до верха фундамента и устраивается оголовок.
При установке краном развозка опор может производиться заранее или
одновременно с выездом установочного поезда на место производства работ.
Чаще применяется последний способ. Рабочий поезд по установке опор состав-
ляется в этом случае из крана и из груженых опорами сцепов, размещенных
по обеим сторонам от крана. Если при этом доставка опор на участок с места их
изготовления производится в строгой последовательности по плану, разрабо-
танному в соответствии с планом установки опор, то можно избежать необходи-
мости дополнительной перегрузки опор, включая прибывающие сцепы опор
непосредственно в установочный поезд.
Вместо крана для установки опор иногда применяются упрощенные устрой-
ства в виде стрелы, установленной на нормальной платформе. Установка опоры
таким способом показана на рис. 569, где видны конструкция основной стрелы
510
и дополнительная легкая стрела, служащая для подъемки основной стрелы. Подъ-
емка опоры ведется посредством укрепленной на платформе лебедки.
Установка деревянных опор производится преимущественно при помощи
лебедки и падающей стрелы. Этим же способом могут устанавливаться и метал-
лические опоры в том случае, если применение для этой цели крана по каким-
либо причинам не представляется возможным.
Для подъемки опор применяется в таком случае 1,5 — 2-т лебедка, уста-
новленная на раме из бревен. Перед началом подъемки лебедка устанавливается
на расстоянии 20 — 30 м от места установки опоры и надежно закрепляется
стальными тросами за какие-либо упоры. Закрепление лебедки делается не ме-
нее чем в двух точках. В качестве упора могут быть использованы основание
соседней опоры, расположенное вблизи от места работ дерево!, телеграфный
столб и т. п> При отсутствии естествен-
ного упора закрепление лебедки де-
лается к свайкам или к длинным ломам,
загоняемым в землю кувалдой на глу-
бину не менее 1 л/, или к зарытым в зем-
лю якорям. Для того чтобы трос, за-
крепленный за свайку, не мог соскочить
с нее во время подъемки, свайки заби-
ваются с наклоном около 45° в сторону,
противоположную лебедке.
Подтаскивание опоры к котловану
производится при помощи лебедки. Для
этого трос лебедки прикрепляется к
опоре, которая слегка приподнимается
посредством ломов и подвигается посте-
пенно к котловану или к бетонному
фундаменту.
Стрела состоит из бревна толщиной
около 12 см и длиной около 5 м, укре-
пленного в нижнем его конце при по-
мощи двух подкосов на горизонтально
расположенном лежне. К верхнему кон-
цу стрелы закреплен блок, через кото-
рый пропущен стальной гибкий трос,
идущий с барабана лебедки и крепя-
щийся своим концом за раму лебедки.
Вторым отрезком стального троса верх-
ний конец стрелы присоединяется к вер-
шине поднимаемой опоры.
Для обеспечения устойчивости опо-
Рис. 569
ры в поперечном направлении при ее
подъемке к вершине опоры крепятся две расчалки а из стального троса (рис. 570).
Нижние концы расчалок закрепляются за какой-либо упор, причем способ за-
крепления расчалок должен быть таким, чтобы во время подъемки можно было
постепенно отпускать расчалку. Поэтому конец расчалки не завязывается, а
лишь оборачивается два раза вокруг упора, и свободный конец остается во все
время подъемки в руках находящегося у расчалки рабочего.
Две другие расчалки б закрепляются за основание устанавливаемой опоры.
Эти расчалки ставятся для того, чтобы основание опоры не прижималось во время
подъемки к стенке котлована.
Крепление расчалок, расположенных со стороны пути, производится таким
образом, чтобы в любой момент подъемки оставалась возможность свободного
пропуска поездов. Для этого расчалка пропускается под подошвой рельса и
оборачивается три раза вокруг лома, положенного у подошвы вдоль рельса,
благодаря чему головка рельса остается свободной. При пропуске поезда подъ-
емка приостанавливаете^, расчалка, идущая от рельса, немного отпускается
511
Рис. 571
512
и путем нажима на нее выводится из габарита. Место работ должно быть ограж-
дено сигналами.
Расположение лебедки, стрелы и расчалок во время подъемки опоры схема-
тически показано на рис. 570. Работа по подъемке ведется бригадой из 7 — 8
человек. Перед началом подъемки стрела устанавливается у котлована или фун-
дамента опоры и укрепляется во избежание возможности передвижки ее основа-
ния во время подъемки. Рабочие расходятся по своим рабочим местам — к ле-
бедке и расчалкам, после чего рабочие, находящиеся у лебедки, начинают подъ-
емку опоры. За ходом подъемки наблюдает бригадир или старший рабочий,
по команде которого производится подтягивание или отпускание расчалок. По
мере поднятия вершины опоры стрела, расположенная в начале подъемки вер-
тикально, постепенно наклоняется, причем угол перелома троса у стрелы умень-
шается до тех пор, пока опора не займет такое положение, при котором трос
выпрямится в одну прямую линию. С этого момента дальнейшая подъемка про-
изводится без участия стрелы, которая при этом остается свободно висеть на
тросе, передвигаясь вместе с ним при
дальнейшей подъемке опоры (рис. 571).
После того как основание опоры до-
стигнет дна котлована, расчалки, закре-
пленные у основания опоры, освобожда-
ются, и опора приводится при помощи
лебедки в вертикальное положение.
После окончания подъемки произво-
дятся выверка опоры и приведение ее
в правильное положение по габариту от-
носительно ближайшего пути. Общий вид
подъемки сдвоенной деревянной опоры по-
казан на рис. 572.
Засыпка котлована ведется слоями
толщиной не более 20 — 30 см с тщатель-
ной протрамбовкой каждого слоя. При
сухом грунте для лучшей его утрамбовки
следует прибегать к поливке грунта во-
дой. Особенно тщательно должен протрам-
бовываться грунт перед лежнями. При про-
изводстве работ в зимнее время простран-
ство перед лежнями, особенно перед ниж-
ним лежнем, должно засыпаться сухой
несмерзшейся землей и хорошо протрамбовываться. Одновременно с засыпкой
котлована производится выемка креплений, которые разбираются, начиная
снизу, постепенно по мере засыпки котлована.
При установке металлических опор при помощи лебедки и падающей стрелы
работа производится в основном тем же способом, как описано выше. При уста-
новке опоры на металлический постамент опора укладывается одним краем своего
основания на край постамента и через крайние дыры для болтов в основании
опоры и постамента пропускаются кривые болты, с помощью которых основание
опоры удерживается во время подъемки в требуемом положении относительно
верхнего основания постамента.
Некоторые затруднения возникают в случае установки металлической опоры
на анкерные болты, заделанные в фундамент. Опора устанавливается в таком
случае на деревянные подкладки из шпал или досок, верх которых располагается
несколько выше, чем концы анкерных болтов. После того как опора приведена
в вертикальное положение и установлена на подкладках, последние постепенно
удаляются, и опора осаживается на анкерные болты.
Одиночные деревянные опоры и легкие металлические консольные проме-
жуточные опоры могут устанавливаться баграми.
Перед приступом к подъемке опору подтаскивают к котловану и уклады-
вают в направлении вдоль пути таким образом, чтобы комель опоры располагался
Рис. 572
33 Контактная сеть 312
513
над котлованом. В котловане, вплотную к его стенке, устанавливается верти-
кальная доска, по которой при опускании опоры в котлован скользит комель
опоры. Подъемка опоры начинается вручную. Рабочие установочной бригады
подхватывают опору около вершины и приподнимают ее насколько возможно вверх,
затем, передвигаясь понемногу по направлению к комлю опоры и перехваты-
вая руками опору, продолжают подъемку до тех пор, пока дальнейшая подъемка
не сделается затруднительной. После этого под вершину опоры подводится пара
коротких багров, заканчивающихся в верхнем своем конце железными ухватами
с заостренными концами или соединенных попарно коротким обрезком цепи или
гибкого стального троса (в случае подъемки железных опор). Путем дальнейшего
поднятия и подстановки более длин-
ных багров опора постепенно выпрям-
ляется.
Подъемка опоры ведется не ме-
нее чем двумя парами багров, при-
чем в момент перестановки одной
какой-либо пары багров остальные
багры упираются в землю, и подъ-
емка на это время приостанавли-
вается. Во время подъемки один из
рабочих установочной бригады нахо-
дится у котлована и следит за равно-
мерным опусканием основания опоры
в котлован, осаживая его в случае
необходимости кувалдой.
После того как основание опоры
достигнет дна котлована, опора при
помощи багров приводится в вертикальное положение, после чего производятся
выверка габарита опоры и проверка ее положения по высоте. По окончании
этого производятся установка лежней, засыпка и затрамбовка котлована или
бетонировка фундамента.
Подъемка баграми железобетонной опоры показана на рис. 573.
В случае установки опор описанными выше способами без применения крана
развозка опор производится заранее рабочими поездами. При деревянных опо-
рах поступающий на участок материал для опор (столбы и пластины для лежней)
может развозиться непосредственно по местам установки опор или распреде-
ляться по отдельным пунктам, в которых производится сборка опор для бли-
жайших перегонов.
Непосредственная развозка столбов по местам их установки целесообразна
в тех случаях, когда применяются одиночные опоры, подготовка которых к уста-
новке заключается лишь в просверловке дыры для тяги и прикреплении лежней,
что легко может быть произведено на линии непосредственно перед установкой
опор. При таком способе ведения работ отпадают промежуточные операции по
разгрузке и погрузке столбов, благодаря чему снижается стоимость работы.
Для возможности развозки столбов необходимо, чтобы к моменту поступления
столбов на участок разбивка опор была уже произведена.
Сборка сдвоенных опор производится в отдельных пунктах участка, после
чего уже собранные опоры развозятся по перегонам. Пункты сборки опор разме-
щаются на отдельных станциях участка и располагаются вблизи путей на свобод-
ной территории станции и по возможности на площадке.
Расположение пункта сборки опор показано схематически на рис. 574. Столбы,
прибывающие на место сборки, откатываются на расстояние 15 — 20 м от пути
и складываются здесь в штабели. Сборка опор производится на площадке между
штабелем бревен и путями. Для облегчения раскатки бревен из штабеля и переме-
щения собранных опор на сборочной площадке укладываются лежни, распо-
ложенные перпендикулярно к пути. Собранные опоры отодвигаются к пути, где
и остаются до момента погрузки их на платформы для развозки по местам уста-
новки. Материал для лежней и пасынков складывается рядом со сборочной пло-
514
жестких поперечин.
щадкой или, как это показано на рис. 574, располагается между двумя сбороч"
ными площадками.
При сборке опор все дыры так же, как и все места притески столбов, прома-
зываются креозотом или другим антисептиком.
После скрепления опоры производятся затеска вершины ее на два ската,
просверловка дыр для тяги и для болтов, крепящих лежни к опоре, и установка
детали для крепления пяты консоли. Все эти
места также должны быть промазаны крео-
зотом или пропитаны другим каким-либо
способом.
При сборке опор из пропитанных стол-
бов следует особенно остерегаться излишней
подтески столбов, в особенности в зоне, наи-
более опасной в отношении загнивания (на
уровне заделки опоры в грунт).
Промазка креозотом дыр для болтов
и мест затески сдвоенных опор произво-
дится обязательно до связки столбов, чем
обеспечивается надлежащее качество пропит-
ки по всей окружности столбов.
После установки опор производится
монтаж крепительных деталей, консолей и
Места закрепления деталей определяются путем отмера соответствующие
расстояний от вершины опоры или от намеченного на опоре уровня головки
рельса.
Все места затески деревянных опор, а также дыры, высверливаемые для
глухарей, промазываются до установки деталей и глухарей креозотом.
Подъемка консолей ведется при помощи полиспаста среднего размера с ве-
ревкой толщиной 10 — 12 мм. Верхний блок полиспаста крепится к струбцинке,
укрепленной у вершины опоры.
Консоль поднимается на опору в собран-
ном виде с установленными на ней деталями
для крепления троса и с прикрепленной на
ней тягой или подкосом.
Место крепления полиспаста к консоли
зависит от принятого метода подъемки, ко-
торый устанавливается в зависимости от типа
консоли и от способа ее крепления к опоре.
При подъемке наклонной консоли блок
полиспаста посредством струбцинки крепится
к консоли у ее пяты. Веревки полиспаста
кроме ведущей веревки, т. е. той, посред-
ством которой производится натяжка полис-
паста, свободно прихватываются веревкой
или струбцинкой к консоли, вблизи места
крепления к ней тяги (рис. 575).
Работа ведется бригадой из 2 — 3 рабо-
лих, один из которых находится во время
подъемки на опоре и производит закрепление
на ней пяты консоли. После закрепления
пяты полиспаст понемногу отпускается,
вследствие чего консоль, вращаясь вокруг
наклонное положение. Рабочий, находящий-
своей пяты, принимает требуемое
ся на опоре, закрепляет тягу на опоре, после чего производятся проверка
и регулировка положения консоли по высоте.
Для подъемки прямых консолей применяется другой способ укрепления
полиспаста при подъемке. Полиспаст крепится вблизи места закрепления тяги
и прихватывается струбцинкой к концу консоли около ее пяты (рис. 576). Кон-
33* 312
515
соль поднимается вверх пятой. После закрепления пяты консоли на опоре струб-
цинка, прихватывающая веревки полиспаста к консоли, снимается, полиспаст
Рис. 576	Рис. 577
Рис. 578
подтягивается (рис. 577) и консоль приводится в горизонтальное положение,
после чего производятся закрепление тяги или подкоса консоли и регулировка
положения консоли*
516
В тех случаях, когда консоль крепится почти у самой вершины опоры и не
остается достаточного места для расположения полиспаста, перед подъемкой
консолей устанавливаются иногда временные дополнительные кронштейны, слу-
жащие для прикрепления блока полиспаста.
Подъемка двухпутных консолей ведется в основном по тому же способу,
как и подъемка прямых консолей. Тяжелые двухпутные и трехпутные консоли
поднимаются двумя полиспастами, один из которых укрепляется у того конца
консоли, который крепится к опоре, а другой — у места крепления тяги. К концу
свеса консоли прикрепляется веревка, за которую консоль во время подъемки
и закрепления ее пяты оттягивается в сторону от опоры.
Подъемка жестких металлических поперечин производится при помощи
двух полиспастов, закрепленных у вершин стоек опоры. Перед подъемкой по-
перечину устанавливают поперек пути у основания стоек. Присоединив к бло-
кам полиспастов оба конца поперечины, начинают одновременный их подъем.
После поднятия поперечины на требуемую высоту производят закрепление кон-
цов поперечины к стойкам.
Рис. 579
Поперечины тяжелых анкерных мостиков поднимаются в разобранном виде.
Сначала поднимают основные вертикальные фермы поперечин (рис. 578). После
закрепления основных ферм к стойкам производят сборку горизонтальных свя-
зей и приклепку или приварку их к вертикальным фермам поперечины.
Значительно упрощается работа в случае применения для подъемки жестких
поперечин крана. Поперечину, подвезенную к месту установки на платформах,
захватывают у центра тяжести и после подъема на соответствующую высоту
крепят к стойкам (рис. 579).
§ 5. Монтаж несущего троса
Раскатка проводов цепной подвески производится в большинстве случаев
при помощи монтажных поездов.
В состав монтажных поездов в зависимости от характера выполняемой ра-
боты входят в той или иной комбинации платформы, оборудованные станками
для барабанов с проводом, монтажные вагоны и монтажные вышки.
Платформа для барабанов оборудуется обычно из нормальной четырехосной
платформы, по обеим сторонам которой устанавливаются две продольные рамы
517
с подшипниками для осей барабанов. Подшипники для осей барабанов снабжа-
ются крышками для предупреждения возможности выскакивания оси из под-
шипника во время раскатки.
На рис. 580а и 5806 изображена в двух проекциях разработанная в по-
следнее время более совершенная конструкция станка для установки бараба-
нов на монтажной платформе. Для возможности установки барабанов различ-
ной ширины станок имеет одну подвижную раму, на которой укреплен под-
шипник для оси барабана. Второй подшипник укреплен на неподвижной раме.
Рис. 580а
Подвижная рама ходит по направляющим и устанавливается в требуемом по-
ложении вручную в соответствии с шириной барабана.
Барабан с приводом закрепляется на валу между двумя шайбами при
помощи упорных втулок и гайки на конце вала. На валу постоянно укре-
плена шестерня, сцепляющаяся с шестерней ленточного тормоза, при помощи
которого производится торможение барабана во время раскатки. Шестерня
одновременно служит и зажимной шайбой; другая зажимная шайба съемная.
Подвижная и неподвижная рамы станка имеют наклон 45°. По этим ра-
мам посредством винта могут перемещаться подшипники, в которых крепится
518
ось барабана. Винты для перемещения подшипников приводятся во вращение
общим валом через конические шестерни, причем сцепление винта подвижной
рамы также имеет возможность перемещаться вдоль вала. На таком станке
могут устанавливаться барабаны диаметром от 2000 до 800 мм и шириной
от 1 200 до 600 мм.
Рис. 5806
На платформе устанавливаются два таких станка, как показано на
рис. 581. При таком расположении станков имеется возможность во время
раскатки одного барабана производить установку на второй станок другого
барабана. Барабаны помещаются на платформах, расположенных по обе сто-
роны от платформы со станками.
Рис. 581
На рис. 582 показана платформа для барабанов, применявшаяся при монтаже
линии Лаккаванна — Делавер. На этой платформе одновременно могло быть
установлено пять барабанов. Для торможения барабанов во время раскатки при-
менялись ленточные тормоза, причем для предотвращения возможности про-
519
Рис. 582
ворачивания барабанов на оси применялись оси квадратного сечения, имею-
щие с обоих своих концов круглые шейки.
Погрузка барабанов на эту платформу производилась краном.
На рис. 583 показана платформа для барабанов, применяемая на француз-
ских железных дорогах. Особенностью этой платформы является наличие спе-
циального устройства для установки барабанов, состоящего из смонтированного
сверху по оси платформы рельса
и передвигающейся по нему кош-
ки с талями для подъемки бара-
бана.
При небольшом объеме ра-
бот для установки барабанов
может применяться нормальная
двухосная платформа с укреп-
ленными на ней двумя-тремя
парами паровозных домкратов,
оборудованных специальными
головками для крепления осей
барабанов (рис. 584).
Ввиду того что в некоторых
случаях при раскатке проводов
приходится отцеплять от монтаж-
ного поезда платформу с барабанами и оставлять ее на пути, платформы для -
барабанов должны быть обязательно оборудованы ручными тормозами.
Монтажный вагон в простейшем своем виде изображен на рис. 585 и пред-
ставляет собой нормальный четырехосный вагон, на крыше которого устроена
монтажная площадка со складными перилами.
Рис. 583
Сбоку основной площадки, по обеим ее сторонам, закрепляются на петлях
небольшие боковые площадки, также снабженные складными перилами. Бо-
ковые площадки поднимаются лишь в случаях, когда это требуется для произ-
водства работ, и поддерживаются откидными подкосами, шарнирно укреплен-
ными на стойках основной монтажной площадки. В торце основной площадки
устраивается лестница, ведущая с площадки на крышу вагона. Крыша вагона,
за исключением части ее, расположенной под монтажной площадкой, покры-
вается настилом и огораживается со всех сторон постоянными перилами. Сооб-
щение с внутренней частью вагона устраивается через люк, прорезанный в крыше
вагона.
520
В том случае, если монтажный вагон используется для раскатки несу-
щего троса, на нем устанавливается подъемная стрела. х
Стрела (рис. 586) располагается у конца монтажной площадки и укрепляется
шарнирно на лежне, положенном и закрепленном на крыше вагона, и приводится
в вертикальное или наклонное положение при
помощи полиспаста, закрепляемого одним кон-
цом к стреле и другим — к ушку, заделанному
у пола монтажной площадки. В поперечном на-
правлении стрела укрепляется двумя оттяжками,
которые можно подтягивать при помощи вклю-
ченных в них стяжных муфт. В верхнем конце
стрелы укреплен блок, в котором во время рас-
катки помещается монтируемый провод.
В последнее время применяется стрела бо-
лее удобной конструкции, имеющая подвиж-
ность не только в продольном, но и в поперечном
направлении. Схема такой стрелы показана на
рис. 587. Обе поперечные растяжки этой стрелы
выполнены из одного целого отрезка троса и пе-
рекинуты в местах крепления у лежня через
блоки, благодаря чему стрела может принимать
наклонное положение в направлении поперек
пути. На части троса, расположенной между
двумя роликами, укреплены два упора, ограни-
чивающие величину возможного поперечного на-
клона стрелы.
В тех случаях, когда с монтажных поездов проводится не только раскатка
проводов, но также монтаж всех деталей и регулировка цепной подвески, воз-
никает необходимость в длинных монтажных площадках, образуемых несколь-
Рис. 585
кими соединенными между собой монтажными площадками. Монтажные пло-
щадки в таком случае устраиваются во всю длину вагона и снабжаются пере-
ходными мостиками. На Томской ж.' д., где весь монтаж контактной подвески
52 L
 на перегонах производился с монтажных поездов, применялись для этой цели
монтажные вагоны двух типов — со
ными площадками. Стационарные

стационарными и с подъемными монтаж-
монтажные площадки высотой 5 200 мм
от головки рельса были снабжены
подъемными боковыми крыльями по
всей длине вагона. Монтажный поезд,
составленный из таких вагонов с под-
нятыми боковыми крыльями, соеди-
ненных между собой переходными
мостиками, создавал удобную широ-
кую монтажную площадку для про-
ведения работ по монтажу фиксато-
ров и струн на контактном проводе
и по регулировке цепной подвески.
На рис.
тажный
Ромк
Гибкий
588 изображен такой мон-
вагон со стационарной выш-
Jnopbi, оертичиНаоише по-
перечны наклон стрелы
Рис. 536	рис. 587
кой, но более солидной конструкции. Боковые крылья поднимаются при помощи
лебедок, установленных на крыше вагона под монтажной площадкой. При опу-
щенных боковых крыльях монтажная площадка вписывается в габарит подвиж-
ного состава.
Вагоны с подъемными монтажными площадками (рис. 589а) применялись
для работы на несущем тросе (завеска струн и смена монтажных роликов на сед-
ла). Монтажные площадки этих вагонов, располагавшихся в опущенном поло-
жении в габарите подвижного состава, в поднятом положении располагались
522
на высоте 7 000 мм от головки рельса. Откидных боковых площадок эти вагоны
не имели.
Изображенная на рис. 589а подъемная монтажная площадка укреплена
на двух вертикальных выдвижных рамах, перемещающихся внутри непод-
вижных рам, установленных внутри вагона. Подъем выдвижных рам произ-
водится при помощи установленной на крыше вагона лебедки, на барабане
которой закреплены два отрезка троса, концы которых прикреплены к ниж-
ним концам выдвижных рам и перекинуты через укрепленные на неподвиж-
ных рамах блоки.
Для придания всей системе необходимой жесткости как в продольном, так
и в поперечном направленйях в средней части монтажной площадки имеются
две дополнительные наклонные рамы, шарнирно закрепленные у подъемной
площадки и упирающиеся при поднятом положении площадки в соответ-
ствующие гнезда в уложенных вдоль крыши вагона продольных брусьях.
На рис. 5896 изображен проект механизированной подъемной монтажной
площадки, подъем которой производится посредством установленного на крыше
Рис. 589а
вагона электромотора, питаемого от включенной в состав монтажного поезда
электростанции. От электромотора через эластичную муфту и промежуточный
вал вращение передается установленному на крыше вагона продольному валу,
к концам которого примыкают поперечные валы, передающие вращение двум
подъемным винтам, укрепленным в неподвижных рамах и имеющим только
вращательное движение. В нижних поперечинах подвижных рам, на которых
держится монтажная площадка, укреплены гайки, которые при вращении
подъемных винтов получают поступательное движение вверх или вниз. По-
движные рамы при этом перемещаются внутри неподвижных рам в специаль-
ных направляющих роликах. Монтажная площадка может устанавливаться в
любом положении в пределах от 5 200 до 7 550 мм от головки рельса.
523
Bbmika b крайнем Верхнем положении
Рис. 5896
Внутренняя часть монтажных вагонов оборудуется под служебные помеще-
ния: кладовые для хранения необходимого запаса материалов и инструмента,
мастерские, вагон-электростанцию. В больших монтажных поездах часть ваго-
нов отводится под кухню, столовую, клуб и т. п. Остальные вагоны используются
под жилье для монтажного персонала.
Для возможности производства работ в ночное время монтажные площадки
оборудуются прожекторным освещением.
Вместо монтажных вагонов
при монтаже контактной сети
нередко применяются монтаж-
ные вышки, установленные на
открытых платформах. Одна из
таких монтажных вышек, при-
менявшихся при монтаже кон-
тактной сети на линии Лакка-
ванна — Делавер, показана на
рис. 590.
Монтажная вышка состояла
из шести металлических стоек,
расположенных попарно по се-	Рис 5д0
редине и по краям платформы	и '
и связанных между собой в одну
экесткую систему. В промежутке между каждой парой стоек располагались подъ-
емные стойки, поддерживающие монтажную площадку. Монтажная площадка
ограждалась с боковых сторон складными перилами и имела размеры в длину 13 м
и в ширину 2,25 м. Подъем монтажной площадки производился при помощи
подъемных механизмов, установленных на платформе. Высота монтажной пло-
щадки от головки рельса могла меняться в пределах от 3,4 до 6,7 м. При сцепле-
промежутки между площадками перекры-
вались легкими мостками. В под-
нятом виде эта монтажная выш-
ка изображена на рис. 591.
Раскатка несущего троса
производится по роликам. Мон-
тажные ролики бывают различ-
ной конструкции в зависимости
от принятого типа изоляторов
(подвесные и штыревые).
На рис. 592 показан чугун-
ный монтажный ролик послед-
ней конструкции, применяемый
при расположении несущего
троса на подвесных изоляторах.
Особенностью этой конструкции
нии нескольких монтажных вышек
Рис 5д1	является возможность установки
крюка в плоскости как парал-
лельной, так и перпендикуляр-
ной оси пути; уменьшены зазоры между роликами и обоймой, благодаря чему
исключается возможность попадания троса в промежуток между ними. Для
удобства закладывания троса обойма ролика снабжена направляющим языком.
Наконец, для уменьшения трения в ролике он установлен на шарикоподшип-
никах. На рис. 593 приведен монтажный ролик такой же конструкции, но дере-
вянный. Такие ролики применяются при монтаже алюминиевых и медных
проводов.
При расположении подвески на штыревых изоляторах монтажные ролики
устанавливаются сверху консолей или поперечин и крепятся к ним при помощи
болта. Тип такого ролика для прямых участков показан на рис. 594 и для кри-
вых — на рис. 595.
525
Для того чтобы была обеспечена требуемая точность при натяжке про-
вода, монтажные ролики должны обладать по возможности меньшим трением.
Для этого все ролики до их завески должны внимательно просматриваться и
провертываться. Трущиеся части роликов'должны периодически очищаться и
смазываться тавотом.
Рис. 592	Рис. 593
Завеска монтажных роликов на консолях производится накануне раскатки
или непосредственно перед раскаткой троса. В последнем случае ролики заве-
шиваются с
I
Рис. 594
гиванием
монтажного вагона, находящегося в голове поезда перед платфор-
мой с барабанами, или с лейтера, дви-
гающегося впереди монтажного поез-
да, производящего раскатку.
В зависимости от местных усло-
вий раскатка троса может быть про-
ведена по одному из следующих спо-
собов:
1) раскатка с движущейся плат-
формы с барабанами (с закреплением
конца троса в начале fраскатки на
анкерной опоре) (рис. 596);
2) раскатка с неподвижной плат-
формы с барабанами, установленной
у начала анкерного пролета (с протя-
троса с помощью паровоза, двигающегося вместе с монтажным ваго-
ном в направлении противоположного конца анкерного участка) (рис. 597).
Первый способ, как это будет видно из дальнейшего, представляет значи-
тельные преимущества по сравнению со вторым. Поэтому раскатка троса произ-
водится преимущественно этим способом; ко второму же способу прибегают
Рис. 595
Рис. 596
лишь тогда, когда первым способом вести раскатку невозможно. Это бывает во?
всех случаях, когда при раскатке троса приходится вести его «прошивку», т. е.
пропускать трос над какими-либо смонтированными ранее проводами, например,
над контактным проводом или несущим тросом других анкерных участков,,
526
над нижними фиксирующими тросами, через конструкцию сигнального мос-
тика и т. п.
При раскатке троса с движущейся монтажной платформы монтажный пэезд,
имея паровоз в голове поезда и монтажный вагон со стрелой в хвосте, останав-
ливается у начала анкерного участка таким образом, чтобы площадка монтаж-
ного вагона находилась против опоры, на которой должен анкероваться рас-
катываемый участок несущего троса.
Конец троса, заделанный на концевую клемму, сматывают вручную с бара-
бана и, пропустив через ролик стрелы, передают на опору, где закрепляют
через изолятор к установленной на опоре анкерной штанге, после чего монтаж-
ный поезд начинает медленно двигаться в сторону противоположного конца
анкерного участка.
Находящиеся на платформе рабочие притормаживают раскатываемый
барабан так, чтобы скорость его вращения примерно соответствовала ско-
рости хода монтажного поезда.
После прохода стрелы под консолью стрелу подтягивают вверх и, действуя
подвижными поперечными растяжками, заводят трос в монтажный ролик, под-
вешенный на консоли, после чего стрела снова опускается в прежнее свое поло-
жение.
Раскатка троса идет без остановок монтажного поезда, двигающегося со
скоростью б — 8 км/час. При этом трос не должен сильно натягиваться торможе-
нием барабанов и должен в середине раскатанных пролетов свободно лежать,
на земле.
Рис. 597
“Если анкерный участок делается составным из двух или более отрезков троса,,
то во время раскатки приходится производить стыкование отдельных отрезков
троса.
Стыкование производится после того как первый отрезок троса раскатан
полностью. Конец раскатанного троса соединяется при помощи стыковой клеммы
с концом троса со второго барабана, после чего раскатка возобновляется. Место
установки стыковой клеммы выбирается с таким расчетом, чтобы во время натяжки
троса стыковой клемме не приходилось проходить через монтажный ролик.
После прохода монтажного поезда под последней консолью, входящей в дан-
ный анкерный участок, монтажный поезд замедляет ход и останавливается, немно-
го не доезжая до анкерной опоры, после чего производятся выборка слабины и
натяжка троса. Выборка слабины троса может быть проведена вручную или
при помощи паровоза.
При выборке слабины троса паровозом стрела опускается, и трос уклады-
вается на пол монтажной вышки, перила на которой складываются. Барабан с
тросом затормаживается, и поезд начинает медленно двигаться вперед до тех пор,
пока в соседних пролетах трос не подтянется и стрела его провеса не уменьшится
до 3—4 м. Натяжка производится с таким расчетом, чтобы в момент ее окон-
чания площадка монтажного вагона находилась в непосредственной близости
от анкерной опоры так, чтобы к тросу, лежащему на монтажной площадке, мог
быть присоединен блок полиспаста, закрепленного на анкерной опоре.
Натяжка троса ведется при помощи трехблочного полиспаста (рис. 598)
с веревкой толщиной 19 — 22 мм. Между полиспастом и анкерной опорой вклю-
чается динамометр на 1 500 — 2 000 кг. Присоединение полиспаста к тросу де-
лается при помощи натяжных зажимов.
527
Наиболее распространенным у нас видом зажима для натяжки проводов
является крюковая клемма (рис. 599). Натягиваемый провод помещается между
обеими частями крюковой клеммы и затягивается четырьмя болтами.
Крюковая клемма указанной кон-
Рис. 593
струкции применяется для натяжки
как стального несущего троса, так и
медных контактных и многожильных
проводов.
Крюковая клемма требует сравни-
тельно много времени для закрепления
Рис. 599
ее на проводе. Этот недостаток отсутствует в клиновом зажиме (рис* 600), при-
меняемом для натяжки медных проводов. Натягиваемый провод помещается в
пространстве между двумя медными планками, одна из которых связана шурупами
с телом зажима. Обе планки имеют по всей своей длине выемку по форме провода,
снабженную поперечными насечка-
ми, служащими для лучшей связи
с проводом. Натяжное приспособ-
ление присоединяется к ушку, свя-
занному с клином. При натяжке
клин передвигает нижнюю по чер-
тежу планку вверх и зажимает
ею провод равномерно по всей
длине.
Присоединение полиспаста к опоре производится посредством струбцинки
из стального троса (рис. 601).
После закрепления на тросе полиспаста производится окончательная на-
тяжка троса (рис. 602), во время которой один из рабочих бригады находится
на опоре и следит за показаниями динамометра.
Величина требуемого натяжения троса определяется по монтажным таб-
лицам, составленным для ненагруженного состояния троса. В этой таблице
приводятся значения натяжения несущего троса для различных температур
и для разных величин среднего пролета между опорами. Величины натяже-
528
ний в монтажной таблице даются с небольшой добавкой (около 10%), чем
учитывается вытяжка троса в первый период после его монтажа.
Для того чтобы натяжение троса полностью прошло до противополож-
ного конца анкерного участка, сначала тросу дают перетяжку (примерно на
50% выше требуемого по монтажной таблице натяжения), после чего натя-
жение уменьшается до требуемой величины.
Натяжка полиспаста должна вестись равномерно, без рывков. В том слу-
чае, если при натяжке трос сильно раскачается, натяжку полиспаста следует
Рис. 602
на время прекратить и возобновить ее лишь после того, как раскачивание
троса прекратится. При недостаточном количестве рабочих в бригаде окон-
чательная натяжка троса может производиться двумя полиспастами, как по-
казано на рис. 603.
Закончив натяжку троса, рабочие раскаточной бригады завязывают ве-
дущую веревку полиспаста за телеграфный столб или дерево, расположенное
вблизи от анкерной опоры, и обрезают трос с таким расчетом, чтобы длина
остающегося конца была достаточна для производства анкеровки троса.
Для заделки конца троса один из монтеров, поднявшись на опору, под-
нимает наверх при помощи веревки конец троса и отмечает на нем место
установки вилочного кауша. После этого конец троса отрезают при помощи
кабельных ножниц и заделывают посредством вилочного кауша и трубчатого
соединителя (или в случае стального троса — на клиновую клемму).
Заделанный конец троса присоединяют через изолятор к штанге анке-
ровки несущего троса, после чего ведущую веревку полиспаста отвязывают,
полиспаст освобождают от динамометра и сбрасывают вниз.
При сбрасывании полиспаста нужно следить, чтобы полиспаст не был
закручен вокруг троса. При этом условии обычно блок полиспаста, креплен-
ный к тросу, соскакивает сам собой при сбрасывании блока, закрепленного
на опоре.
Замер места заделки конца троса, присоединение заделанного конца к ан-
керной штанге и снятие крюковой клеммы при достаточном навыке у монтажной
бригады могут производиться без применения лейтера.
При коротких анкерных штангах замер места заделки троса и присоедине-
ние заделанного конца к анкерной штанге ведутся с опор. При длинных анкер-
34 Контактная сеть 202
529
ных штангах работа эта может производиться с-полиспаста, который для этого
должен быть закреплен на опоре ниже уголка анкеровки троса. Снятие крюковой
клеммы производится с подвешиваемой на тросе монтажной люльки.
В том случае, если по каким-либо причинам окончательная заделка троса
невозможна, трос анкеруется временно. Для этого конец троса поднимается на
опору, и на тросе закрепляется крюковая клемма, которая затем присоединяется
посредством стяжной муфты к струбцинке, укрепленной на опоре (рис. 604).
Раскатка одного анкерного участка несущего троса с натяжкой его на по-
лиспаст занимает в среднем около 45 мин. Таким образом, за 4 часа закрытия пе-
регона может быть раскатано четыре-пять анкерных участков троса.
Для того чтобы наиболее полно использовать предоставляемое для произ-
водства работ время, анкеровка троса производится нередко отдельными брига-
дами. Анкеровочная бригада подготовляет заранее у анкерной опоры все необ-
ходимое для натяжки и анкеровки троса (завешивает на опоре полиспаст с вклю-
ченным в него динамометром, устанавливает анкерную штангу с изолятором
и т. п.) и после подхода к анкерной опоре монтажного поезда, производящего
раскатку троса, производит натяжку и анкеровку троса. Монтажный поезд тем
временем приступает к раскатке следующего анкерного участка.
При монтаже контактной сети на Томской ж. д. раскатка и анкеровка несу-
щего троса выполнялись четырьмя- бригадами — одной раскаточной, работав-
шей с монтажным поездом, и тремя анкеровочными. Раскаточная бригада со-
стояла из 7 человек, анкеровочные — из 8 человек каждая. Раскаточная бригада
производила только раскатку троса, на что требовалось в среднем около 30 мин.
на анкерный участок. Первая анкеровочная бригада производила натяжку и ан-
керовку первого и четвертого (по порядку раскатки) анкерных участков, вторая
бригада — соответственно второго и пятого, третья — третьего и шестого. При
большем числе раскатываемых за один выезд анкерных участков сохранялся
тот же порядок, т. е. седьмой участок анкеровался первой бригадой и т. д.
Переход анкеровочных бригад с одного места работы к другому производился
пешком. В том случае, если по местным условиям имеется возможность органи-
зовать быструю переброску анкеровочных бригад автомобилем, автодрезиной
и т. п., число анкеровочных бригад при одном раскаточном поезде может быть
уменьшено до двух.
Если несущий трос перегона не имеет деления на анкерные участки, что
обычно имеет место в компаундной подвеске, то раскатка троса производится
следующим образом: начальный конец троса с первого барабана закрепляется
на анкерном мостике, после чего трос раскатывается по роликам описанным
выше способом и анкеруется временно на какой-либо из расположенных вблизи
от его конца конструкций — на сигнальном мостике, на опоре с жесткой попе-
речиной, на пересекающем электрифицированный путь путепроводе и т. п.;
после этого свободный конец троса с первого барабана соединяется с началом
троса со второго барабана, после чего производится раскатка второго барабана.
Трос второго барабана также временно анкеруется на какой-либо конструкции
и соединяется с тросом третьего барабана и т. д. Соединение тросов делается по-
средством двух клемм, закрепленных у концов тросов и соединяемых между со-
бой при помощи муфты, что дает в дальнейшем возможность регулировки натяже-
ния троса в отдельных участках раскатанного троса. Трос с последнего барабана
анкеруется на анкерном мостике, причем тросу дается несколько повышенное
натяжение против требуемого по монтажным таблицам. После этого промежуточ-
ные временные анкеровки троса снимаются, и трос оставляется на несколько
дней на роликах для выравнивания натяжений по пролету. Такой метод приме-
нялся при монтаже контактной сети Пенсильванской ж. д.
В случае, если раскатка несущего троса с движущейся платформы по ка-
ким-либо причинам невозможна, приходится прибегать ко второму способу —
к раскатке троса с неподвижной платформы с барабанами. Раскатка троса по
этому способу ведется следующим образом (рис. 597). Раскаточная бригада де-
лится на две группы, причем одна группа работает при монтажном вагоне, а
другая — у платформы с барабаном. Монтажный поезд с платформой в хвосте и
530
паровозом в голове поезда останавливается у анкерной опоры, на которой дол-
жен анкероваться раскатываемый анкерный участок троса. Платформу с барабана-
ми затормаживают и отцепляют от монтажного вагона. На монтажный вагон пода-
ют заделанный для анкеровки конец троса с установленной на нем крюковой клем-
мой. Крюк клеммы зацепляют за струбцинку, закрепленную на монтажной пло-
щадке, после чего паровоз с монтажным вагоном начинает медленно двигаться в
направлении противоположного конца анкерного участка. У каждой консоли или
поперечины монтажный поезд останавливают и конец троса отцепляют от струб-
цинки, пропускают через монтажный ролик и снова зацепляют за струбцинку,
после чего поезд передвигается к следующей опоре и т. д. Начиная с третьей опо-
ры, монтажный поезд останавливают после проезда опоры, после чего осаживают
монтажным вагоном под опору. Благодаря
этому натяжение в тросе уменьшается и от-
цепка его от струбцинки не вызывает затруд-
нений.
Двое рабочих второй группы раскаточ-
ной бригады, оставшиеся у монтажной плат-
формы, наблюдают во время раскатки за
ходом барабана и притормаживают его.
Остальная часть рабочих этой группы ведет	Рис 605
подготовку к натяжке и анкеровке троса,
растягивает и распутывает полиспасты, завешивает их в требуемых местах
на анкерной опоре и т. п.
После того как паровоз с монтажным вагоном достигнет конца анкерного
участка, конец троса закрепляется на анкерной опоре и обусловленным коли-
чеством свистков паровоза подают сигнал бригаде, оставшейся у монтажной плат-
формы.
Получив сигнал, рабочие, находящиеся у монтажной платформы, присту-
пают к натяжке и анкеровке троса. Натяжку троса обычно ведут двумя полиспа-
стами, один из которых закреплен у основания опоры, а другой — на опоре
у места анкеровки троса.
Сначала трос натягивают насколько возможно вручную, затем на тросе
закрепляют крюковую клемму и производят натяжку нижним полиспастом, после
чего на тросе устанавливают вторую крюковую клемму, за которую зацепляется
блок верхнего полиспаста (рис. 605). Дальнейший ход натяжки и анкеровки
троса ничем не отличается от описанного ранее.
Рис. 606
Вследствие значительного сопротивления роликов, особенно при большой
длине анкерного участка, для предварительной натяжки троса вручную требуется
не менее 7 — 8 человек. При недостаточном количестве рабочей силы предвари-
тельную натяжку троса приходится производить в несколько приемов с помощью
нижнего полиспаста.
После натяжки троса и поднятия его на достаточную для прохода монтаж-
ного вагона высоту паровоз с монтажным вагоном возвращается к началу анкер-
ного участка и сцепляется с платформой.
На раскатку одного анкерного участка несущего троса с неподвижной плат-
формы с барабанами, включая натяжку троса, требуется в среднем около 1 часа.
В случае необходимости стыкования троса работа ведется следующим обра-
зом: более короткий отрезок троса раскатывается первым (вручную или с помощью
паровоза в зависимости от его длины) и конец его закрепляется на анкерной опоре.
После этого монтажный поезд переезжает к началу анкерного участка и произ-
водит описанным выше способом раскатку второго отрезка троса (рис. 606). Когда
монтажный вагон подойдет к началу первого отрезка троса, концы троса соеди-
34* 202
531
няются между собой, и подается сигнал группе рабочих, оставшейся у платформы
с барабаном, о возможности начать натяжку троса. Место стыка выбирается с та-
ким расчетом, чтобы во время натяжки троса стыковой клемме не приходилось
переходить через монтажный ролик.
При производстве работ на сильно загруженных линиях закрытие перегона для
монтажа сети встречает значительные затруднения. В таких случаях применяется
иногда способ раскатки троса по земле с последующей подъемкой его на опоры
при открытом для движения пути. Раскатка троса таким способом производится
обычно автодрезиной и занимает 5 — 7 мин. на один анкерный участок.
Схема раскатки показана на рис. 607. Раскаточный поезд состоит из авто-
дрезины с двумя прицепами. На первом прицепе устанавливается раскатывае-
мый барабан, на втором — расположены два направляющих ролика: один по
Рис. 607
оси платформы и второй (у заднего конца платформы) с выносом в сторону от пути.
Таким образом, трос при помощи направляющих роликов отводится в сторону
и укладывается сбоку пути. Раскатанный по земле трос поднимают сначала на
ролики, завешенные у пяты консоли, и производят предварительную натяжку
троса на анкерные опоры. После этого трос переносят посредством полиспастов
в ролики, подвешенные на консолях над осью пути. При бригаде из 8 человек
весь процесс монтажа троса занимает около 2,5 часа.
Регулировка натяжения несущего троса. После анкеровки несущего троса
производятся тщательная проверка и регулировка его натяжения. Проверка
натяжения троса может производиться по динамометру или по стрелам про-
веса троса.
Промер стрел провеса троса может быть произведен несколькими способами.
Наиболее простой способ определения стрелы провеса—непосредственный замер
высот троса у опор и в точке наибольшего его провеса. Замер высот троса произ-
водится при помощи рулетки или мерной ленты с лей-
тера или посредством легкого шеста с делениями. Стрела
провеса троса определяется как разность между средней
высотой троса у опор и высотой его в точке наиболь-
шего провеса.
Промер стрел провеса троса может быть выполнен так-
же при помощи геодезического прибора с вертикальным
лимбом. Для производства замера прибор устанавли-
вается под одной из опор, после чего через трубу при-
бора визируют на указатель, прикрепленный к тросу
в средней точке его пролета. В качестве указателя можно
воспользоваться легкой веревкой, набрасываемой на трос
в середине его пролета между опорами. Зная высоту подвеса троса на опорах Н,
величину пролета L и высоту установки измерительного прибора р, по отсчету
на вертикальном лимбе угла а (рис. 608) можно определить высоту троса в
средней точке пролета, а отсюда узнать и стрелу провеса троса:
Н = -у tg а+р+/,
откуда
/ =Н— ^-tg а — р.
532
При расположении подвески на уклоне определение стрелы делается, как
показано на рис. 609. Стрела провеса в этом случае получается равной:
или
H+L (tgp —tga)—/>
'	-2
Наконец, стрела провеса троса может быть определена методом качаний-
Сущность этого метода сводится к следующему. Трос легко может быть приведен
в равномерное колебательное движение, если взяться за него рукой вблизи точки
закрепления и ритмично раскачивать его вперед и назад. Колебания устанавли-
ваются только в том случае, если движение руки соответствует собственным ко-
лебаниям троса.	L
Подвешенный на опорах трос можно рассматри-	L
вать как физический маятник, число колебаний ко-
торого определяется формулой:
n =
Рис. 609
где л — число простых колебаний в 1 сек.;
g — ускорение силы тяжести;
М — масса провода;
Л — расстояние центра тяжести провода от оси вращения;
К — момент инерции маятника.
Момент инерции К, определенный для параболы, равняется:
О
к = Г5-мд
где / — вертикальное расстояние наинизшей точки параболы от оси вращения,
т. е. стрела провеса троса.
Расстояние центра тяжести троса от оси вращения равно:
л=4л
Подставляя эти значения в формулу маятника и принимая N — число
простых колебаний в 1 мин., — равным 60 л, получим:
откуда получаем:
см.
Полученная формула пригодна для любого пролета и любого сечения и ма-
териала троса, так как в ней величина пролета и масса провода не участвуют.
Определение стрелы провеса по методу качаний производится следующим
образом. Находящийся на консоли рабочий берется за трос на возможно большем
расстоянии от изолятора или ролика и постепенно легким нажатием приводит
трос в колебательное движение. При раскачивании троса рабочий должен уло-
вить такт собственных колебаний троса, соответственно которому он и произ-
водит дальнейшее раскачивание троса. Боковое отклонение троса при его раска-
чивании не должно быть слишком большим и во всяком случае не должно пре-
вышать 10° от вертикали.
Когда провод раскачается, отсчитывают число его колебаний за 1 мин.,
причем каждое его отклонение в правую или левую сторону считается за от-
533
дельное колебание. При малых величинах стрелы провеса число колебаний по-
лучается довольно большим, ввиду чего удобнее вести счет двойных колебаний.
Результат подсчета в последнем случае умножится на два. По полученному
числу колебаний, пользуясь формулой или составленной по ней таблицей,
определяют величину стрелы провеса.
Промер стрел провеса троса производится в двух-трех пролетах на каждом
анкерном участке троса.
Регулировка натяжения троса производится анкерными штангами, имеющими
для этой цели значительный запас резьбы. В том случае, если регулировка на од-
них только штангах окажется недостаточной, приходится производить перезадел-
ку конца троса или замену анкерной штанги соответственно укороченной или
удлиненной штангой.
Особенно большое внимание уделяется тщательной регулировке натяжения
троса на американских железных дорогах, где струны обычно заготовляются за-
ранее по расчету ине имеют возможности регулировки их длины и где несущий трос
перегонов, как правило, не имеет деления на анкерные участки. Проверка натя-
Рис. 610
жения троса производится в США
при помощи особого вида шун-
товых динамометров. Шунтовой
динамометр имеет два рычага,
накладываемые на провод при
замере его натяжения. По сере-
дине между этими рычагами к
проводу прижимается с опреде-
ленной силой третий рычаг. На-
тяжение провода определяется
по величине его отклонения в
средней точке между крайними
рычагами.
У нас, в СССР, при длине
анкерного участка троса, не пре-
вышающей обычно 1 500 м, и при
струнах из гибкого канатика, до-
пускающих, как будет видно из
дальнейшего, последующую ре-
гулировку их длин, несущему
тросу дают точное натяжение не-
посредственно при его анкеров-
ке, производя проверку стрел
провеса в двух-трех пролетах у анкеруемого конца троса. В том случае,
если тросу при его анкеровке была дана временная перетяжка (необходимая для
того, чтобы натяжение прошло до начала анкерного участка) и если обеспечено
хорошее качество монтажных роликов, натяжение троса распределяется по
длине анкерного участка достаточно равномерно, небольшие же неточности в стре-
лах провеса троса компенсируются соответствующей регулировкой длины струн.
После того как трос окончательно заанкерован и натяжение его проверено,
производятся смена монтажных роликов на седла и завеска струн.
Перевод троса с роликов на изоляторы производится отдельными группами
рабочих, по 2 человека в каждой группе, при помощи трехблочного полиспаста,
закрепляемого одним концом к консоли и другим — к тросу. Натяжка полиспа-
ста производится вторым рабочим, находящимся внизу.
До перевода троса с ролика на изолятор консоль устанавливается по нормали
к оси пути. После этбго находящийся внизу рабочий подтягивает полиспаст, и
монтер, находящийся на консоли, перекладывает трос из ролика в седло, подве-
шенное к изолятору. После перевода троса в седло снова проверяется положение
консоли, причем смотрят, чтобы консоль располагалась по нормали к оси
пути и чтобы изолятор находился в плоскости консоли и опоры и не имел
наклона в направлении вдоль пути.
534
Установив консоль и изолятор в требуемое положение, монтер, находящийся
на консоли, закрепляет трос в седле, после чего производит проверку и регули-
ровку положения троса в поперечном направлении по отношению к оси пути.
Перевод троса с монтажных роликов в седла может производиться также при
помощи приспособления, показанного на рис. 610. В этом случае работа может
выполняться одним монтером.
Рис. 611
Показанное на рис. 610 приспособление состоит из зубчатой рейки 3f
приваренной к планке 4, устанавливаемой на консоль над местом подвески
троса. В планке 4 свободно перемещаются два изогнутых стержня 7, закан-
чивающихся внизу крюками для захвата троса и приваренных к изогнутой
планке 2. В планке 2 закрепляется ось 5 с насаженной на нее шестерней 6.
На конец оси 5 насажена рукоятка 7, запираемая при помощи пружины 8,
снабженной упором 9. Стержни 7 кроме нижних крюков имеют вторые при-
варенные крюки. Верхние крюки служат для захвата троса, подвешенного
к консоли на монтажном ролике, нижние крюки — для захвата троса, подве-
шенного на седле с изолятором.
Работа по завеске струн может производиться с лейтера, с люльки или с мон-
тажного поезда. Обычно работа по завеске струн объединяется с работой по
смене роликов на изоляторы.	,
535
Лейтер (рис. 611) представляет собой установленную на вагонетке деревянную
стремянку с выдвижной лестницей, у верхнего конца которой укреплена монтаж-
ная площадка с перилами. Несколько иная конструкция лейтера показана на
рис. 612.
Перед началом завески струны, изготовленные заранее в мастерских, подби-
раются в порядке их расположения и соединяются в отдельные связки на про-
волочных кольцах, к которым прикрепляются бирки с указанием номеров опор
и пролетов, для которых предназначена данная связка струн.
Разбивка мест установки струн производится при помощи мерной стальной
ленты или 20-л/ рулетки. Места установки струн намечаются на шейке рельса
мелком или краской. На двухпутных участках и на станциях разбивка струн
производится только на одном пути, на остальных же путях струны устанавли-
ваются против соответствующих струн первого пути.
При установке струн с лейтера по-
стоянные струны на анкеровочных вет-
вях обычно на завешиваются. Вместо
них на тросе вблизи междуанкерной
опоры завешивается несколько длинных
временных проволочных струн, которые
при раскатке контактного провода разго-
няются вдоль троса с монтажного вагона.
Иногда раскатка контактного про-
вода производится на временных стру-
нах из железной отожженной проволоки
толщиной 1,5— 2 мм, установка же по-
стоянных струн производится после ре-
гулировки контактной подвески. Завеска
таких временных струн ведется обычно
с лейтера. Бухта с проволокой помещает-
ся внизу лейтера и надевается на бру-
сок, укрепленный на лейтере. Конец
проволоки протягивается на верхнюю
площадку, где он подвязывается нахо-
дящимся на площадке рабочим к несу-
щему тросу. Отрезка проволоки произ-
водится вторым рабочим, находящимся
на лейтере, ниже верхней площадки.
Уровень отрезки струн, находящихся в
середине пролета, должен быть примерно
на 30 — 40 см выше уровня отрезки опор-
ных струн, чем учитывается дополнительный провес, который получает несу-
щий трос при нагрузке его весом контактного провода.
При завеске струн с люльки монтер перемещается вдоль троса в подвешенной
на нем люльке. Места установки струн указываются находящимся внизу рабочим.
При проходе люльки под опорами попутно производится смена роликов на седла.
Такой метод монтажа находит широкое применение на американских железных
дорогах.
В том случае, если имеется возможность длительного закрытия путей для
производства монтажа, завеска струн может производиться с монтажного поезда.
Такой метод монтажа струн применялся на Томской ж. д. Монтажный поезд
по завеске струн состоял из семи вагонов с подъемными вышками при бригаде
из 9 человек (включая бригадира). Поезд выпускался на перегон вслед за поездом
по раскатке несущего троса. После окончания раскатки и анкеровки первого
анкерного участка раскаточный поезд начинал раскатку второго анкерного уча-
стка, одновременно второй монтажный поезд приступал к завеске струн на первом
анкерном участке. Монтажный поезд, длина которого была несколько больше
длины наибольшего промежуточного пролета, устанавливался под первым про-
летом, после чего производились завеска струн и смена ролика на седло. Места
536
установки струн определялись по разметке на монтажных площадках. После
окончания работы на первом пролете поезд передвигался на следующий
пролет и т. д. Установка струн на одном анкерном участке занимала от 40 до
50 мин.
Постоянные струны для возможности под-
вески к ним контактного провода при его рас-
катке снабжаются специальными крючками или
отрезками отожженной железной проволоки тол-
щиной 1,5 — 2 мм.
В случае одновременной раскатки вспомо-
гательного и контактного проводов вместо крюч-
ков применяются специальные баранки, имеющие
две завитушки, одна из которых служит для под-
держания вспомогательного троса и другая—для
контактного провода. При одновременной рас-
катке трех проводов (одного вспомогательного и
двух контактных) применяются специальные ро-
лики (рис. 613).
§ 6. Раскатка контактного провода
Раскатка контактного провода (рис. 614)
производится в’основном по той же схеме, как и
раскатка несущего троса с движущейся плат-
формы с барабанами (по первому способу). В на-
чале процесса раскатки монтажный поезд, имею-
Рис. 613
щий платформу при паровозе и монтажный ва-
гон в хвосте, останавливается вблизи анкерной опоры. Конец контактного про-
вода с закрепленной на нем крюковой клеммой подается на монтажный вагон
и оттуда на опору, где он закрепляется за струбцинку, укрепленную на высоте
анкеровки провода.
После закрепления провода на анкерной опоре монтажный поезд трогается
в направлении противоположного конца анкерного участка.
Рабочие, находящиеся на вышке монтажного вагона, подтягивают несущий
трос при помощи длинного крюка из круглого железа и подвязывают контактный
провод к струнам, завешенным на тросе.
В том случае, если струны на анкеровочных ветвях до раскатки завешены не
были, они должны быть завешены до начала раскатки с площадки монтажного
вагона. Для этого до закрепления контактного провода на анкерной опоре мон-
тажный поезд остана-
Рис. 614
вливается у переходной
опоры, и на несущем
тросе завешиваются три-
четыре временные стру-
ны из железной проволо-
ки толщиной 1,5 — 2 мм.
Во время передвижки монтажного поезда к анкерной опоре эти струны разгоня-
ются по тросу и затем после закрепления конца провода на анкерной опоре к ним
подвешивается контактный провод.
После подхода монтажного поезда к переходной опоре на монтажном вагоне
поднимается стрела, через ролик которой пропускается контактный провод.
Высота подъема стрелы должна быть немного больше высоты подвески кон-
тактного провода.
Дальнейший процесс раскатки идет более быстром темпом. На монтажной
вышке подвязку контактного провода к струнам ведут две группы рабочих, по
2 человека в каждой группе. При приближении переднего конца монтажной выш-
ки к завешенной на тросе струне монтер первой группы подхватывает струну и,
переходя постепенно в соответствии с ходом поезда к заднему концу вышки, под-
537
вязывает к струне контактный провод или закладывает провод в крючок, подвя-
занный к струне. Второй рабочий из той же группы помогает первому, подтягивая
трос в средних частях пролета вниз при помощи крюка из круглого железа. При
подвязке струн, расположенных вблизи опор, второй рабочий поднимает немного
вверх контактный провод. Следующую струну подхватывают и подвязывают
к ней провод рабочие второй группы.
Способ подвязки контактного провода к струнам должен быть таким, чтобы
не происходило затягивания провода струной и чтобы при натяжке провода он
мог свободно продергиваться по струнам.
Для ускорения процесса раскатки фиксаторы на прямых участках пути и на
кривых больших радиусов не устанавливаются, и раскатка контактного провода
идет без остановок монтажного поезда. На кривых малых радиусов монтажный
поезд останавливается против каждой опоры, и контактный провод оттягивается
к опоре посредством фиксатора или временной проволочной оттяжки. Фиксирую-
щая клемма в этих случаях не закрепляется на контактном проводе, который
подвязывается к нему куском проволоки с тем, чтобы оставалась возможность
продергивания провода при его натяжке.
Во время раскатки барабан, с которого производится раскатка провода, слег-
ка притормаживается для того, чтобы между струнами не образовывались слишком
большие стрелы провеса
провода и чтобы продерги-
вание провода по струнам
при натяжке было по воз-
можности меньшим.
При подходе монтаж-
ного поезда к концу анкер-
ного участка стрелу опу-
скают и, затормозив бара-
бан, подтягивают контакт-
ный провод. Остановка
Рис. 615	монтажному поезду дается
с таким расчетом, чтобы
закрепление полиспаста к проводу могло быть произведено на вышке монтаж-
ного вагона.
После остановки монтажного поезда на монтажный вагон подают блок поли-
спаста, присоединенного другим концом к струбцинке, укрепленной на опоре, или,
в случае анкеровки сразу на компенсатор, к вилке подвижного блока компенсато-
ра, собранного на опоре заранее, до раскатки контактного провода.
Компенсатор монтируется в таком виде, чтобы на него возможна была непос-
средственная натяжка контактного провода. Штанга с грузами устанавливается
при этому основания опоры и прикрепляется к опоре временно вязальной прово-
локой. Цепь или трос компенсатора, прикрепленная одним концом к штанге с гру-
зами, пропускается через компенсаторные блоки и крепится другим своим концом
к штанге, укрепленной на опоре.
При натяжке на компенсатор контактного провода полиспаст крепится од-
ним своим концом к струбцинке, продетой через вилку подвижного блока компен-
сатора, и другим — к крюковой клемме, установленной на контактном проводе
(рис. 615).
Натяжка полиспаста ведется по возможности равномерно, без рывков. В слу-
чае сильного раскачивания подвески следует на время натяжку приостановить,
дать подвеске успокоиться и ‘после этого снова возобновить натяжку. Высота
подъема грузов компенсатора определяется по монтажной таблице, в которой обыч-
но даются значения длин цепи компенсатора от неподвижного блока до ушка
штанги, на которой установлены грузы. Эти значения даются в зависи-
мости от температуры монтажа и от расстояния компенсатора до средней
анкеровки.
Монтажные таблицы составляются из условия, чтобы компенсатор при всех
возможных режимах температуры не выходил из работы, т. е. чтобы груз не са-
538
дился при высоких температурах на землю и не подтягивался при низких темпе-
ратурах вплотную к неподвижному блоку компенсатора (рис. 616).
При производстве монтажа в теплое время года вытяжка контактного прово-
да учитывается тем, что грузу дают некоторое повышение, определяемое величиной
ожидаемой вытяжки провода. График положения груза в зависимости от тем-
пературы монтажа при допущении, что величина вытяжки составит 0,05% от
длины провода, приведен на рис. 617.
В случае производства монтажа в зимнее время, ввиду невозможности в
этих условиях дать дополнительное повышение грузу, монтаж производится по
кривым, приведенным на рис. 616, что вызывает в дальнейшем, при наступлении
теплого времени, необходимость подтягивания компенсаторного груза.
Учитывая небольшое опускание груза компенсатора, происходящее после
заделки конца провода и снятия полиспаста, при натяжке грузу компенсатора
дается небольшое повышение (на 10 — 15 см) против данных монтажной таблицы.
При монтаже компенсатора до установки фиксаторов на участках, располо-
женных в кривых, необходимо учитывать повышение груза компенсатора, кото-
рое произойдет после оттяжки фиксаторами контактного провода.
После того как груз компенсатора подтянут на требуемую высоту, произво-
дятся заделка конца контактного провода и присоединение его через изолятор
к вилке подвижного блока компенсатора.
Анкеровка первого конца раскатываемого анкерного участка контактного
провода также может быть произведена сразу на компенсатор. Для этого заранее
производятся сборка компенсатора и монтаж его на опоре, причем штанга с гру-
зами подтягивается на требуемую высоту при помощи полиспаста и подвешивается
на струбцинке, укрепленной на опоре. Закрепление конца раскатываемого провода
в начале раскатки производится в этом случае через изолятор к вилке подвижного
блока компенсатора.
Раскатка одного анкерного участка контактного провода, включая его на-
тяжку и анкеровку, занимает в среднем 40 — 45 мин. При двойном контактном
проводе раскатка обоих проводов делается обычно одновременное двух барабанов.
При монтаже контактной сети на Томской ж. д. монтажный поезд по раскатке
контактного провода выпускался на перегон вслед за монтажным поездом по за-
веске струн, впереди которого работал монтажный поезд по раскатке несущего
троса. Таким образом, на одном перегоне одновременно работали три монтажных
поезда. Монтажный поезд по раскатке контактного провода состоял из двух плат-
форм со станками для барабанов, одной платформы с запасными барабанами и од-
ного монтажного вагона со стационарной вышкой с откидными крыльями. Благо-
539
даря большой ширине монтажной площадки с нее можно было удобно произво-
дить все работы по натяжке и анкеровке контактного провода.
В тех случаях, когда анкерный участок выполняется из двух, а иногда даже
из трех отдельных отрезков провода, в процессе раскатки приходится произво-
дить стыкование проводов.
Сначала обычным порядком производится раскатка первого барабана. Когда
весь провод первого барабана раскатан, его конец соединяется с началом провода
второго барабана, после чего раскатка возобновляется.
Так как установка стыковой клеммы контактного провода требует много
времени, то во время раскатки контактные провода стыкуются обычно временно
при помощи двух крюковых клемм. На каждом конце провода устанавливается
крюковая клемма, затем обе клеммы соединяются между собой зацеплением крю-
ка одной клеммы за крюк другой, после чего для предохранения от расцепления
во время раскатки оба крюка вместе их скрепления обвязываются проволокой.
Установка постоянной стыковой клеммы производится после, при производстве
регулировки ценной подвески.
При раскатке контактного провода у концов анкерного участка иногда воз-
никают некоторые осложнения, вызываемые необходимостью расположения раска-
тываемого провода над ранее смонтированным контактным проводом в месте пере-
сечения обоих проводов на переходной опоре. То или иное взаимное расположе-
ние проводов в месте их сопряжения определяется условиями прохождения то-
коприемника, для улучшения
которых на путях, имеющих
определенное направление дви-
жения поездов, контактные про-
вода располагаются по возмож-
ности таким образом, чтобы
токоприемник переходил с ниж-
него провода на верхний.
В том случае, если распо-
лагаемый сверху провод раска-
тывается после нижнего, прихо-
дится в начале или конце рас-
катки производить закидку про-
вода над ранее раскатанным
проводом. Закидка провода ведется следующим образом. Монтажный поезд
останавливается, немного не доезжая до анкерной опоры. Конец провода
с барабана поднимают на площадку монтажного вагона и пропускают над
раскатанным ранее проводом, после чего конец провода протягивается до анкер-
ной опоры и закрепляется на ней с помощью струбцинки. После этого монтажный
поезд начинает медленно двигаться в направлении раскатки провода (рис. 618).
Раскатываемый контактный провод перемещается при этом между несущим
тросом и контактным проводом смежного анкерного участка. При прохождении
монтажного вагона.под струнами этого анкерного участка монтеры, находящиеся
на площадке вагона, отвязывают струну, пропускают дальше контактный провод,
после чего снова подвязывают струну. Параллельно с этим раскатываемый про-
вод подвешивается на струнах к своему несущему тросу. Так продолжается до
тех пор, пока монтажный вагон не достигнет переходной опоры, после чего
дальнейшая раскатка идет нормальным порядком.
При раскатке контактных проводов на станционных путях, особенно в тех
случаях, когда часть контактной подвески находится уже в эксплуатации, необ-
ходимость продергивания провода выше раскатанных ранее контактных прово-
дов значительно усложняет раскатку.
Раскатка в таких случаях ведется следующим образом. Монтажный провод
устанавливается в таком месте анкерного участка, начиная с которого раскат-
ка провода может вестись нормальным порядком. Контактный провод растя-
гивается с барабана вручную, пропускается над соответствующими контакт-
ными проводами и протягивается таким образом до анкерной опоры. После
540
закрепления конца провода на анкерной опоре провод на всем протяжении его
от анкерной опоры до монтажного поезда подвешивается к струнам с лейтеров,
после чего дальнейшая раскатка продолжается нормальным порядком.
При необходимости закидки провода в конце процесса раскатки закидка
производится следующим образом. Начиная с того места, где требуется пере-
бросить провод над раскатанным ранее контактным проводом, раскатка провода
вплоть до анкерной опоры производится без подвязки его к струнам. Провод
отрезается в соответствующем месте, после чего конец провода заносится вруч-
ную к месту закидки, перекидывается через провод и протягивается вновь до
анкерной опоры, после чего производится с монтажного вагона подвязка его
к струнам.
Раскатка вспомогательного провода компаундной цепной подвески произ-
водится тем же способом, как и раскатка контактного провода. Вспомогатель-
ный провод раскатывается обычно одновременно с контактным, причем в слу-
чае компаундной подвески с двойным контактным проводом оба контактных про-
вода и вспомогательный раскатываются одновременно.
В американской компаундной подвеске, где контактные и вспомогательные
провода не имеют обычно промежуточных анкеровок на перегоне, при раскатке
контактных и вспомогательного проводов между проводами с отдельных ба-
рабанов устраиваются временные стыки. После анкеровки проводов проверяется
натяжение провода последовательно на каждом стыке, после чего временные
стыки заменяются постоянными.
§ 7.	Монтаж усиливающих проводов
Способ производства раскатки усиливающих проводов зависит от способа
размещения их на опорах.
При расположении усиливающих проводов на основных консолях цепной
подвески или на поперечных тросах раскатка производится одним из способов,
применяющихся для раскатки несущих тросов. При этом раскатка усиливающего
провода может производиться
При расположении уси-
ливающих проводов на от-
дельных консолях, уста-
навливаемых с полевой
стороны опор контактной
подвески, раскатка усили-
вающих проводов произво-
дится обычно вручную или
с использованием силы тя-
ги трактора или лошадей
и лишь в отдельных слу-
чаях ведется с монтажного
поезда. Барабан с усили-
вающим проводом разгру-
жается вблизи опоры, на
которой должен анкероваться
деревянных козлах (рис. 619). Установка на козлы барабана производится спо-
собом, указанным на рис. 620.
После установки барабана на козлах заделанный предварительно конец
провода растягивают с барабана в направлении противоположного конца
одновременно с раскаткой несущего троса.
Рис. 619
раскатываемый провод, и устанавливается на
анкерного участка, пропуская провод через ролики, подвешенные на консолях.
В случае раскатки алюминиевого провода во избежание его повреждения обычно
применяют деревянные ролики.
В тех случаях, когда опоры контактной подвески располагаются местами
то с одной, то с другой стороны пути (что делается для того, чтобы избежать
установки обратных консолей), при раскатке усиливающих проводов нередко
приходится пересекать электрифицируемый путь. После протяжки конца провода
541
до анкерной'опоры он закрепляется на опоре через изолятор и анкерную штангу,
после чего производится натяжка провода с другого конца анкерного участка.
Натяжка усиливающего провода ведется сначала вручную, затем при помощи
полиспаста, закрепленного через динамометр на опоре. Присоединение полиспа-
Рис. 620
ста к алюминиевому проводу делается посредством деревянного зажима (рис. 621)
или обычной крюковой клеммы со свинцовыми или алюминиевыми прокладками,
назначение которых — предохранять провод от повреждения в месте установки
клеммы. Натяжение дается по динамометру и затем проверяется по стрелам провеса.
Рис. 621
После окончания регулировки натяжения провод переводится с роликов
на изоляторы. В местах закрепления провода на седлах или на хомутах (при
штыревых изоляторах) алюминиевый провод защищается от повреждения по-
средством обмотки его алюминиевой лентой. Медный провод защищается от
повреждения медными полугильзами.
§ 8.	Монтаж струн и фиксатору и продольная регулировка цепной подвески
К монтажу струн и фиксаторов и к регулировке цепной подвески приступают
лишь после того, как контактный провод хотя бы с одного конца заанкерован
на компенсатор. В тех случаях, когда крепление к контактному проводу струн
542
и фиксаторов производится до монтажа компенсаторов, после получения
проводом полного натяжения струны и фиксаторы получают значительные сме-
щения в направлении вдоль провода, вследствие чего появляется необходимость
в обратной передвижке вдоль провода значительного количества струновых и
фиксирующих клемм.
Монтаж струн и фиксаторов и продольная регулировка цепной подвески
могут выполняться с лейтеров или с монтажного поезда. При работе с лейтеров
монтаж выполняется обычно в следующем порядке.
При полукомпенсированной подвеске работа начинается с монтажа средней
анкеровки. Монтаж средней анкеровки производится следующим образом. На
контактном t проводе в средней точке пролета устанавливается клемма средней
анкеровки с закрепленным в ней отрезком троса соответствующей длины.
После этого концы троса средней анкеровки крепятся на несущем тросе.
Для того чтобы трос средней анкеровки получил небольшое натяжение,
контактный провод в месте установки на нем клеммы средней анкеровки под-
тягивают немного проволокой к несущему тросу, после чего раздвигают вдоль
троса установленные на нем верхние клеммы средней анкеровки. После этого
отпускают контактный провод и проверяют вы-
соту контактного провода. Обе ветви средней
анкеровки должны иметь одинаковое натяжение.
После установки средней анкеровки произ-
водятся установка и закрепление на проводе
фиксаторов. Работа ведется в направлении от
средней анкеровки к концам анкерного участка
и может производиться одновременно на обеих ^10
половинах анкерного участка. Во время пере-
хода от одной опоры к другой проверяются с
лейтера правильность расположения контактного
провода в пролете и отсутствие в нем пере-
крутки.
Заготовка и сборка фиксаторов производятся
в монтажной мастерской. Длины фиксаторов
определяются в соответствии с величинами зиг-
загов контактного провода и габаритами опор.
Каждый фиксатор снабжается маркой с указа-
8 м
Щ50г-
*0,40 -
*0,30
*0.20
О
-о,ю
-0,20
-0,30
-0,40
-0.50
’ ё-100 200 300 400 500 600 700 800 н
Рис. 622
нием номера опоры.
Для возможности проверки зигзага контактного провода лейтер, с которого
производится монтаж фиксаторов, устанавливается точно по оси пути и растя-
гивается к раме тележки четырьмя проволочными оттяжками. Наверху выдвиж-
ной лестницы укрепляется планка с делениями, средняя точка которой уста-
навливается по отвесу точно над осью пути.
После установки фиксатора и предварительного закрепления фиксирующей
клеммы на контактном проводе производится проверка положения контактного
провода относительно оси пути, после чего держатель закрепляетсяокончательно.
После установки зигзага производится сдвижка фиксирующей клеммы
вдоль провода, величина и направление которой зависят от температуры мон-
тажа и от расстояния до фиксатора от средней анкеровки.
Величины смещений точки крепления фиксатора (или струны) вдоль кон-
тактного провода в зависимости от температуры и расстояния до средней ан-
керовки приведены на рис. 622 и 623, причем на рис. 622 величины смещений струн
и фиксаторов даны без учета вытяжки провода и на рис. 623 — с учетом вытяжки
0,05% от длины провода. При монтаже в весеннее и летнее время смещения стру-
нам и фиксаторам дают по рис. 623. При монтаже зимой или поздней осенью
пользуются обычно кривыми по рис. 622, причем в дальнейшем с наступлением
теплой погоды приходится производить выправку наклонов струн и смещений
фиксаторов.
Передвижка фиксирующей клеммы вдоль провода производится легкими
ударами молотка или рукоятки ключа. После установки фиксирующей клеммы
543
в требуемом положении производится окончательное закрепление ее болтами
и контргайками.
После этого производятся проверка и регулировка положения фиксатора
в вертикальной плоскости, иначе говоря, проверяется угол наклона фиксаторной
трубы. Исправление положения фиксатора в вертикальной плоскости делается
путем поднятия или опускания детали для крепления фиксатора, установленной
на опоре.
В случае расположения опоры с внутренней стороны кривой производится
монтаж обратного фиксатора. При этом сначала монтируется основная труба
обратного фиксатора, устанавливаются струны, поддерживающие конец трубы,
после чего производятся установка короткой фиксаторной трубы и крепление ее
к контактному проводу.
Порядок проведения регулировки цепной подвески бывает различным в за-
висимости от типа и конструкции струн.
В том случае, если раскатка контактного провода проведена на постоянных
струнах из гибкого канатика, работа начинается с установки струновых клемм,
после чего уже производится продольная регулировка подвески. Наоборот,
в случае раскатки провода на временных струнах сначала производится про-
дольная регулировка подвески, по окон-
чании которой производятся замер длин
временных струн и замена их изготов-
ленными по этим размерам постоянными
струнами.
Такой же порядок работы сохра-
няется и в том случае, если применя-
ются звеновые струны о нижним зве-
ном, замененным на время раскатки
отрезком отожженной железной прово-
локи. Установка постоянных нижних
звеньев струн производится в этом слу-
чае после окончания регулировки кон-
тактного провода.
Определение высоты контактного
провода при регулировке ведется посред-
ством рейки с делениями, устанавли-
ваемой на горизонтальной планке, укре-
пленной на лейтере. Деления на рейке
наносятся через каждые 5—10 см. Около
каждого деления рейки проставляется
высота его от головки рельса.
Регулировка ведется по монтажным таблицам, в которых даются величины
положительных или отрицательных провесов контактного провода в середине
пролета в зависимости от температуры монтажа и от величины пролета между
опорами.
В том случае, если провод имеет большие переломы в вертикальной пло-
скости, что нередко имеет место при раскатке на временных струнах, до начала
регулировки провод перевязывается на струнах так, чтобы он располагался
во всех своих точках приблизительно на нормальной своей высоте от головки
рельса. Положение временных струн по длине пролета должно проверяться
по имеющимся на рельсе отметкам, так как во время раскатки могли произойти
некоторые передвижки струн вдоль несущего троса. В том случае, если временные
струны завешивались без разбивки их по пролетам, струны должны быть пере-
двинуты на свои места при производстве предварительной регулировки.
Регулировка проводится за два проезда с лейтером вдоль анкерного уча-
стка. При первом проезде контактный провод под каждой струной устанав-
ливается на требуемой по монтажным таблицам высоте от головки рельса. При
втором проезде выправляются отдельные шероховатости, получившиеся в ре-
гулировке провода при первом проезде лейтера.
544
После окончания продольной регулировки производятся установка нижних
звеньев и крепление струн к контактному проводу (при звеновых струнах) или
установка постоянных струн (при регулировке на временных струнах).
При звеновых струнах работа производится следующим образом. Звено
с заделанным заранее одним кольцом прикладывают к струне и намечают место
загиба второго конца звена, после чего производят загиб кольца и присоединяют
звено к нижнему кольцу струны. Затем, не закручивая пока загнутого конца
струны, на контактном проводе рядом с местом крепления к нему временного
проволочного звена устанавливают струновую клемму, присоединив ее пред-
варительно к нижнему кольцу струны. После этого, затянув (не окончательно)
болт струновой клеммы, снимают временное проволочное звено, после чего про-
изводят закрутку загнутого конца нижнего звена струны.
В случае регулировки на временных струнах постоянные струны заготов-
ляются заранее по размерам длин временных струн после окончания продоль-
ной регулировки. Заготовленная струна укрепляется при помощи струновой
клеммы на несущем тросе рядом с местом крепления на нем временной струны
после чего нижний ко-
нец струны крепится на
контактном проводе, и
затем снимается времен-
ная струна.
Крепление струно-
вой клеммы на контакт-
ном проводе делают сна-
чала не окончательным
с тем, чтобы имелась
возможность передвиж-
ки клеммы вдоль про-
вода. После снятия вре-
менной струны произво-
дят регулировку накло-
на струны в соответ-
ствии с температурой
монтажа и расстоянием
струны от средней ан-
керовки. Для этого на несущем тросе рядом со струновой клеммой завешивают
отвес, от которого отмеряют в соответствующую сторону величину смещения ниж-
него конца струны, определенную по монтажным кривым рис. 622 или 623. Легкими
ударами молотка или ключа передвигают струновую клемму, укрепленную на
контактном проводе, в отмеченное место, после чего затягивают окончательно
болт струновой клеммы.
В тех местах, где вследствие малого расстояния между несущим тросом и кон-
тактным проводом расчетный угол наклона струны к вертикали при крайних
режимах температуры превышает 30°, производится установка скользящих
струн. Места установки скользящих струн определяются по рис. 624, где дается
наименьшая допустимая длина нескользящей струны в зависимости от расстояния
струны от средней анкеровки.
Монтаж скользящих струн не представляет каких-либо трудностей и потому
здесь не описывается. Следует лишь заметить, что в тех случаях, когда конструк-
ция скользящей сруны допускает лишь ограниченные продольные перемещения
контактного провода относительно несущего троса, что имеет место в случае укре-
пления на контактном проводе или несущем тросе трубки или стержня, по кото-
рому происходит скольжение клеммы струны при продольных перемещениях
провода, место установки клеммы или кауша струны относительно средней точки
направляющей трубки должно определяться с учетом как температурных, так и
остаточных удлинений контактного провода согласно вышеприведенным указаниям.
Попутно с продольной регулировкой производится выправка отдельных
перегибов, полученных проводом при раскатке и монтаже его, выкрутка провода
.35 Контактная сеть 241/1
545
в тех местах, где провод вывернут на некоторый угол относительно нормального
своего положения, что влечет за собой перекос струновых и питательных
клемм и других деталей, установленных на контактном проводе.
Выправка изгибов провода производится при помощи деревянного молотка
и правилки (рис. 625). В зависимости от направления выгиба правилка устанав-
ливается сверху, снизу или сбоку провода, после чего, придерживая одной ру-
кой правилку, ударяют несколько раз по выгнутой части провода. В том случае,
если место изгиба провода находится в непосредственной близости от струновой
или фиксирующей клеммы, мешающая выправке провода клемма сдвигается
на время работы в сторону вдоль провода.
Выкрутка контактного провода ведется при помощи ключей (рис. 626), за-
хватывающих провод за имеющийся в нем желобок. При производстве выкрутки
провода руководствуются главным образом положением струновых клемм,
установленных на контактном проводе, которые должны стоять строго верти-
кально.
В зависимости от степени и характера перекрутки провода выкрутка его
может производиться при помощи одного, двух или трех ключей. Одним ключом
выправляются односторонние перекрутки провода, расположенные вблизи
фиксатора. После определения места на проводе, в котором заканчивается его
перекрутка, в этом месте захватывают провод с
соответствующей его стороны ключом и, вращая
осторожно ключ вокруг провода, выворачивают
провод на требуемый угол. Затем, отпустив ключ,
проверяют снова положение провода и, если это
требуется, еще раз выкручивают провод, установив
ключ в том же самом или на этот раз уже в дру-
гом месте провода.
Рис. 625	Рис. 626
Выкрутка двумя ключами производится при наличии односторонней пере-
крутки провода в средней части пролета между опорами. При небольшой длине
перекрутки провода ключи устанавливаются у начала и у конца перекрутки,
захватывая провод с разных его сторон, после чего вращением одного ключа
и придерживанием другого или одновременным вращением в противоположные
стороны обоих ключей выкручивают провод в направлении, обратном имеющейся
в нем перекрутке. В том случае, если перекрутка провода занимает большую
длину, выкрутка ведется в несколько приемов последовательно на отдельных
частях перекрученного участка провода.
Три ключа применяются в том случае, если провод имеет двухстороннюю пе-
рекрутку, или, иначе говоря, две близко расположенные одна от другой и направ-
ленные в противоположные стороны перекрутки. Два ключа устанавливаются
у начала и у конца перекрученного места провода, а третий — посредине между
ними в месте наибольшей выкрутки провода, причем средний и крайние ключи
размещаются с противоположных сторон провода. После этого, вращая средний
ключ вокруг провода и придерживая одновременно крайние ключи, выкручивают
провод в направлении, обратном его перекрутке.
При наличии резких перекруток и перегибов контактного провода правка
его должна вестись с большой осторожностью, так как в таких случаях не исклю-
чена возможность разрыва провода во время его правки.
546
В отдельных случаях выправка провода ввиду больших его повреждений
является совершенно невозможной. Такие места провода приходится вырезать,
заменяя их вставкой нового куска провода или при небольшой длине вырезанной
части, стягивая провод с обеих сторон к месту вырезки. В последнем случае
оказывается возможным ограничиться установкой лишь одной стыковой клеммы.
После окончания регулировки цепной подвески производится монтаж по-
перечных соединений между усиливающим и контактным проводами.
Поперечные соединения, выполняемые из гибкого медного кабеля сечением
95 мм2, размещаются согласно указаниям монтажного плана и устанавливаются
на расстоянии 1 м от соответствующих опор.
Кабель поперечного соединения должен быть смонтирован свободно, без
заметного в нем натяжения. Между усиливающим проводом и несущим тросом
кабель должен располагаться с небольшим провесом. В части между несущим
тросом и контактным проводом вблизи места заделки поперечного соединения
в питательную клемму, установленную на контактном проводе, устраиваются
два витка, уменьшающие продольную его жесткость.
Особенное внимание при монтаже поперечных соединений должно быть
обращено на тщательную и надежную заделку проводов в питательных и переход-
ных клеммах.
При монтаже крестов (мест сопряжения анкерных участков) производятся
установка двойного фиксатора, ограничительной трубки и крестового соединения
Рис. 627
между проводами сопрягаемых анкерных участков подвески, монтаж обводов и ре-
гулировка рабочих и анкеровочных ветвей подвески с тем, чтобы обеспечить нор-
мальный переход токоприемника с одного анкерного участка на другой.
При монтаже сопряжений анкерных участков с воздушным промежутком
производится включение изоляторов в несущие тросы и контактные провода
сопрягаемых анкерных участков. Включение изоляторов производится при помощи
струбцинки из стального троса с включенными в нее одной или двумя стяжными
муфтами (рис. 627). Струбцинка присоединяется к крюковым клеммам, устанав-
ливаемым на проводе с обеих сторон от места включения в него изоляторов. При
включении в несущий трос изоляторов, располагаемых с обеих сторон переходной
консоли и присоединяемых к закрепленной на консоли анкерной детали, струб-
цинка, посредством которой производится стягивание троса, подвешивается
предварительно снизу или сверху консоли. Перед натяжкой стяжной муфты
консоль приводится в нормальное относительно пути положение.
После натяжки муфты и ослабления натяжения в расположенном между
крюковыми клеммами участке троса трос разрезается, и в соответствующих
местах производится заделка троса на концевые клеммы, после чего концы троса
присоединяются к изоляторам, прикрепленным к установленной на консоли
анкерной детали. После снятия с троса струбцинки и крюковых клемм произ-
водится проверка стрел провеса троса и в случае надобности регулируется при
помощи анкерной штанги натяжение несущего троса. Таким же способом произ-
водится включение изоляторов в контактный провод. После окончания всех
работ по регулировке и правке контактного провода последний про-
мазывается слоем тавота. Делается это для того, чтобы предотвратить образование
35* 241/1
547
на контактном проводе твердой, трудно счищающейся корки, появляющейся
в результате воздействия на провод паровозного дыма и вызывающей значитель-
ные осложнения в первый период эксплуатации электротяги.
При возможности длительного закрытия путей для производства монтаж-
ных работ (на 4 — 5 час.) работа по монтажу струн и фиксаторов и продольная
регулировка цепной подвески выполняются с монтажных поездов. Такой метод
работы широко применяется на американских железных дорогах и был также
применен у нас при электрификации Томской ж. д.
При электрификации линий Иллинойс—Централь и Лаккаванна — Делавер
монтаж фиксаторов и струн на контактных и вспомогательных проводах выпол-
нялся с монтажного поезда, состоящего из четырех монтажных вышек (рис. 590)
при бригаде в 14 — 16 монтеров. С этого поезда производилась вся работа вплоть
до полной отделки цепной подвески. Производительность такого поезда за один
рабочий день составляла около 3 км цепной подвески.
Рис. 628
Рис. 629
При электрификации Пенсильванской ж. д. работы по монтажу струн
и фиксаторов производились с монтажных вышек, показанных на рис. 628,
позволявших вести работу на соседнем пути, открытом для движения поездов.
У нас при электрификации Томской ж. д. применялись три регулировочных
поезда, состоящие каждый из 12 — 13 четырехосных монтажных вагонов, обо-
рудованных монтажными вышками с откидными крыльями. Монтажные вышки
соединялись между собой переходными мостиками и образовывали длинную
монтажную площадку протяжением несколько больше длины двух пролетов
подвески. Монтажная бригада каждого поезда состояла из 16 — 20 человек.
При работе с такого поезда удавалось полностью заканчивать монтаж одного
анкерного участка за 2 — 2,5 часа. Для того чтобы наиболее полно использовать
представлявшееся для монтажа время на перегон, выпускалось одновременно
три монтажных регулировочных поезда, распределявшихся для работы по раз-
ным анкерным участкам.
При проведении регулировочных работ с монтажных поездов все же воз-
никает необходимость в частичном применении также лейтеров или других
легких монтажных приспособлений для производства работ в горловинах станций,
где затруднительно использование монтажных поездов, а также по монтажу воз-
душных стрелок на станциях, секционных изоляторов и т. п. Такая легкая мон-
тажная вышка, примененная на линии Лаккаванна— Делавер наряду с тяже-
лыми монтажными поездами, показана на рис. 629.
548
§ 9.	Монтаж и регулировка поперечной подвески
Монтаж поперечной подвески начинается с завески фиксирующих и поперечно-
несущих тросов. До начала работ производятся замеры поперечных пролетов
между опорами, по которым с учетом длины натяжных штанг, стяжных муфт,
изоляторов и прочих деталей, включаемых в трос, определяется чистая длина
фиксирующих тросов. Заготовка тросов производится в монтажных мастерских
или на линии непосредственно перед началом работ. При этом заделывается лишь
один конец троса, с другого же его конца оставляется достаточной длины запас
на заделку.
Монтаж верхних фиксирующих тросов ведется следующим образом. Один
конец троса закрепляется на опоре, другой же натягивается при помощи полиспаста
на противоположную опору, после чего устанавливается точное место заделки
этого конца. После этого незаделанный конец троса спускается на землю, где
производится окончательная его заделка, после чего трос снова натягивается на
опору и окончательно закрепляется на ней. Учитывая возможность некоторой
сдачи опор при их полной загрузке, происходящей за счет упругого прогиба
самой опоры и просадки ее фундамента, во всех натяжных приспособлениях, вклю-
чаемых в фиксирующие тросы, оставляют при монтаже возможно больший запас
резьбы, дающий возможность их подтягивания в последующем.
После монтажа верхнего фиксирующего троса производится завеска попе-
речно-несущего троса. Монтаж поперечно-несущего троса производится по стреле
провеса, определяемой визированием с одной опоры на другую.
Определение полной длины поперечно-несущего троса производится путем
определения длины веревочной кривой, которую примет трос после загрузки
его весом продольных цепей контактной подвески. Веревочная кривая определяется
из того условия, что расстояние ' от верхнего фиксирующего до поперечно-не-
сущего троса в месте наибольшего его провеса будет равно некоторой опреде-
ленной заранее заданной величине (минимально допустимой длине поперечной
струны).
Зная величину наибольшего провеса поперечно-несущего троса, определяют
стрелы провеса троса во всех остальных точках приложения к нему нагрузок,
после чего определяют длины отдельных отрезков веревочной кривой. Сумма
всех отрезков дает полную длину поперечно-несущего троса.
Заготовочная длина поперечно-несущего троса определяется путем вычитания
из полученной величины длин натяжных штанг и других деталей, включаемых
в трос, и прибавления необходимого запаса на заделку. По этой длине трос за-
готовляется в мастерских и доставляется на место работ с заделанным одним
концом. Второй конец троса заделывается при- монтаже после его примерки.
Примерка поперечно-несущего троса производится путем измерения стрелы
его провеса в свободном (неиагруженном) состоянии. Зная'полную длину троса L,
монтажную стрелу провеса определяют по формуле:
L-ZU-87"
' 1 3/'
откуда
где / — стрела провеса поперечно-несущего троса;
I — величина поперечного пролета между опорами на высоте крепления к ним
поперечно-несущего троса.
Зная стрелу провеса /, определяют расстояния точки наибольшего провеса
поперечно-несущего троса от верхнего фиксирующего троса.
Заделанный конец троса укрепляют на одной из опор, после чего при помощи
привязанной к тросу веревки поднимают другой его конец на противоположную
опору. На одной из опор на определенном вышеуказанным способом расстоянии
от верхего’фиксирующего троса укрепляют горизонтально деревянную планку.
549
Визируя с соответствующей высоты противоположной опоры, определяют по-
ложение, в котором должен быть закреплен поперечно-несущий трос. После
этого отмечают место заделки второго конца троса и затем спускают его для за-
делки на землю.	7
Учитывая удлинение троса при его загрузке, происходящее за счет выпрям-
ления всех неровностей, имеющихся в свободно подвешенном тросе, а также сдачу
опор, поперечно-несущему тросу при его монтаже дают стрелу провеса, несколько
меньшую против расчетной, и на штангах или в натяжных муфтах, включенных
в трос, оставляют по возможности больший запас резьбы.
Для облегчения процесса раскатки продольно-несущих тросов монтаж ниж-
них фиксирующих тросов обычно производится непосредственно перед началом
поперечной регулировки после раскатки проводов цепной подвески. Благодаря
этому раскатка несущего троса может быть проведена по первому способу (с дви-
жущейся платформы с барабанами), так как отпадает необходимость в прошивке
троса между верхним и нижним фиксирующими тросами при его раскатке.
Завеска на поперечных тросах деталей поперечной подвески производится
в соответствии с имеющимися монтажными поперечниками. Положение деталей
относительно оси соответствующих путей определяется по отвесу, причем в тех
случаях, когда это требуется, должно быть учтено возвышение наружного рельса.
К деталям, устанавливаемым на поперечно-несущем тросе, прикрепляются
временные струны, свитые из нескольких железных отожженных проволок, диа-
метром 2 — 2,5 мм. Нижние концы временных струн подвязываются к деталям,
установленным на верхнем фиксирующем тросе.
Для того чтобы при раскатке проводов продольной цепной подвески нагрузка
от их веса была передана на поперечно-несущий трос, струны между поперечно-
несущим и верхним фиксирующим тросами при монтаже их должны подтягиваться
таким образом, чтобы верхний фиксирующий трос до раскатки троса имел не-
которую отрицательную стрелу провеса.
Ввиду того что длины струн между поперечно-несущим и фиксирующим
тросами при их монтаже устанавливаются на-глаз после раскатки проводов цепной
подвески, верхний фиксирующий трос получает неправильный изломанный вид
и воспринимает вследствие этого некоторую часть нагрузки от веса проводов,
что вызывает необходимость в поперечной регулировке.
Перед началом поперечной регулировки производятся завеска нижнего фикси-
рующего троса и крепление к нему деталей и фиксаторов.
Поперечная регулировка заключается в выравнивании верхнего и нижнего
фиксирующего тросов и в точной установке всех деталей поперечной подвески
и фиксаторов относительно оси путей соответственно имеющимся монтажным
поперечникам.
Поперечная регулировка производится обычно непосредственно с фикси-
рующих тросов или, в случае большого расстояния между верхним и нижним
фиксирующим тросами, со вспомогательного (монтажного) троса, натягиваемого
между опорами примерно на 1 — 1,2 м ниже верхнего фиксирующего троса
(рис. 630). Для натяжки вспомогательного троса в него включается с одной
стороны натяжная муфта. При больших стрелах провеса поперечно-несущего
троса иногда употребляется второй вспомогательный трос, натягиваемый на
1,5 м выше верхнего фиксирующего .троса и служащий для облегчения мон-
тажа деталей на поперечно-несущем тросе.
При регулировке с фиксирующих и вспомогательных тросов производящий
регулировку монтер передвигается вдоль пролета по одному из этих тросов,
причем во все время работы или передвижения монтер остается пристегнутым
к одному из тросов карабином предохранительного пояса.
Работа по регулировке поперечной подвески состоит в изменении длины
струн между поперечно-несущими верхним фиксирующим тросами и в передвижке
в соответствующие места деталей, на них закрепленных.
Подтягивание струн производится при помощи телеграфного полиспаста,
закрепляемого монтером, находящимся на вспомогательном или фиксирующем
тросе, и натягиваемого рабочим, находящимся внизу. Положение деталей по-
550
перечной подвески относительно оси пути определяется по отвесу, при помощи
которого устанавливается также вертикальность струн поперечной подвески.
Необходимость подтягивания или опускания той или иной струны в процессе
регулировки устанавливается на-глаз бригадиром, находящимся внизу и наблю-
Рис. 630
дающим за производством поперечной регулировки на двух-трех смежных
пролетах. После окончания поперечной регулировки производится замена вре-
менных струн постоянными, заготовленными по замеренным длинам временных
струн.
В последнее время получил применение следующий способ поперечной ре-
гулировки, схема которого изображена на рис. 631. При регулировке гибкой
поперечины по этому способу на поперечине завешивается одновременно несколько
полиспастов (по числу точек подвеса на поперечине). После этого устанавли-
вают клеммы на поперечно-несущем и верхнем фиксирующем тросах в требуемое
положение относительно оси пути,
спастов выравнивают верхний
фиксирующий трос и замеряют
расстояния между клеммами
поперечно-несущего и верхнего
фиксирующего тросов. Затем
полиспаст освобождают и по
произведенным замерам изго-
товляют постоянные струны и
устанавливают их взамен вре-
менных.
При производстве попереч-
ной регулировки нередко выяв-
ляется необходимость подтяги-
вания поперечно-несущего троса
после чего одновременно при помощи полн-
или поднятия точек закрепле-
ния его на опорах. Эта работа выполняется той же регулировочной бригадой.
Натягивание троса производится при помощи анкерных штанг или в случае
отсутствия в тросе регулировочного приспособления путем переключения его
на стяжную муфту с последующей перезаделкой закрепления троса на опоре.
Поднятие точек закрепления поперечно-несущего троса на опоре производится
также посредством стяжных муфт.
551
§ 10.	Нормы времени по монтажу контактной сети
о" с о Е g	Наименование работ	Измери- тель	Число человек	Разряд	Норма времени в чел,- час.
1	Установка одиночной деревянной опоры без лежней в готовый котлован а) нормальная 	,		Шт.	7	3—6	5,6
	б) наращенная 		»	7	3—6	7,0
2	Установка одиночной деревянной опоры с леж- нями в готовый котлован а) нормальная . . 		»	7	3—6	7,0
	б) наращенная 		»	7	3—6	8,4
3	Установка сдвоенной деревянной опоры без лежней в готовый котлован (при помощи ле- бедки) а) нормальная 		»	7	3—6	8,75
	б) наращенная 		»	7	3—6	10,5
4	Установка сдвоенной деревянной опоры с леж- нями в готовый котлован (лебедкой) а) нормальная 		»	7	3-6	10,5
	б) наращенная 		»	7	3—6	14,0
5	Установка деревянной опоры в готовый котло- ван (при помощи крана) 		»	9	3—6	5,8 ;
6	Установка металлической опоры (лебедкой) а) высотой до 10 м		»	7	3—6	11,2
	б)	»	» 15 »		»	7	3—6	14,0
	в)	»	» 20 »		»	7	3—6	17,5
7	Установка металлической опоры крапом ....	»	9	3—6	4,5
8	Регулировка металлической опоры а) па 8 болтах		»	7	3—6	3,5
	б) » 12	»			»	7	3—6	4,2
	в) » 16	»			»	. 7	3—6	4,9
9	Закладка железобетонного якоря для одиноч- ной оттяжки 		»	2	3—4	з,о
10	Закладка железобетонного якоря а) для двойной оттяжки		»	5	3—4	4,0
	б) » тройной и более оттяжек		»	5	3—4	6,0
11	Монтаж оттяжек из одного троса на деревян- ной опоре 		»	2	3—5	1,6
12	Монтаж оттяжки из одного троса на металли- ческой опоре 		»	2	3-5	1,4
13	Подвеска однопутной консоли на деревянной опоре а) промежуточной		»	3	3—6	2,4
	б) переходной 		»	3	3—6	3,0
14	Подвеска однопутной консоли на металличе- ской опоре а) промежуточной		»	3	3—6	2,4
	б) переходной 		»	3	3—6	3,0
15	Подвеска двухпутной консоли на деревянной опоре 		»	4	3—6	5,6
16	Подвеска двухпутной консоли на металличе- ской опоре 		,»	4	3—6	6,0
17	Подвеска фиксаторного кронштейна на дере- вянной опоре 		»	2	3—5	0,6
18	Подвеска фиксаторного кронштейна на метал- лической опоре 		»	2	3—5	0,6
19	Подвеска фидерного кронштейна на деревянной опоре а) легкого 		»	2	3-5	0,8
	б) тяжелого		»	2	3—5	1,4
20	Подвеска фидерного кронштейна на металличе- ской опоре а) легкого 		»	2	3—5	1,0
	б) тяжелого		>< 1	2	3—5	1,5
552
о с о с	Наименование работ 1	Измери- тель	Число человек	Разряд	Норма времени в чел.- ; час.
21	Установка на сдвоенной деревянной опоре уголков а) двух		Шт.	2	3—5	1,0
	б) трех . . . т		»	2	3—5	1,4
22	Установка на металлической опоре уголков а) двух			»	2	3—5	1,0
	б) трех 		»	2	3—5	1,4
23	Раскатка несущего троса (одного анкерного участка длиной 1 км) а) бронзового без стыкования		Анк. уч. 1 км	7	3—7	6,3
	б) бронзового со стыкованием 		То же	7	3—7	8,4	'
	в) стального без стыкования		» »	7	3—7	4,9
	г) стального со стыкованием 		» »	7	3—7	6,3
24	Раскатка несущего троса методом прошивки (одного анкерного участка длиной 1 км) а) бронзового без стыкования		» »	9	3—7	10,8
	б) бронзового со стыкованием		» »	9	3—7	13,5
	в) стального без стыкования 		» »	9	3—7	8,1
	г) стального со стыкованием		» >>	9	3—7	9,9
25	Анкеровка несущего троса с выверкой стрел провеса а) бронзового 		Шт.	6	3—7	10,2
	б) стального ... 		»	6	3—7	9,0
26	Перевод несущего троса из роликов в седла на изоляторы а) бронзового 		На один	2	4—5	0,8
	б) стального 				ролик То же	2	4—5	0,6
27	Вставка изолятора в несущий трос а) бронзовый		Шт.	5	3—7	7,5
	б) стальной 		»	5	3—7	5,0
28	Установка струповых клемм и струн на несу- щем тросе			На 1 км	5	3—7	20,0
29	Раскатка контактного провода (анкерный уча- сток длиной 1 км) а) на прямой . . 		Анк. уч. 1 км	6	3—7	4,5
	б) » кривой		То же	6	3—7	6,0
30	Компенсированная анкеровка контактного про- вода . 			Шт.	5	3—7	10,0
31	Жесткая анкеровка контактного провода . . .	»	5	3—7	4,0
32	Сращивание двух контактных проводов а) при работе с автодрезины		»	2	5—7	1,4
33	б) »	»	» лейтера	*		»	5	3—7	4,0
	Вставка изолятора в контактный провод а) при работе с автодрезины		»	2	5—7	1,2
	б) »	»	» лейтера 		»	5	3—7	3,75
34	Установка электрического соединения с несу- щего троса па контактный провод а) с лестницы 			»	3	3—7	2,1
	б) » лейтера 			»	5	3—7	2,5
35	Установка средней анкеровки	»	5	3—7	3,5
36	Установка ограничителя подъема контактного провода а) с лейтера 		»	5	3—7	1,5
	б) » лестницы		»	3	3—7	1,2
37	Регулировка контактного провода а) на прямой 		1 км	5	3—7	80,0
	б) » кривой 		То же	5	3—7	90,0
38	Монтаж креста (скрещения контактных прово- дов) 		Шт.	5	3—7	20,0
39	^Монтаж трехпролетного воздушного промежутка	На один	5	3—7	60,0
		воздушн. промеж.			
553.
№ по пор. 1	Наименование работ	Измери- тель		Число человек	Разряд	Норма времени в чел.- час.
40	Раскатка и анкеровка алюминиевого усиливаю- щего провода (фидера) а) без стыкования		Анк. уч.		8	3—7	32,0
	б) со стыкованивхМ		1 км То же		8	3—7	37,6
41	Перевод усиливающего провода (фидера) с ро- ликов на изоляторы 		На один		2	4—5	0,5
42	Установка электрического обвода с усиливаю- щего провода (фидера) на анкерный отход несущего троса и контактного провода а) обвод одним проводом 		ролик Шт.		3	3—7	3,9
	б) » двумя	»	. . 			»		3	3—7	6,0
43	Установка электрического соединения с усили- вающего провода на несущий трос и контакт- ный провод 		»		4	3—7	4,0
44	Завеска поперечно-несущих и верхнего фикси- рующего тросов а) при одном поперечно-несущем тросе: 1) при 3 путях, перекрываемых гибкой поперечиной 		Одна попе- речина		6	3—7	7,8
	2) при 5—6 путях 		То же		6	3—7	10,5
	3) »	7—8	»			» »		6	3—7	13,8
	б) при двух поперечно-несущих тросах: 1) при 3—4 путях 		» »		6	3—7	10,8
	2) »	5—6	»			» »		6	3—7	13,8
	3) »	7—8	»			» » г.		6	3—7	18 0
	4) »	9—11 »			» »		6	3—7	24,0
	5) »	12—15 »			» »		6	3-7	30,0
	в) при четырех поперечно-несущих тросах: 1) при 9—11 путях		» »		6	3—7	30,0
	2) » 12—15	»			» »		6	3—7	36,0
45	Завеска деталей на поперечно-несущий и верх- ний фиксирующий тросы а) при 3—4 электрифицируемых путях, пе- рекрываемых гибкой поперечиной . . .	На 1 электр.		2	4—5	0,6
	б) при 5—6 путях		путь То же		2	4—5	0,8
	в) »	7—8	»			» »		2	4—5	1,0
	г) » 9-11	»			» »		2	4—5	1,2
	д) » 12—15	»			» »		2	4—5	1,4
46	Завеска нижнего фиксирующего троса а) при 3—4 путях, перекрываемых гибкой поперечиной 		Одна попе-		6	3—7	4,8
	б) при 5—6 путях 		речина То же		6	3-7	6,0
	в) »	7—8	»			 . .	»	»	6	3—7	7,8
	г) »	9—11	»			»	»	6	3—7	10,2
	д) »	12—15	»			»	«	6	3—7	12,0
47	Регулировка гибких поперечин а) при 3 электрифицируемых путях, пере- крываемых гибкой поперечиной ....	»	»	6	3—7	12,0
	б) при 4 электрифицируемых путях . . .	»	»	6	3—7	15,0
	в) »	5	»	»	. .	»	»	6	3-7	18,6
	г) »	6	»	»	. .	»	»	6	3-7	22,8
	д) »	7	»	»	. .	»	»	6	3—7	28,8
	е) »	8	»	»	. .	» »		6	3—7	36,0
	ж) » 9	»	»	. .		»	6	3—7	43,8
	з) » 10	»	»	. .	»	»	6	3—7	54,0
	и) » 11	»	»	. .	»	»	6	3—7	66,0
1	к) » 12	»	»	. . 1	»	»	6 I	3—7	81,0
-554
№ по пор. I	Наименование работ	Измери- тель	Число человек	Разряд	Норма времени в чел.- час.
48	Монтаж секционного разъединителя на деревян- ной опоре 		Шт.	5	3—7	30,6
49	Монтаж секционного разъединителя на метал- лической опоре 		»	5	3—7	32,5
50	Монтаж секционного изолятора а) конструкция по черт. № 3049-к	. . .		5	3—7	25,0
	б)	»	»	» № 3050-к . . .	»	5	3—7	30,0
	в)	»	»	»	№ 3051-к	. . .	»	5	3	у	40,0
51	Монтаж фиксирующих оттяжек а) при 1 ветви цепной подвески, оттяги- ваемой оттяжкой		»	5	3—7	4,0
	б) при 2 ветвях . .			5	3—7	6,0
	в) » 3	»			»	5	3—7	8,5
	г) » 4	»			»	5	3—7	11,25
	д) » 5	»					»	5	3—7	14,0
52	Монтаж и регулировка воздушных стрелок а) обыкновенная воздушная стрелка, фик- сированная на промежуточной опоре ( онсольной или гибкой поперечины) .	»	5	3-7	20,0
	б) обыкновенная воздушная стрелка, фик- сированная на специальной фиксирую- щей опоре 		»	5	3—7	23,5
	в) две сопряженные воздушные стрелки (стрелочный переход); одна из них фиксирована на промежуточной опоре, другая—на специальной фиксирующей опоре	.	.	»	5	3—7	37,5
	г) воздушная стрелка над английским стрелочным переводом без фиксации у места пересечения контактных проводов 		»	5	3-7	17,5
53	Монтаж рогового разрядника на деревянной опоре а) при работе с лейтера 		»	5	3—7	7,5
	б) »	»	» лестницы ...	»	3	3—7	4, 8
54	Установка рогового разрядника- на металличе- ской опоре а) при работе с лейтера ....... . .	»	5	3—7	6,0
	б) »	»	» лестницы ........		3	3—7	3,6
55	Монтаж заземлений металлических конструк- ций (опор, мостов, путепроводов, семафоров и пр.) а) при электрической сварке			»	4	3—б	1,1
	б) » газовой сварке		»	3	3—5	1,2
56	Монтаж заземлений металлических конструкций со включением «искрового промежутка» а) при электрической сварке		»	4	3—6	1,4
	б) » газовой сварке 			3	3—5	1,5
57	Приварка стыковых, междурельсовых и между- путных соединений а) при сварке непосредственно от агре- гата			100 шт.	3	3-6	30,0
	б) при сварке от контактного провода или от изолированного рельса ....	стык, и 10 штук	3	3—6	12,0
		между- рельс. и между - пути.		!	
555
№ по пор. I	Наименование работ	Измери- тель	Число человек	Разряд	Норма времени в чел.- час.
58	Нумерация опоры по трафарету а) для деревянной опоры 		Один	1	4	0,30
	б) » металлической опоры		номер То же	1	4	0,15
59	Нумерация опоры при помощи нумерных пла- катов а) для деревянной опоры		Один	1	3	0,10
	б) » металлической опоры ....	...	плакат То же	1	3	0,15
60	Заготовка струн из медного канатика сече- нием 10 мм2		100 шт.	1	4	8,0
61	Изготовление скруткой петли из стального троса (для струбцинок) а) для 19-жильного троса		Одна	1	4	0,3
	б) »	7	»	»			петля То же	1 । i	4 1	0,25
Все нормы приведены в человеко-часах.
В нормы включено время на отдых и на проход в рабочей зоне при выпол-
нении работы, входящей в данную норму.
При проходах в рабочее время с одного места на другое на расстояние более
0,5 км время перехода учитывается отдельно из.расчета 15 мин. на 1 км.
Время на пропуск поездов в нормы не включено и оплачивается отдельно
из расчета пропуска каждого пассажирского поезда в 4 мин. и товарного по-
езда в 5 мин. для работ, ограждаемых сигналами остановки, и 3 мин. — для
прочих работ.
На пропуск пассажирских поездов в условиях пригородного движения
поездов принимается 3 мин. на поезд дзя всех работ.
Получение инструмента производится до начала р:.бот}и сдача - после окончания
работ и в нормы рабочего времени не входят. Также не входят в нормы времени
ожидание закрытия перегона, если таковое требуется для выполнения работы.
Сигналисты в нормы времени не включены и учитываются отдельно.
При производстве монтажных работ на контактной сети в зимних условиях
к нормам применяются поправочные коэфициенты:
при средних температурах от— 5 до— 15°— 1,10
>	»	» -16 » — 25° — 1,20
>	»	ниже —25° — 1,30
ГЛАВА III
ЭКСПЛУАТАЦИЯ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
§ 1. Работа отдельных элементов контактной сети в условиях эксплуатации
Деревянные опоры. Основным эксплуатационным недостатком деревянных
опор является подверженность их гниению.
Прежде всего процесс гниения начинает развиваться в зоне, расположенной
на уровне заделки опоры в грунт. Обычно при этом гниение развивается в виде
556
концентрического кольца, поражая в первую очередь наружные слои древе-
сины столба. Иногда гниение захватывает лишь одну сторону столба, причем
загнившая зона имеет в сечении вид полукольца, расположенного по большей
части с теневой стороны столба.
В следующую очередь, спустя более или менее продолжительный период
времени (в зависимости от сорта древесины и от принятого способа ее консер-
вации), гниение захватывает верхушку столба и затем те его места, в которых
нарушен наружный слой древесины (в местах расположения затесок, зарубок,
болтов, глухарей и пр.), и, наконец, целиком весь столб.
Обычно гниение развивается от наружных частей столба к внутренним,
однако, хотя и редко, но наблюдаются случаи, когда гниение захватывает в пер-
вую очередь сердцевину столба. Такие случа/ являются наиболее опасными,
гак как не всегда при этом удается своевременно установить необходимость
смены подгнившей опоры или ее части.
Как показывает опыт эксплуатации деревянных опор, столбы одного сорта
и качества древесины, пропитанные одним и тем же способом и установленные
в одних и тех же условиях грунта, выбывают неравномерно. Небольшая часть
столбов требует замены уже в бли-
жайшие годы после их установки,
другая часть, наоборот, остается
в работе значительно дольше сред-
него срока службы для данного
типа столбов и, наконец, большин-
ство столбов имеет срок службы,
равный примерно среднему своему
значению. На рис. 632 показаны
кривые годичной убыли столбов
в процентах, полученные на осно-
вании данных эксплуатации дере-
вянных опор в одном из почтовых
округов Западной Европы. Кри-
вая L получена для столбов ли-
ственницы, Z — для столбов, пропитанных хлористым цинком, Т — для стол-
бов, пропитанных креозотовым маслом. Кривая W является кривой вероятно-
сти для средней продолжительности службы в 10 лет, которая, как это видно
на рисунке, довольно близко подходит по своему характеру к кривым годичной
убыли. Подобные кривые годичной убыли могут быть построены для каждого
данного сорта древесины и метода пропитки.
Имея кривую годичной убыли, средний срок службы столбов данного типа
можно определить по формуле:
кср= п^пкК,
(1)
где Кср — средний срок службы столбов;
п — общее количество столбов данной партии;
пк — количество столбов, смененных по истечении К* лет службы.
Во многих случаях, однако, требуется определить средний срок службы
столбов при наличии лишь небольшого числа лет наблюдений, когда общая
убыль столбов не превышает 15 — 30%. Такое определение может быть произ-
ведено нижеописанным методом.
Перестроим кривые годичной убыли, изображенные на рис. 632, в кривые
суммарной убыли. Для этого будем откладывать на оси абсцисс продолжитель-
ность службы столбов и по оси ординат — общий процент столбов, смененных
до конца данного года. В результате получим кривые суммарной убыли (рис. 633),
которые так же, как и кривые годичной убыли, не являются вполне симметрич-
ными.
Приводимый ниже метод определения среднего срока службы опор исходит
из допущения, что кривые убыли вполне симметричны. Определение среднего
срока службы производится в таком случае по следующей эмпирической фор-
муле:
Igy = Л + Blgx,
(2)
где у — суммарный процент убыли, соответствующий году х, считая от начала
процесса убыли.
При сделанном допущении о симметричности кривой убыли средний срок
службы столбов будет равен тому году (считая от момента установки столбов),
в котором суммарная убыль столбов достигнет 50% от общего количества столбов.
Поэтому значение среднего срока службы может быть найдено из формулы
(2) после подстановки в нее
ния у = 50:
значе-
1g 50 = A + b\ga,
(3)
или
и
,	lg50 — А
-в" -
Кер ~ а + С,
. (4)
где С — время, прошедшее от момента
установки столбов до начала
процесса убыли.
Значения коэфициентов А и В
определяются из формулы (2) путем
подстановки в нее вместо х и у их
значений для каких-либо двух лет
начала процесса их убыли).
эксплуатации данной партии опор (после
Твердых указаний относительно допустимой степени износа (подгнивания)
деревянных опор в настоящее время не существует. Нередко необходимость
смены опор устанавливают в зависимости от величины относительного ослабле-
ния сечения опоры, допуская при этом ослабление сечения до 30%, а иногда
даже и до 50% полного сечения опоры. Правильнее, однако, при установлении
необходимости смены опоры исходить не из величины относительного ослабле-
ния ее сечения, а из размеров остающегося целого (не поврежденного гнилью)
сечения. При этом минимальная допустимая величина сечения опоры может
быть установлена для каждого типа опор
в зависимости от расчетных нагрузок при
несколько пониженном коэфициенте за-	ТЛп'
паса на механическую прочность.	;	.
Таким образом, опоры, собранные из	i
более толстых столбов, чем это требова-	I
лось по расчету, могут оставаться в ра- > ,	% I ------------
боте несколько дольше, чем опоры, сече- TjyT . " "ч &	"" ~~i Т|
ние которых строго соответствует расчет-	i
ному, несмотря на то,**что степень загни-	I
вания у последних может быть меньше
как по абсолютной, так и по относитель-
Рис. 634
ной своей величине.
Как указывалось выше, загнивание верхних частей опоры происходит зна-
чительно позднее, чем нижней ее части, расположенной на уровне заделки опоры
в грунт. Поэтому полной смене опоры обычно предшествует постановка опоры
на пасынки или смена пасынков (в том случае, если опоры установлены сразу
на пасынках). При этом во избежание заражения гнилью здоровых частей опоры
необходимо старательно изолировать их от загнивших частей, для чего сменяе-
мые загнившие части опор и пасынков следует полностью выкапывать из земли
и затем относить в сторону от линии или сжигать.
558
Определение степени загнивания деревянных опор производится с помощью
специального щупа (рис. 634) с притупленным концом, который легко проходит
сквозь загнившую зону столба и встречает препятствие при проникновении
в здоровую часть древесины. Для удобства определения глубины загнивания
щуп снабжен насечками через каждые 5 мм. При производстве испытания за-
гнивания подземных частей опоры проколы должны делаться на 20 см выше и
ниже уровня земли, для чего при испытании приходится опоры немного отка-
пывать.
Вторым существенным недостатком деревянных опор является подвержен-
ность их расщеплению при прямых ударах в линию молнии. Количество одновре-
менно расщепленных опор обычно не превосходит двух-трех опор, в отдель-
ных же случаях число их может достигнуть 10 — 12.
Для суждения об общем количестве опор, подвергающихся расщеплению,
можно привести данные эксплуатации линий электропередачи, согласно кото-
рым число расщепленных опор в год доходит до 1 — 2%, а в особо грозовых
районах — до 3% от общего числа опор.
Характер расщепления может быть различный. Обычно расщепление сво-
дится к вырыванию из столба щепы толщиной и шириной от 10 до 50 мм и дли-
ной от 0,5 до 4 м, причем во многих случаях расщепленная опора
ваться длительное время в работе без ее ремонта.
В других (правда, значительно более редких) случаях
прямой удар в линию молнии приводит к более тяжелым
последствиям, которые сводятся или к полному расщеплению
опоры, или к сильному ее измочаливанию, или, наконец, к воз-
горанию опоры.
Некоторой предохранительной мерой, служащей для умень-
шения последствий расщепления опор, является применение для
скрепления между собой столбов опор и для крепления к ним
консолей бандажей или хомутов, которые, охватывая плотно со
всех сторон столбы опор, не допускают сильного их расщепления.
Для защиты опор от расщепления в линиях электропередачи
применяют иногда устройство, показанное на рис. 635, имеющее
целью отвести путь перекрытия от поверхности дерева. Верхний
браженного на этом рисунке искрового промежутка соединяется
может оста-
Рис. 635
бандаж изо-
проволокой
с дивертором, укрепленным на вершине опоры, или с консолью или траверсой,
нижний же присоединяется к заземлителю. Достоинством такого устройства
является сохранение всех преимуществ расположения подвески на деревянных
опорах в отношении повышения качества изоляции линии.
Помимо наблюдения за загниванием опор и замены загнивших опор или
их частей необходимо производить следующее. В том случае, если установка
опор производилась зимой, ближайшей же весной приходится производить тща-
тельную их протрамбовку с подсыпкой необходимого количества земли у под-
ножья опоры. Если установка проведена в весейнее или летнее время, про-
трамбовку производят после усадки грунта и. появления провалов его вокруг
места заделки опор в грунт.
В первый период эксплуатации должно быть установлено самое тщательное
наблюдение за сохранением опорами данного им положения. Опоры, получив-
шие заметный крен, должны немедленно выправляться, а в отдельных случаях
и укрепляться дополнительными оттяжками. Вследствие усушки дерева болты
и хомуты, скрепляющие ^ежду собой отдельные элементы опор и крепящие
к опорам консоли, фиксаторные кронштейны и другие детали, по исте-
чении некоторого периода времени ослабевают, вследствие чего по прошест-
вии примерно одного года эксплуатации приходится производить сплошное их
подтягивание. Вторая проверка натяжки болтов и хомутов на деревянных опо-
рах производится по истечении второго года их эксплуатации. Особенное вни-
мание при этом должно быть обращено на болты или бандажи, скрепляющие
опоры с пасынками.
Металлические опоры. Основным видом повреждения металлических опор
559
и оттяжек является их коррозия, обусловленная главным образом химическим
воздействием на металл опор и оттяжек различных солей и кислых веществ,
содержащихся в атмосфере и в почве.
Интенсивность коррозии изменяется в широких пределах в зависимости
от целого ряда местных условий. Особенно интенсивно протекает коррозия
металла опор в случае их расположения вблизи моря или промышленных пред-
приятий, сжигающих уголь с большим содержанием серы, а также на крупных
железнодорожных станциях в случае хотя бы частичного сохранения паровой
тяги.
Коррозия надземных частей опор и оттяжек обычно проявляется в равно-
мерном ржавлении всей поверхности металла. Однако нередко можно встре-
титься с явлением местной коррозии, при котором металл опоры подвергается
в отдельных местах, преимущественно около щелей, глубокому разъеданию,
иногда с большим трудом различимому при наружном осмотре.
Металлические части опор и оттяжек, расположенные в земле, корроди-
руют обычно неравномерно. Наиболее интенсивно протекает коррозия в местах,
находящихся на глубине около 1 м от поверхности земли. Поэтому при эксплуа-
тации оказывается необходимым периодически, не реже одного раза в два года,
производить осмотр подземных частей металлических опор и анкеров, откапы-
вая их при этом на глубину до 1 м.
Мероприятия по защите металла опор и анкеров от коррозии сводятся к на-
несению на поверхность металла защитного слоя масляной краски, лака или
смолы соответствующих составов или к покрытию поверхности железа слоем
более устойчивого против коррозии металла.
Защитное действие окраски в значительной степени зависит от химического
состава частей краски и от тщательности производства работ при окраске. Для
обеспечения надежной защиты металла от коррозии слой краски не должен
растрескиваться и должен быть водонепроницаемым.
В случае появления в нанесенном слое краски трещин или при его водо-
проницаемости ржавление металла начинается под слоем краски, вследствие
чего краска в дальнейшем отстает и отваливается в виде отдельных пленок.
Льняное масло, употребляемое в качестве основы для приготовления краски,
должно применяться исключительно в проваренном виде, так как сырое масло
долго не высыхает и обладает способностью пропускать влагу.
Красящие вещества, входящие в состав краски, для лучшего предохране-
ния железа от коррозии должны обладать способностью пассивировать железо,
т. е. создавать на его поверхности тонкий слой окисла, предохраняющий в даль-
нейшем железо от более интенсивной коррозии. К такого рода красящим веще-
ствам относятся сурик и хроматы цинка и свинца. Удовлетворительные резуль-
таты получаются также при введении в состав краски окиси цинка, берлинской
лазури, алюминиевых красок или красной окиси железа.
Для того чтобы слой краски надежно пристал к железу, поверхность железа
перед окраской должна быть тщательно очищена от окалины и ржавчины. Не-
обходимо при этом отметить, что тонкий равномерный слой сухой желтой ржав-
чины не только не ухудшает, но, наоборот, даже способствует лучшему при-
липанию краски, вследствие чего такая ржавчина перед окраской может не
счищаться. Наоборот, толстая влажная ржавчина в случае ее оставления мо-
жет вызвать весьма интенсивную коррозию железа под слоем краски.
Окраску опор следует производить только в сухую погоду, так как в' слу-
чае попадания влаги между слоем краски и железом краска не прилипает до-
статочно хорошо к поверхности железа и в дальнейшем при высыхании отва-
ливается.
Для покрытия частей опор и анкеров, находящихся в земле, применяются
специальные краски или каменноугольные смолы.
Наилучшие результаты в отношении защиты железа в таких случаях дает
кузбасский лак, недостатком которого является свойство его растрескиваться
при воздействии на него солнца.
Части опор и анкеров, находящиеся в бетоне, должны перед их установкой
560
очищаться от ржавчины и покрываться слоем цементного молока (жидкого це-
ментного раствора).
Провода, тросы и детали контактной подвески. Эксплуатационная работа
контактной подвески в значительной степени осложняется наличием статических
и динамических воздействий на подвеску токоприемника.
Нижг, в параграфе «Взаимодействие контактной сети и токоприемника»,
мы рассмотрим условия совместной работы сети и токоприемника, а также те
повреждения различных элементов подвески, которые могут иметь место в
результате нормальных и ненормальных воздействий на подвеску токопри-
емника. В настоящем же параграфе мы рассмотрим лишь те язлзния, проис-
ходящие в контактной подвеске, которые не зависят от воздействия на сеть
токоприемника и в значительной мере свойственны всякой воздушной высо-
ковольтной линии.
а)	Работа изоляторов. Повреждения изоляторов контактной сети мо-
гут быть вызваны причинами электрического или механического порядка.
Повреждения первого вида могут быть вызваны возникновением в сети
значительных перенапряжений или понижением диэлектрических свойств изо-
Рис. 636
ляторов, которое может быть обусловлено различными факторами: загрязнением
поверхности фарфора изолятора, ухудшением метеорологических условий (дождь,
туман), старением изоляторов и др.
Не останавливаясь здесь на вопросе о перенапряжениях, возникающих
в контактной сети, скажем несколько слов о влиянии загрязнения поверхности
изоляторов при различных метеорологических условиях на снижение диэлек-
трических свойств изоляторов.
Загрязнение поверхности изоляторов вызывается различными факторами,
из которых в условиях совместной эксплуатации паровой и электрической тяги
основным является отложение сажи и сернистых соединений, содержащихся
в дыме паровозов.
Другими факторами загрязнения являются различные соли в местностях,
расположенных вблизи моря, вблизи химических заводов, цементная пыль вблизи
цементных заводов, уличная пыль в городах и т. п.
Степень загрязнения изоляторов дымом паровозов бывает весьма различной
и зависит как от состава угля и интенсивности парового движения, так и от по-
ложения изолятора по вертикали и горизонтали относительно оси пути. Осо-
бенно интенсивно загрязняются изоляторы, расположенные в тоннелях, под
мостами, путепроводами, а также на станциях в местах стоянки паровозов.
Электрические испытания загрязненных дымом изоляторов показывают,
что влияние загрязнения на снижение величины сухоразрядного напряжения
Зб Контактная сеть 000/1
561
весьма незначительно. Наоборот, при дожде загрязненный изолятор дает значи-
тельно меньшее разрядное напряжение, чем изолятор с чистой поверхностью.
Особенно же сильно сказывается влияние загрязненности изолятора при
туманной погоде, когда вся его поверхность покрывается влагой.
Для характеристики влияния на электрическую прочность изоляторов
загрязнения их дымом приводим данные испытаний чистых и загрязненных
изоляторов, полученные в испытательной лаборатории одной заграничной
изоляторной фирмы.
Испытанию подвергались секционные разъединители, предназначенные для
установки в контактной сети напряжением 15 кв, причем один разъединитель
был новый с чистыми изоляторами, другой же — снятый с линии, где до этого
находился в работе в течение двух лет. Результаты получились следующие:
Напряжения
Разъединитель
с чистыми изолято-
рами в кв
Разъединитель
с загрязненными
изоляторами в кв
Сухое разрядное напряжение		118	120
Разрядное напряжение при дожде интенсив- ностью 3 MMjMUH		61	Не определялось
Разрядное напряжение при тумане (опрыски- *вание изолятора водой) 		47,5	21
Разрядное напряжение при тумане и дожде с интенсивностью 1 мм/мин		Не определялось	18,5
Наиболее действительной мерой для предохранения изоляторов от перекры-
тия вследствие загрязнения является периодическая протирка чистыми тряп-
ками, смоченными бензином или спиртом.
На участках с чисто электрической тягой оказывается достаточной про-
тирка изоляторов один раз в год, при смешанной тяге требуется протирка два
раза в год. Изоляторы, расположенные в особенно неблагоприятных в отноше-
нии загрязнения условиях (в тоннелях, под путепроводами и т. п.), должны
подвергаться более частой чистке — не менее шести раз в год. Более частая
протирка изоляторов требуется также на участках с затяжными подъемами
при смешанной тяге (четыре раза в год) и на линиях, расположенных вблизи
моря, где вследствие отложений на поверхности изоляторов соли и вследствие
частых туманов .условия работы изоляторов особенно неблагоприятны.
В практике эксплуатации контактной сети нередки случаи, когда перекры-
тие и разрушение изолятора происходят вследствие дуги, возникновение кото-
рой вызвано посторонними причинами и не стоит в зависимости от понижения
диэлектрических свойств изолятора или от повышения напряжения в сети.
В качестве примера перекрытий такого рода являются случаи перекрытия
изоляторов, включенных в контактный провод или в несущий трос в местах
секционирования контактной сети. Перекрытие таких изоляторов вызывалось
перебросом на изолятор дуги, возникающей между пантографом и одной из куф
при приеме поезда на заземленный участок сети. В других случаях перекрытие
вызывалось опорной струной, сбитой пантографом с контактного провода и
подброшенной кверху на изолятор несущего троса. Наблюдались также слу-
чаи перекрытия изоляторов секционных разъединителей, вызванные перебро-
сом дуги, возникающей при отключении разъединителя под нагрузкой и не
погашенной гасительными рогами разъединителя. На рис. 636 показаны шапки
изоляторов, разрушенных мощной дугой перекрытия.
Механические повреждения изоляторов могут быть вызваны недостатками
конструкции изоляторов или дефектами их изготовления или монтажа (неакку-
ратное обращение с изоляторами, механическая обработка шапок или^штырей
изоляторов или допущение приварки к ним каких-либо крепительных деталей),
562
а также посторонними причинами (бой изоляторов камнями, ружейными вы-
стрелами и пр.).
В некоторых случаях разрушение изоляторов может быть вызвано’изме-
нением температурных условий окружающей среды и обусловливается нерав-
номерностью сжатия фарфора и шапки изолятора и появлением вследствие этого
значительных сжимающих напряжений в фарфоровой головке изолятора.
Такого рода разрушения фарфоровых палочных изоляторов (главным об-
разом анкерных) наблюдались на наших электрифицированных железных до-
рогах в зимнее время при сильном понижении температуры. В заграничной
практике отмечались также случаи разрушения таких изоляторов в особенно
жаркие солнечные дни при внезапном резком понижении температуры вслед-
ствие быстро наступившего дождя.
Характер разрушения изоляторов в таких случаях вполне определенный,
так как ожоги глазури и оплавы фарфора, характерные для случаев разрушения
изоляторов вследствие перекрытия мощной дугой, в этом случае отсутствуют.
При этом поверхность разрушения фарфора изолятора располагается в шапке
(у места выхода фарфора из шапки изолятора).
Несомненно, что качество изготовления изоляторов играет решающую
роль в обеспечении достаточной прочности изоляторов в различных темпера-
турных условиях.
б)	Работа проводов и тросов. В наибольшей степени подвер-
жены повреждениям (как механического, так и электрического характера)
алюминиевые провода.
Прочность алюминиевых проводов и их долговечность в значительной сте-
пени зависят от присутствия в проводе посторонних примесей.
Влияние присутствия примебей на уменьшение сроков службы алюминие-
вых проводов может быть иллюстрировано хотя бы на примере применявшегося
некоторое время назад за границей так называемого «шпре алюминия», состояв-
шего из 98% алюминия и 2% меди, провода из которого после трех лет службы
в результате атмосферной коррозии потеряли в весе до 38% от своего первона-
чального веса. Вообще следует отметить, что присутствие в алюминии даже
весьма небольших примесей значительно повышает интенсивность коррозии
провода, особенно в богатом солями приморском воздухе, и часто вызывает
необходимость сравнительно быстрой смены проводов.
Качество монтажа алюминиевого провода также в значительной степени
влияет на срок его службы. При неаккуратной раскатке повреждения поверх-
ностного слоя провода могут повести в дальнейшем к обрыву провода в месте
наибольшего ослабления его сечения. Алюминиевые провода не должны касаться
один другого или прочих проводов подвески, так как в местах соприкосновения
они быстро изнашиваются.
Значительно более устойчивы и долговечны медные провода. Коррозия
медных проводов в местностях с загрязненным воздухом сводится к равномер-
ному покрытию поверхности провода слоем окисла, служащего в дальнейшем
защитным слоем, предохраняющим провод от разъедания. Потеря с течением
времени веса медных проводов в чистом воздухе весьма невелика и бывает бо-
лее значительной лишь в местностях с сильно загрязненным воздухом.
Следует здесь отметить, что твердотянутый контактный медный провод
имеет неравномерную прочность в различных точках своего сечения, причем
наиболее прочным оказывается наружный слой провода. Поэтому всякое по-
вреждение этого слоя при монтаже провода сильно сказывается на прочности
провода и в отдельных случаях может повести к его обрывам.
В значительно большей степени, чем медные и алюминиевые провода, под-
вержены коррозии стальные тросы. О коррозии железа и стали упоминалось
уже выше, при описании работы металлических опор.
Стальной несущий трос, расположенный по вертикали над осью пути и
подвергающийся непосредственному воздействию пара и дыма паровозов, кор-
родирует весьма интенсивно и в отдельных случаях, при наличии благоприят-
ствующих коррозии факторов: близость моря, крупных химических заводов,
36*	334/1
563
на больших станциях при смешанной тяге, может в течение короткого времени
(через четыре-пять лет) притти в полную негодность, вследствие чего возникает
необходимость смены троса, что в условиях эксплуатации электротяги является
весьма серьезной и трудоемкой работой.
Интенсивной коррозии подвержены также стальные тросы в случае нахо-
ждения их в земле (например тросы, применяемые для заземления опор). На
рис. 637 показан такой заземляющий трос, пролежавший в земле четыре года.
Для защиты стальных несущих тросов от коррозии в последнее время предло-
жено применять покрытие троса церезиновой смазкой (марки АС-1 или А-1).
Такой способ защиты троса при испытании в лабораторных условиях дал весьма
благоприятные результаты.
Значительное влияние на долговечность проводов оказывает их вибрация,
заключающаяся в резонансных колебаниях провода, под влиянием небольших
ветровых нагрузок. Вибрациям подвержены, вообще говоря, провода любых
сечений, материалов и величин пролетов. Однако лишь при неблагоприятных
условиях в проводах больших сечений, особенно алюминиевых, вибрации при-
нимают опасные размеры, что ведет к повреждению отдельных жил провода
у места заделки его в клемму, а затем и к полному обрыву провода. Вибрация
Рис. 637
Расстояние от нлеммЬ/ 6 м
Рис. 638
проводов происходит при ветре скоростью 2 — 5 м/сек, направленном под углом
60—90° к линии.
Частота колебаний при вибрации изменяется в широких пределах в зави-
симости от целого ряда местных условий и обычно не превышает 100 пер/сек.
Амплитуда колебаний изменяется от йескольких миллиметров до 2 — 3 см при
длине волны от 1 до 3 м. Повреждения проводов при вибрациях вызываются
усталостью и перекристаллизацией материала проводов вследствие наличия
быстро меняющихся знакопеременных напряжений в отдельных жилах про-
водов.
Сущность явлений вибраций сводится к следующему. Усилия в каждой из
жил провода, равные между собой в пролете, у места выхода провода из клеммы
распределяются между отдельными жилами неравномерно. Жилы провода, на-
ходящиеся наверху, нагружаются сильнее средней, нижние же жилы испыты-
вают дополнительные Сжимающие усилия, компенсирующие отчасти растяги-
вающие усилия, нормально действующие в проводе.
В отдельных случаях напряжения в нижней жиле могут получиться даже
отрицательными (сжимающими). Распределение напряжения между отдельными
жилами провода показано на рис. 638. Как видно из приведенных кривых, на
расстоянии 2 — 3 м от клеммы величины напряжения в отдельных жилах про-
водов выравниваются между собой, что происходит вследствие трения, суще-
ствующего между отдельными жилами провода.
Колебания, возникающие при вибрации провода, вызывают изменение на-
пряжения в отдельных жилах провода, при этом изменение напряжения напра-
влено попеременно то в одну, то в другую сторону в зависимости от знака ам-
плитуды колебания. В жилах провода, расположенных снизу в месте крепле-
564
ния, напряжения могут при этом иногда даже менять свой знак на обратный,
переходя из сжимающих в растягивающие и обратно при каждом полном коле-
бании провода. Частые изменения напряжения в жилах провода ведут к уста-
лости материала провода и вслед за этим к его обрывам. Для витых проводов
предел усталости, под которым понимают количество вибраций, необходимых
для обрыва первой жилы провода, изменяется в широких пределах и зависит,
как выше уже указывалось, от материала и сечения провода, от его нагрузки
и в значительной степени от типа и формы поддерживающих клемм. Так, при
подвесных клеммах с острыми краями провод изнашивается в месте заделки
его в клемму значительно быстрее, чем при клеммах с уширяющимися устьями.
Уменьшение вредного влияния на провод его вибрации может быть до-
стигнуто двумя путями: или путем усиления провода в месте его крепления,
или путем демпфирования колебаний провода. Первое достигается примене-
нием байдратов и различного вида амортизаторов, один из которых изображен
на рис. 639, или путем обмотки провода в месте его крепления в клемме лентой
или защитной гильзой из того же металла.
Демпфирование вибрации и уменьшение амплитуды колебаний достигаются
применением специального вида демпферов. Одним из наиболее простых и в то
же время наиболее эффективных демпферов является демпфер Стокбриджа
Рис. 639
Рис. 640
(рис. 640), выполняемый из двух грузов, укрепленных на коротком отрезке
стального троса, середина которого при помощи специального зажима крепится
к проводу на небольшом расстоянии от точки его подвеса. Размеры и вес гру-
зов демпфера и расстояние от места его крепления до точки подвеса провода
определяются в зависимости от величины пролета, сечения и материала
провода.
В контактной сети амортизаторы и демпфера в настоящее время не при-
меняются.
Кроме описанных выше явлений вибрации в контактной сети, правда, в
редких случаях, наблюдаются колебания другого порядка, известные под на-
званием «пляски» проводов.
При «пляске» проводов в сети происходят большие по своей амплитуде
колебания в вертикальной плоскости. Колебания захватывают обычно целый
ряд пролетов, причем при опускании проводов в одном каком-либо пролете
в соседних пролетах происходит подъем проводов. При этом наблюдаются
также продольные колебания консолей и отчасти опор. Частота колебаний
зависит от величины пролета и изменяется в пределях от 40 до 60 полных
колебаний в 1 мин. Амплитуда колебаний проводов при «пляске» достигает
1 — 1,5 м. «Пляска» проводов наблюдается обычно при образовавшемся на
проводах гололеде и при ветре со скоростью 5—10 м/сек.
Действительные причины возникновения «пляски» проводов до настоящего
времени не установлены.
в)	Работа клемм и деталей подвески. Перечислить здесь
все виды повреждений/ вызываемых дефектами клемм и деталей, не пред-
ставляется возможным. Мы приведем здесь лишь наиболее характерные по-
вреждения и при этом лишь те, которые не находятся в прямой зависимости
от воздействия на контактную подвеску токоприемника. Разрушение анкер-
ных клемм из ковкого чугуна нередко вызывается наличием в клемме раковины,
скрытой подслоем оцинковки и оставшейся незамеченной при монтаже. Такие
565
раковины чаще всего находятся в местах изменения сечения клеммы и обу-
словливаются неравномерностью в этих местах усадки металла при его за-
стывании. В концевых клиновых клеммах такие раковины нередко обнару-
живались у места сопряжения ушка клеммы с ее основной частью. Это вызва-
ло в дальнейшем необходимость внесения в конструкцию клеммы некоторых из-
менений (утолщение ушек и уничтожение пояска, располагавшегося у места со-
пряжения клеммы с ушком). На рис. 641 показан вилочный кауш, разрушение
которого было вызвано имевшейся в нем раковиной.
Характерными являются также повреждения, вызванные пережатием стру-
новых или фиксирующих клемм, что ведет к появлению в них трещин, кото-
рые не всегда бывают замечены при монтаже. При клеммах из цветного ме-
талла повреждение их может быть вызвано неудовлетворительностью состава
металла (наличием в нем в недопустимых количествах посторонних примесей).
Одним из наиболее ответственных в эксплуатации элементов подвески явля-
ются питательные и соединительные клеммы. Даже при вполне удовлетвори-
тельном [монтаже этих клемм переходное сопротивление их со временем увели-
чивается вследствие окисления поверхностей со-
.......................... прикосновения проводов и клемм. Увеличение
переходного сопротивления бывает настолько
Рис. 642
Рис. 641
к плавлению провода и клеммы в месте контакта и к полному обрыву провода.
В особенно большой степени сказанное выше относится к алюминиевым клем-
мам и к переходным (для соединения медных проводов с алюминиевыми).
Поверхность алюминиевых проводов и клемм, особенно при расположении
их в местностях с загрязненным воздухом, покрывается с течением времени
оксидной пленкой, вследствие чего значительно возрастает переходное сопро-
тивление клеммы, что приводит в результате к ее плавлению. Вид такой клеммы
и алюминиевого провода, поврежденных вследствие плохого контакта, приве-
ден на рис. 642. Указанные выше обстоятельства заставляют периодически (че-
рез каждые три-четыре года) производить переборку соединительных и пита-
тельных клемм с зачисткой контактных поверхностей.
Дефектность питательных и соединительных клемм трудно бывает устано-
вить при наружном осмотре. Лишь при инее или гололеде и при достаточно вы-
сокой нагрузке линии дефектные (сильно прогревающиеся) клеммы могут быть
опознаны по отсутствию, на них гололеда или инея.
г)	Остаточные деформации проводов контактной подвески. Как
уже указывалось выше, медные контактные провода под влиянием действующего
в них натяжения с течением времени получают остаточные (неупругие) удлинения.
Величина этих удлинений (вытяжки) контактного провода весьма неопределенна
и изменяется в широких пределах даже для различных проводов одной и той же
партии. Наибольшие удлинения провода наблюдаются в первый год после мон-
тажа, затем постепенно уменьшаются и по истечении трех-четырех лет практи-
чески совсем прекращаются. Это вызывает в некомпенсированных подвесках
566
ослабление с течением времени натяжения контактного провода и в подвесках
с компенсированным контактным проводом — появление значительных пере-
косов струн и фиксаторов и просадку компенсаторных грузов.
В некомпенсированных системах борьба с этим явлением ведется путем
периодического подтягивания контактного провода при помощи имеющихся
в местах его анкеровки натяжных приспособлений (штанг или натяжных муфт)
или, как это принято в американских системах компаундной подвески, где кон-
тактный провод располагается непрерывно без промежуточных его анкеровок,
путем вырезки из контактного провода кусков соответствующей длины. Такие
вырезки, длина которых на разных участках в первые годы после монтажа изме-
няется от 30 до 120 см, с течением времени уменьшаются и по истечении трех-
четырех лет становятся уже практически не нужными.
В компенсированных системах оказывается возможным путем придания
струнам и фиксаторам соответствующих смещений в сторону к средней анке-
ровке учесть до некоторой степени появление остаточных удлинений провода
еще при монтаже подвески. В тех случаях, когда это не сделано, струны и фик-
саторы под влиянием вытяжки провода получают дополнительные смещения
в сторону к компенсатору, которые, складываясь с нормальными температур-
ными смещениями, вызывают в летнее время значительные перекосы струн и
фиксаторов, тем большие, чем меньше расстояние от струны или фиксатора до
компенсатора. Если не принимаются меры к приведению контактной подвески
в нормальное состояние, короткие струны, расположенные на небольших рас-
стояниях от компенсатора, вследствие больших наклонов их к вертикали при-
нимают на себя значительную часть натяжения от компенсатора, вследствие чего
натяжение контактного провода в средних частях анкерного пролета сильно
снижается, что неблагоприятно отзывается на условиях токоснимания. Нередки
случаи, когда вследствие большого натяжения, воспринимаемого перекошенной
струной, происходит срыв струны с контактного провода. Если срыв струны
происходит на ветви подвески, отходящей на анкеровку, анкеровочная ветвь
провода снижается и может оказаться захваченной токоприемником при про-
ходе его по кресту, что повлечет за собой повреждение контактной сети.
Предохранение компенсированной контактной подвески от таких явле-
ний достигается проведением по истечении первого и второго года после мон-
тажа генеральных ревизий, во время которых струны и фиксаторы устанавли-
ваются в требуемое положение, определяемое в зависимости от расстояния стру-
ны до компенсатора и от температуры во время работы с учетом некоторой по-
следующей вытяжки провода. Попутно со струнами и фиксаторами сдвигаются
также поперечные и крестовые соединения и крестовые накладки. Так как в про-
летах, расположенных вблизи средней анкеровки, продольные смещения про-
вода вследствие температурных и остаточных удлинений ничтожны, передвижка
струн и фиксаторов производится лишь на пролетах, начиная с четвертого или
пятого от средней анкеровки.
Остаточные удлинения контактного провода отзываются также на компен-
саторах. Нередко случается, что груз компенсаторов в жаркое время опускается
на землю, вследствие чего компенсатор выходит из работы, и натяжение в кон-
тактном проводе снижается. Компенсатор в таких случаях приходится подтя-
гивать, производя для этого переанкеровку контактного провода с отрезкой
от контактного провода куска соответствующей длины.
§ 2. Взаимодействие контактной сети и токоприемника
I Основным требованием, которое предъявляется к совместной работе кон-
. тактной сети й токоприемника, является наличие безукоризненного контакта
между токоприемником и контактным проводом. Контакт достигается давлением
токоприемника на провод, создаваемым входящими в конструкцию токоприем-
ника пружинами. При этом для обеспечения постоянства контакта давление
токоприемника не должно опускаться ниже некоторого минимума, при кото-
! ром еще отсутствует искрение между токоприемником и проводом. Выдержать
567
эти условия при небольших скоростях движения электропоездов оказывает-
ся нетрудным. Наоборот, при больших скоростях, когда значительно воз-
растает влияние инерции масс токоприемника и контактной подвески, возни-
кают нередко значительные затруднения. Давление токоприемника на провод
в этих условиях изменяется в значительно более широких пределах по сравне-
нию с пределами, устанавливаемыми статической его характеристикой. В от-
дельных местах давление сильно повышается и, наоборот, в других местах
может доходить до нуля. При этом появляется возможность отрыва токоприем-
ника от контактного провода, что связано с появлением искрообразования
и с усиленным износом в таких местах провода и токособирательных частей
токоприемника. Работа цепной подвески при воздействии на нее токоприем-
ника рассмотрена была выше, в главе III первой части.
Второе требование, которому должна удовлетворять совместная работа
контактной сети и токоприемника, заключается в необходимости достаточной
надежности в части механических взаимодействий сети и токоприемника, обес-
печивающей сеть и токоприемник от повреждений механического порядка, воз-
можность которых значительно возрастает с увеличением скорости движения
поездов.
Токоприемник, работающий по воздушному контактному проводу, должен
обладать возможностью вертикальных перемещений в пределах изменения вы-
соты контактного провода. Такая возможность достигается применением шар-
нирной конструкции того или иного типа. Ввиду наличия трения в шарнирах
токоприемника и влияния инерции массы движущихся частей токоприемника
общее выражение для давления его на провод имеет вид:
Q = Р± T±MW,
где Р — давление токоприемника на провод в статическом состоянии;
Т — трение в шарнирах токоприемника;
М — приведенная масса движущихся частей токоприемника;
IV — ускорение токоприемника в вертикальном направлении.
При небольших скоростях перемещения токоприемника в вертикальном на-
правлении влияние его инерции незначительно и можно им пренебречь. В этом
2) пассивное давление
случае приведенное выше выраже-
ние принимает вид:
Q = р ± т.
Статическое давление изме-
няется в зависимости от положе-
ния токоприемника по высоте. При
этом для каждого положения токо-
приемника могут быть определены
два значения давления на провод
токоприемника:
1) активное давление при подъ-
еме токоприемника, равное
Qi = p — т-
токоприемника, равное
Разница между этими
равна
при опускании
Q2 = Р + Г
значениями в каждом положении токоприемника
Q2 Qi — 27",
причем величина Т также несколько изменяется в зависимости от высоты токо-
приемника. Таким образом, статическая характеристика токоприемника, ко-
торая легко может быть получена путем измерения при помощи динамометра
давления токоприемника в разных положениях его по высоте, состоит из двух
568
кривых — активного и пассивного давления. На рис. 643 приведена статиче-
ская характеристика применяемого у нас пантографа ДЖ-4.
При движении электровоза с небольшой скоростью ускорение вертикаль-
ного перемещения токоприемника также невелико. В этом случае давление
токоприемника на провод немного лишь отличается от давления, приведенного
в статической его характеристике. Наоборот, при больших скоростях электро-
воза вертикальное ускорение токоприемника значительно. Давление на провод
токоприемника в таких случаях должно определяться с учетом влияния инер-
ции движущихся частей пантографа и отличается от приведенного в статиче-
ской характеристике тем больше, чем больше вертикальное ускорение токо-
приемника и его масса.
Основные требования, которые должны быть предъявлены к токоприем-
нику, сводятся к следующему:
1)	конструкция токоприемника должна быть теснейшим образом увязана
с конструкцией контактной сети как в отношении горизонтальных и вертикаль-
ных габаритов, так и в отношении статических и динамических характеристик
токоприемника и контактной сети;
2)	давление токоприемника на провод должно быть по возможности мень-
шим, насколько это позволяют условия обеспечения безискрового токосни-
мания;
Рис. 644
3)	давление токоприемника на провод в различных положениях его по
высоте должно оставаться по возможности одинаковым;
4)	разница в давлениях токоприемника при ходе его вниз и вверх, обу-
словленная трением в его шарнирах, должна быть по возможности меньшей;
5)	масса движущихся частей токоприемника, обусловливающая величину
динамической составляющей давления токоприемника, должна быть по возмож-
ности меньшей с тем, чтобы токоприемник легко мог следовать за перемеще-
ниями контактного провода и сохранять при больших скоростях давление на
провод в требуемых пределах.
Рабочая длина лыжи пантографа бывает различной и должна быть те-
сно увязанной с принятыми горизонтальными габаритами контактной сети.
Средняя часть рабочей поверхности лыжи бывает плоской или несколько за-
кругленной, на концах же рабочей части лыжа всегда несколько закруг-
ляется для улучшения работы пантографа на воздушных стрелках и крестах.
Концы лыж загибаются книзу с тем, чтобы исключить возможность захлесты-
вания лыжи за провод на стрелках и крестах в случае сильного повышения"
давления пантографа или неправильной регулировки контактной сети.
На рис. 644 показаны основные размеры лыжи пантографа ДЖ-4.
Нарушение нормальных условий совместной работы контактной сети и
пантографа может быть вызвано рядом причин. Одной из наиболее частых
причин является несоответствие горизонтальных габаритов контактного прово-
569
да и лыжи пантографа. Это несоответствие может быть вызвано или попереч-
ным смещением пантографа, получившимся вследствие перекоса пути, кузова
электровоза или самого пантографа, или смещением контактного провода.
Смещение контактного провода может произойти вследствие просадки опоры
или вследствие отклонения провода при сильном ветре. Для обеспечения нор-
мальной работы электрифицированного участка необходимо тщательно сле-
дить как за состоянием пантографов, так и за состоянием контактной сети,
периодически производя контрольные поездки по участку с проверенным пан-
тографом и немедленно устраняя все ненормальные отклонения контактного
провода. На участках'контактной сети, подверженных особенно сильным вет-
ровым воздействиям, должны приниматься дополнительные меры к повышению
ветроустойчивости контактной сети путем установки дополнительных фикси-
рующих оттяжек, уменьшения пролетов между опорами или применения ко-
сой подвески.
Повышение давления пантографа или увеличение внутренних сопротив-
лений трения в его шарнирах (что также ведет к повышению пассивного его
давления) вызывает увеличение отжатий контактного провода и может пове-
сти к подбоям фиксаторов и к нарушению нормального прохода пантографа
по крестам и воздушным' стрелкам. Поэтому помимо тщательного наблюдения
за правильностью регулировки пантографов необходимо при проверках кон-
тактной сети проверять возможность прохода пантографов с повышенным
давлением, вызывающим появление ненормальных отжатий контактного про-
вода с тем, чтобы не происходило при этом повреждений контактной сети.
§ 3. Материал контактных пластин и износ контактного провода
Так как токоснимание происходит в условиях движения со значительной
скоростью одного проводника по другому, оно неизбежно сопровождается
износом как контактных пластин пантографа, так и самого контактного про-
вода. Величина износа провода и пластин пантографа в большой степени зави-
сит от давления пантографа на провод и от состояния трущихся поверхностей.
При этом из двух входящих в соприкосновение частей большему износу под-
вергается часть, выполненная из более мягкого материала. Увеличение давле-
ния пантографа вызывает возрастание механического износа контактйых пла-
стин и провода, при уменьшении же давления увеличивается электрический
износ, зависящий от искрения, появляющегося в этих условиях.
В качестве материала токособирательных частей пантографа применяются
^алюминий, медь и сталь.
Алюминиевые вставки получили широкое распространение на дорогах За-
падной Европы при пантографах легкого типа (с вспомогательным бугелем).
Применение в таких пантографах алюминиевой вставки вызывается желанием
облегчить вес вспомогательного бугеля и уменьшить, таким образом, его инер-
цию. Алюминиевая вставка в значительно большей степени, чем медная, под-
вержена образованию местного (желобчатого) износа. Поэтому на тех дорогах,
на которых применяется алюминиевая вставка, особенное внимание обращают
на сохранение равномерного зигзага контактного провода и старательно избе-
гают таких мест в контактной подвеске, в которых провод остается на некото-
ром протяжении в одном положении относительно оси токоприемника. Глав-
нейшим основанием для применения алюминиевой вставки служит ее сравни-
тельная мягкость, вследствие чего износ провода должен быть наименьшим.
Но это верно лишь nfBi условии небольшого давления токоприемника на провод
и при отсутствии искрения. Лабораторные исследования условий совместной
работы медного провода и алюминиевой вставки показали, что при больших
давлениях алюминиевая вставка дает худшие результаты в отношении износа
контактного провода, чем медная. Особенно чувствительна алюминиевая вставка
к искрению, которое вызывает образование на поверхности вставки более твер-
дой шероховатой корки, ведущей в дальнейшем к усиленному износу провода.
Для пантографов тяжелого типа применяются главным образом медные
.570
контактные пластины. Медные пластины в меньшей степени подвержены мест-
ному износу. Поэтому в отдельных случаях оказывается возможным отказаться
от зигзагообразного расположения контактного провода или ограничиться лишь
небольшой величиной зигзага. При таком устройстве сети износу подвергаются
главным образом средние накладки, смена которых производится чаще, чем
смена накладок, расположенных ближе к краям лыжи.
Значительно ухудшаются условия работы медной накладки в случае по-
явления искрения между проводом и токоприемником. В "накладках появля-
ются отдельные желобки, которые вызывают задержку в этих местах контакт-
ного провода, что ведет в дальнейшем к быстрому износу накладки. Большое
влияние имеет поэтому сохранение на электрифицированном участке хотя бы и
в небольших размерах паровой тяги. Провод в этих условиях покрывается слоем
сажи и влаги (в зимнее время коркой льда), что вызывает усиленное ценооб-
разование и значительно снижает срок службы накладок, особенно в первый
период после начала эксплуатации электротяги, когда удельный вес паровой
тяги остается обычно еще довольно значительным.
В условиях чисто электрической тяги пробег медных накладок достигает
15 000 — 20 000 км. Значительно меньше пробег медных накладок на участках
со смешанной тягой, особенно при небольших размерах электрической тяги.
В этих условиях пробег накладки значительно снижается.
Большое влияние на улучшение условий токоснимания и на уменьшение
износа как накладок, так и провода имеет смазка контактных частей пантографа,
применяемая при алюминиевых и медных накладках. Смазка, состоящая из
смеси тавота с графитом (2/3 тавота и х/3 графита), закладывается в углубления,
которые оставляются для этой цели на лыжах пантографа между контактными
пластинами. Действие смазки заключается в заполнении мельчайших неровно-
стей на поверхности контактных накладок и провода, вследствие чего умень-
шаются трение между ними и их износ.
Некоторые дороги в целях удлинения сроков службы токоприемника при-
меняют цельные стальные лыжи, так называемые вставки Фишера. Как пока-
зывает опыт эксплуатации, такие вставки дают вполне удовлетворительные
условия токоснимания. Трущаяся поверхность лыжи и контактного провода
приобретает зеркально-гладкий вид, и износ контактного провода получается
весьма незначительным. Однако для получения хорошей работы стальной встав-
ки необходимо возможно лучше и чаще пришлифовывать трущуюся поверх-
ность вставки, так как при образовании на ней мельчайших неровностей наблю-
дается усиленный износ провода. Пробег стальной вставки на дорогах с чисто
электрической тягой достигает 45 000 — 50 000 км.
Кроме указанных выше материалов для токособирательных частей пан-
тографа могут применяться вставки из электрографитных углей, которые дают
наилучшие результаты в отношении износа как самой вставки, так и провода.
Особенно ценным свойством таких накладок является способность их шлифо-
ваться и пришлифовывать провод. Контактный провод при этом получает зер-
кально-гладкую поверхность, весьма мало подверженную износу.
Необходимо отметить, что каждый из перечисленных выше видов контакт-
ных вставок обусловливает специфический характер износа контактного про-
вода. Поэтому одновременная работа на одном и том же участке сети вставок
разного типа не дает обычно удовлетворительных результатов. Так, например,
при медных вставках трущаяся поверхность провода делается шероховатой.
Если на этот же участок выпустить пантограф с графитовыми вставками, то они
будут в короткий срок изношены, так как графитовые вставки дают Хорошую
работу лишь при зеркально-гладкой рабочей поверхности провода.
Данные по износу контактного провода для каждой линии получаются не-
сколько различными в зависимости от существующих на данной линии специ-
фических для нее условий. Так, например, на линии с чисто электрической тя-
гой износ провода будет меньше, чем на линии со смешанной тягой, где провод
подвергается воздействию дыма и пара паровозов.
Большое влияние на увеличение износа контактного провода оказывает
571
гололед на контактном проводе, часто образующийся в зимнее время на ли-
ниях со смешанной, тягой.
На рис. 645 приведены данные по износу контактного провода одной из
электрифицированных железных дорог США, имеющей интенсивное движение
электропоездов и частично сохранившей паровую тягу. Приведенные кривые
износа контактного провода и ширины его контактной поверхности, построен-
ные в зависимости от числа проходов пантографа, показывают, что в первый
период, когда контактный провод имеет круглую поверхность, износ провода
происходит более интенсивно. По мере увеличения ширины контактной поверх-
ности провода износ его постепенно уменьшается и в дальнейшем становится
приблизительно пропорциональным количеству проходов пантографа.
Износ провода происходит неравномерно в разных пунктах контактной
подвески. Наибольший износ наблюдается обычно у опор вблизи места кре-
пления к проводу фиксаторов, питательных клемм и пр., создающих дополнитель-
Рис. 646
ную вертикальную жесткость подвески. Местный износ провода в отдельных
точках подвески может оказаться настолько значительным, что может встре-
титься необходимость вырезки изношенного места провода и замены его встав-
кой из нового провода. На рис. 646 показаны различные стадии износа контакт-
ных проводов.
§ 4. Организация эксплуатации контактной сети
Для удобства обслуживания контактная сеть каждого участка энерго-
снабжения подразделяется на дистанции, протяжением каждая от 40 до 80 км
развернутой длины контактной сети. На каждой дистанции контактной сети
устанавливается сменное дежурство в составе 2 — 3 монтеров контактной сети.
Специальное помещение для сменного дежурства оборудуется телефонным аппа-
ратом электротяговой связи и телефоном одного из других видов связи.
Основной обязанностью дежурных монтеров являются немедленное устра-
нение повреждений контактной сети, могущих повести к нарушению нор-
мального движения на электрифицированном участке, и быстрейшее восста-
новление контактной сети при ее повреждениях. Для обеспечения скорейшего
выезда дежурных монтеров на место повреждения контактной сети при дежурном
пункте устанавливается сменное дежурство шоферов с автодрезиной, обору-
дованной изолированной вышкой и снабженной необходимым запасом мате-
риалов и инструмента.
Помимо дежурного персонала на каждой дистанции создается ремонтная
бригада, на обязанности которой лежит производство периодических осмот-
ров и ремонта контактной сети. Состав ремонтной бригады определяется в
зависимости от протяженности дистанции, ее характера (густота движения,
количество главных путей, характер графика движения электрических
поездов и т. п.) и от состояния контактной сети. Нормальным составом ре-
монтной бригады на одну дистанцию контактной сети является бригада из 8
человек. На пригородных участках с моторвагонной тягой для проведе-
ния периодических осмотров и ремонта контактной сети используется кроме
572
ремонтной бригады также дежурный персонал в часы ночного перерыва дви-
жения электропоездов.
На магистральных железнодорожных линиях, проходящих в малонаселен-
ных местностях, дистанции контактной сети подразделяются иногда на око-
лотки с развернутой длиной электрифицированных путей 20 — 25 км. Текущее
содержание контактной сети на таких околотках осуществляется бригадой в со-
ставе 8 человек во главе с бригадиром (мастером). Бригада обеспечивается жи-
лым помещением по месту расположения околотка и помещением для стоянки
автодрезин. Сменное дежурство монтеров в этом случае не устанавливается.
Генеральный план дежурного пункта контактной сети приведен на
рис. 647 и план здания дежурного пункта — на рис. 648.
На территории дежурного пункта размещаются (рис. 647): Д—дежур-
ный пункт с гараж м, П — высокая погрузочно-разгрузочная платформа,
С — склад легкого типа, Б—бензинохранилище. С одной сторона тупика
оставляется свободная площадь для громоздких материалов, хранящихся на
открытом воздухе. Для возможности въезда в гараж автомобилей перед
воротами гаража устраивается мощеная площадка.
В здании дежурного пункта (рис. 648) располагаются: 7 — гараж,
2 — мастерская, 3— кладовая, 4 — кабинет начальника дистанции, 5 — гар-
деробная, 6 — коридор, 7 — помещение для дежурных монтеров контактной
сети, 8 — комната отдыха, 9 — сушильная камера, 10—умывальник и уборная,
77 — раздевалка и душ.
В гараж введены два пути. Один из путей, имеющий большую длину,
позволяет поместить на нем одну автодрезину с длиной кузова до 9 м, или
короткую автодрезину (типа УА) с прицепом, или, наконец, две коротких
автодрезины. Этот путь имеет смотровую канаву. Второй путь предназна-
чается для установки одной автодрезины типа УА или грузового автомобиля,
для чего пол в гараже устраивается на уровне головки рельса.
Один из дежурных пунктов участка совмещается обычно с центральной ре-
монтной базой участка энергоснабжения, в которой для этого предусматри-
ваются специальные помещения.
573
В качестве восстановительных автодрезин в настоящее время применяются
преимущественно автодрезины типа УА Калужского завода, на крыше которых
надстраиваются монтажные вышки, приспособленные для производства работ на
контактной сети под напряжением. Общий вид такой автодрезины показан на
рис. 649. Монтажная вышка состоит из двух отдельных площадок: рабочей,
с которой производятся работы под напряжением, и промежуточной, служащей
для обеспечения безопасного входа на рабочую изолированную площадку. Для
подъема на высоту контактного провода и несущего троса служит выдвижная
стремянка, установленная на рабочей площадке автодрезины. На некоторых
дорогах применяются также монтажные вышки, смонтированные на прицепе
автодрезины.
В тех случаях, когда на небольшом расстоянии от железнодорожного
полотна имеется вдоль участка грунтовая или шоссейная дорога, дающая воз-
можность подъезда к железнодорожному полотну, весьма желательно помимо
восстановительных автодрезин иметь также грузовые автомобили, снабженные
необходимыми материалами и приспособлениями: лестницами, полиспастами ит. п.
Рис. 649
х.

Наличие такого^автомобиля, дает возможность подъезда к поврежденному месту
сети независимо от занятости перегонов поездами.
Работы по ремонту и содержанию контактной сети подразделяются на сле-
дующие виды:
1)	текущее содержание;
2)	средний ремонт;
3)	капитальный ремонт.
Текущим содержанием контактной сети называется повседневно
выполняемая эксплуатационным штатом работа по поддержанию в порядке
контактной сети электрифицированных линий. Основная задача текущего со-
держания контактной сети заключается в устранении различных дефектов, мо-
гущих вызывать ее повреждение или нарушение нормальной ее работы. Орга-
низация текущего содержания на каждой дистанции должна быть такова, чтобы
в каждый данный момент контактная сеть находилась во всех своих частях в пол-
ном порядке и не имела дефектов, могущих вызвать ее повреждение или какое-
либо нарушение нормальной работы электрифицированной линии. Поэтому
основной частью текущего содержания являются нижеследующие периодические
осмотры:
а)	Ежедневный осмотр контактной сети с поезда (с передней площадки
электровоза или моторвагонной секции). Осмотр производится начальникомди-
574
станции, его помощником или по их поручению дежурным монтером. Произ-
водящее ежедневный осмотр лицо, находясь на передней площадке электро-
воза или моторвагонной- секции, производит осмотр контактной сети, обра-
щая внимание в первую очередь на те дефекты контактной сети, которые могут
повести к нарушению бесперебойности эксплуатации на электрифицированном^
участке.
б)	Один раз в пятидневку проверка токоснимания (наблюдение из смотро-
вой кабинки секции или с задней площадки электрбвоза за зигзагами и выно-
сами контактного провода у опор и в пролетах и за прохождением пантографа
под фиксаторами, по крестам, воздушным стрелкам, воздушным промежутками
и секционным изоляторам). Проверка токоснимания производится начальником,
дистанции или его помощником.
в)	Один раз в декаду обход контактной сети в пределах дистанции, с под-
робным осмотром всех устройств. Обход производится начальником дистан-
ции или его помощником, при этом не менее одного раза в месяц—лична
начальником дистанции. При производстве осмотров ведется запись замечен-
ных дефектов, причем в случае обнаружения повреждения, исправление кото-
рого не терпит отлагательства, должны быть приняты все меры к немед-
ленному исправлению.
Все прочие виды периодических осмотров, описание которых дано в § &
настоящего раздела, состоят в тщательной периодической проверке состояния,
различных частей контактной сети и в очистке изоляторов и выполняются
ремонтной бригадой и частично дежурным персоналом дистанции.
Средним ремонтом называется такой вид ремонта, при котором:,
производятся следующие работы:
а)	Переборка переходных клемм.
б)	Переборка алюминиевых питательных клемм.
в)	Переборка питательных клемм на стальном несущем тросе.
г)	Переборка питательных клемм на медных проводах (кроме клемм попе-
речных соединений).
д)	Переборка компенсаторов.
е)	Переборка фиксаторов.
ж)	Переборка клемм средней анкеровки.
з)	Смена анкерных штанг (в зависимости от их состояния).
и)	Смена стяжных муфт (в зависимости от их состояния).
к)	Смена консольных тяг (в зависимости от их состояния).
л)	Окраска консолей и деталей поперечной подвески, фидерных и фикса-
торных кронштейнов.
м) Окраска металлических опор.
Средний ремонт производится один раз в три года, причем через каждые
шесть лет производится усиленный средний ремонт, в состав которого кроме
перечисленных выше работ входят следующие работы:
н) Переборка питательных клемм поперечных соединений, установленных,
на медных проводах.
о) Переборка секционных разъединителей.
п) Ремонт оголовков бетонных фундаментов.
При среднем ремонте производятся также выборочная замена подгнивших,
деревянных опор, постановка опор на пасынки, частичная замена изношенных
участков несущего троса и контактного провода, смена изношенных оттяжек,
отдельных деталей и клемм, изношенных и нарушающих нормальное техниче-
ское состояние контактной сети. *
Капитальным ремонтом контактной сети называется такой вид
ремонта, при котором производятся следующие работы:
а)	Сплошная смена изношенных контактных проводов.
б)	Сплошная смена изношенного несущего троса.
в)	Сплошная смена опор контактной сети.
Периодичность капитального ремонта устанавливается в зависимости от'
575<
конструкции контактной сети (материал проводов, опор, типы деталей) и от
размеров движения на электрифицированном участке. При капитальном ре-
монте производится смена и переборка всех изношенных деталей и частей кон-
тактной сети.
§ 5. Производство работ на контактной сети
Характерной особенностью работ по эксплуатации контактной сети является
то, что определенная часть работ (очистка и смена изоляторов, осмотр всех
частей подвески, расположенных в непосредственной близости от изоляторов,
осмотр секционных разъединителей и т. п.) может выполняться только при
условии снятия с контактной сети напряжения, что возможно лишь в свобод-
ное от электрических поездов время. На электрифицированных линиях с элек-
тровозной тягой при густом графике движения поездов выбирать время сня-
тия напряжения трудно; кроме того, всякое снятие напряжения на перегоне
или главных путях промежуточных станций неизбежно связано на однопутных
линиях с установлением раздела питания между ближайшими тяговыми под-
станциями и с консольным питанием смежных с отключенным участком пере-
гонов, что вызывает увеличение падения напряжения при движении электро-
поездов на этих'4 церегонах и нарушает нормальные условия работы электро-
тяги на участке/
Для обеспечения нормальной работы электрифицированной линии необ-
ходимо стремиться к тому, чтобы количество снятий напряжения с контактной
сети было возможно наименьшим и чтобы каждое снятие напряжения наиболее
полно использовалось для производства работ. Поэтому все работы, которые
технически возможно выполнить без снятия напряжения, должны произво-
диться под напряжением с изолированной вышки автодрезины или с изолиро-
ванного лейтера. Это дает возможность значительно лучше использовать ра-
бочее время ремонтных бригад ввиду значительно меньшей зависимости от дви-
жения поездов. В том случае, если работа не может быть выполнена под напря-
жением, последнее приходится снимать.
Снятие напряжёния с контактной сети производится по приказу электро-
диспетчера, который ведает всеми включениями и выключениями на электри-
фицированном участке как на подстанциях, так и на контактной сети. Для связи
электродиспетчера с тяговыми подстанциями и с дежурными пунктами контакт-
ной сети устраивается отдельная селекторная (электротяговая) связь.
Перед началом работ руководитель работы (бригадир или старший мон-
тер) должен сделать электродиспетчеру заявку, в которой точно указываются
место, время и продолжительность работ. Руководитель работы имеет право
приступить к работе только после получения от электродиспетчера разрешения
на производство работ. Перед началом работы руководитель работы должен
произвести с обеих сторон от места работы надежное заземление контактной сети.
Заземление сети производится посредством заземляющей штанги (рис. 650),
состоящей из деревянной (чаще всего бамбуковой) сухой штанги длиной около
5 м, снабженной в верхнем своем конце крюком из круглой меди (обычно из
контактного провода). От крюка отходит медный заземляющий провод длиной
около 10 м, в нижнем конце которого к нему присоединяется специальный баш-
мак," служащий для присоединения провода к рельсу (рис. 651). Сечение
заземляющего провода должно быть не менее 50 мм2.
На рис. 652 показана складная заземляющая штанга с изолятором, удоб-
ная для перевозки ее к месту работ. В сложенном виде эта штанга представлена
на рис. 653.
При заземлении сети с помощью заземляющей штанги прежде всего произ-
водится присоединение заземляющего провода к рельсу. После этого, специально
для этой цели предназначенным острием, укрепленным у крюка штанги, при-
касаются к трубе фиксатора и, убедившись в отсутствии напряжения в кон-
тактной сети, подвешивают штангу на контактный провод или на другой
какой-либо токонесущий провод подвески.
576
5375
Рис. 650
37 Контактная сеть 2 20
577
При снятии заземления, наоборот, сначала штанга отсоединяется от про-
водов и затем уже производится отсоединение заземляющего провода от рель-
сов. В момент накладывания штанги на провод или снятия ее с провода рабо-
чий не должен касаться заземляющего провода штанги, а также и рельсового
пути, находясь по возможности дальше от них.
Заземляющий провод может быть присоединен также к заземленным опо-
рам или к другим заземленным конструкциям. При этом место присоединения
башмака штанги должно быть тщательно очищено
и должна быть проверена надежность заземления	М
конструкции.	™
При работах на участках, оборудованных	||
автоблокировкой, во избежание нарушения дей-
ствия автоблокировки все заземляющие штанги,
устанавливаемые на данном участке, должны
присоединяться к одному и тому же рельсу.
На станционных участках, оборудованных
электрической централизацией, присоединение за-
земляющего провода должно производиться к тя-
говому рельсу, который служит в качестве обрат-
ного провода.
Необходимо иметь в виду, что присоединение
в этих случаях заземляющего провода к автобло-
кировочному рельсу не даст заземления сети и не
предохранит работающую на данном участке
бригаду от поражения током при случайной подаче
в сеть напряжения.
В том случае, если рельсовый путь должен
остаться свободным для движения паровых поездов,
заземляющая штанга устанавливается таким обра-
зом, чтобы она не препятствовала движению по-
Рис. 652	Рис. 653
ездов. Для этой цели подвешенная штанга отклоняется к опоре или к попе-
речным тросам за габарит подвижного состава, и провод штанги оттягивается
и закрепляется таким образом, чтобы он также находился вне габарита под-
вижного состава.
В случае, если работа на контактной сети охватывает несколько групп про-
водов, получающих питание от различных фидеров тяговой подстанции, каждая
группа проводов заземляется самостоятельно. Параллельное соединение в этом
578
случае двух или нескольких групп проводов контактной сети и устройство об-
щего заземления не допускаются. В том случае, если на одном и том же участке
контактной сети одновременно работает несколько отдельных групп монтеров,
каждая группа самостоятельно получает разрешение от электродиспетчера и
устанавливает свое заземление.
Рис. 654
По окончании работы и снятии заземления старший "^колонны извещает
электродиспетчера о том, что работа окончена, после чего в случае отсутствия
на данном участке других работающих бригад электродиспетчер может снова
включить сеть под напряжение.
Работа на контактной сети под напряжением производится только со спе-
циально для этой цели предназначенных и периодически испытываемых изо-
лированных вышек или лейтеров. Устройство изолированной вышки на автодре-
зине было показано на рис. 649. Устройство изолированного лейтера показано
на рис. 654. Лейтер выполняется из сухого проваренного в трансформаторном
37*	201
579
масле дерева и имеет рабочую площадку, на которой должны находиться мон-
теры, ведущие работу под напряжением. На рис. 655 показан также деревян-
ный изолированный лейтер, в котором как нижняя рама лейтера, так и верх-
няя рабочая его часть установлены каждая на четырех фарфоровых изоля-
торах. Применение фарфоровых изоляторов несколько утяжеляет конструкцию
лейтера, но зато расширяет несколько возможность его применения, так как
работа на лейтерах, имеющих в качестве изоляции только дерево, после дож-
дя и в сырую погоду не допускается. Другой тип изолированного лейтера
Рис. 655
представлен на рис. 656. Здесь рабочая площадка установлена на одном изоляторе
35 кв. После входа монтеров на рабочую площадку она выдвигается находя-
щимися внизу рабочими на требуемую для производства работ высоту. Сход
с изолированной площадки вниз здесь возможен только после опускания ее
в исходное положение. Такой лейтер в отношении гарантий безоаасности для
работающих на нем монтеров хуже, чем лейтера, приведенные на рис. 654 и 655.
Работа под напряжением может производиться только лицами, прошед-
шими испытание в специальной комиссии при участке энергоснабжения при
строгом соблюдении всех требований инструкции по работе под напряжением.
580
Вход на изолированную площад-
ку и выход с нее разрешаются только
при снятых с сети штангах с шунти-
рующими проводами. Перед входом
и выходом на изолированную пло-
щадку необходимо убедиться в от-
сутствии соприкосновения лейтера с
контактной сетью. Вход на изолиро-
ванную часть лейтера или на изоли-
рованную вышку совершается по
команде руководителя работ в уста-
новленном инструкцией порядке.
До начала работ под напряже-
нием рабочая площадка должна быть
присоединена к находящимся под на-
пряжением частям подвески посред-
ством двух штанг с шунтирующим
проводом сечением не менее 50 см2.
Производство работ под напря-
жением в месте секционирования
контактной сети (на воздушном про-
межутке, на секционном изоляторе
или на врезном изоляторе, разделя-
ющем две секции контактной сети)
допускается только с оформленного
приказом разрешения электродиспет-
чера. При работе секционный разъ-
единитель, соединяющий данные две
секции контактной сети, должен нахо-
диться во включенном положении, и
штанги с шунтирующим проводом
должны быть установлены на провода
обеих секций контактной сети. Во
всех остальных случаях работы под
напряжением не требуется получе-
ния оформленного приказом разре-
шения электродиспетчера,—электро-
диспетчер должен быть лишь предва-
рительно уведомлен о месте и харак-
тере намечаемых к выполнению работ.
При производстве работ под на-
пряжением с изолированного лейтера
нижняя часть его (рама тележки и
лестницы до высоты не менее 1,25 м
от головки рельса) должна быть на-
дежно заземлена к тяговому рельсу.
При установке лейтера нй земле (при
работе на анкеровочных ветвях или
врезном изоляторе фиксирующего
троса) нижняя часть лейтера должна
надежно присоединяться к тяговому
рельсу посредством заземляющего
провода.
Не допускается производство ра-
бот под напряжением в следующих
случаях:
а)	во время грозы, сильного
ветра, дождя и мокрого снегопада
2800
Рис. 655
581
б)	под пешеходными мостами, путепроводами, бункерами, в тоннелях и
на мостах с ездой по низу;
в)	под гибкими поперечинами с ненаходящимся под напряжением ниж-
ним фиксирующим тросом;
г)	на несущем тросе под консолями;
д)	на изолированных анкеровочных ветвях;
е)	на воздушных промежутках у постов секционирования и при неисправ-
ном секционном разъединителе;
ж)	в местах поперечного секционирования между главными путями на
двухпутных и многопутных линиях, за исключением станций, питаемых от-
дельным фидером;
з)	во всех местах, где расстояние от работающего до заземленных конструк-
ций контактной сети менее 1 м.
В целях наиболее полного использования рабочего времени ремонтных
бригад и избежания простоев целесообразно применять при производстве пе-
риодических осмотров контактной сети комбинированный метод работ, который
состоит в основном в следующем. Ремонтная бригада с изолированным лейтером
приезжает на место работ, где прежде всего устанавливает связь с электродис-
петчером посредством полевого телефона, включаемого в провода селекторной
электродиспетчерской связи. После этого бригада приступает к работе.
До получения от диспетчера уведомления о снятии напряжения и приказа,
разрешающего производство работ на контактной сети со снятием напряжения,
бригада выполняет работы, которые технически возможно вести, не снимая
напряжения с контактной сети. К таким работам относятся, с одной стороны,
работы, которые возможно проводить под напряжением, и, с другой стороны,
работы по ревизии частей контактной сети (опор, оттяжек, анкеров, заземле-
ний), достаточно удаленных от частей, находящихся под напряжением.
После получения от электродиспетчера приказа, разрешающего производ-
ство работ со снятием напряжения, ипослз установки заземляющих штанг бригада
приступает к выполнению той части работы, которую можно выполнить только
при снятом с контактной сети напряжении.
По истечении срока, на который разрешено производство работы со сня-
тием напряжения, бригада прекращает работы, снимает заземляющие штанги,
и бригадир дает уведомление электродиспетчеру об окончании работы со сня-
тием напряжения и о возможности подачи в сеть напряжения, после чего
бригада снова переходит к работам, исполняемым без снятия напряжения.
§ 6. Периодические осмотры контактной сети
Для обеспечения бесперебойной работы контактной сети все ее части должны
периодически в установленные сроки подвергаться тщательному осмотру и про-
верке надежности их работы.
Все замеченные при производстве осмотров дефекты должны немедленно
исправляться. В случае необходимости должны производиться переборка или
замена дефектных клемм и деталей, смена поврежденных изоляторов, выправка
провода и т. п. Основные виды периодических осмотров следующие.
1.	Замер зигзагов и высот контактного провода. Работа производится под
напряжением при помощи измерительной штанги.
Замеряются отклонение контактного провода от оси пути, высота провода
от головки рельса и превышение наружного рельса на кривых участках. На
прямых участках замер делается только под опорами. На кривых замеряется
также отклонение провода в середине пролета. Высота провода замеряется под
опорами. Результаты замеров вносятся в журнал.
Измерительная штанга выполняется из бамбука и снабжается вверху
крючком для завзски на контактном проводе и внизу выдвижной рейкой с де-
лениями, закрепляемой в требуемом положении нажимным винтом. Для упро-
582
щения7замеров отклонения контактного провода от оси пантографа на кривых
участках пути может применяться специальный шаблон (рис. 657). Шаблон,
схематически изображенный на рис. 658, состоит из рейки со шкалой А, слу-
жащей для замера отклонения измерительной штанги от оси пути. Рейка снаб-
жена уровнем и имеет с одной стороны фигурный кронштейн 1 и планку 2
с упором, неподвижно закрепленные к рзйке. К кронштейну 1 и планке 2
шарнирно крепится подвижная рейка 5, положение которой фиксируется бол-
том 4. На подвижной рейке 3 нанесены две шкалы: шкала Б, служащая для
определения возвышения наружного ресьса, и шкала В, служащая для уста-
новки подвижной рейки в соответствии с имеющейся высотой контактного
провода.
При производстве замера отклонения контактного провода от оси панто-
графа прежде всего определяется величина возвышения наружного рельса.
Для этого подвижная рейка 3 закрепляется
при помощи болта 4 в крайнем левом поло-
жении, и шаблон устанавливается на рельсах
по уровню. В этом положении шаблона вели-
чина возвышения наружного рельса отсчиты-
вается по шкале Б в месте касания ее к рельсу.
После этого на провод завешивается измери-
тельная штанга, и замеряется высота кон-
тактного провода Н' от уровня пониженного
рельса. Высота провода от уровня повышен-
ного рельса И = Н' — h, где h — величина
возвышения наружного рельса (рис. 659).
После этого подвижную рейку 3 закрепляют
в таком положении, чтобы болт 4 приходился
против деления шкалы В, соответствующего
найденной высоте провода 7/. При этом под-
вижная рейка займет такое положение, при
. т
котором tg а = —где а — угол, составляемый
Н
подвижной рейкой 3 с основной рейкой шаблона, и т — ширина колеи. Для
того чтобы установить теперь шаблон по уровню, его необходимо сдвинуть
по направлению к внутреннему (пониженному) рельсу на величину
п =
т-—'г= Н-- = К,
tg а * т
583
т. е. как раз на ту же величину, на которую смещена относительно оси пути
ось пантографа (рис. 659). Отклонение прозода от оси пантографа при
таком положении шаблона получается прямым отсчетом по шкале Д.
Положение контактного провода относительно оси пути может проверяться
также при помощи зеркального прибора, показанного на рис. 660. Зеркальный
прибор состоит из рамки с зеркалом, имеющим три штриха, один из которых i
точно расположен по середине зеркала, два других Sx и $2 — на одинаковом
расстоянии от среднего штриха.
Две легкие рамки, шарнирно укрепленные по краям зеркала, устанавли-
ваются, как показано на рис. 660. Одна из рамок снабжена нитью т, причем
расстояние от нити до плоскости зеркала равно десятикратному расстоянию
между соседними штрихами. Определение положения контактного провода от-
носительно оси пути при помощи зеркального прибора ведется следующим об-
Рис. 660
разом. Поперек пути ^укладывается шаблон, снабженный шкалой, по которой
производятся отсчеты. На шаблон устанавливается зеркальный прибор. Путем
передвижения вдоль шаблона прибор устанавливается в положение I таким
образом, чтобы изображение в зеркале контактного провода d совмещалось с изо-
бражением нити т и средней чертой i зеркала. Отсчет w по шаблону в этом
положении прибора дает величину отклонения провода от оси пути.
При помощи зеркального прибора может быть определена также высота
контактного провода над головкой рельса. Для этого сначала определяют опи-
санным выше способом положение провода относительно оси пути. Затем при-
бор передвигают в положение II, при котором изображение контактного прово-
да d совпадает при визировании через нить т' со штрихом S,'. Так как тре-
угольники^ dis’, и tn'i' S', подобны и так как S' I' =	m'i', то расстояние е,
равное w а от штриха I в первом положении прибора до штриха S' во втором
его положении, измеренное в миллиметрах, даст высоту провода h = di от
584
плоскости зеркала в сантиметрах. Высота провода от головки рельса Н =h + К?
где К — высота плоскости зеркала от головки рельса.
2.	Замер износа контактного провода. Работа производится под напряже-
нием с автодрезины, оборудованной изолированной вышкой, или с изолирован-
ного лейтера. Перед замером контактный провод протирается концами, смочен-
ными в керосине, после чего зачищается шкуркой. Замер износа контактного
провода производится в середине пролетов, у опор с обеих сторон фиксатора и
у питательных и стыковых клемм. Замеры производятся также во всех местах
заметного на-глаз наибольшего износа провода. Износ провода замеряется
при помощи микрометра и не должен превышать для провода сечением 100 мм2
30% его сечения и для провода сечением 80 мм2 — 20%. Смена контактного
провода производится в том случае, если предельный износ его отмечен в двух-
трех местах по длине анкерного участка и если при этом средний износ провода
не меньше 75% допустимого.
В тех случаях, когда износ провода носит лишь местный характер, про-
изводятся вырезка изношенной части провода и замена ее вставкой из нового
провода. При компенсированной подвеске по мере износа провода произво-
дится частичное снятие грузов компенсатора. Снятие грузов производится с та-
ким расчетом, чтобы напряжение в проводе не превосходило более чем на 20%,
нормального напряжения в нем, допущенного для неизношенных проводов.
3.	Чистка изоляторов. Работа производится со снятием напряжения. Об-
тирка изолятора производится концами, смоченными в денатурате, после чего
изолятор протирается сухими концами. Одновременно производится осмотр
изоляторов (состояние глазури, наличие трещин, отколов и т. д.). Изоляторы,
имеющие отколы фарфора, повреждение глазури площадью больше 2 см2 или
имеющие следы перекрытия, подлежат смене.
4.	Осмотр цепной подвески. Работа производится под напряжением с авто-
дрезины, оборудованной изолированной вышкой, или с изолированного лей-
тера. Монтер, поднявшись на изолированную вышку или лейтер, проверяет
последовательно крепление всех деталей цепной подвески (струн, струновых
фиксирующих и питательных клемм, клемм средней анкеровки и т. п.) и
одновременно просматривает состояние контактного провода и несущего троса.
Исправление зигзагов контактного провода производится посредством соответ-
ствующей передвижки держателя по трубе фиксатора или путем замены фикса-
тора. Все ослабленные болты, струны и фиксаторы, получившие значитель-
ные сдвиги в сторону к компенсатору, появившиеся вследствие вытяжки
провода, сдвигаются в обратную сторону по контактному проводу и уста-
навливаются в положение, соответствующее температуре, при которой проис-
ходит осмотр. Попутно производятся выправка изгибов, встречающихся в кон-
тактном проводе, и выкрутка его в местах, где наблюдается перекос струно-
вых клемм.
5.	Осмотр крестов. Работа производится под напряжением с автодрезины,
оборудованной изолированной вышкой или с изолированного лейтера. Монтер,,
поднявшись на изолированную вышку или лейтер, проверяет последовательно
крепление всех деталей цепной подвески (струн, струновых фиксирующих
питательных и крестовых клемм) и просматривает состояние контактного про-
вода и несущего троса. В случае необходимости производятся выкрутка и
выправка провода и зачистка наплавов, регулировка наклона струн и регули-
ровка положения фиксаторных труб в направлении вдоль пути.
6.	Осмотр анкеровочных ветвей. Работа производится под напряжением и
ведется с изолированного лейтера. Производятся осмотр состояния проводов
и деталей цепной подвески анкеровочных ветвей, проверка качества крепления
струновых клемм, установленных на несущем тросе и контактном проводе,
и регулировка наклона струн.
7.	Осмотр анкеровок с воздушным промежутком. Работа производится под
напряжением и ведется с изолированной вышки автодрезины или с изолирован-
ного лейтера. Проверяется крепление всех деталей цепной подвески и просма-
тривается состояние контактного провода и несущего троса. При осмотре изо-
58&
ляторов производится их обтирка концами, смоченными в денатурате, после
чего изолятор протирается сухими концами. При наличии на ветвях контактных
проводов воздушного промежутка подгаров или твердых наплавов они удаля-
ются при помощи бархатной пилы.
8.	Осмотр питательных и переходных клемм на усиливающих проводах.
Производятся детальный осмотр питательных и переходных клемм, проверка
их закрепления на проводах, проверка качества электрического контакта и
осмотр состояния усиливающего провода в местах расположения питательных и
переходных клемм. Работа производится с опор при снятом с контактной сети
напряжении.
9.	Осмотр компенсаторов и набивка масленок. Работа производится при
снятом напряжении. При наличии вставки между роликом компенсатора и
изолятором анкеровки контактного провода, удаляющей последний от устройств
компенсации на расстояние не менее 1 м, работу можно производить под на-
пряжением. Осмотр деталей компенсатора производится два раза в год и ведется
частично с опоры, частично с приставной лестницы. При ревизии компенсаторов
проверяются достаточность величины свободного хода грузов и отсутствие каса-
ния грузов или цепи компенсатора к анкерной опоре, могущего вызвать заедание
компенсатора и нарушение правильности работы его. Масленки компенсаторных
роликов набиваются тавотом. В случае проседания грузов компенсатора, проис-
ходящего вследствие вытяжки контактного провода, компенсатор подтягивается
до требуемой для данной температуры высоты.
10.	Сезонная регулировка некомпенсированных контактных проводов. Ра-
бота производится со снятием напряжения с контактной сети. Регулировка на-
тяжения некомпенсированных контактных проводов производится посредством
подтягивания натяжной муфты или анкерной штанги и проверяется при помощи
динамометра или путем замера стрелы провеса контактного провода, для чего
провод на двух-трех струнах на время освобождается из струновых клзмм.
И. Осмотр роговых разрядников. Работа производится с опор при снятом
с контактной сети напряжении. Монтер пробует ключом все болтовые крепления
и в случае надобности подтягивает их, специальным шаблоном проверяет вели-
чину искрового промежутка, после чего смоченной в денатурате тряпкой про-
тирает изоляторы.
12.	Осмотр поперечной подвески. Работа производится при снятом напря-
жении и ведется с поперечных тросов. Осмотр начинается с ревизии мест кре-
пления поперечного несущего и фиксирующих тросов на опорах. Затем произ-
водится осмотр состояния тросов и установленных на них деталей. В случае
необходимости производится подтяжка болтов.
13.	Осмотр станционных воздушных промежутков и секционных изолято-
ров. Работа производится под напряжением и ведется с изолированных лейтера
или вышки автодрезины. Производится общий осмотр воздушного промежутка
и его клемм. В случае необходимости производится регулировка натяжения
ветвей контактных проводов, образующих воздушный промежуток. Произво-
дятся выправка проводов и зачистка их от напл шов и подгаров и очистка изо-
ляторов воздушного промежутка. При осмотре секционного изолятора произ-
водится детальный осмотр его клемм, проводов и куф. При необходимости про-
изводятся регулировка куф, подтяжка клемм и проводов, зачистка их от на-
плавов и подгаров и очистка изоляторов.
14.	Осмотр секционных разъединителей. Работа выполняется при снятохМ
напряжении и ведется с опоры. Производятся детальный осмотр секционных
разъединителей и присоединенных к нему проводов и привода и проверка со-
стояния ножа, вилки и рогов (отсутствие нагаров, подплавов и т. п.). Контро-
лируется правильность работы ножа, вилки и рогов секционного разъединителя
при его включении и выключении. Все трущиеся части разъединителя и привода
к нему смазываются тавотом с предварительным удалением старого. Нож и вил-
ка разъединителя смазываются вазелином, смешанным в объемном отношении
3:1с графитом. Подгары и наплавы на рогах разъединителя зачищаются бар-
хатной пилой.
□86
15.	Осмотр консолей и крепительных частей подвески. Работа ведется при
снятом напряжении. Производятся детальный осмотр состояния консолей и кре-
пительных частей подвески (пяты и тяги, консоли, кронштейнов, бугелей, се-
дел, хомутов и т. д.) и проверка состояния несущего троса и усиливающих про-
водов в местах крепления в седлах.
16.	Осмотр деревянных опор. Производится осмотр верхней части опоры и
проверяется загнивание у вершины опоры и в местах крепления консоли и тяги.
Попутно производится подтяжка болтов, скрепляющих столбы. Для проверки
загнивания опоры в нижней ее части опору отрывают с двух-трех сторон на глу-
бину 30 — 40 см, после чего проверяют щупом степень загнивания опоры. Имею-
щиеся просадки и обвалы грунта устраняются путем подсыпки и трамбовки
грунта.
17.	Осмотр металлических опор и оттяжек. Производится детальный
осмотр металлических опор и фундаментов. Контроль состояния покраски, ржа-
вления опоры, наличия раковин, трещин сварных швов, сдвигов отдельных ча-
стей конструкции и т. д. Осмотру подвергаются также тросы, анкерные штанги
и все крепительные и натяжные детали оттяжек. Для контроля ржавления от-
тяжка отрывается на глубину 30 — 40 см. При необходимости производится под-
тяжка анкерных штанг. Резьба анкерных штанг смазывается тавотом.
18.	Осмотр заземлений. Для контроля целости заземляющего провода в двух-
трех местах производятся открытие грунта и осмотр состояния заземляющего
провода. Детально осматриваются места приварки.
Отдельные виды осмотров объединяются в комплексные осмотры, состав
которых приведен в табл. 36. Там же указаны сроки по отдельным видам осмотров.
При производстве комплексного осмотра ремонтная бригада проходит по-
следовательно километр за километром весь участок, проводя на своем пути
осмотр и проверку деталей, проводов и опорных конструкций контактной сети.
Так как различные детали требуют различных сроков осмотра, изменяющихся
в пределах от 1 до 12 раз в год, нормами устанавливаются четыре вида комплекс-
ных осмотров: годовой, полугодовой, квартальный и месячный. При годовом
комплексном осмотре, который выполняется, как правило, в летнее время, про-
изводятся осмотр и проверка всех без исключения частей контактной сети; при
полугодовом, квартальном и месячном — осматриваются только определенные
элементы и детали контактной сети, перечисленные в соответствующей графе
табл. 36.
Основное преимущество комплексных осмотров заключается в том, что
бригада при этом получает возможность комбинировать работы, выполняемые
со снятием напряжения, с работами под напряжением и с теми работами, кото-
рые могут выполняться независимо от наличия напряжения в контактной сети
(осмотр опор в нижней их части, осмотр оттяжек и анкеров, заземлений, рель-
совой цепи и т. п.). За счет этого бригада получает возможность значительно
лучшего заполнения рабочего времени.
Таблица 36
График осмотров контактной сети
| № по пор.
1
2
3
4
5
б
7
8
9
10
11
12
13
14
Наименование осмотров	Условия ос- мотров (сня- тие напря- жения с контакт- ной сети)	Перегоны						Станции				
		Количество осмотров в год	Состав комплекс- ных осмотров контактной сети				Количество осмотров В ГОД	1	Соста - комплекс- ных осмотров контактной сети			
			ГОДОВОЙ	| 1	полугодовой	квартальный	| месячный		ГОДОВОЙ	полугодовой	1 квартальный	месячный	1
2	3	4	5	б	7	8	9	10	11	12	_13
Замер зигзагов и высот кон- тактного провода ....	Без снятия напряжения	1	+	—	—	—	1	+	—	—	-
Замер износа контактного провода 		То же	1	+	—	—	—	1	+	—	—	—
То же в особых местах . .	» »	4	+	+	+	—	4	+	4-	+	—
Чистка изоляторов а) на участках с чисто электрической тягой . . .	Со снятием напряже- ния То же	1	+	—	—	—	1	+	—	—	—
б) на участках со смешан- ной тягой 			2	+	4-	—	—	4	+	4-	4-	—
в) на затяжных подъемах при смешанной тяге . .	» »	4	+	+	+	—	—	—	—	 ч	-
г) под мостами и путепро- водами 		» »	б	+	4-	+	+	б	+	4-	+	4-
Осмотр цепной подвески .	Без снятия напряже- ния	2	+	4-	—	—	2	+	+	—	—
Осмотр крестов 			4	+	4-	+	—	б	+	4-	4-	4-
Осмотр анкеровочных вет- вей 		То же	2	+	4-	—	—	2	+	+	—	—
Осмотр анкеровок с воздуш- ным промежутком ....	» »	2	+	4-	—	—	2	+	4-	—	—
Осмотр питательных и пе- реходных клемм		Со сняти- ем напря- жения	2	+	4-	—	—	2	+	4-	—	—
Осмотр компенсаторов . . .	То же	2	+	4-	—	—	2	+	+	—	—
Сезонная регулировка не- компенсированных контакт- ных проводов 		» »	2	Весной и осенью				—	2	Весной и осенью					
Осмотр роговых разрядни- ков 		» »	2	4-	+	—	—	2	+	4-	—	—
Осмотр поперечной под- вески 		» »	1	4-	—	—	—	1	+	—	—	—
Регулировка	натяжения фиксирующих тросов . . .	» »	2	+	4-	—	—	2	4-	+	—	—
588
Таблица 36 (продолжение)
| № по пор.	1	Наименование осмотров	Условия ос- мотров (сня- тие напря- жения с контакт- ной сети)	Перегоны					Станции				
			Количество осмотров 1 в год	Состав комплекс- ных осмотров Контактной сети				Количество осмотров । в год	Состав комплекс- ных осмотров контактной сети			
				годовой	полугодовой	квартальный	месячный		ГОДОВОЙ	полугодовой	квартальный	| месячный	1
	2	3	4 1	5	6	7	8	9	10	11	12	13
15	Осмотр фиксирующих от- тяжек 		Со снятием	2	+	+				2	+	+				
16	Осмотр подвески в искус- • ственных сооружениях . .	напряжения То же	4	+	+	+	—	4	+	+	+	—
17	Осмотр заградительных щи- тов 		Без снятия	2	+	+	—	—	2	+	+	—	—
18	Осмотр ограничителей подъ- ема контактного провода .	напряжения Со снятием	12	+	+	+	+	12	+	+	।	+
19	Осмотр станционных воз- душных промежутков . . .	напряжения Без снятия											6	+	+	~г	
20	Осмотр секционных изоля- торов 		напряжения То же	—			—	—	—	12	+	+	+	+
21	Осмотр секционных разъ- единителей 		Со снятием	2	+	+	—	—	2	+	+	—	—
22	Осмотр плавких вставок . .	напряжения Без снятия	—		—	—	—	24	+	+	+	+
23	Осмотр консолей и крепи- тельных частей подвески .	напряже- ниям- Со снятием	1	+				1	+			
24	Осмотр верхней части де- ревянных опор		напряжения То же	1	+	—	—	—	1	+	—	—	—
25	Осмотр нижней части дере- вянных опор		Без снятия	1	+	—	—	—	1	+	—	—	—
26	Осмотр металлических опор а) нижней части		напряжения То же	1	+	—	—			1	+	—				
	б) верхней части 		Со снятием	1	+	—	—	—	1	+	—	—	—
27	Осмотр креплений метал- лических опор на мостах .	напряжения Без снятия	4	+	+	+			4	+	+	+		
28	Осмотр оттяжек 		напряжения То же	1	+	—	—	—	1	+	—	—	—
29	Осмотр заземлений		» »	4	+	+	+	—	6	+	+	+	4-
30	Осмотр габаритных ворот	» »	1	+	—	—	—	1	+	—	—	—
31	Осмотр рельсовой цепи . . .	» »	12	+	+	+	+	12	+	+|	г	+
	1 При возможности отключения плавкой		вставки		от сети		секционными			разъедини-		
телями.
589
ОГЛАВЛЕНИЕ
ОБЩАЯ ЧАСТЬ
Стр,
§ 1.	Краткий	исторический обзор........................................................................................................................................... 3
§ 2.	Условия	работы и основные элементы контактной	сети................................................................................................................... 8
§ 3.	Питание	и секционирование контактной сети	.......................................................................................................................... 10
§ 4.	Конструкция контактной сети при контактном	(третьем) рельсе ....	18
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ
ТЕОРИЯ, РАСЧЕТ И КОНСТРУКЦИЯ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
Отдел I. Продольная подвеска
Глава I. Нагрузка проводов и тросов
§ 1. Общие положения............................................... 25
§ 2.	Собственный вес.........................’........................................................................................................................... 26
§ 3.	Гололед...........’...............................................................................................................................................   26
§ 4.	Изморозь............................................................................................................................................................ 30
§ 5.	Снег................................................................................................................................................................ 30
§ 6.	Ветер............................................................................................................................................................... 32
§ 7.	Результирующие нагрузки............................................................................................................................................. 36
§ 8.	Температура	  36
Глава II.	Механические расчеты простой	подвески
§ 1.	Точные уравнения провисания гибкой нити............................................................................................................................. 38
§ 2.	Упрощенное уравнение провисания гибкой	нити......................................................................................................................... 41
§ 3.	Изменение натяжений и стрел провеса провода при изменении атмосфер-
ных условий (уравнение состояния)................................. 46
§ 4.	Критический пролет.................................................................................................................................................. 52
§ 5.	Критическая температура............................................................................................................................................. 54
§ 6.	Анкерный участок и расчет провода при неодинаковых расстояниях
между опорами..................................................... 54
§ 7.	Условия работы контактного провода	при	простой	подвеске............................................................................................................. 57
§ 8.	Особенности расчета контактного провода	при	простой подвеске ....	63
§ 9.	Примерный механический расчет простой (трамвайной) подвески с сезон-
ной регулировкой ................................................. 64
§ 10.	Влияние жесткости провода на напряжение в нем ....................................................................................................................  68
Глава III. Цепные подвески
§ 1.	Условия работы цепной подвески и выбор температуры беспровесного
положения ........................................................ 76
§ 2.	Классификация цепных подвесок...................................................................................................................................... 80-
§ 3.	Контактная сеть на дорогах трехфазного тока......................................................................................................................... 94
§ 4.	Особенности работы и устройство цепных подвесок при скоростном дви-
жении ............................................................ 95
Глава IV. Расчет цепных подвесок
§	1.	Расчет	некомпенсированной вертикальной или полукосой подвески . . .	104
§	2.	Расчет	подвески с сезонной регулировкой контактного провода ....	112
§	3.	Расчет	полукомпенсированной подвески. 113
§	4.	Примерный механический расчет полукомпенсированной цепной подвески	114
§	5.	Расчет	компенсированной подвески............................................................................................................................. 120
§	6.	Расчет	подвески с транспозицией проводов .................................................................................................................... 123
§	7.	Расчет	подвески компаунд..................................................................................................................................... 125
§ 8.	Отклонение проводов контактной сети под действием давления на нее
ветра ............................................................ 125
§ 9.	Расположение проводов в плане при действии на подвеску давления ветра
и определение допускаемой длины пролета.......................... 130-
§ 10.	Отклонение проводов бесфиксаторной подвески под действием давления
ветра ............................................................ 134
§ И.	Расчет косой бесфиксаторной подвески на кривой . .................................................................................................................. 135
590
Отдел II. Конструкции и детали контактной сети
Глава I. Основные материалы и изоляторы контактной сети
§ 1. Провода ....................................................... 143:
§ 2. Изоляторы................................................	154
Глава II. Конструкции и детали цепной подвески
§ 1.	Детали подвески несущего троса и усиливающих проводов........... 166
§ 2.	Струны.......................................................... 170
§ 3.	Фиксаторы....................................................... 176
§ 4.	Детали стыкования и анкеровки проводов................... 184
§ 5.	Схемы сопряжения анкерных участков.............................. 193
§ 6.	Питательные соединения и клеммы................................ 206^
Глава III. Конструкции и детали контактной сети на стан-
циях
§ 1.	Особенности устройства	контактной сети на станциях.............. 211
§ 2.	Воздушные стрелки................• ............................. 214
§ 3.	Секционные изоляторы........................................... 219'
§ 4.	Секционные разъединители ....................................... 225
л а в а IV. Дистанционное управление секционными разъеди-
нителями	229
Глава V. Расположение контактной подвески в искусствен-
ных сооружениях	238
§ 1.	Пересечение электрифицируемой линии мостами и путепроводами неболь-
шой ширины...................................................  240
§ 2.	Пересечение электрифицируемой линии многопутными путепроводами .	242
§ 3.	Мосты..................•........................................ 246
§ 4.	Тоннели......................................................... 247
Г ла ва VI. Устройство рельсовой цепи и заземления	249
Отдел III. Поперечные конструкции контактной сети
Глава I. Консоли
§ 1.	Схемы выполнения консолей.....................................   256
§ 2.	Конструкции консолей .........................................   257
Глава II. Гибкие поперечные конструкции для перекрытия 272
нескольких путей
Глава III. Определение расчетных нагрузок, действующих
на поперечные конструкции
§ 1.	Вертикальные нагрузки.................................... 287
§ 2.	Горизонтальные нагрузки........................................ 288-
Глава IV. Расчет консолей
§ 1.	Метод расчета консолей с наклонной или прямой стрелой и тягой для
промежуточной, переходной или анкерной опоры, установленной на
участке кривой или прямой для К ветвей цепной подвески при длине
пролета Z метров.............................................. 296
§ 2.	Примерный расчет металлической консоли для промежуточной опоры,
установленной на прямой, при длине пролета I = 80 м........... 296
Г лава*V. Расчет гибкой поперечной конструкции
§ 1. Метод расчета....................................*....... 300
§ 2.	Примерный расчет гибкой поперечной конструкции.................. 308
Отдел IV. Опоры
Глава I. Описание конструкций
§ 1.	Классификация........................................ 312
§ 2.	Деревянные опоры ............................................... 312
§ 3.	Металлические опоры............................................. 327
§ 4.	Портальные опоры ......’........................................ 342
§ 5.	Железобетонные опоры....................................*	.	350
Глава II. Расчет опор
§ 1.	Разделение опор по способу загружения их внешними силами.	352
§ 2.	Материалы и допускаемые напряжения для деревянных опор ......... 364
§ 3.	Особенности расчета деревянных опор............................. 368
§ 4.	Расчет сдвоенной опоры.......................................... 370
591
§ 5.	Метод расчета промежуточной или переходной деревянной опоры с кон-
солью ............................................................. 379
§ б.	Примерные расчеты деревянных консольных опор.................... 384
§ 7.	Материалы и допускаемые напряжения Для металлических конструкций
контактной сети.................................................... 394
§ 8.	Особенности расчета и конструирования металлических конструкций
контактной сети . . (.............................................. 399
§ 9.	Расчет металлических опор....................................... 409
§ 10.	Примерный расчет металлической опоры для гибкой поперечной под-
вески ............................................................  423
§11.	Расчет опоры с безраскосной	решеткой ........................... 434
§ 12.	Примерный расчет металлической	консольной опоры................. 439
Глава III. Расчет опор с жесткой поперечиной
§ 1. Расчетные формулы ................................................... 444
§ 2.	Примерный расчет четырехпутного сигнального анкерного мостика . .	449
Отдел V. Закрепление опор в грунте
Глава I. Основные положения
§ 1.	Основные условия и внешние силы.................................. 456
§ 2.	Угол естественного откоса........................................ 456
§ 3.	Упругие свойства грунта ......................................... 457
§ 4.	Активное и пассивное давление грунта ............................ 458
§ 5.	Влияние трения в призме выпирания...............................  460
§ 6.	Эпюра напряжений в грунте у боковых стенок фундамента опоры . . .	461
§ 7.	Работа подошвы фундамента........................................ 463
Глава .11. Метод ЦНИПС
§ 1.	Основные положения........................................ 465
§ 2.	Призматический фундамент......................................... 466
§ 3.	Расчет ступенчатых фундаментов .................................. 469
§ 4.	Расчет устойчивости деревянных опор.............................. 470
Глава III. Метод К. Марквардт
§ 1.	Сущность метода.........................................   472
§ 2.	Определение величины предельного реактивного момента по боковым
стенкам............................................................. 475
§ 3.	Определение предельного реактивного момента по подошве.......... 477
§ 4.	Совместная работа подошвы и боковых стенок фундамента............ 478
§ 5.	Коэфициент обсыпания для цилиндрического столба.................. 479
§ б.	Формулы расчета закреплений деревянных опор в грунт.............. 480
§ 7.	Расчет бетонных фундаментов...................................... 481
ЧАСТЬ ВТОРАЯ
МОНТАЖ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
Глава I. Разбивкаопор и построение монтажных планов
§ 1.	Разбивка опор на перегонах.......................................... 483
§ 2.	Разбивка опор на станциях........................................... 486
§ 3.	Габариты опор контактной сети....................................... 488
§ 4.	Составление монтажных планов........................................ 491
§ 5.	Условные обозначения, применяемые в чертежах контактной сети . . .	494
Глава II. Монтаж контактной сети
§ 1.	Общая характеристика и состав работы по монтажу контактной сети .	496
§ 2.	Бетонировка фундаментов и установка анкеров......................... 499
§ 3.	Пропитка деревянных опор ........................................... 505
§ 4.	Установка и армировка опор.......................................... 508
§ 5.	Монтаж несущего троса ................,............................. 517
§ 6.	Раскатка контактного провода ....................................... 537
§ 7.	Монтаж усиливающих проводов......................................... 541
§ 8.	Монтаж струн и фиксаторов и продольная регулировка цепной подвески 542
§ 9.	Монтаж и регулировка поперечной подвески............................ 549
§ 10.	Нормы времени по монтажу контактной сети . ........................ 552
Глава III. Эксплуатация контактной сети
§ 1.	Работа отдельных элементов контактной се!и в условиях	эксплуатации .	556
§ 2.	Взаимодействие контактной сети и токоприемника...................... 567
§ 3.	Материал контактных пластин и износ контактного	провода............. 570
§ 4.	Организация эксплуатации контактной сети............................ 572
§ 5.	Производство работ на контактной сети............................... 576
§ 6.	Периодические осмотры контактной сети............................... 582
Переходная опора на внешней
стороне Иридой N-2
Пн керн а я опора набнутренней
стороне крибой
Переходная опора на внутренней
стороне крибой N?3
Разъедините/^
переходная опора но Ьнутренней
стороне крибой №4
Рис. 300
i)2^4
П5+64
юзе r.
i
St) 55 S0\ j_5 4/yi 55
79К	____
59	50	fH
40 55 SO 55. \ SO 5o SO \55n SO 00
Z??|r	1/7? 47-	19^\т ^21^\т ~
, nc, I , -	, 150 /n
* SO SO 1 40	40 I 40
-3-C. ос V
&20 j Q22
ПС
SO
C/4
i
Rs
pi
27 50
т 1258
ПР- 42530
103b
5
266
270
57 5£
H.U52	nS’№
no	rn
\55 n53 55 n55\ 55 п57
>r—r
I 40	40	।	10
i_____ i/7f _____________i	ПС\	I ПС
П7 r\b44 тТЬ48	т1&52 । U tW Пй<Я?! ri q58
\0	40 4d 40	40	40	40	' 10
Л7	/18	59
< n39 55 nV 55 q43 55 \n^ 55 n47	^4.9 55 №1
Л tT\------------------ТГ ?T;V 4	'vr~^nc
' 4o \ SO 40 ।	40 Ю, 1,0	4?	40
ПС i	। ПС	i	ПС
05
55 t?33
iflC
15
jnc	__________
i.U I 2.	71 ij»; rl &40 42~^
- Г
55^^35 55	^37\	55
r |L	'	T
•	40	j	‘
___1____________I_
so so
Й9
RT №40,08
0-54780
257
1350	1258
_____Пр-1955,30
Рис. 551
П8
Рис. 553
Станция В,