/
Author: Торопов Б. Зорін П.
Tags: залізничний транспорт залізничний рух електротранспорт транспортне будівництво
Year: 2009
Similar
Text
МІНІСТЕРСТВО ТРАНСПОРТУ ТА ЗВ'ЯЗКУ УКРАЇНИ
ДЕРЖАВНА АДМІНІСТРАЦІЯ ЗАЛІЗНИЧНОГО ТРАНСПОРТУ УКРАЇНИ
УКРЗАЛІЗНИЦІ!
ВІДОМЧІ БУДІВЕЛЬНІ НОРМИ УКРАЇНИ
Споруди транспорту
КОІІТАКТИА МЕРЕЖА
Норми проектування
ВБН В.2.3-3-2009
МІНІСТЕРСТВО ТРАНСПОРТУ ТА ЗВ’ЯЗКУ УКРАЇНИ
04.08.2009 НАКАЗ 826
м. Київ №
Про затвердження та введення
в дію ВБН В.2.3-3-2009
004528
З метою удосконалення нормативної бази з питань проектування
контактної мережі залізниць
НАКАЗУЮ:
І. Затвердити та ввести в дію з 01.01.2010 ВБН В.2.3-3-2009 «Відомчі
будівельні норми України «Споруди транспорту. Контактна мережа. Норми
проектування» (далі - ВБН В.2.3-3-2009), що додаються.
2. Державній адміністрації залізничного транспорту України
(Костюк М.Д.):
2.1. Довести цей наказ до відома залізниць України, підприємств,
установ, організацій залізничного транспорту, діяльність яких пов’язана з
проектуванням, будівництвом та експлуатацією пристроїв електропостачання
залізничного транспорту.
2.2. Надати Міністерству регіонального розвитку та будівництва
України один примірник ВБН В.2.3-3-2009 для внесення до Переліку чинних
в Україні нормативних документів у галузі будівництва.
3. Визнати такими, що не застосовуються на підприємствах
залізничного транспорту, ВСН 141-90 «Нормьі проектирования контактной
сети», затверджені Міністерством транспортного будівництва СРСР.
4. Контроль за виконанням цього наказу покласти на заступника
Міністра Бадагова В.Ф.
Перший заступник Міністра
В. Шевченко
ВБН В 2.3-3-2009
МІНІСТЕРСТВО ТРАНСПОРТУ ТА ЗВ’ЯЗКУ УКРАЇНИ
ДЕРЖАВНА АДМІНІСТРАЦІЯ ЗАЛІЗНИЧНОГО ТРАНСПОРТУ УКРАЇНИ
УКРЗАЛІЗНИЦЯ
ВІДОМЧІ БУДІВЕЛЬНІ НОРМИ УКРАЇНИ
Споруди транспорту
КОНТАКТНА МЕРЕЖА
Норми проектування
ВБН В.2.3-3-2009
Київ
2009
1 РОЗРОБЛЕНО:
РОЗРОБНИКИ:
За участю:
2 ЗАТВЕРДЖЕНО ТА
НАДАНО ЧИННОСТІ:
З УВЕДЕНО ВПЕРШЕ
ПЕРЕДМОВА
'і
Державне підприємство “Науково-дослідний та
проектно-вишукувальний інститут транспорт-
ного будівництва “Київдіпротранс”
Б. Торопов канд. техн. наук (відповідальний
виконавець), П. Зорін
Державна адміністрація залізничного транспорту
України І.Лагута, В.Фітін, М. Макаров
Міністерства транспорту та зв’язку наказ № 826
від 04.08.2009
Зі скасуванням в Україні ВСН 141-90
Право власності на цей документ належить Укрзалізниці
Цей документ не може бути повністю чи частково відтворений, тиражований і
розповсюджений як офіційне видання без дозволу Укрзалізниці.
ВІДОМЧІ БУДІВЕЛЬНІ НОРМИ
Споруди транспорту. Контактна мережа. Норми проектування ВБН В.2.3-3-2009 уведено вперше (зі скасуванням в Україні ВСН 141-90)
Чинні від 01.01.2010
1 СФЕРА ЗАСТОСУВАННЯ
Дані норми поширюються на проектування і розрахунок типових та інди-
відуальних конструкцій контактної мережі залізниць, що електрифікуються, у
тому числі для ділянок з рухом поїздів із швидкостями до 200 км/год і повітря-
них ліній, які підвішуються на опорах контактної мережі.
2 НОРМАТИВНІ ПОСИЛАННЯ
У цих нормах використані посилання на такі нормативні документи:
ДБН В 1.1-12:2006 Захист від небезпечних геологічних процесів. Будів-
ництво у сейсмічних районах України.
ДБН В. 1.2-2:2006 Система забезпечення надійності та безпеки будівель-
них об’єктів. Навантаження і впливи. Норми проектування.
ДБН В.2.3-19-2008 Споруди транспорту. Залізниці колії 1520 мм. Норми
проектування.
ДСТУ Б В.1.2-3-2006 Конструкції будинків і споруд. Прогини і перемі-
щення. Вимоги проектування,
ж
ДСТУ Б В.2.1-2-96 (ГОСТ 25100-951 Основи та фундаменти будинків і
споруд. грунти. Класифікація.
ДСТУ Б Е.2.6-21-2000 Конструкції будинків ї споруд. Стояки залізобе-
тонні для опор контактної мережі залізниць. Технічні умови.
-ж •*
ДСТУ 4484:2005/ГОСТ 535-88 Прокат сортовий і фасонний із сталі вуг-
лецевої звичайної якості. Загальні технічні умови.
СНиП 2.01.01-82 Строительная климатология и геофизика. (Будівельна
кліматологія та геофізика).
СНиП П-23-81* Стальньїе конструкции. Норми проектирования. (Сталеві
конструкції. Норми проектування).
СНиП 2.03.01-84 Бетонньїе и железобетонньїе конструкции. (Бетонні та
залізобетонні конструкції).
СНиП 2.03.11-85 Защита строительньїх конструкций от коррозии. (Захист
будівельних конструкцій від корозії).
СНиП 2.03.06-85 Алюминиевьіе конструкции. (Алюмінієві конструкції).
СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции. (Несучі та ого-
роджуючі конструкції).
ГОСТ 9.040-74 Единая система защитьі от коррозии и старения. Материа-
льі и сплавьі. Расчетно-зкспериментальньїй метод ускоренного определения
коррозионньїх потерь в атмосферних условиях. (Єдина система захисту від ко-
розії та старіння. Матеріали і сплави. Розрахунково-експериментальний метод
прискореного визначення корозійних втрат в атмосферних умовах).
ГОСТ 9.304-87 ЕСЗКС. Покрьітия газотермические. Общие требования и
методи контроля. (ЄСЗКС. Покриття газотермічні. Загальні вимоги та методи
контролю).
ГОСТ 9.307-89 ЕСЗКС. Покрьітия цинковьіе горячие. Общие требования.
(ЄСЗКС. Покриття цинкові гарячі. Загальні вимоги).
ГОСТ 9.402-2004 ЕСЗКС. Покрьітия лакокрасочньїе. Подготовка метал-
лических поверхностей к окрашиванию. (ЄСЗКС. Покриття лакофарбові. Під-
готовка металевих поверхонь до фарбування).
ГОСТ 9.602-2005 ЕСЗКС. Сооружения подземньїе. Общие требования к
защите от коррозии (Споруди підземні. Загальні вимоги до захисту від корозії)
ГОСТ 10705-80 Трубьі стальньїе злектросварньїе. Технические условия.
(Труби сталеві електрозварні. Технічні умови).
ГОСТ 10706-76 (СТ СЗВ 489-77) Трубьі стальньїе злектросварньїе пря-
мошовньїе. Технические требования. (Труби сталеві електрозварні прямошовні.
Технічні вимоги).
ГОСТ 19281-89 Прокат из стали повьішенной прочности. Общие техничес-
кие условия. (Прокат із сталі підвищеної міцності. Загальні технічні умови).
ГОСТ 27772-88 Прокат для строительньїх стальних конструкций. Общие
технические условия. (Прокат для будівельних сталевих конструкцій. Загальні
технічні умови).
ПУЗ Правила устройства злектроустановок. (Правила улаштування елект-
роустановок).
З ТЕРМІНИ ТА ВИЗНАЧЕННЯ ПОНЯТЬ. ПОЗНАКИ ТА СКОРОЧЕННЯ
3.1 Терміни та визначення понять
У цих нормах використані наступні терміни та визначення позначених
ними понять:
3.1.1 типове рішення
Проектне рішення, застосування якого можливе в різних умовах. У конк-
ретному проекті виконують прив’язку типового рішення до місцевих умов
3.1.2 індивідуальне рішення
Проектне рішення, розроблене для окремих конкретних умов
3.1.3 розрахунковий граничний стан
Прийнятий в розрахунку стан, при якому конструкція перестає задоволь-
няти заданим експлуатаційним вимогам
3.1.4 повторюваність кліматичних навантажень
Відношення числа випадків спостереження зі значеннями, що входять у
даний інтервал, до загального числа членів ряду спостережень
3.1.5 коефіцієнт надійності
Коефіцієнт, що враховує можливе відхилення навантажень і характерис-
тик матеріалів у несприятливу сторону від нормативних значень
3.1.6 коефіцієнт надійності з відповідальності
Коефіцієнт, що враховує ступінь відповідальності конструкцій (їхню на-
родногосподарську значимість)
3.1.7 нормативне значення навантаження
Основна характеристика навантажень, визначена для постійних наванта-
жень - за проектними даними, для атмосферних навантажень - по найбільших
річних значеннях, що відповідає певному періоду їхнього перевищення
3.1.8 розрахункові значення навантаження
Навантаження, визначені множенням нормативних значень на коефіцієн-
ти надійності з навантаження
3.1.9 параметр шорсткості підстилаючої поверхні
Величина, що характеризує вплив поверхні землі на параметри повітряного
потоку і дорівнює висоті над землею, при якій швидкість вітру дорівнює нулю
3.1.10 середня складова вітрового навантаження
Постійна за величиною (у часі і просторі) частина вітрового навантажен-
ня, визначена за нормативним значенням вітрового тиску
3.1.11 пульсаційна складова вітрового навантаження
Змінна по величині (у часі і уздовж конструкції) частина вітрового наван-
таження, визначена з урахуванням розмірів конструкції і динамічних характе-
ристик тиску вітру
3.1.12 коефіцієнт сполучення навантажень
Коефіцієнт, що враховує зменшення ймовірності одночасного переви-
щення декількох навантажень їхніх розрахункових значень порівняно з імовір-
ністю перевищення одним навантаженням її розрахункового значення
3.1.13 коефіцієнт умов роботи
Коефіцієнт, що враховує можливі відхилення прийнятої розрахункової
моделі від реальних умов роботи конструкцій, а також зміну властивостей ма-
теріалів внаслідок впливу температури, вологості та ін. факторів, не відображе-
них безпосередньо в розрахунках
3.1.14 додаткове навантаження
Додаткове до власної ваги проводів навантаження в режимі найбільшого
вітрового навантаження (тиск вітру) або в режимі ожеледі з вітром (тиск вітру
на покритий ожеледдю провід)
3.1.15 конструктивна висота ланцюгової контактної підвіски
Відстань між несучим тросом і контактним проводом у точці їхнього під-
вішування на підтримуючих конструкціях
3.1.16 стиснуто-зігнуті елементи конструкцій
Елементи конструкцій (консолей, фіксаторів, жорстких поперечок І Т.Д.),
до яких одночасно прикладені стискаюча сила і поперечне навантаження
3.1.17 центрально-стиснуті, центрально-розтягнуті елементи конст-
рукцій
Елементи конструкцій, на які діє зовнішня сила, спрямована уздовж осі
елемента, визиваюча їхнє стискання або розтягання, а вісь яких залишається
прямою
3.1.18 жорсткі поперечки балкового типу
Конструкція жорсткої поперечки, ригель якої шарнірно опирається на
верх опори або на опорні столики
3.1.19 жорсткі поперечки рамного типу
Конструкція жорсткої поперечки, ригель якої жорстко закріплений на
опорі за допомогою підкосів або відтяжок
3.1.20 гнучкість елемента конструкцій
Величина, рівна відношенню довжини елемента конструкції до радіуса
інерції перерізу
3.1.21 відносна величина прогину елемента конструкції
Величина, рівна відношенню абсолютної величини прогину елемента
конструкції до її довжини.
3.2 Познаки та скорочення
У цих нормах застосовано такі познаки та скорочення:
МКЕ - метод кінцевих елементів;
ПЛ - повітряні лінії.
4 ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ
4.1 При проектуванні конструкцій контактної мережі необхідно:
• забезпечувати заданий термін служби конструкції в експлуатації;
• передбачати технологічність виготовлення й монтажу конструкцій, а
також їхню ремонтопридатність;
• забезпечувати найменші приведені витрати на будівництво та експлуа-
тацію;
• застосовувати економічні профілі прокату й ефективні марки сталі (у
т.ч. атмосферостійкі та високоміцні);
• застосовувати прогресивні конструкції (комбіновані із двох марок ста-
лі, попередньо напружені, з високоміцних пластмас);
• виконувати вимоги національних стандартів.
4.2 При проектуванні контактної мережі слід застосовувати уніфіковані
значення її параметрів (габариту опор, довжини прогону, довжини анкерних ді-
лянок, довжини струн).
Для масових конструкцій: фундаментів, опор, підтримуючих, фіксуючих і
анкерувальних пристроїв контактної мережі варто розробляти типові проекти.
До масового застосування конструкції повинні бути піддані приймально-
здавальним випробуванням. У проекті повинні бути схеми випробувань конс-
трукцій і значення контрольних навантажень для них.
4.3 Розрахунок конструкцій контактної мережі слід виконувати за мето-
дом розрахункових граничних станів.
Повторюваність кліматичних навантажень при розрахунку контактної
мережі варто приймати один раз на 10 років.
4.4 Механічний розрахунок проводів виконують методами статичного
розрахунку відповідно до вказівок розділу 6 цих Норм. Довжину прогону між
опорами на прямих, перехідних кривих і кривих ділянках колії визначають ме-
тодом динамічного розрахунку відповідно до методики, викладеної в додатку А.
4.5 Розрахунок опорних, підтримуючих і фіксуючих пристроїв контакт-
ної мережі слід виконувати з урахуванням коефіцієнта надійності з відповіда-
льності уп. Його значення слід приймати рівним:
- при швидкості руху поїздів від 161 до 200 км/год і більше - 1,1;
- при швидкості руху поїздів від 141 до 160 км/год - 1,0;
- при швидкості руху поїздів до 140 км/год (включаючи просту контактну
підвіску) - 0,95.
На коефіцієнт уп слід ділити граничні значення несучої спроможності,
розрахункові значення опорів, граничні значення деформацій, розкриття трі-
щин, або перемножити на уп. розрахункові значення навантажень, зусиль або
впливів.
4.6 При розрахунку опор контактної мережі на деформації (граничний
стан другої групи) слід визначати зміну прогину опори від впливу тимчасових
нормативних навантажень, додаючи до них навантаження від проводів. Зміна
пружного прогину консольних опор на рівні контактного проводу (без ураху
вання повороту фундаменту) не повинна перевищувати ±65 мм, а пружногс
прогину вершини опор гнучких поперечок повинна бути не більше ніж 1/15(
їхньої висоти.
4.7 Розрахунок залізобетонних опор на утворення або розкриття тріщиі
(друга група граничних станів) слід здійснювати на поєднання постійних нор
мативних навантажень і тимчасових кліматичних навантажень річної повторю
ваності: при цих навантаженнях поперечні тріщини в попередньо напружений
опорах із дротовими арматурами не допускаються.
4.8 Прив’язку типових конструкцій контактної мережі в проектах діля
нок, що електрифікуються, необхідно виконувати на розрахункові навантажен
ня; значення допустимих розрахункових навантажень повинні бути наведені і
типових проектах конструкцій контактної мережі. Залізобетонні опори при при
в’язці, крім того, слід перевіряти на навантаження, допустимі на утворення аб(
розкриття тріщин, обумовлених відповідно до 4.8 даних Норм.
4.9 Для контактної мережі необхідно передбачати плавку ожеледі г<
профпідігрів на проводах контактної мережі головних колій, а в місцях з інтен
сивним коливанням проводів передбачати вузли (конструкції, типи контактно'
підвіски), що перешкоджають автоколиванням.
4.10 При проектуванні типових конструкцій опор, фундаментів, жорсткий
поперечин для кожного типу за геометричними розмірами слід передбачати 2-4
типи за потужністю.
Проектування типових конструкцій консолей, кронштейнів, фіксаторів,
анкерувальних пристроїв необхідно виконувати за найбільшими розрахункови-
ми навантаженнями, при яких передбачається експлуатувати конструкції.
5 НАВАНТАЖЕННЯ ТА ВПЛИВИ
5.1 Навантаження, що діють на контактну мережу, підрозділяються на
постійні і тимчасові, а останні - на короткочасні та особливі.
5.2 До постійних відносяться наступні навантаження:
а) від проводів, ізоляторів, устаткування та арматури контактної мережі;
б) від будівельних конструкцій опорних, підтримуючих, фіксуючих і ан-
керувальних пристроїв;
в) від ґрунту (при розрахунку фундаментів опор);
г) навантаження від проводів некомпенсованих (при середньорічній тем-
пературі) і компенсованих підвісок контактної мережі.
Середньорічну температуру повітря слід визначати відповідно до СНиП
2.01.01.
5.3 До короткочасних відносяться навантаження:
а) тиск вітру на проводи, кабелі, троси й інші конструкції;
б) вага ожеледі на проводах, підтримуючих і фіксуючих пристроях;
в) вага ожеледі на жорстких поперечках;
г) вага снігового відкладення на ригелях жорстких поперечок;
д) навантаження від некомпенсованих проводів при відхиленні темпера-
тури повітря від середньорічного до мінімального значення.
е) вага монтера з інструментом на проводах або конструкціях;
ж) навантаження, що виникають при навантаженні, розвантаженні, пере-
везенні та монтажі конструкцій;
з) навантаження, що виникають при монтажі проводів контактної мережі.
5.4 До особливих навантажень і впливів відносяться:
а) навантаження, що виникають при обриві проводів контактної мережі;
б) сейсмічні впливи;
в) навантаження, що виникають при падінні опори.
5.5 Розрахунок конструкцій контактної мережі необхідно виконувати на
найбільш несприятливі сполучення навантажень, що діють одночасно в процесі
будівництва або експлуатації. При цьому необхідно розглядати основні й особ-
ливі сполучення навантажень.
До основних сполучень входять постійні й наступні можливі короткоча-
сні навантаження або їхнє сполучення:
- найбільший для даного району тиск вітру (ожеледь відсутня);
- відкладення ожеледі на проводах і конструкціях;
- тиск вітру на покриті ожеледдю проводи та конструкції;
- мінімальна температура повітря (вітер і ожеледь відсутні).
При розрахунку за умовами монтажу приймати наступні сполучення клі-
матичних навантажень: температура повітря мінус 15°С, швидкість вітру 10 м/с,
ожеледь відсутня.
При визначенні температури проводів контактної мережі слід враховува-
ти їхнє нагрівання від сонячної радіації та протікаючих струмів.
Примітка. При визначенні натягу тросів гнучких поперечок слід враховувати вказів-
ки 5.2 і 5.3;
До особливих сполучень входять можливі в реальних умовах постійні й
тимчасові навантаження при одночасній дії навантажень, що виникають при
обриві проводів контактної мережі, падінні однієї консольної опори, або при
сейсмічних впливах.
5.6 Значення розрахункових навантажень, необхідних для розрахунку
конструкції контактної мережі, слід визначати шляхом множення нормативного
значення кожного з навантажень на відповідний йому коефіцієнт надійності з
навантаження.
5.7 У районах з мікрокліматичними особливостями, що визначають під-
вищене значення кліматичних навантажень, слід приймати фактично спостере-
жувані величини навантажень.
Постійні навантаження
5.8 Масу проводів, кабелів, тросів, устаткування, деталей і конструкцій
контактної мережі та повітряних ліній визначають згідно з ДСТУ, проектними
даними, каталогами і довідковими матеріалами.
Нормативне навантаження від проводів, деталей і конструкцій , Н, що
підвішуються на опорах контактної мережі, визначають за формулою:
0/ =Х(^ + 0И + 0Д),
(5.1)
де § - питоме лінійне навантаження від маси проводів або ланцюгової підвіс-
ки, Н/м;
І - позрах^'нкова довжина прогону, м:
Оа - навантаження від ізоляторів, Н:
□д - навантаження від деталей і конструкцій, Н.
При визначенні навантаження на опорні, підтримуючі або фіксуючі при-
строї розрахункову довжину прогону приймають рівною середньому арифме-
тичному від довжини двох прогонів, які примикають до опори, що
розраховується.
5.9 Коефіцієнт надійності з навантаження для маси проводів, деталей і
конструкцій приймають рівним 1.05.
.Якщо зменшення постійного навантаження може погіршити умови робо-
ти конструкцій контактної мережі, то коефіцієнт надійності з навантаження
слід приймати рівним 0,9.
5.10 Коефіцієнт надійності з навантаження для натягу компенсованих
проводів і зусиль, шо передаються від них на конструкції, варто приймати рів-
Навантаження в розрахунковому режимі, що передаються на конструкції
контактної мережі від натягу некомпенсованих проводів, визначають за рівнян-
ням стану проводів, приймаючи у вихідному режимі нормативні значення наван-
тажень і відповідні їм натяги проводів. При цьому слід враховувати вимоги
5.18, 5.32, 5.36 і 5.47 цих Норм.
Вітрові навантаження
5.11 При визначенні вітрового навантаження для конкретних ділянок, що
електрифікуються, слід керуватися вказівками ДБН В 1.2-2 і додатковими ви-
могами Норм.
Вітрове навантаження слід визначати як суму середньої і пульсаційної
складових.
5.12 Нормативне значення вітрового тиску #нз, Па, (швидкості вітру
ї’нз, м/с) визначають:
9
^7нз ^р *?0’ ^нз ^р^О’ 2)
де до - нормативне значення вітрового тиску, Па, прийняте за табл. 5.1;
То - нормативне значення швидкості вітру, м/с, повторюваністю один раз в
10 років на висоті 10 м над рівнем землі;
ку = 0,238 1п (</<о) - коефіцієнт зміни вітрового тиску залежно від характеру
підстилаючої поверхні та висоти насипу (рис. 5.1);
2 - висота над поверхнею землі, м (рис. 5.2);
<0 - параметр шорсткості підстилаючої поверхні, м, визначається за
табл. 5.2.
Таблиця 5.1
Вітровий район (приймають згідно з ДБН В. 1.2-2) 1 2 3 4 5
Па до, кгс/м2 400 40,8 450 45,9 500 51,0 550 56,1 600 61,2
То, м/с 25,5 27,0 28,5 29,9 31,2
Таблиця 5.2
№ пп Тип місцевості Параметр шорст- кості со, м
1 Місця з різким посиленням швидкості вітру в результаті штучного формування спрямованого потоку (уздовж русла річки з високими берегами, уздовж ущелини) 0,01
2 Відкрита рівна місцевість без рослинності; поверхня озер, водойм і морів, заплави великих річок 0,05
3 Степ, рівнина, луг 0,10
4 Відкрита горбкувата місцевість або рівнинна поверхня з рідким лісом, садами, парками 0,20
5 Ділянки, захищені лісозахисними насадженнями, які не під- лягають вирубці; станції в межах станційних будівель 0,50
6 Густий ліс, що не підлягає вирубці з висотою дерев не мен- ше ніж 10 м; місто з будинками висотою понад 10 м 1,00
Примітка 1. Споруда вважається розташованою у місцевості даного типу, якщо ця місцевість зберігається на відстані: для місцевості по п. 2 - 250 м; по п. 3 - 200 м, по п. 4 - 100 м, по п. 5 - 50 м, по п. 6 - 50 м. Примітка 2. Для місцевості за пп. 1-4 наведене найменше значення параметра шорсткості для умов режиму максимального вітру з урахуванням наявності сніго- вого покриву. Ті самі значення параметра шорсткості приймають і при ожеледі. Примітка 3. Значення параметра шорсткості за п. 5 дано для випадку, коли стан- ційні будівлі розташовані з обох боків залізничної колії не далі 50 м. У іншому ви- падку його значення приймають для місцевості, що лежить із навітряної сторони станційних будівель. Примітка 4. У випадках, коли місцевість не підпадає під наведену вище класифі- кацію, можна приймати проміжне значення параметра шорсткості. Примітка 5. Для ділянок контактної мережі, що проходять по берегу озера, водой- ми, моря, якщо з іншої його сторони розташована стрімка стіна гір, параметр шорст- кості варто приймати за п. 2. Висоту розташування проводів контактної мережі над підстилаючою поверхнею для ділянок залізниці з різним профілем слід визначати відповідно до схем рис. 5.2. Для ділянок, розташованих у виїмці глибиною 7 м і більше, висоту г над підстила- ючою поверхнею слід приймати рівною 3 м. Примітка 6. При розташуванні залізничного насипу на місцевості з параметром шорсткості 0,5 і 1 м висота розташування проводів контактної мережі зменшується на висоту перешкоди, тобто стає рівною: (г - 10) м. При цьому значення параметра шорсткості підстилаючої поверхні приймають рівним 0,15 м за п. 5 і 0,2 м - п. 6.
Параметр шорсткості підстилаючої поверхні, то, м
Рис. 5.1 Коефіцієнт зміни вітрового тиску:
І - насип висотою 40 м (гн на рис. 5.2); II - нульове місце;
III - виїмка глибиною 5 м (хв на рис. 5.2)
Рис. 5.2 Схеми розташування проводів контактної мережі над підстилаючою
поверхнею
5.13 Нормативне значення середньої складової вітрового навантаження
Р*н, Н, на опорні, підтримуючі й фіксуючі пристрої контактної мережі визна-
чають за формулою:
(5-3)
Де Сх- аеродинамічний коефіцієнт, прийнятий за 5.19 цих Норм і за ДБН В. 1.2-2;
Ак - розрахункова поверхня конструкції, до якої прикладене вітрове наван-
таження, м2.
5.14 Нормативне значення пульсаційної складової вітрового навантажен-
ня на опорні, підтримуючі та фіксуючі пристрої Р”, Н, визначають за форму-
лою:
Р” =073-Р^-гп-тп,
(5.4)
де гп - коефіцієнт просторової кореляції пульсацій тиску вітру, прийнятий згід-
но з табл. 5.3;
тп - коефіцієнт пульсацій тиску вітру, прийнятий згідно з рис. 5.3.
Таблиця 5.3
Лінійний розмір конструкцій. Довжина прогону, м 2 5 10 15 20 25 35 45 55 65 70 75
• 102 89 87 85 82 80 77 75 72 67 62 58 54
5.15 Нормативне значення середньої складової вітрового навантаження
Ру, Н, на проводи, кабелі, троси і те, що передається з них на опорні, підтри-
муючі та фіксуючі пристрої, визначають за формулою:
Рн О'^пзСхАі
(5.5)
К '
де осн - коефіцієнт, що враховує нерівномірність тиску вітру вздовж прогону,
прийнятий рівним: при тиску вітру до 400 Па - 0,9; від 401 до 650 - 0,8;
при механічному розрахунку проводів і довжин прогонів ан = 1.
Рис. 5.3 Коефіцієнт пульсацій тиску вітру
5.16 При наявності багаторічних (не менше ніж 20 років) даних місцевих
гідрометеостанцій про швидкість вітру допускається визначати нормативний
вітровий тиск за формулою:
#о = О,615 • гр,Па,
(5.6)
де Го - швидкість вітру на рівні 10 м над поверхнею землі, що відповідає деся-
тихвилинному інтервалу осереднення, і перевищуюча у середньому раз
в 10 років, м/с.
5.17 Нормативне значення пульсаційної складової вітрового навантажен-
ня, переданого від проводів на опорні, підтримуючі й фіксуючі пристрої Р”, Н,
визначають за формулою:
Рн =0,73 • Р*
• уп • тп • £п,
(5.7)
де - коефіцієнт динамічності, прийнятий за рис. 5.4 залежно від маси прово-
ду (проводів) (при ожеледі разом з масою відкладень).
Рис. 5.4 Коефіцієнт динамічності для проводів контактної мережі
5.18 Коефіцієнт надійності з вітрового навантаження, переданого від про-
водів на опорні, підтримуючі й фіксуючі пристрої контактної мережі, слід при-
ймати рівним:
а) при розрахунку на міцність - 1,3;
б) при розрахунку на деформації - 1,0;
в) при розрахунку на утворення тріщин у залізобетонних опорах - 0,75.
Коефіцієнт надійності з вітрового навантаження на опорні, підтримуючі й
фіксуючі конструкції слід приймати рівним 1,2.
Розрахунок проводів виконують на нормативне значення середньої скла-
дової вітрового навантаження, помноженого на коефіцієнт 1,10.
5.19 При визначенні вітрового навантаження на проводи та конструкції
контактної мережі треба приймати наступні значення аеродинамічного коефіці-
єнта лобового опору Сх:
а) одиночні проводи й троси діаметром 20 мм і більше - 1,10;
б) те ж діаметром менше 20 мм і також проводи та троси, покриті ожелед-
дю - 1,20;
в) одиночні контактні проводи та троси ланцюгової підвіски з урахуван-
ням затискувачів і струн - 1,25;
г) подвійні контактні проводи з відстанню між ними 40 мм на нульових
місцях і на насипах висотою до 5 м - 1,55, те ж на насипах понад 5м- 1,85;
д) залізобетонні опори кільцевого і круглого перерізу - 0,7;
е) ригелі жорстких поперечок згідно з 5.20-5.23 цих Норм;
ж) плоскі елементи конструкцій - 1,4.
5.20 Розрахунок вітрових навантажень на ригелі жорстких поперечок
слід виконувати відповідно до рекомендацій ДБН В. 1.2-2 і додаткових рекомен-
дацій 5.21-5.23 цих Норм.
5.21 Вітрові навантаження на ригелі жорстких поперечок необхідно виз-
начати для відсіку ферми й приводити потім до навантаження на 1 м.
За відсік прийнята частина ферми, укладена між двома поперечними пе-
рерізами на довжині панелі, що характеризується схемою решітки та геометрич-
ними параметрами, які повторюються по довжині ферми (рис. 5.5).
5.22 Горизонтальне розрахункове навантаження на відсік ригеля Хь Н,
визначають при дії вітру уздовж колії:
(5.8)
де уу- коефіцієнт надійності з вітрового навантаження, прийнятий рівним 1,2;
А - характерна площа з навітряної сторони відсіку ферми (м2), що визнача-
ється для чотиригранних ферм за формулою:
— ^пн + ^пв ^рк^рк ^рп^^рп + ^ркг^^ркг Уг 3"0,5ИрКС СО8 Ус, (5 9)
де Лпн, Лпв, Лрк, Лрп, Лркг, Лркс - характерні площі стержнів відсіку, відповідно
нижнього й верхнього поясів, розкосів, розпірки, розкосу горизонтальної
грані, розкосу в поперечному перерізі, м2, що визначаються за формулами
(5.10-5.13)
Апн
— Апв — Ав10,
Ьл. - 2б/сп
ірк = ф8[пу- -^рк; 4п = (^ф -2^срмрп;
2^Ср , . . _ аф 2б?ркс .
ікг • ^ркг’^ркс • ^ркс’
81П Уг 81П ус
(5.10)
(5.11)
(5.12)
*
(5.13)
_ н в
ср “ ~
де б/н, <1В - ширина полиці відповідно нижнього й верхнього поясів, м;
/о - довжина відсіку, м;
^рк. ^рп, ^ркг, ^ркс - ширина полиці відповідного стержня решітки, м;
Ур, уг - кут між поясом і розкосом відповідно у вертикальній і горизонтальній
гранях, град;
ус - кут відхилення від вертикалі розкосів у поперечному перерізі відсіку чо-
тиригранної ферми;
ирк, иРп - кількість розкосів, розпірок на одній вертикальній грані відсіку;
иркг, «ркс - кількість розкосів на одній горизонтальній грані й поперечному
перерізі відсіку;
Ьф - висота ферми;
«Ф - ширина ферми.
Аеродинамічний коефіцієнт Сх визначають за табл. 5.4
Таблиця 5.4
Відношення Відношення
1 ,0 1 ,5 2,0
Відношення г/в/б/н
1,0 1,5 1,0 1,5 1,0 1,5
0,05 2,55 2,59 2,66 2,70 2,77 2,81
0,10 2,05 2,10 2,20 2,25 2,35 2,40
0,20 1,68 1,73 1,89 1,94 2,10 2,15
5.23 Сумарне горизонтальне розрахункове вітрове навантаження на фер-
му ригеля й несучі троси ланцюгової підвіски, направлене перпендикулярно осі
колії, 7і, Н, визначають за формулою:
~ п
~ + 22 ^рі і
і
(5.14)
де Аф - характерна площа ферми, яка дорівнює сумі характерних площ відсіків,
м2; Сг = О,ЗСХ;
Ррі - вітрове навантаження на і - провід, Н, що визначається згідно з 5.13-
5.18;
п - кількість проводів.
Вітрове навантаження на ферму ригеля поперечки в напрямку, перпенди-
кулярному осі колії, може бути прийняте рівним 30% від вітрового наванта-
ження на ферму вздовж осі колії.
Найбільша величина сумарного вітрового навантаження має місце при
куті ковзання Рі = 15° (рис. 5.6).
Аеродинамічний коефіцієнт лобового опору несучих тросів (контактних
проводів) при куті ковзання Рі = 15° визначають за формулою:
СХІ= с, СО82 р, = СХІ 0,932,
(5.15)
де Сх\ - аеродинамічні коефіцієнти лобового опору несучих тросів (контактних
проводів) при їхньому поперечному обтіканні.
5.24 Максимальне значення вітрового навантаження слід визначати при
температурі повітря мінус 5°С.
ВБН В 2.3-3-2009
Рис. 5.6 Схема для визначення кута ковзання вітру відносно ригеля
Навантаження від ожеледі
5.25 Ожеледні навантаження на контактну мережу слід розраховувати
відповідно до ДБН В. 1.2-2 і вимог цих Норм.
5.26 Нормативне значення ожеледного навантаження на проводах, кабе-
лях і тросах, підвішених на опорах контактної мережі, ()]], Н, знаходять за фор-
мулою:
(5.16)
де §]'] - нормативне значення питомого лінійного навантаження від ожеледі,
Н/м, визначається, виходячи з товщини стінки ожеледі, приведеної до
циліндричної форми із щільністю р = 0,9 г/см3.
5.27 Нормативну товщину стінки ожеледі Ьн повторюваністю один раз в
10 років, приведену до висоти 10 м над поверхнею землі й діаметру проводу
10 мм, слід приймати для різних географічних районів за табл. 5.5.
Для маловивчених районів товщину стінки ожеледі слід приймати на ра-
йон вище. Зміну товщини стінки ожеледі залежно від діаметра проводів слід
враховувати за вказівками глави ДБН В. 1.2-2.
Таблиця 5.5
Ожеледний район (приймають згідно з ДБН В. 1.2-2) 1 2 3 4 5 6
Товщина стінки ожеледі, мм 12 16 19 22 28 34
5.28 Місцеві умови утворення відкладень ожеледі-паморозі враховують
поправочним коефіцієнтом кь до товщини стінки відкладення за даними
табл. 5.5. Значення коефіцієнта для проміжних значень висоти насипу й глиби-
ни виїмки визначають лінійною інтерполяцією.
5.29 3 метою урахування особливостей утворення ожеледі на проводах
контактної підвіски необхідно:
а) при визначенні ваги ожеледі на контактних проводах товщину стінки
ожеледі приймати рівною 50% товщини стінки, прийнятої для даного району;
б) при визначенні ваги ожеледі на несучому тросі вводити поправочний
коефіцієнт до ваги відкладення, який дорівнює 0,8.
Таблиця 5.6
№ пп Вид поверхні Поправочний коефіцієнт кь
1 Насип висотою, м 5 10 15 20 25 30 і більше 1 ] ] 1 1 1 1,10 1,20 1,30 1,40 1,45 1,50
2 Виїмка глибиною, м 5 7 і більше 0,75 0,60
3 Незахищена від вітру, відкрита, рівна місце- вість 1,10
4 Ліс, будинки, станційні будівлі, вищі за висоту розташування проводів 0,80
5.30 Навантаження від ожеледі на струнах Н/м, віднесене до довжини
прогону, слід визначати за формулою:
при одному контактному проводі:
£ =р л 0,13 •&„ •(!,15 й„ + гіс)-10
при двох контактних проводах і шаховому розташуванні струн:
& = р • тс 0,20 • Ьи (1,15 • Ьи + ас) 10'3;
де Ьц - нормативна товщина стінки ожеледі; сІс - діаметр струни, мм.
(5.17)
(5.18)
5.31 В умовах відкладення ожеледі при різних кутах зустрічі напрямку
вітру із проводами необхідно приймати наступні значення ваги ожеледі, %:
при куті зустрічі 90° (перпендикулярно осі колії) - 100;
при 0° (уздовж осі колії) - 30.
Примітка 1. Вказівки 5.31 необхідно враховувати при розрахунку жорстких попере-
чок на найбільш невигідні сполучення вітрових і ожеледних навантажень.
Примітка 2. Ожеледні навантаження для проміжних значень кута допускається ви-
значати лінійною інтерполяцією між приведеними значеннями.
5.32 Коефіцієнт надійності з урахуванням ожеледного навантаження
слід приймати рівним:
а) при розрахунку на міцність:
для проводів в 1, 2 районах ожеледі - 1,3; в 3, 4, 5, 6 районах - 1,4;
для відкладень ожеледі на конструкціях опорних, підтримуючих і фіксуючих
пристроїв - 1,3;
для проводів, на яких проектом передбачена плавка ожеледі - 1,0;
б) при розрахунку на деформації:
в 1, 2 районах - 0,5;
в 3, 4, 5, 6 районах - 0,7;
в) при розрахунку на утворення тріщин у залізобетонних опорах - 0,3.
5.33 Нормативне значення вітрового тиску, Па, (швидкість вітру, м/с)
при ожеледі приймається за табл. 5.7.
Таблиця 5.7
Ожеледний район (приймають згідно з ДБН В. 1.2-2) 1 2 3 4 5 6
Па 150 200 250 300 350 400
кгс/м2 15,3 20,4 25,5 30,6 35,7 40,8
Ур, м/с 15,6 18,0 20,2 22,1 23,9 25,5
5.34 Місцеві умови захищеності контактної мережі при визначенні тиску
вітру в заданих умовах при ожеледі враховується відповідно до 5.12.
Значення середньої й пульсаційної складової нормативного вітрового на-
вантаження при ожеледі визначають за 5.13-5.17.
Вітрове навантаження на контактні проводи та несучі троси покриті оже-
леддю слід визначати з урахуванням 5.29.
5.35 Розрахунок проводів слід виконувати на нормативне значення серед-
ньої складової вітрового навантаження при ожеледі, помножене на коефіцієнт
1,10.
5.36 Коефіцієнт надійності з вітрового навантаження, що передається
від проводів, покритих ожеледдю, на опорні, підтримуючі й фіксуючі пристрої,
слід приймати рівним:
а) при розрахунку на міцність - 1,3;
б) при розрахунку на деформації - 0,85;
в) при розрахунку на утворення тріщин у залізобетонних опорах - в 1-6
районах ожеледі - 0,45.
Коефіцієнт надійності з вітрового навантаження при ожеледі на опорні,
підтримуючі й фіксуючі конструкції слід приймати рівним 1,2.
5.37 Ожеледне навантаження слід знаходити при температурі мінус 5°С.
5.38 Ожеледне навантаження на ферму жорсткої поперечки визначають
для відсіку ферми й приводять потім до навантаження на 1 м її довжини.
Розрахункове ожеледне навантаження Н/м, визначають за форму-
лою:
^=7ЧРЇ/>
/() (5.19)
де /Г - коефіцієнт надійності для ожеледного навантаження на ферму, прий-
мається відповідно до вимог ДБН В. 1.2-2;
Ао - поверхня відсіку, піддана обледенінню, м2:
Ао = 0,6А
(5.20)
е 2
Тут А - повна поверхня відсіку ферми, м :
«пн'^-4 пв ипв-н4 рК прк+А рП ИрП~і~А рКГ пркг+А рПГ ПрПГ+А рКП ИрКП, (5.21)
А пн, А „в, А рК, А рП, А ркг, А рПГ, А 'ркп - складові загальної площі А поверхні відсіку,
відповідно, нижнього пояса (пн), верхнього пояса (пв), розкосу (рк),
розпірки (рп), розкосу горизонтальної грані (ркг), розпірки горизонта-
льної грані (рпг), розкосів у поперечному перерізі ферми (ркп);
«пн» «пв» «рк» «рп» «ркг, «рпг» «ркп - ЧИСЛО ПОЯСІВ НИЖНІХ, ВерХНІХ, РОЗКОСІВ І рОЗПІрОК
на вертикальних гранях, розкосів і розпірок на горизонтальних гранях,
а також розкосів у поперечних перерізах відсіку ферми (відповідно).
ВБН В 2.3-3-2009
Снігові навантаження на ригель жорсткої поперечини
5.39 При визначенні снігового навантаження на ригель жорсткої попере-
чини слід дотримуватися вказівок ДБН В. 1.2-2 і враховувати вимоги цих Норм.
5.40 Нормативне значення снігового навантаження на жорсткі попере-
чини 0сн, Н, слід визначати за формулою
(5.22)
де - нормативне значення ваги снігового покриву на 1 м2 горизонтальної
поверхні землі, прийняте для різних районів за табл. 5.8;
А - площа верхньої горизонтальної грані ферми ригеля за зовнішнім обмі-
рюванням, м,
ц - коефіцієнт переходу від ваги снігового покриву землі до снігового наван-
таження на ригель, прийнятий за табл. 5.8.
5.41 Допускається визначати нормативне значення ваги снігового пок-
риву землі за даними багаторічних (не менше ніж 20 років) спостережень міс-
цевих метеостанцій.
5.42 Коефіцієнт надійності з снігового навантаження на жорсткі попере-
чини варто приймати рівним 1,3.
5.43 Снігове навантаження знаходять при температурі повітря 0°С. Тиск
вітру при сніговому навантаженні відсутній.
Таблиця 5.8
Сніговий район (приймають згідно з ДБН В.1.2-2) 1 2 3 4 5 6
с Па £Н ’ О (кгс/м2) 800 81,5 1000 101,9 1200 122,3 1400 142,7 1600 163,1 1800 183,5
Коефіцієнт Ц Жорстка поперечина без освітлення 0,25 0,28 0,30 0,35 0,39 0,41
Жорстка поперечина з освітленням 0,35 0,45 0,55 0,56 0,57 0,58
Температурні впливи
5.44 Розрахунок температурних впливів на контактну мережу слід вико-
нувати згідно з ДБН В.1.2-2, СНиП 2.01.01 і додатковими вимогами Норм.
5.45 Нормативне значення мінімальної температури повітря, °С, визна-
чають за формулою:
^н.тіп — 0 А1 ~ 6 С,
(5.23)
де - багаторічна середня місячна температура повітря в січні, прийнята згідно
з ДБН В. 1.2-2, СНиП 2.01.01; Лі - відхилення середньої добової темпе-
ратури від середньої місячної (іі), прийняте відповідно до ДБН В. 1.2-2.
При наявності багаторічних (не менше ніж 20 років) даних місцевих ме-
теостанцій допускається визначати нормативне значення температури повітря
за формулою:
^н.тіп (^1 ^тіп )
(5.24)
де і і - середня добова температура найбільш холодної доби в січні;
Апіп - абсолютна мінімальна температура повітря.
5.46 Розрахункове значення мінімальної температури повітря дорівнює
абсолютній мінімальній температурі.
5.47 При визначенні навантажень, переданих на конструкції контактної
мережі, необхідно приймати наступні значення коефіцієнта надійності з наван-
таження для натягу некомпенсованих проводів при температурних впливах, які
зазначені в таблиці 5.9:
Таблиця 5.9
При розрахунку на: Для некомпенсованого несучого троса Для одиночних проводів (посилюючих, живлячих, ВЛ)
Міцність 1,1 1,2
Деформації 1,0 1,0
Утворення тріщин у залізобе- тонних опорах 0,9 0,8 і
5.48 Нормативне й розрахункове значення максимальної температури
повітря слід приймати рівними абсолютній максимальній температурі повітря
Лпах з урахуванням впливу сонячної радіації (прямої і розсіяної).
Еквівалентне збільшення максимальної температури повітря в результаті
нагрівання проводів сонячною радіацією визначають за формулою:
Гр= 0,0162фтах, (5.25)
де фтах - максимальне значення сумарної сонячної радіації, Вт/м2, прийняте
згідно з табл. 5 СНиП 2.01.01.
Для районів, розташованих між 46 і 56 градусами п.ш., температуру на-
грівання проводів сонячною радіацією ґр можна прийняти рівною 14°С.
5.49 При визначенні довжини анкерних ділянок ланцюгових підвісок
зміну температури повітря слід приймати між середньорічним і нормативним
значеннями.
При визначенні діапазону температури для розрахунку переміщення ан-
керних вантажів слід враховувати нагрівання проводів сонячною радіацією і тя-
говими струмами.
5.50 Температуру безпровисного положення контактного проводу слід
визначати за формулою:
А) ~ С ’
(5.26)
де ір - середньорічна температура повітря, визначена згідно з СНиП 2.01.01;
ї - поправка, що дорівнює 20-25° при одному й 15-20° при двох контактних
проводах.
Більш точно температуру безпровисного положення контактного проводу
можна визначити, виходячи з наступних співвідношень:
якщо значення їр <їн (після округлення до 5°С), то ї дорівнює 20 при
одному, 15 °С при двох контактних проводах;
якщо їр>їн, то ї відповідно дорівнює 25 і 20°С.
Тут їн - середня нормативна температура повітря
*н = Стах + Ін тіп)/2 (5.27)
Монтажні навантаження
5.51 Конструкції контактної мережі (опори, консолі, жорсткі поперечки,
кронштейни фіксаторів) слід перевіряти розрахунком на дію монтажних наван-
тажень, що виникають при навантаженні, розвантаженні й перевезенні, а також
при монтажі як самих конструкцій, так і розташованих на них елементів конта-
ктної мережі (проводів і ін.).
5.52 При розрахунку конструкцій на вплив навантажень, виникаючих
при навантажувально-розвантажувальних роботах і перевезенні, повинні бути
розглянуті схеми стропування і навантаження, що викликають найбільші зу-
силля в конструктивних елементах.
Якщо виникаючі при цьому монтажні навантаження приводять до необ-
Дності збільшення перетинів конструкції, то в проекті повинні бути передба-
чені більш раціональні схеми схропування й навантаження, за якими і визнача-
ють потім значення монтажних навантажень.
Монтажні навантаження при навантаженні, розвантаженні й перевезенні
конструкцій слід визначати з урахуванням коефіцієнтів, що враховують дина-
мічні впливи:
при підніманні кранами - 1,25;
під час перевезення транспортом - 1,60.
При проектуванні типових конструкцій слід приймати коефіцієнт надій-
ності за монтажним навантаженням рівним 1,6.
5.53 Опори й жорсткі поперечки, що перевозяться або складовані в кіль-
ка рядів, потрібно перевіряти розрахунком на дію навантажень від вищескладе-
них конструкцій на нижній ряд.
5.54 Опорні й підтримуючі конструкції необхідно перевіряти на наван-
таження, що виникають при монтажі ланцюгових підвісок і одинарних прово-
дів, які підвішуються з боку поля. При цьому отримані зусилля необхідно
множити на коефіцієнт кл = 1,25, що враховує динамічний вплив навантаження.
Якщо метод монтажу, що намічається створює навантаження, неприпустимі для
типових конструкцій, то повинні бути внесені зміни в метод монтажу або в
конструкцію.
5.55 Горизонтальні й похилі елементи решіток металевих опор і жорст-
ких поперечок при куті нахилу 30° і менше, а також консолі й кронштейни фік-
саторів перевіряють розрахунком на вагу монтера, рівним 1000 Н. При цьому
варто приймати наступні кліматичні умови: швидкість вітру 10 м/с, температу-
ру повітря мінус 15°С.
5.56 Анкерні опори і їхні відтяжки слід розраховувати на зусилля уз-
довж колії від анкеруємих проводів. Для визначення розрахункового наванта-
ження величину нормативного натягу у проводах в основних з’єднаннях слід
збільшувати на коефіцієнт надійності рівний 1,15.
Навантаження при обриві проводів
5.57 Визначення навантажень аварійного режиму на консольні опори >
контактної мережі слід виконувати для випадку обриву несучого троса ланцю-І
гових контактних підвісок.
Навантаження при обриві проводів на опорах живлячих ліній визначають,
виходячи з умов обриву одного із проводів, підвішених на опорі, що дає найбі- І
льший згинаючий або крутильний момент на опору. Поздовжню (уздовж лінії) сй-І
лу, прикладену в точці кріплення проводу при його обриві, приймають рівноЛ
0,5 найбільшого натягу проводу, підвішеного на металевій опорі, і 0,3 найбілИ :
шого натягу проводів, що підвішені на залізобетонній опорі. Навантаження |
кінцеві, кутові й анкерні опори при обриві проводів живлячих і відсмоктуючих
ліній визначають за Правилами улаштування електроустановок (ПУЕ). При
цьому навантаження визначають із умов обриву проводів однієї лінії, що дають
найбільший згинальний або крутильний момент на опору.
5.58 Розрахункову схему для визначення зусиль, що діють на консольні
опори контактної мережі при обриві проводів ланцюгової підвіски, слід прий-
мати відповідно до рис. 5.7.
На кінці консолі прикладене вертикальне навантаження (2Д> Н,
Єд = кд £с, (5.28)
де кд = 1,9 - динамічний коефіцієнт;
0с - вага ланцюгової контактної підвіски, залежить від типу проводів і дов-
жини прогону, Н.
Консоль (рис. 5.8) розгорнута на кут до лінії, перпендикулярної осі ко-
лії, таким чином, що точка закріплення троса пересунута уздовж колії на вели-
чину Лп рівну конструктивній висоті ланцюгової контактної підвіски. Кут РА
визначають із умови
8Іп [3А = Лп / ат (5.29)
Згинальний момент Мд створюється вертикальною силою, прикладеною
на кінці консолі
-ЛТц — З- «ійк + ^тйь (5.30)
де пт - відстань від осі опори до точки кріплення несучого троса, м;
а і - відстань від осі опори до центра ваги консолі, м;
<2к - вага консолі, Н;
Йі - вага ізолятора, Н.
Обрис епюри згинальних моментів відповідає наведеному на рис. 5.7. Ро-
бота опори, що має різні значення моментів інерції перетину уздовж осі колії й
перпендикулярно до неї, відповідає косому вигину.
Складові згинального моменту уздовж осі колії Мв і перпендикулярно до
осі колії Мп слід обчислювати за формулою:
Мв = Мд8Іпрк; (5.31)
Мп = МдСО8Рк. (5.32)
де Мд - згинальний момент у площині дії рівнодіючої сили.
го 5 $9 Навантаження на конструкції контактної мережі при обриві несучо-
троса визначають для заданого типу контактної підвіски, району за ожелед-
дю та довжин прогонів. Для визначення вертикальних сил, що діють при обри-
ві, слід приймати товщину стінки ожеледі, рівну 0,5 максимальної розрахунко-
вої для даного району.
5.60 Розрахунок навантажень на ригель жорсткої поперечки в аварійно-
му режимі слід виконувати для випадку обриву несучого троса в середині про-
гону контактної підвіски однієї з головних колій, що дає найбільш невигідні
сполучення й найбільші величини діючих сил.
Рис. 5.7 Схема дії сил на опору при
обриві несучого троса
Рис. 5.8 Розташування консолі
(у плані)
при дії максимальних сил, що
виникають при обриві проводів
При розрахунку в аварійному режимі поздовжнього навантаження на
опорні вузли поперечки слід розглядати випадок обриву тієї контактної підвіс-
ки, при якому величина навантаження має максимальне значення.
Вертикальне навантаження, що діє при обриві проводів на жорстку попе-
речку, слід визначати за формулою (5.15).
При розрахунку жорсткої поперечки на вертикальне навантаження від
обриву проводів дію поздовжньої сили не враховують.
При підвішуванні контактної підвіски на консольних стійках місце
прикладання вертикального навантаження слід визначати з урахуванням ново-
роту консолі на кут (див. 5.58). «
5.61 Навантаження уздовж колії на анкерні опори при обриві проводі’
слід визначати за максимальною величиною їхнього натягу з урахуванням ко®
фіцієнта 1,15, обумовленого динамічним впливом навантаження при обриві кон-
тактного проводу або несучого троса.
5.62 Зусилля вздовж колії, що діє при обриві проводів компенсованої
контактної підвіски на анкерну опору середньої анкеровки, потрібно визначати
як суму, що складається з максимального натягу в додатковому тросі та 40%
натягу в несучому тросі.
5.63 Поздовжнє навантаження на жорсткі поперечки Рож, Н, від обриву
несучого троса слід приймати залежно від ваги контактної підвіски з урахуван-
ням відкладення ожеледі на проводах £)п, кН, величини натягу троса Т та дов-
жини вузла підвішування троса на ригелі 2с, за формулою:
*ож — ОЖ^Т^Х’
ДЄ
=Р1+^п,
(5.33)
(5.34)
Рі = 0,3 кН;
кп - коефіцієнт, що враховує вагу контактної підвіски і дорінює 0,4;
кт - коефіцієнт, що враховує величину натягу Т несучого троса (рис. 5.9);
- коефіцієнт, що враховує довжину вузла підвішування А, несучого троса на
ригелі жорсткої поперечки (рис. 5.10).
При підвішуванні контактної підвіски на консольних стійках або несучо-
го троса компенсованої підвіски на роликах розрахунок жорсткої поперечки в
аварійному режимі на поздовжнє навантаження не виконують.
Рис. 5.9 Коефіцієнт, що враховує величину натягу несучого троса
Рис. 5.10 Коефіцієнт, що враховує довжину вузла підвішування несучого троса
на ригелі жорсткої поперечки
5.64 При розрахунку жорсткої поперечки на поздовжнє навантаження
від обриву несучого троса вертикальну складову навантаження приймають
рівною вазі підвіски з урахуванням відкладення ожеледі на проводах.
5.65 Реакція необірваних несучих тросів контактних підвісок сусідніх
колій включає статичну й динамічну складові. Статичну складову реакції тросів
варто визначати згідно з 8.52-8.54 цих Норм.
Сумарна величина реакції тросів дорівнює значенню статичної складової,
помноженому на коефіцієнт динамічності, рівний 1,5.
5.66 При проектуванні типових конструкцій контактної мережі наван-
таження при обриві проводів слід приймати для більш важких розрахункових
умов: максимальної довжини прогону, більш важкого типу контактної підвіски
й найбільшої ваги відкладення ожеледі на проводах.
Величини навантажень, що рекомендуються при проектуванні типових
конструкцій, наведені в табл. 5.10 і 5.11.
Примітка 1. У таблицях наведена максимальна можлива в заданому вітровому районі
уніфікована довжина прогону, при якій визначене зусилля від обриву.
Примітка 2. Максимальна довжина прогону визначена при значенні параметра шорст-
кості підстилаючої поверхні, рівній 0,5 м.
Примітка 3. Натяг несучих тросів дорівнює 20 кН.
5.67 Розрахунок консольних опор контактної мережі на особливі сполу-
чення навантажень, що з’являються в результаті обриву проводів, слід викону-
вати тільки за першим граничним станом (за несучою спроможністю). V
5.68 Розрахунковий опір сталі для розрахунку конструкцій контактної
мережі за несучою спроможністю на навантаження від обриву проводів слід І
приймати: при урахуванні ожеледі - рівним нормативному, а без відкладень ,
ожеледі - 95% від нормативного. При розрахунку залізобетонних опор розра-
хунковий опір сталі може бути підвищено на 10%, а бетону - на 25%.
5.69 При проектуванні консолей необхідно виконувати перевірочний
розрахунок на навантаження від обриву проводів. Вертикальну силу, прикладе-
ну на кінці консолі, слід визначати відповідно до 5.58 цих Норм.
Сейсмічні впливи
5.70 У районах із сейсмічністю 8-9 балів фундаменти, опори і з’єднані з
ними жорстким (не шарнірним) вузлом жорсткі поперечки або інші конструкції
контактної мережі слід розраховувати з урахуванням сейсмічних впливів, прий-
нятих відповідно до вказівок ДБН В. 1.1-12 і цих Норм. Конструкції, що мають
шарнірне з’єднання з опорою (консолі, фіксатори), розраховують без урахуван-
ня сейсмічних впливів.
5.71 Розрахунки повітряних ліній (ПЛ) електропередачі й контактної ме-
режі на сейсмічні впливи необхідно здійснювати для двох розрахункових умов:
а) сейсмічні хвилі поширюються перпендикулярно напрямку контактної
мережі або ПЛ; при цих розрахункових умовах слід робити перевірку опор кон-
тактної мережі на міцність і на деформації, а опор ПЛ - на деформації і міц-
ність з урахуванням додаткового моменту від впливу маси проводів, що
виходить у результаті нахилу опор; інерційні сили від маси проводів у цьому
розрахунковому режимі не враховують;
б) напрямок сейсмічних хвиль збігається з напрямком контактної мережі
або ПЛ електропередачі; у цьому випадку необхідно визначати деформації опор
на рівні підвішування проводів, потім по різниці деформацій опор визначити
зміну натягу проводів за рахунок зміни довжини прогону некомпенсованих
проводів (починаючи від анкерної опори) і по величині зміни натягу проводів
визначати поздовжню силу, що діє в точці кріплення проводів до ізоляторів,
після цього робити перевірку міцності ізоляторів (опорних, штирових) і опор.
Для проводів контактної мережі як на перегонах, так і на станціях у райо-
нах із сейсмічністю 8-9 балів рекомендується компенсована анкеровка, що зни-
жує сейсмічні впливи на ізолятори й опори при їхньому напрямку уздовж колії;
не рекомендується застосування опорних ізоляторів.
5.72 Для зниження зусиль від сейсмічних впливів на кронштейни й опо-
ри уздовж колії від некомпенсованих проводів необхідно передбачати спеціа-
льні конструктивні заходи.
5.73 У розрахунках на сейсмостійкість опору контактної мережі або ПЛ
електропередачі слід вважати як систему з п ступенями свободи з масою, зосе-
редженою в п точках, що відповідають центрам мас елементів, на які розділена
опора, причому стійки довжиною до 15,6 м слід розраховувати при п = 5, при
розрахунку стійок довжиною до 21 м приймати п = 7, а довжиною понад 21 м -
п- Ю.
Розрахункові згинальні моменти від дії сейсмічних сил для системи з п
ступенями свободи слід визначати не менш, ніж для трьох форм коливань.
Розрахункові опори сталі й бетону при розрахунку конструкцій на сейс-
М1ЧНІ впливи приймати відповідно до 5.68.
5.74 Для опор контактної мережі, ПЛ електропередачі коефіцієнт дина-
мічності Р, = 1/7} при визначенні сейсмічних сил слід збільшувати згідно з ДБН
В. 1.1-12 в 1,5 рази й приймати рівним Р, = 1,5/7}, де 7}- період власних коли-
вань опори.
Методика розрахунку опорних конструкцій контактної мережі на сейс-
мічні впливи наведена в додатку Д.
Навантаження при падінні опори
5.75 Розрахунок опор на особливе навантаження від падіння сусідньої
опори слід виконувати для кривих ділянок колії при прив’язці типових конст-
рукцій залізобетонних опор.
Розрахунок виконують при проектуванні контактної мережі залізничних
ділянок, що електрифікуються і при заміні опор на діючих електрифікованих
лініях.
5.76 При визначенні навантажень, що впливають на дану опору при па-
дінні сусідньої, повинні бути враховані параметри контактної підвіски й інших
ліній, підвішених на опорах, радіус кривої, тиск вітру в заданих умовах відпо-
відно до розділу 5.
Падіння опори в аварійному режимі слід розглядати з урахуванням дина-
міки в площині, перпендикулярній осі колії убік центра кривої.
5.77 Сумарний згинальний момент, що діє на опору, визначають дода-
ванням (з урахуванням знака) складових розрахункового моменту від всіх пос-
тійних і короткочасних навантажень і додаткових від падіння сусідньої опори.
Навантаження визначають для прийнятого розрахункового режиму.
5.78 Величину додаткової складової згинального моменту в основі стій-
ки, обумовлену падінням сусідньої опори з урахуванням динаміки її падіння,
можна приймати за таблицями додатка Е для типових конструкцій контактної
мережі.
Таблиця 5.10
Розрахункові умови Габарит опор, м Згинальний момент, кНм, (вздовж колії - Мв/ поперек колії - Мп)
Тип контактної підвіски
М-120+2МФ-100 ПБСМ-95+1МФ-100
Вітровий район (довжина прогону, м) .
1-5 (76) 1-5 (72)
Без ураху- вання ваги ожеледі 3,1 3,3 3,5 5,0 5,7 10,31/11,26 10,31/12,46 10,31/13,72 10,46/22,46 10,71/26,89 6,07/6,64 6,07/7,35 6,07/8,09 6,26/13,44 6,52/16,38
Кінець таблиці 5.10
Розрахункові умови Габарит опор, м Згинальний момент, кНм, (вздовж колії - Мв! поперек колії - Мп)
Тип контактної підвіски
М-120+2МФ-100 ПБСМ-95+1МФ-100
Вітровий район (довжина прогону, м)
1-5 (76) 1-5 (72)
3 урахуван- ням ваги оже- леді при товщині від- кладення, мм 12 3,1 3,3 3,5 5,0 5,7 12,07/13,2 12,07/14,6 12,07/16,2 12,2/26,3 12,4/30,3 7,3/8,0 7,3/8,8 7,3/9,7 7,5/15,95 7,7/19,35
16 3,1 3,3 3,5 5,0 5,7 12,8/14,1 12,8/15,6 12,8/17,1 13,0/27,5 13,2/33,3 7,8/8,52 7,8/9,5 7,8/10,45 8,0/17,1 8,25/20,7
19 3,1 3,3 3,5 5,0 5,7 13,56/14,8 13,56/16,4 13,56/18,0 13,7/29,35 13,8/34,9 8,3/9,05 8,3/10,08 8,3/11,1 8,5/18,15 8,7/21,87
22 3,1 3,3 3,5 5,0 5,7 14,25/15,55 14,25/17,25 14,25/19,0 14,4/30,9 14,5/36,7 8,8/9,6 8,8/10,65 8,8/11,7 9,0/19,3 9,2/23,1
28 34 3,1 3,3 3,5 5,0 5,7 3,1 3,3 3,5 5,0 5,7 15,8/17,2 15,8/19,1 15,8/21,05 15,95/34,05 16,15/40,5 17,4/18,9 17,4/21,0 17,4/23,2 17,5/37,2 17,8/44,35 9,85/10,8 9,85/11,85 9,85/13,15 10,1/21,5 10,3/25,7 10,9/12,0 10,9/13,1 10,9/14,6 11,15/23,8 11,45/28,3
Таблиця 5.11
Розрахункові умови Поздовжнє навантаження на жорсткі поперечки, кН
Тип контактної підвіски
М-120+2МФ-100 ПБСМ-95+МФ-100
Вітровий район (довжина прогону, м)
1-5 (76) 1 -5 (72)
Без урахування ожеледі 1,79 1,18
3 урахуванням ожеледі при товщині стінки відкладення, мм:
12 2,44 1,64
16 2,76 1,87
19 3,06 2,08
22 3,38 2,32
28 4,08 2,82
34 4,78 3,32
5.79 Вибір типових конструкцій опор і при необхідності коригування
прийнятих довжин прогонів слід виконувати шляхом порівняння сумарного
згинального моменту з руйнівним значенням моменту типової конструкції, що
визначається множенням згинального моменту, витримуючого перерізом на міц-
ність (див. таблицю розрахункових даних відповідного проекту залізобетонних
опор), на коефіцієнт 1,6.
При оцінці міцності опор контактної мережі, що експлуатуються, їхнє
руйнівне значення згинального моменту слід приймати з урахуванням знижен-
ня міцністних характеристик у процесі експлуатації.
Сполучення навантажень
5.80 Сполучення навантажень для розрахунку конструкцій контактної
мережі приймають відповідно до 5.1-5.5 цих Норм.
5.81 При розрахунку конструкцій контактної мережі на основні сполу-
чення, що включають одне короткочасне навантаження, величину останнього
слід враховувати без зниження, а при розрахунку на ті ж сполучення, але при
двох і більше короткочасних навантаженнях, розрахункові величини цих наван-
тажень треба множити на коефіцієнт сполучень 0,9.
При розрахунку конструкцій контактної мережі на особливі сполучення
розрахункові величини короткочасних навантажень слід множити на коефіцієнт
сполучень 0,8, крім випадків, передбачених у нормах проектування будинків і
споруд для сейсмічних районів.
5.82 При урахуванні сполучень навантажень за одне короткочасне нава-
нтаження слід приймати:
вітрове навантаження й температурні впливи відповідно до 5.24;
ожеледно-вітрове навантаження та температурні впливи відповідно до 5.33,5.37.
6 ПРОЕКТУВАННЯ КОНТАКТНИХ ПІДВІСОК І ПОВІТРЯНИХ ЛІНІЙ
6.1 При визначенні найбільшого натягу, що допускається за міцністю,
проводів і тросів слід враховувати статистичні характеристики міцності прово-
дів і діючі у даному районі кліматичні навантаження, термін служби проводів і
зниження їхньої міцності при експлуатації, динамічний характер навантажень,
що виникають при коливанні проводів, можливе відхилення натягу проводу
при його монтажі.
6.2 Напруження в проводі за весь термін його служби не повинні пере-
вищувати величини межі пружності матеріалу проводів.
6.3 Максимальний натяг проводів повітряних ліній і несучих тросів на-
півкомпенсованих ланцюгових контактних підвісок може бути досягнутий в
одному з наступних розрахункових режимів:
- мінімальна температура повітря при відсутності додаткових навантажень;
- найбільше навантаження від ожеледі при одночасному впливі тиску вітру;
- найбільше вітрове навантаження.
6.4 Найбільше допустиме за міцністю значення натягу проводів повітря-
них ліній і несучих тросів контактних підвісок визначають залежно від розра-
хункового режиму й марки проводів за формулою
г - Лік
ДОП “
(6.1)
де К - величина руйнівного навантаження при розтяганні проводів, прийнята за
державними стандартами або заводськими сертифікатами;
к3 - коефіцієнт запасу міцності, прийнятий за табл. 6.1.
Таблиця 6.1
Розрахунковий режим Район ожеледі (приймають згідно з ДБН В.1.2-2) Коефіцієнт запасу міцності несучих тросів напівкомпен- сованих контактних підвісок і проводів повітряних ліній
сталемідний стале- алюмініє- вий (ПБСА) мід- ний (М) алюмі- нієвий (А) стале- алюмінієвий (АС)
ПБСМ БСМ
Найбільше ожеледне 1 2,9 3,05 2,95 2,1 1 2,75 3,1
навантаження з тис- 2 2,95 3,1 3,0 2,2 2,85 3,25
ком вітру 3 3.0 3,15 3,0 2,2 3,0 3,45
4 3,1 3,2 3,1 2,3 3,2 3.7
5 3,35 3,5 3,3 2,5 3,8 4,25
6 3,6 3,75 3,6 2.8 4,5 4,7
Найбільше вітрове навантаження — 2,8 3.0 2,9 2,1 2,7 3,0 1
- і
Найнижча температу- ра повітря 2,8 3.0 • 2,9 2,1 * і 3,0 |
тт
. мітка. Для несучих тросів компенсованих контактних підвісок величину к. слід прийма-І
ЗЬіДЩокиддЯ-троса марки ПБСМ - 2.8: ПБСА - 3.0: М-2.2.
Величину найбільшого допустимого натягу проводів і несучих тросів
Ндоп, кН (кгс), слід приймати згідно з табл. 6.2.
6.5 Для нових марок несучих тросів контактних підвісок і проводів по-
вітряних ліній, не наведених у табл. 6.1, коефіцієнт запасу міцності визначають
за формулою:
(6.2)
де коефіцієнт надійності з навантаження, приймається за табл. 6.3;
у„ - коефіцієнт надійності за матеріалом;
у. - коефіцієнт умов роботи;
кпу - коефіцієнт, що дорівнює відношенню межі пружності матеріалу прово-
ду до його тимчасового опору при розтягуванні.
Значення коефіцієнтів ус, ут і кпу наведені в табл. 6.4.
6.6 За вихідний розрахунковий режим слід приймати режим, при якому
при заданих розрахункових умовах натяг проводів за строк їх служби буде мак-
симальним. Розрахунок виконують у такій послідовності:
встановлюють режим найбільшого додаткового навантаження;
по величині критичного прогону й заданих прогонів анкерної ділянки з
урахуванням способу закріплення проводів на підтримуючих конструкціях (рух-
ливі точки підвісу або ні) або за величиною критичного навантаження визна-
чають вихідний розрахунковий режим.
6.7 Критичним прогоном Ікр слід вважати прогін, у якому максимальний
за термін служби натяг проводів (несучого троса) при найнижчій температурі
повітря дорівнює натягу при найбільшому додатковому навантаженні.
для одиночного проводу повітряної лінії
кр Ддоп ^доп
[24аЕ5(гд-гтіп)-24(Я, -Нд )]---------------—-------------2
л *доп лдоп І-Т*'
*ДОП ^доп
де Нд , 77ідоп - найбільше допустиме значення натягу проводів повітряної лінії
відповідно при режимі найбільшого додаткового навантаження й най-
нижчій температурі повітря;
<?д - результуюче лінійне навантаження на проводи повітряної лінії при ре-
жимі найбільшого додаткового навантаження;
§ - вага 1 м проводу;
ід, ітт - температура повітря в заданому районі відповідно при додатковому
навантаженні та мінімальна;
а - температурний коефіцієнт лінійного розширення матеріалу провода;
5, Е - відповідно переріз проводу та модуль пружності матеріалу провода.
6.8 Для прогонів довжиною менше критичного за вихідний розрахунко-
вий режим слід приймати режим найнижчої температури повітря, для прогонів
довжиною більше критичного - режим найбільшого додаткового навантаження.
6.9 Критичним навантаженням дкр слід вважати таке навантаження в ре-
жимі додаткового навантаження, при якому максимальне напруження проводу
дорівнює найбільшому натягу при найнижчій температурі повітря.
Для проводів повітряної лінії
Якр
24а(і -г і )Нд Н2 24 Н2
** 111*11 ЛЛдоП | 2 4Лдоп ^доп
(Н, -Н
*ДОГ1 мдоп
(6.4)
2
2 аЕ8
'доп
де І - розрахунковий прогін, що приймається при рухливих точках підвісу про-
водів рівним величині еквівалентного прогону.
Таблиця 6.2
Короткочасні кліматичні на- вантаження, їхнє сполучення Район ожеледі (приймають згідно 3 ДБН В. 1.2-2) Найбільше допустимий натяг, кН (кгс)
Несучий трос напівкомпенсованої контактної підвіски, провід повітряної лінії
ПБС М-70 ПБС М-95 ПБС 50/70 М- 120 М-95 120 150 А- 185 АС- 25/4,2 АС- 35/6,2 АС- 50/8 АС- 70/11
Найбільше навантаження від ожеледі 3 тиском вітру 1 16,4 20,4 18,4 20,4 16,4 7,15 8,1 10,1 2,8 4,2 5,15 7,85
2 16,05 20,0 18,0 20,0 16,05 6,8 7,7 9,7 2,6 3,85 4,8 7,2
3 15,65 19,7 17,7 19,7 15,65 6,5 7,4 9,4 2,5 3,6 4,5 6,95
4 15,3 18,75 17,3 19,25 15,3 6,0 6,9 8,7 2,2 3,25 4,2 6,5
5 14,2 16,1 16,2 18,3 14,2 4,8 5,8 7,08 1,7 2,62 3,6 5,25
6 13,1 13,4 15,1 17,3 13,1 3,6 4,65 5,4 1,13 2,0 3,05 4,1
Найбільше вітрове наван- таження - 16,66 (1700) 20,58 (2100) 18,62 (1900) 19,60 (2000) 16,66 (1700) 7,35 (750) 8,33 (850) 10,29 (1050) 2,94 (300) 4,41 (450) 5,39 (550) 7,84 (800)
Мінімальна температура повітря 16,66 (1700) 20,58 (2100) 18,62 (1900) 20,58 (2100) 16,66 (1700) 7,35 (750) 833 (850) 10,29 (1050) 2,94 (300) 4,41 (450) 5Д9 (550) 7,84 (800)
Примітка. Для несучих тросів компенсованих контактних підвісок величину номінального
натягу слід приймати рівною: для троса марки ПБСМ-70 - 15,68 (1600); ПБСМ-95 - 19,60
(2000); ПБСА-50/70 - 17,64 (1800); М-120 - 19,60 кН (2000 кгс).
Таблиця 6.3
Короткочасні кліматичні навантаження, їхнє сполучення Район ожеледі (прийма- ють за ДБН В. 1.2-2) Коефіцієнт надійності з навантаження у/
Несучий трос контактної підвіски Проводи повіт- ряної лінії
напівкомпенсовані компенсовані
стале- мідний стале- алюмі- нієвий (ПБСА) МІД- НИЙ (М) стале- мід- ний (ПБСМ стале- алюмі- нієвий (ПБСА) мід- ний (М) алюмі- нієвий (А) стале- алюмі- нієвий (АС)
Найбільше на- вантаження від ожеледі 3 тиском вітру 1 1,08 1,1 1,1 1,1 1,1 1,15 1,12 1,15
2 1,13 1,12 1,12 1,1 1,1 1,15 1,16 1,25
3 1,18 1,14 1,14 1,1 1,1 1,15 1,19 1,28
4 1,19 1,17 1,17 1,1 1,1 1,15 1,28 1,36
5 1,22 1,24 1,26 1,1 1,1 1,15 1,54 1,62
6 1,22 1,28 1,3 1,1 1,1 1,15 1,78 1,85
Найбільше віт- рове наванта- ження - 1,05 1,10 1,10 1,10 1,10 1,15 1,10 1,10
Мінімальна температура повітря - 1,05 1,10 1,10 1,10 1,10 1,15 1,10 1,10
Таблиця 6.4
Коефіцієнт Коефіцієнти для несучого троса контактної підвіски, проводів повітряної лінії
стале-мідний (ПБСМ) стале- алюмінієвий біметалічний (ПБСА) мідний (М) алюмінієвий (А) стале- алюмінієвий комбінова- ний (АС)
Ус 0,75 0,75 0,90 0,80 0,80
Ут 1,02 1,12 1,02 1,04 1,03
^пу 0,52 0,57 0,60 0,53 0,48
6.10 Якщо ^кр > <?д, то за вихідний розрахунковий режим слід приймати
режим нижчої температури повітря, якщо Цк?< режим найбільшого додат-
кового навантаження.
6.11 Розрахунковий режим найбільшого додаткового навантаження (від
ожеледно-вітрового навантаження або найбільшого вітрового навантаження),
при якому натяг проводів приймає максимальне значення, визначають у такий
спосіб: 1
для проводів повітряної лінії
г
1 доп
ВБН В 2.3-3-2009
О
°ДОП
(6.5)
де ЯГдоп » Яв , - найбільше допустиме значення натягу проводів повітряної лінії
відповідно при режимі ожеледі з вітром і найбільшим вітровим наван-
таженням:
дв - результативне лінійне навантаження на проводи повітряної лінії при
режимі найбільшого вітрового навантаження.
У рівняння (6.1)-(6.5) для несучого троса напівкомпенсованої контактної
підвіски входять наведені величини натягу й навантажень.
Якщо дг > д'г, то за вихідний розрахунковий режим варто приймати режим най-
більшого навантаження від ожеледі при одночасному впливі тиску вітру; при
дг < д'г - режим найбільшого вітрового навантаження.
Тут д'г - результативне лінійне навантаження на проводи (несучий трос)
при режимі ожеледі з вітром.
6.12 Максимальний за термін служби натяг проводу дорівнює найбіль-
шому допустимому натягу при вихідному розрахунковому режимі, помноже-
ному на відповідний коефіцієнт надійності з навантаження
тах — Ядоп
(6.6)
6.13 Найменше за період експлуатації проводу значення руйнівного на-
вантаження
6.14 Натяг проводу повітряної лінії при впливі ваги проводу та зосеред-
жених сил слід визначати за рівнянням стану проводу
2,2
*
24аН2
2/2 і#
у 1 ииі°ї
і=і 2аН212
к
2Я2
м
। Чл* . у \хпгЬп°т
аЕЗ 24аН2 т=\ 2аН212
Е Е -хт хптп х
т=1 п=т+1 ОІ~Н2 ССЕЗ Оч
х (6.8)
ь - зосереджені сили, що діють на проводи у вихідному режимі на відстані
а, від лівої опори і на відстані в, від правої;
= 1, 2, 3, К- кількість діючих на провід у вихідному розрахунковому
режимі зосереджених сил;
Рхт - зосереджені сили, що діють на провід у розрахунковому режимі на від-
стані ат від лівої опори і на відстані вт від правої;
лгг = 1, 2, 3, М- кількість діючих на провід у розрахунковому режимі зо-
середжених сил.
Індекс " 1" відноситься до величин у вихідному розрахунковому режимі та
індекс "х" - у розрахунковому режимі.
6.15 Стрілу провису проводу повітряної лінії на відстані х від лівої опо-
ри визначають за формулою
Л ’г)+77^/;^Д,+7/ $ Р‘^Т-
2,Н Н /=і І Н ї=п+] І
де Р[ - зосереджені сили, що діють на провід (при і<п ліворуч від перерізу х, а
при і>п - праворуч від нього).
Розрахунок довжини анкерних ділянок контактних підвісок
6.16 В умовах екстремальних температур повітря в межах анкерної ді-
лянки контактної підвіски відхилення натягу контактного проводу (проводів)
ЛТ не повинне перевищувати ±15% номінального натягу Т„, створюваного ком-
пенсаторами (5 = АТГТн = ±0,15). І
У компенсованих ланцюгових підвісках крім цього відхилення натягу не-
сучого тросу не повинне бути більше ± 10% номінального значення (5 = ±0,10).
6.17 Для напівкомпенсованої ланцюгової підвіски необхідно враховува-
ти реакції від нахилу струн і повороту фіксаторів при температурних деформа-
ціях контактних проводів. Для компенсованих ланцюгових підвісок реакції від
нахилу струн можна не враховувати.
6.18 Розрахунок максимально допустимої довжини анкерної ділянки ви-
конують відповідно до вимог 6.16. Натяг проводів підвіски в /-му опорному
вузлі, починаючи від середньої анкеровки до компенсатора, можна визначити
за допомогою наступних рекурентних формул:
7/+і = Тсі СО8 (Р/+1 + осіли) / СО8 (р/+і - а2/+і),
тсі =ТІ + 81іисі і = од, 2,3, ...
Т0 = Тн(1 + 5),
де ап, «2/ - кути відхилення осі проводу в плані від осі абсцис системи коорди-
нат /-ої консолі (рис. 6.1);
(6.10)
Р, - кут повороту фіксатора (консолі) у горизонтальній площині в /-му опор-
ному вузлі (див. рис. 6.1);
§ - лінійне навантаження від власної ваги ланцюгової підвіски;
її - довжина ї-го прогону;
ксі - приведена до середини прогону довжина струн в /-му прогоні;
исі - поздовжнє переміщення проводу в середині і-го прогону;
Тн - нормативне значення натягу проводу біля компенсатора;
То - допустиме значення натягу компенсованого проводу біля середньої ан-
керовки.
Кути ОС] і, ОСг, визначаються довжиною прогону, планом (кривизною) осі
колії й зиґзаґами (виносами) проводів, а величини ксі, исі знаходять за фор-
мулами
Р/ = агсі§
Кі = -^о/) /агсі§[Г01. /д/^о/7 В
исі = и, + [аД/ - + (Т/ - Т^)!ЕЕ\ 7/2,
(6-И)
де Лі - горизонтальна проекція додаткового фіксатора (консолі), рахуючи від
точки кріплення на проводі (тросі) до осі шарнірного кріплення на ос-
новному фіксаторі (на опорі);
кк - конструктивна висота підвіски;
Гоі - стріла провису несучого троса в /-му прогоні при середньорічній тем-
пературі повітря;
а - температурний коефіцієнт лінійного розширення матеріалу проводу,
1/град.;
Д/ - відхилення температури повітря від середньорічного значення;
ЕЕ - поздовжня жорсткість проводу;
щ - поздовжнє переміщення проводу в /-му опорному вузлі.
Коефіцієнт Є/?, що враховує відносні пружні деформації проводу, викли-
кані зміною стріли провису проводу від /о при середньорічній температурі до
значення // при даній температурі, визначають за формулою
(6.12)
Для несучого троса компенсованої ланцюгової підвіски величиною Є/,-
можна знехтувати.
Для контактного проводу напівкомпенсованої підвіски розрахунок за ре-
курентними формулами (6.10)-(6.12) слід виконувати до тих пір, поки натяг
проводу не наблизиться до номінального значення в компенсаторі. При цьому,
отримане число прогонів визначає допустиму в даних умовах, довжину поло-
вини анкерної ділянки.
У компенсованій підвісці визначення половини довжини анкерної ділян-
ки виконують аналогічно. При цьому для несучого тросу у формулах (6.10)
можна прийняти Тсі -Тії^ визначати величини ксі.
Рис. 6.1 Розрахункова схема для визначення довжини анкерної ділянки
7 ЗАХИСТ КОНСТРУКЦІЙ КОНТАКТНОЇ МЕРЕЖІ ВІД КОРОЗІЇ
7.1 Захист конструкцій контактної мережі від корозії необхідно проек-
тувати з урахуванням ступеню агресивності навколишнього середовища, впли-
вів струмів витоку з тягових рейок на ділянках постійного струму.
7.2 Ступінь агресивності середовища та захист конструкцій слід визна-
чати відповідно до вказівок і рекомендацій СНиП 2.03.11, ГОСТ 9.602 та мето-
дичних рекомендацій з оцінки агресивності навколишнього середовища.
При оцінці ступеню агресивності повітряного середовища необхідно вра-
ховувати вплив наявних у повітрі, що піднімаються із рухомого складу, солей,
пилу, добрив і приймати його не нижче середньо-агресивного.
7.3 При проектуванні залізобетонних опор і фундаментів їхню корозійну
стійкість в агресивному середовищі слід забезпечувати переважно застосуван-
ням корозійностійких матеріалів, зниженням проникності бетону, заданням
необхідної категорії тріщиностійкості, ширини розкриття тріщин і товщиною
захисного шару бетону.
7.4 Для попередньо напружених залізобетонних опор контактної мережі,
армованих арматурами класу Вр-ІІ, Ат-ІУ або Ат-У, призначених для експлуа-
тації в умовах неагресивного, слабо-агресивного і середньо-агресивного сере-
довища, слід встановлювати 2-гу категорію вимог на тріщиностійкість.
Попередньо напружені залізобетонні опори, призначені для експлуатації
в умовах сильно-агресивного середовища, повинні задовольняти 1-й категорії
вимог на тріщиностійкість.
7.5 Залізобетонні фундаменти, армовані арматурами класу А-ІП, призна-
чені для експлуатації в середньо- і сильно-агресивних середовищах, повинні за-
довольняти 3-й категорії вимог на тріщиностійкість. Ширина нетривалого
розкриття тріщин при середньо-агресивному середовищі повинна становити не
більше ніж 0,2 мм і тривалого розкриття - не більше ніж 0,15 мм. При сильно-
агресивному середовищі ширина нетривалого розкриття тріщин повинна стано-
вити не більше ніж 0,15 мм, ширина тривалого розкриття тріщин - не більше 0,1 мм.
7.6 Показники проникності бетону й товщини захисного шару попередньо-
напружених опор і фундаментів зі звичайного залізобетону варто приймати:
- для попередньо напружених опор марка бетону за водонепроникністю
не нижче \¥8;
- для фундаментів зі звичайного залізобетону - марка бетону за водоне-
проникністю не нижче \¥6.
Товщина захисного шару бетону до робочої арматури повинна становити:
- для попередньо-напружених опор - не менше ніж 20 мм;
- для фундаментів - не менше ніж 25 мм.
7.7 При виготовленні залізобетонних опор і фундаментів не допускаєть-
ся застосування бетонів з добавками, що знижують електроопір бетону, у тому
числі прискорюючими корозію сталі. Не допускається вводити в бетон добавки
хлористих солей, нітратів і нітритів.
7.8 Для захисту від корозії в опорах і фундаментах слід передбачити
встановлення ізолюючих деталей, що забезпечують електричний опір конструк-
ції не менше ніж 10 кОм. При неможливості забезпечити цю норму слід перед-
бачати встановлення в ланцюзі заземлення захисних ділянок.
7.9 Фундаментна частина залізобетонних опор і фундаментів повинна
мати гідроізоляційне покриття, що наноситься на заводах-виробниках. Як мате-
ріал покриття повинна використовуватися, переважно, композиція на основі
епоксидно-кам’яновугільних смол, що наноситься відповідно до “Рекоменда-
Ции по защите от коррозии мостов и фундаментов опор контактной сети”.
Покриття на фундаментній частині опор і фундаментах необхідно перед-
бачати незалежно від ступеня агресивності ґрунту й ґрунтових вод.
Дозволяється застосування інших матеріалів для гідроізоляції відповідно
До СНиП 2.03.11.
7.10 Захист металевих конструкцій контактної мережі, а також метале-
вих деталей залізобетонних опор слід здійснювати із застосуванням атмосферо-
стійких сталей, виконанням конструктивних вимог і нанесенням на поверхню
конструкцій металізованих, лакофарбових або комбінованих покриттів.
Товщину покриття визначають залежно від ступеня агресивності середо-
вища й терміну служби конструкцій не менше ніж 50 років.
7.11 Всі металеві конструкції і їхні з’єднання повинні бути доступні для
огляду, очищення й нанесення захисних покриттів, а також не повинні затриму-
вати вологу.
Замкнуті профілі й з’єднання повинні бути герметизовані. При цьому за-
хист від корозії внутрішніх поверхонь допускається не виконувати.
7.12 У якості металізованих покриттів слід використовувати переважно
гаряче цинкування. Товщина цинкового покриття повинна становити 100-150 мкм.
Товщину покриттів визначають залежно від ступеня агресивності середовища й
терміну служби конструкцій не менше ніж 50 років. Оцинкування здійснюють
відповідно до вимог ТОСТ 9.307. Також бажано застосовувати термодифузійне
цинкування з товщиною покриття 70-100 мкН.
7.13 Комбіноване металізоване-лакофарбове покриття виконують шляхом
електродугового напилювання алюмінію з наступним просоченням шару алю-
мінію полімерними сполуками та фарбуванням лакофарбовими матеріалами.
Товщина напилюваного шару алюмінію повинна становити 250-300 мкм.
7.14 Нанесення металізованого покриття здійснюють відповідно до ви-
мог ТОСТ 9.304, а підбір лакофарбових матеріалів для наступного фарбування
й технологія фарбування - відповідно до «Инструкции по антикоррозионной
защите металлических конструкций контактной сети метализационно-
полимерньїми покрьітиями».
7.15 У якості лакофарбових покриттів рекомендується використовувати
переважно цинковмісні композиції ЦВЕС згідно з ТУ-494КА064-04-93,
ЦИНОЛ згідно з ТУ 0165-12-95 і ЦИНОТАН згідно з ТУ 017-12288779-99. Під-
готовку поверхонь конструкцій під покриття виконують згідно з ТОСТ 9.402.
Ступінь очищення конструкції від оксидів повинен бути першим.
7.16 Кріпильні вироби (болти, шпильки, шайби, гайки) захищають від
корозії шляхом гарячого цинкування. Товщина покриття повинна становити не
менше ніж 40 мкм.
Болти, гайки МІ2 і нижче повинні бути виготовлені з атмосферостійкої
легованої сталі. Різьба оцинкованих болтів повинна бути покрита мастилом.
7.17 Монтажні з’єднання ригелів жорстких поперечок, захисне покриття
яких виконано методом гарячого цинкування або газотермічного напилювання,
повинні бути виконані на болтах із застосуванням оцинкованих накладок і крі-
пильних виробів.
Блоки ригелів з лакофарбовим покриттям і виготовлених з атмосферою-
тійких сталей можуть мати зварні з’єднання з наступним покриттям стиків ти-
ми ж лакофарбовими матеріалами, якими покриті блоки. Я
8 ПРОЕКТУВАННЯ МЕТАЛЕВИХ КОНСТРУКЦІЙ ОПОРНИХ,
ПІДТРИМУЮЧИХ І ФІКСУЮЧИХ ПРИСТРОЇВ КОНТАКТНОЇ
МЕРЕЖІ
Матеріали для металевих конструкцій контактної мережі
8.1 Сталеві конструкції пристроїв електропостачання залізниць розподі-
ляють за умовами застосування сталей на наступні групи, нумерація яких від-
повідає нумерації груп, наведених у табл. 50 додатка 1 СНиП П-23.
Група 1. До конструкцій пристроїв електропостачання не відносяться.
Група 2. Конструкції й елементи, які пов’язані з натягом проводів;
тяги консолей і кронштейнів;
закладні деталі для кріплення консолей і кронштейнів;
штанги, хомути й штанги анкерних відтяжок;
елементи анкерування проводів;
деталі для кріплення жорстких поперечок до наголовників;
елементи закріплення проводів у підтримуючих конструкціях і т.п.
Для групи 2 застосовувати сталь згідно з табл. 8.1.
Група 3. Елементи вузлів кріплення підтримуючих пристроїв (зварні,
штамповані, гнуті); елементи закладних деталей (крім болтів), п’яти й хомути
для кріплення консолей і кронштейнів і т.п.
Конструкції та елементи несучих, підтримуючих фіксуючих пристроїв
(зварні, гнуті, штамповані); опори, ригелі й оголовки жорстких поперечок,
прожекторні щогли, опори блискавковідводів, підкоси консолей, кронштейни
ЛЕП і додаткових проводів (крім тяг із круглої сталі), кронштейни анкерних
відтяжок, стійки консольні й фіксаторні, стійки-надставки для опор і жорстких
поперечок, траверси перехідних опор, фіксатори й фіксаторні кронштейни, ко-
ромисла анкерувань і т.ін., конструкції ВРП тягових підстанцій.
Для групи 3 застосовувати сталь за табл. 8.2.
Таблиця 8.1
Сталь ГОСТ Категорія сталі для кліматичного району будівництва (розрахункова температура, °С)
ІІ4 (-30>г>-40) ІІ5 і ін. (г>-30) І2, П2 і ІІ3 (-40>/>-50)
С245 ГОСТ 27772* —
С255 « —
Кругла й листова . сталь СтЗсп5 ДСТУ 4484/ ГОСТ 535 +г -
Кінець таблиці 8.1
Сталь ГОСТ Категорія сталі для кліматичного району будівництва (розрахункова температура, °С)
ІІ4 (-30>/>-40) ІІ5 і ін. (/>-30) І2, П2 і Пз (-40>/>-50)
С275 ГОСТ 27772* _$_г -
С285 « -
С345 « 1 3,4
С345К « -
С375 « 1 3
* Крім круглої сталі.
Таблиця 8.2
Сталь ГОСТ Категорія сталі для кліматичного району будівництва (розрахункова температура, °С)
ІІ4 (-30>/>-40) ІІ5 і ін. (/>-30) І2, П2 і Пз (-40>/>-50)
С235 ГОСТ 27772*
С245 « -
С255 « 4-Ж
Кругла й листова сталь СтЗсп5 ДСТУ4484/ ГОСТ 535 г-
С275 « -
С285 « -р 4-Ж
С345 ГОСТ 27772* 1 1
С345К «
С375 « 1 1
* Крім круглої сталі
Група 4. Конструкції ПЛ до 1 кВ, допоміжні конструкції й елементи (зва-
рні, штамповані, гнуті); кронштейни для світильників і прожекторів, оснащення
блискавковідводів, деталі обмежників, анкерувальні пристрої, загороджувальні
щити, деталі заземлення й т.п.
Для групи 4 застосовувати сталь згідно з табл. 8.3.
Таблиця 8.3
Сталь ГОСТ Категорія сталі для кліматичного району будівництва (розрахункова температура, °С)
ІІ4 (-30>/>-40) ІІ5 і ін. (ґ>-30) І2, ІІ2 і ІІ3 (-40>/>-50)
С235 ГОСТ 27772* 4“ - г
С245 » -
С255 » - 4~
Кругла й листова сталь СтЗпс5 ДСТУ4484/ ГОСТ 535 4- -
С275 » — 4~
С285 » - 4“
ВСтЗкп (товщи- ною до 4 мм) ГОСТ 10705*, група В, табл. І 2е 2е
ВСтЗкп (товщи- ною 4,5-10 мм) » 2е
ВСтЗпс (товщи- ною 5-15 мм) ГОСТ 10706*, група В с дод. вимогою п. 1.6 4 4
* Крім круглої сталі
Таблиця 8.4
Найменування сталі Марка за чинними стандартами Характеристика
Марка сталі Позначення стандарту
С235 СтЗкп2 ГОСТ 380, ДСТУ4484 Вуглецеві сталі
С245 СтЗпс5 » »
СтЗсп5 »
С255 СтЗГпс СтЗГсп ГОСТ 380 »
С275 СтЗпс » »
С285 СтЗсп » »
СтЗГпс »
СтЗГсп »
С345 09Г2,09Г2С, 15ХСНД ГОСТ 19281 Низьколеговані сталі
С345ДО 10ХНДП ГОСТ 19281 ТУ- 14-1-1217 Атмосферостійкі сталі
— С345ДО 14ХГНДЦ ТУ-105-629-99 »
С375 09Г2С Гр.2 10Г2С1, 10ХСНД ТУ 14-1-3023 ГОСТ 19281 Низьколеговані сталі
Позначення, прийняті в табл. 8.1-8.3:
г - для району ІІ4 для неопалюваних будинків і конструкцій, що експлуатують-
ся при температурі зовнішнього повітря, застосовувати товщини не більше ніж 10 мм;
е - крім опор повітряних ліній, відкритих розподільних пристроїв і контактної
мережі;
ж - прокат товщиною до 10 мм і з урахуванням вимог розд. 10 СНиП П-23;
и - крім району ІІ4 для неопалюваних будинків і конструкцій, що експлуату-
ються при температурі зовнішнього повітря;
знак «+» означає, що дану сталь слід застосовувати;
знак «-» означає, що дану сталь у зазначеному кліматичному районі застосову-
вати не слід.
Примітка 1. У таблицях 8.1-8.3 класам сталі за ГОСТ 27772 відповідають мар-
ки за ГОСТ 380, ДСТУ4484/ГОСТ 535, ГОСТ 19281, наведені в таблицях 8.1-8.3.
Примітка 2. Вимоги цих таблиць поширюються на листовий прокат товщиною
від 2 мм і фасонний прокат товщиною від 4 мм за ГОСТ 27772; сортовий прокат (ко-
ло, квадрат, смуга) застосовувати згідно з ТУ 1-3023-80, ГОСТ 380 і ГОСТ 19281. Заз-
начені категорії сталі відносяться до прокату товщиною не менше ніж 5 мм. При
товщині менше ніж 5 мм наведені в таблицях 8.1-8.3 сталі застосовуються без вимог
ударної в’язкості.
Примітка 3. Кліматичні райони будівництва встановлюються відповідно до
ГОСТ 16350. Зазначені в заголовку таблиць у дужках розрахункові температури від-
повідають температурі зовнішнього повітря відповідного району, за яку приймається
середня температура найхолоднішої п’ятиденки із забезпеченістю 0,92 відповідно до
вказівок СНиП 2.01.01.
Примітка 4. При відповідному техніко-економічному обґрунтуванні сталі
С345, С375 можуть замовлятися як сталі підвищеної корозійної стійкості (з міддю) -
С345Д, С375Д. 1
Примітка 5. Застосування термозміцненого із прокатного нагріву фасонного
прокату зі сталі С345Т и С375Т, що поставляється за ГОСТ 27772 як сталь С345 і
С375, не допускається в конструкціях, які при виготовленні піддаються металізації
або пластичним деформаціям при температурі вище 700°С.
Примітка 6. До сортового прокату (коло, квадрат, смуга) за ТУ 1-3023-80,
ГОСТ 380, ДСТУ4484 і ГОСТ 19281 пред’являються ті самі вимоги, що і до фасонного
прокату такої ж товщини за ГОСТ Т1112. Відповідність марок сталей за ТУ 1 -3023-80,
ГОСТ 380 і ГОСТ 19281 сталям за ГОСТ 27772 слід визначати згідно з табл. 51, б гла-
ви СНиП П-23 або табл. 8.4.
8.2 Для болтових з’єднань конструкцій контактної мережі, а також для
фундаментних болтів слід застосовувати сталеві болти та гайки відповідно до
вимог СНиП П-23 (табл. 57*) з урахуванням того, що конструкції контактної
мережі не розраховуються на витривалість.
8.3 Матеріал для валиків слід застосовувати за ДСТУ 4484/ГОСТ 535
при розрахунковій температурі мінус 30°С і вище - з вуглецевої сталі
С235;
при розрахунковій температурі мінус 40°С і вище - з вуглецевої сталі
С255.
8.4 Наведені вище поняття «штамповані або гнуті» відносяться тільки до
холодного штампування або гнуття (без нагрівання).
8.5 Всі металеві несучі конструкції контактної мережі при виготовленні
необхідно маркувати. Маркувальні знаки проставляються до нанесення захис-
ного покриття штампом з висотою букв і цифр не менше ніж 10 мм. Після нане-
сення захисного покриття вони повинні чітко проглядатися і залишатися
стійкими та міцними протягом усього строку експлуатації й зберігання виробу.
Додаткові маркувальні дані наносять у доступному для огляду та прочитання
місці при приймально-здавальному контролі. На кожну партію конструкцій, що
відвантажується із заводу, і деталей повинен бути сертифікат із зазначенням
марки сталі, року виготовлення, заводу-виробника.
8.6 Застосування алюмінієвих сплавів для конструкцій контактної мере-
жі допускається при техніко-економічному обґрунтуванні його доцільності.
Рекомендується використовувати сплави АМгбМ, АМгбІМ, АДЗЗТ1 від-
повідно до вимог СНиП 2.03.06.
8.7 Алюмінієві сплави марок, не зазначених у 8.6, застосовують за окре-
мим дозволом організації, яка затверджує проект.
8.8 Матеріали для заклепок, болтів, виливків з ливарних алюмінієвих
сплавів, а також для електродів і присаджувального матеріалу варто застосову-
вати відповідно до вказівок 2.6-2.9 СНиП 2.03.06.
Розрахункові характеристики матеріалів і з’єднань
8.9 Фізичні характеристики сталі (модулі пружності, коефіцієнти попе-
речної деформації, коефіцієнт лінійного розширення, об’ємну масу) приймають
відповідно до вказівок табл. 63 додатка 3 СНиП П-23.
8.10 Розрахункові характеристики матеріалів і з’єднань при проектуванні
сталевих конструкцій контактної мережі приймають відповідно до вказівок гла-
ви 3 СНиП П-23.
Розрахунковий опір сталі приймають відповідно до вказівок 6.1,- 6.2 і
табл. 1 і 2 СНиП П-23.
8.11 Розрахунковий опір (зусилля) при розтягуванні сталевого каната
приймають рівним значенню розривного зусилля канату в цілому, установле-
ному державними стандартами або заводськими сертифікатами, розділеному на
коефіцієнт надійності щодо матеріалу 1,6 і помноженому на коефіцієнт умов
роботи елемента конструкцій, прийнятий за табл. 8.5.
8.12 Для конструктивних елементів, не перерахованих у табл. 8.5, кое-
фіцієнт умов роботи приймають у3 = 1.
8.13 Розрахунковий опір зварних з’єднань слід приймати за табл. 56
СНиП П-23. Розрахунковий опір зварних з’єднань, виконаних при монтажі, по-
винен бути додатково знижений шляхом множення на коефіцієнт, рівний 0,8
8.14 Розрахунковий опір болтових з’єднань слід приймати за табл. 58*-
61* СНиП П-23.
8.15 Розрахунковий опір сталі в конструкціях контактної мережі знижу-
ють множенням на коефіцієнт умов роботи, прийнятий за табл. 8.5.
8.16 Розрахунковий опір деформуючих алюмінієвих сплавів, виливків,
зварних, заклепувальних і болтових з’єднань для розрахункових температур
зовнішнього повітря в інтервалі від 50 до 65°С слід приймати відповідно до
вказівок СНиП 2.03.06.
Таблиця 8.5
№ пп Найменування конструктивного елемента Коефіцієнт умов роботи ус
1 Решітки із проколотими отворами 0,9
2 Стиснуті й розтягнуті елементи поясів і розтягнуті елементи решіток 0,95
3 Стиснуті основні елементи решіток при гнучкості їх Х>60 0,8
4 Стиснуті розкоси з одиночних кутиків, що прикріплюються до поясів однією полицею зварюванням або двома й більше закле- пками, розташованими по довжині розкосу:
а) трикутні й перехресні решітки з несполученими в суміжних гранях вузлами 0,8
б) перехресні решітки зі сполученими в суміжних гранях вузлами 0,9 П
5 Стиснуті розкоси з одиночних кутиків, що прикріплюються до пояса однією полицею на болтах або на одній заклепці 0,75
6 Відтяжки поздовжні й поперечні: а) із круглої сталі б) зі сталевих канатів 0,9 0,8 1
7 Фіксатори й фіксаторні кронштейни 0,85 2
8 Анкерувальні пристрої й анкерувальні болти 0,75 □
9 Стяжні болти, що працюють на розтягування 0,65
10 Стиснуто-зігнуті елементи консолей і фіксаторів при гнучкості к>200 0,8
11 Зварні з’єднання, що виконуються при монтажі в польових умовах 0,8 21110
8.17 При розрахунку елементів і з’єднань конструкцій алюмінієвих
сплавів розрахунковий опір слід множити на коефіцієнт умов роботи, прийня-
тий відповідно до вказівок СНиП 2.03.06.
Для стиснуто-зігнутих елементів консолей і фіксаторів при Х>200 коефі-
цієнт умов роботи слід приймати ус = 0,8.
8.18 При новому будівництві та реконструкції на електрифікованих ді-
льницях швидкісних залізниць, першої та другої категорій у вузлах контактної
мережі постійного і змінного струму необхідно застосовувати:
• полімерні ізолятори всіх типів в залежності від призначення і механічної міц-
ності та довжини шляху витоку, а також у зонах, підданих вандалізму, в штуч-
них спорудах, в анкеровках всіх видів (крім суміщених), в поздовжніх
проводах і вітках контактних проводів, що відходять, у перехідних опор ізо-
люючих спряжень анкерних ділянок; застосування полімерних ізоляторів
«шашличного» типу при новому будівництві та модернізації не допускається;
. стрижньові фарфорові ізолятори у всіх вузлах, крім:
- у вузлах анкеровок несучих тросів, контактних проводів, підсилюючих,
живлячих та відсмоктуючих ліній;
- у поздовжніх несучих тросах;
- у неробочих вітках контактних проводів;
- у поперечних несучих тросах.
• тарілчасті ізолятори із загартованого скла в поперечних несучих тросах гнуч-
ких поперечин і в анкеровках усіх видів, крім місць в регіонах із VI-VII сту-
пенем забруднення атмосферного повітря (СЗАП), коли джерелом
забруднення є фтористі з єднання, поблизу (до 500 м) від зони підприємств
чорної металургії та виробництва цементу, а також при накладанні промис-
лових і сольових морських забруднень.
Коефіцієнт запасу механічної міцності ізоляторів стосовно їх нормованої
руйнівної сили повинен бути не менше ніж 5,0 при середньому експлуатацій-
ному навантаженні і 2,7 - при найбільшому робочому навантаженні.
У натяжних вузлах, коли сумарний натяг еід проводів перевищує 14 кН
(140' кгс), встановлюють ізолятори класу 120. Допускається встановлення двох
паралельно з’єднаних гірлянд ізоляторів класу 70.
Розрахункові параметри стержньових ізоляторів приймають при випро-
буванні не нижче наступних значень:
руйнівне навантаження при розтягнені:
підвісних - 70 кН;
консольних (в тому числі і полімерних), фіксаторних, натяжних у фіксу-
ючих тросах (крім перших від опор) - не менше ніж 100 кН;
руйнівний згинальний момент консольних - не менше ніж 8 кН
руйнівний згинальний момент фіксаторних ізоляторів - не менше 6 кН.
Примітка, При зміні геометричних розмірів і технології виготовлення стержньозих
ізоляторів розрахунковий опір для них необхідно визначати додатково.
Проектування металевих опорних конструкцій
8.19 Розрахунок металевих конструкцій контактної мережі виконують
відповідно до вимог СНиП П-23 і додаткових вказівок цих Норм.
Розрахунок сталевих стержньових конструкцій контактної мережі вико-
нують за методом кінцевих елементів (МКЕ) відповідно до методики, наведеної
в додатку П.
8.20 Типові консольні опори контактної мережі розраховують на наван-
таження, що відповідають обвідним епюрам згинальних моментів і поперечних
сил, наведених для залізобетонних опор у розділі 9 цих Норм. Крім цього, по-
винна бути виконана перевірка на дію навантажень, що виникають при обриві
проводів.
Розрахунок нетипових (індивідуальних) металевих опор слід виконувати
на навантаження, що обумовлені в проектах конкретними умовами.
8.21 Типові металеві станційні опори гнучких поперечок і фундаменти
для них розраховують за епюрами згинальних моментів, поперечних (перерізую-
чих) і поздовжніх (вертикальних) сил.
Розрахункові навантаження для проектування типових металевих опор
гнучких поперечок визначають шляхом множення значень нормативних наван-
тажень на узагальнений коефіцієнт надійності з навантаження поє = 1,15.
При підборі опор гнучких поперечок визначальним є режим ожеледі з
вітром або режим максимального вітру. При невеликій довжині прогону, що
перекривається, (до ЗО м) визначальним може бути режим максимального вітру.
Перевіряють переріз опори на рівні обрізу фундаменту.
Розрахунок опор гнучких поперечок у напрямку, перпендикулярному осі
колії, виконують на дію зовнішніх сил натягу поперечного несучого тросу, прик-
ладених до вершини опори, і від натягів верхніх і нижніх фіксуючих тросів,
прикладених відповідно на висоті 10 і 7,5 м від рівня обрізу фундамента, а та-
кож від тиску вітру на опору.
Горизонтальну силу від натягу поперечного несучого тросу приймають
рівною частці від ділення максимального згинального моменту від вертикаль-
них сил (вважаючи трос як балку на двох опорах) на стрілу провису тросу в
цьому перерізі; вертикальну складову натягу троса в цьому перерізі визначають
як для балки на двох шарнірних опорах.
Нормативна горизонтальна сила натягу поперечного несучого й фіксую-
чого тросів, прийнята при розрахунку типових опор гнучких поперечок, наве-
дена в табл. 8.6. 1
8.22 Проміжні опори гнучких поперечок необхідно перевіряти розрахун-
ком на наступні навантаження:
а) зусилля від анкерування одиночних проводів, що створюють нормати-
вний згинальний момент на рівні обрізу фундаменту - 100 кНм;
б) поздовжня складова від навантажень, що діють перпендикулярно осі
колії при можливому розвороті опори на 5°;
в) тиск вітру на опору.
Анкерні опори гнучких поперечок розраховують на дію згинального мо-
менту уздовж колії, рівного 250 кНм на рівні обрізу фундаменту.
Таблиця 8.6
Опора Горизонтальна сила натягу, кН
Висота, м Момент, кНм поперечного несучого тросу кожного з фіксуючих тросів
15 350 16,00 7,00
15 450 22,00 7,00
15 650 34,00 8,00
20 650 26,00 7,00
20 850 35,00 8,50
20 1050 44,00 10,00
20 1500 62,00 15,00
8.23 Металеві конструкції опорних і підтримуючих пристроїв потрібно
перевіряти на дію монтажних навантажень.
8.24 Розрахунок центрально-стиснутих і центрально-розтягнутих елеме-
нтів, а також розрахунок зварних з’єднань сталевих конструкцій опорних і під-
тримуючих пристроїв здійснюють відповідно до вказівок СНиП П-23.
8.25 Розрахунок елементів металевих опор, на які діють навантаження
(згинальні моменти) перпендикулярно та уздовж осі колії, для анкерних само-
несучих опор або для проміжних опор при обриві проводів виконують на зу-
силля, отримувані підсумовуванням впливу від моментів, діючих у двох
взаємно перпендикулярних площинах.
8.26 Просторову решітчасту конструкцію металевої опори слід розгля-
дати як консольний стержень.
При дії на опору несиметричного навантаження зусилля в елементах
складаються із зусиль від згину і крутіння. Згинаюча сила розподіляється між
плоскими вертикальними фермами.
8.27 Зусилля, що виникають при крутінні в елементах призматичних
стрижнів квадратного і прямокутного перерізів, визначають за табл. 8.7, де
прийняті наступні позначення:
_ 1 . тг _ .у & .
“Т"’Л3 - 2’Л4-_2 2’
2а 2а 2а а + в а
Л — І' _ & •
к5 ~ 2, 2 ’ Лб ~ 2, 2л,Л"7— 2, 2 ’
СІ +в СІ 4“ 6 в СІ + в
к - е2~°2 . к =
Л < 2 . 2\ ’ К0 х 2 . 2Ч ’
ав\а +в ) в(а +в )
(8-1)
/0 - відстань від місця прикладання крутного моменту для розглянутого перерізу;
д,а і (1(і - довжини розкосів відповідно за сторонами а і в.
Таблиця 8.7
Тип решітки Розмір бічної поверхні стрижня Зусилля в елементах просторових стержнів перерізом
квадратним прямокутним
розко- си розпір- ки пояси по сто зоні а по сто ЗОНІ в пояси
розко- си розпі- рки розко- си роз- пірки
Трикутна із суміще- ними в суміжних гранях вузлами в>а ±К!Мкр 0 0 —КдМкр 0 ±к6мкр 0 ±К/оМкр
І о / А іГ а в
І чн
Іо о в
Те ж, з не- суміще- ними в суміжних гранях вузлами а в а в ±КіМкр 0 ±КзМкр 0 —К$Мкр 0 ±(К/0+ДОо) Мир
Розкісна а в а в —КіМкр ±К2Мкр ±К3Мкр ?1Кр —К5М кр +К^Мкр ±К7Мк р ±(К/о+Д00) Мкр
Напівроз- кісна а е а в ±К,Мкр ±к2міф 0 —^4^кр ^Мкр ±К§Міф ±К7Мк р +ДО(/ о-ь) Мир
Крутний момент у стрижнях визначають залежно від їх виду відповідно
до табл. 8.8.
Рис. 8.1. Схема опори зі змінним моментом інерції для розрахунку її
прогинів у точках:
а-А; б-Б
Перерізуючі сили у гранях при крутінні стрижнів визначають за табл. 8.9.
Таблиця 8.9
Переріз стрижня
Квадратний
Схема діючих зусиль
Перерізуюча сила
Прямокутний
О
^кр
2а
кр
2 . 2
2 , „2
8.28 Розрахунок деформацій (прогинів) опор зі змінним по висоті момен-
том інерції допускається виконувати розподілом всієї висоти опори на чотири
частини й визначенням середнього моменту інерції для кожної частини (рис. 8.1).
Прогин опори в будь-якому перерізі визначають від дії всіх вертикальних
і горизонтальних сил за правилами будівельної механіки: «перемножуванням»
епюр моментів від діючих на опору зовнішніх сил Р і одиничних сил Р у пере-
різі, у якому визначають прогин опори, з урахуванням змінної по довжині опо-
ри жорсткості.
8.29 При центруванні решітки у конструкціях з одиночних кутників на
обушок поясного кутника вплив ексцентриситету у вузлах можна не враховува-
ти при розрахунку конструкцій:
з урахуванням обриву проводів на спільну дію поздовжньої сили, попереч-
ної сили і крутного моменту;
на розрахункові навантаження (без урахування крутіння), коли величини
зусиль в елементах решітки не перевищують 15% максимального зусилля в
поясі від того ж навантаження.
Якщо зусилля в елементах решітки перевищують 15% максимального зу-
силля в поясі від того ж навантаження, необхідно центрувати розкоси на центр
ваги поясу або збільшувати розрахункові зусилля в елементах опори (поясах
і розкосах) шляхом множення на коефіцієнт, значення якого наведені в
табл. 8.10.
Таблиця 8.10
Відношення зусилля в розкосі до зусилля в поясі, % До 15 зо 40 50
Значення коефіцієнта 1 1,02 1,04 1,07
8.30 Для складових центрально-стиснутих стрижнів опор з поясами з рі-
внобоких кутників, вітки яких з’єднані планками або решітками, коефіцієнт по-
здовжнього вигину ф щодо вільної осі, перпендикулярної площини планок і
решіток, потрібно визначати за приведеною гнучкістю Хпр„ що обчислюється
відповідно до вказівок СНиП П-23.
Гнучкість окремих віток Хв на ділянці між планками повинна бути не бі-
льше ніж 40. У складових стрижнях із решітками гнучкість окремих віток на ді-
лянках між вузлами не повинна перевищувати приведену гнучкість стрижня в
цілому.
8.31 Граничні гнучкості елементів опор і ригелів жорстких поперечок по-
винні відповідати вимогам СНиП П-23.
8.32 Складові, позацентрово-стиснуті прохідні стрижні підлягають пере-
вірці як на загальну стійкість відповідно до вказівок СНиП П-23, так і на стій-
кість окремих віток решітки.
Окремі вітки решітчастої стійки перевіряють як центрально-стиснуті в
панелі з максимальним стискальним зусиллям, яке визначають нормальною си-
лою й згинальним моментом, що діють у перерізах складеної решітчастої стійки.
8.33 Перевірку місцевої стійкості пояса стійки із планками в панелі з мак-
симальним згинальним моментом виконують відповідно до вказівок СНиП П-23,
як для елементів суцільного перерізу.
Максимальний згинальний момент у вітці наскрізного стрижня із план-
ками визначають:
для опори, що має дві стійки (швелерної),
М=^-,
4 (8.3)
для опори, що має чотири стійки (кутникової),
М=^-,
8 (8.4)
де ‘п - відстань між центрами планок;
2 - максимальна поперечна сила, що діє на опору і приймається постійною
по всій довжині стійки.
Розрахунок планок (рис. 8.2) слід виконувати на перерізуючу силу Т і
згинальний момент М, що визначаються за формулами (8.5) - (8.9)
для чотиригранних стійок
услп
73 ’
де с - відстань між осями поясів;
для тригранних стійок
2^усл-
Рис. 8.2 Схема зусиль при розрахунку планок сталевих опор
Значення умовної поперечної сили 2ум, що приходиться на елементи
однієї грані складового стрижня, визначають за табл. 8.11, де Р& площа всього
стрижня, см .
Таблиця 8.11
Для конструкцій зі сталі класів Поперечна сила <2ум, кН, для стрижнів
чотиригранних тригранних
С235 0,10 гб 0,12 Рб
С245 0,15 Гб 0,18 Гб
С255 0,15 Р6 0,18 Гб
С345К 0,20 Р6 0,24 Гб
С345 0,20 Рб 0,24 Р5
8.34 З’єднувальні решітки слід розраховувати, як решітки у ферм.
8.35 З’єднання віток позацентрово-стиснутого стрижня за допомогою
планок не рекомендується, якщо умовна поперечна сила менше реальної попе-
речної сили.
З’єднувальні елементи наскрізних стрижнів у вигляді планок можна зас-
тосовувати тільки при з’єднанні їх з поясами на зварюванні.
З’єднувальні елементи (планки або решітки) позацентрово-стиснутих
стержнів потрібно розраховувати або на фактичну поперечну силу, або на умов-
ну поперечну силу. При цьому в якості розрахункової поперечної сили прий-
мають більшу з них.
8.36 На ділянках постійного струму металеві опори повинні бути ізольо-
вані від арматур або анкерних болтів залізобетонного фундаменту; на ділянках
змінного струму ізолюють опори, що заземлюються приєднанням до рейки
наглухо без іскрових проміжків при двониткових рейкових колах СЦБ.
8.37 Місцеві навантаження на панелі поясів металевих решітчастих
конструкцій враховують по їхній фактичній величині й напрямку, вважаючи
панель, як трипрогінну балку, шарнірно-оперту у вузлах; при цьому пояса роз-
раховують на дію поздовжньої сили й місцевого згинального моменту.
8.38 При розташуванні анкерних болтів з ексцентриситетом щодо осей
поясів і при наявності опорної рами, що служить для передачі зусиль від анкер-
них болтів поясам, допускається користуватися наближеним розрахунком, у
якому не враховують додаткові моменти в поясах від зазначеного ексцентриси-
тету.
При розрахунку опорної рами необхідно враховувати згинальний момент,
обумовлений наявністю ексцентриситету е.
8.39 Схеми решітки, розміри поперечних перерізів і збіг сталевих опор
по висоті вибирають на основі порівняння варіантів з урахуванням специфіки
умов експлуатації. 4
8.40 Конструкції металевих опор повинні враховувати умови кріплення
на них консолей, кронштейнів, поперечних несучих і фіксуючих тросів і т.п.
Якщо довжина металевої конструкції більше довжини елементів прокату,
що випускаються промисловістю (кутників, швелерів та ін.), то при зміні пере-
різів поясів слід орієнтуватися на використання повних довжин профільної ста-
лі по сортаменту.
Проектування жорстких поперечин
8.41 Проектування ригелів жорстких поперечин слід виконувати відпо-
відно до вимог СНиП П-23 і СНиП 3.03.01.
8.42 В залежності від конструктивного виконання й розрахункової схе-
ми жорсткі поперечини можуть бути балкового або рамного типів. У напрямку,
перпендикулярному до осі колії, жорсткі поперечки балкового типу розрахову-
ють, як балки на двох шарнірних опорах, а поперечки рамного типу - як рами.
У напрямку вздовж колії ригель в обох схемах розраховують, як балку на двох
шарнірних опорах з урахуванням реакції тросів контактних підвісок.
Рекомендується застосовувати переважно поперечини рамного типу.
Жорсткі поперечини рамного типу не застосовують у нестійких і здима-
ючих ґрунтах.
8.43 Жорсткі поперечини рамного й балкового типів слід розраховувати
по несучій спроможності на дію розрахункових навантажень і по деформаціях -
на дію нормативних навантажень.
8.44 Розрахунок прогинів ригелів жорстких поперечин слід виконувати
на нормативні постійні й тимчасові навантаження, при цьому величина верти-
кального прогину повинна бути не більше ніж 1/150 довжини прогону ригеля.
Будівельний підйом ригеля, передбачений проектом, рекомендується признача-
ти рівним прогину від постійного навантаження.
8.45 Необхідну довжину ригелів одержують: для балкових поперечин -
зменшенням числа панелей у крайніх блоках; для рамних поперечин - змен-
шенням довжини крайніх блоків на величину, кратну половині довжини край-
ньої панелі, що знаходиться з боку, примикаючого до стиків блоків. Я
8.46 При проектуванні металевих конструкцій для кожної розрахункової
довжини поперечини приймають 2-3 типи по несучій здатності за рахунок змі-
ни перерізу поясних кутиків. Я
У робочих кресленнях жорстких поперечин необхідно приводити вказів-
ки з підбору типорозмірів залізобетонних опор і закладенню їх у ґрунті.
8.47 Розрахунки жорстких поперечин необхідно виконувати на наступні
сполучення навантажень, що діють у напрямках перпендикулярно й уздовж осі
колії:
а) постійні навантаження в сполученні з найбільшим для даного району
навантаженням від ожеледі і відповідним тиском вітру;
б) постійні навантаження в сполученні із впливом найбільшого для дано-
го району тиску вітру;
в) постійні навантаження в сполученні з найбільшим для даного району
сніговим навантаженням, визначеним відповідно до вимог розділу 5 цих Норм;
г) постійні навантаження в сполученні з відкладенням ожеледі, що має
товщину стінки, рівну половині від максимальної для даного району, і зусил-
лям, яке виникає при обриві несучого троса по одній головній колії;
8.48 Вертикальні навантаження від ваги контактної підвіски з ізолято-
рами й арматурою, ожеледі на проводах і тиску вітру на них приймають зосеред-
женими в місцях кріплення підвіски до ригеля.
Навантаження від власної ваги ригеля, ожеледі або снігу на ньому й тиску
вітру на нього приймають розподіленими по довжині ригеля.
8.49 При розробці типових конструкцій жорстких поперечок рамного
типу спочатку масу ригеля приймають за чинним типовим проектом балочних
поперечин з коефіцієнтом 0,9.
8.50 Зусилля від обриву несучого троса по одній із головних колій прикла-
дають як зосереджену силу в місці прикріплення до ригеля ланцюгової підвіски.
Дію зусилля від обриву розподіляють між двома горизонтальними фер-
мами ригеля пропорційно їхнім жорсткостям.
8.51 Жорсткі поперечини рамного типу розраховують на навантаження,
що діють поперек осі колії, як статично невизначені системи із жорсткими вуз-
лами з’єднання ригеля і стійок, а також - із жорсткими або пружно-
піддатливими закладеннями стійок у ґрунті.
8.52 При навантаженнях, що діють на ригель жорсткої поперечини в на-
прямку вздовж колії, ригель розраховують із урахуванням реакції тросів як
двошарнірну статично невизначену балку на проміжних лінійно-деформуючих
опорах у місцях кріплення поздовжніх несучих тросів ланцюгових підвісок.
Вузли з’єднання ригеля зі стійками розглядають як податливі опори у вигляді
Деформативності стійок. При цьому жорсткість балки визначають як суму жорст-
костей двох горизонтальних ферм ригеля.
8.53 Реакції тросів спрямовані у сторону, протилежну дії зовнішнього
навантаження, і прикладені в місцях кріплення ланцюгових підвісок до ригеля.
Рівномірно розподілене вітрове навантаження на ригель допускається замінити
зосередженими силами, прикладеними в місцях прикріплення до ригеля підвісок.
8.54 Розрахунок і проектування типових конструкцій жорстких попере-
чок рамного типу рекомендується виконувати за методом кінцевих елементів
(МКЕ) відповідно до методики, викладеної в додатку П.
Розрахунок елементів ригелів жорстких поперечин, що представляють
собою просторові решітчасті конструкції із одиночних кутиків, виконують за
рекомендаціями СНиП П-23.
8.55 Підбір типових конструкцій жорстких поперечин рекомендується
виконувати з використанням розроблених у ВАТ «ЦНИИС» програм:
«Підбір типових конструкцій ригелів і стійок жорстких поперечин балко-
вого типу для контактної мережі електрифікованих залізниць»;
«Підбір типових конструкцій ригелів і стійок жорстких поперечин рамно-
го типу для контактної мережі електрифікованих залізниць».
Конструктивні вимоги
8.56 Ригелі жорстких поперечин виконують у вигляді наскрізних прос-
торових ферм, що складаються на комплектувальних базах з окремих блоків,
довжину яких визначають із умов перевезення на залізничному рухомому скла-
ді. Блоки з’єднують між собою кутниковими накладками.
8.57 У поперечках рамного типу необхідну при монтажі довжину ригеля
можна одержати регулюванням «на місці» довжини монтажних панелей, які
утворяться між блоками, що стикуються в процесі збирання ригелів із блоків на
комплектувальній базі.
8.58 Якщо виникне потреба у виконанні заводських зварних стиків
поясів на накладках між торцями елементів, що стикуються, слід залишати за-
зор не менше ніж 35 мм.
8.59 З’єднання елементів ригеля між собою виконують рівномірними за
допомогою зварювання або на болтах із застосуванням кутникових накладок,
переріз яких повинен бути рівним перерізу меншого із стикуємих елементів по-'
ясів. Зборку оцинкованих ригелів здійснюють на болтах.
8.60 З’єднання елементів решітки - розкосів, стійок, діагоналей з пояса-
ми - слід здійснювати внапустку без застосування «фасонок» для пофарбова-
них конструкцій, або на зварюванні «в стик» для оцинкованих конструкцій.
8.61 Відстань між елементами решітки у місцях примикання до поясів
повинна бути не менше ніж 20 мм.
8.62 У поясах блоків повинно бути не більше одного стику. У межах од-
нієї панелі повинен бути тільки один стик. Л
8.63 Стики в поясах слід розташовувати поза вузлами. Відстань між сти-
ковою накладкою й найближчим елементом решітки повинна становити не мен-
ше ніж 50 мм.
Конструкції підвішування контактної підвіски та проводів ПЛ (консольні
і фіксаторні стійки, кронштейни, трикутні підвіси і т.п.) і технології монтажу
контактної мережі не повинні погіршувати умови роботи жорсткої поперечини.
Навантаження від конструкцій і проводів повинне бути рівномірно роз-
поділене між поясами ригеля і уздовж поясів між вузлами решітки ригеля.
Конструкції повинні бути закріплені на відстані не більше ніж 200 мм від
вузлів решітки ригеля.
8.64 Кріплення елементів решітки до поясів слід здійснювати не менш
чим двома зварними швами. При зварюванні «встик» елементів решітки з пояс-
ними кутниками їх варто кріпити двома лобовими швами.
8.65 Зварні з’єднання повинні задовольняти вимогам СНиП П-23. Катет
шва повинен становити не менше ніж 0,9 товщини полиці кутника.
8.66 У випадку, якщо в конструкції стиків блоків передбачене з’єднання
на «фасонках», кріплення «фасонок» до полиць поясів здійснюється встик із
проваром на всю товщину «фасонки».
8.67 При болтовому з’єднанні блоків ригеля між собою із застосуванням
«фасонок» їхню довжину приймають рівною відстані від торця блоку в місці
стику до осі найбільш віддаленого отвору плюс 70-90 мм. «Фасонки» слід прий-
мати однаковими по всій довжині ригеля.
Проектування консолей
8.68 Розрахунок консолей слід здійснювати на основні та особливі спо-
лучення навантажень.
Розміри перерізів стержнів консолі слід визначати по найбільш невигід-
ному сполученню навантажень.
Перевірку розрахунків на дію монтажних навантажень і навантажень, що
виникають при обриві проводів, потрібно виконувати для всіх консолей.
8.69 Розрахунок центрально-стиснутих, центрально-розтягнутих елеме-
нтів і елементів, що згинаються, а також стиснуто-зігнутих елементів, що ма-
ють гнучкість менше 200, і розрахунок з’єднань сталевих конструкцій консолей
виконують відповідно до вимог СНиП П-23.
8.70 Розрахунок елементів консолей, що мають гнучкість більше 200,
підданих дії осьової сили стиснення з вигином, виконують відповідно до вказі-
вок Норм.
8.71 У стиснуто-зігнутих елементах консолей допускаються наступні
величини найбільшої гнучкості:
підкіс консолі...............А < 350
стиснута тяга.................А < 500
розтягнута тяга...............без обмежень.
8.72 Перевірку стійкості стиснутих і стиснуто-зігнутих стержнів, що ма-
ють гнучкість більше 200, виконують шляхом визначення коефіцієнта стійкості
(8.10)
тгЕІ
Р* ГП1П
к =---2 — - критична сила;
І
ЕІт-т - мінімальна жорсткість стержня;
N - розрахункове поздовжнє зусилля в стержні;
І - довжина стиснутої частини стержня.
Величина коефіцієнта стійкості пу < 1,8 не допускається.
8.73 Міцність суцільностінчатих стиснуто-зігнутих і розтягнуто-зігнутих
стержнів, що мають гнучкість більше 200, перевіряють за формулою:
(8.11)
де IV, Му, Мг - розрахункові значення поздовжнього зусилля (по осі стержня х-х)
і згинальних моментів відносно головних осей, відповідно, у-у, 7-7. у роз-
глянутому перерізі х;
Ан - площа нетто поперечного перерізу стержня;
/у, Ц - головні моменти інерції перерізу;
у, 7 - координати розглядаємо! точки перерізу відносно головних осей;
ус - коефіцієнт умов роботи (для стиснуто-зігнутих стержнів із гнучкістю
понад 200 ус = 0,8); Ч
К - розрахунковий опір матеріалу стержня.
8.74 Стиснуті кронштейн і тягу консолі слід розраховувати як стиснуто-
зігнуті елементи, стискаємі поздовжньою силою і згинаємі моментом від влас-
ної ваги і моментом від поздовжньої сили; величина останнього змінюється в
міру зміни прогину. Крім цього, необхідно враховувати вплив ексцентриситету
прикладання поздовжніх сил, обумовлених конструкцією фіксатора й тяги.
Стиснуті (жорсткі) тяги застосовують у тих випадках, коли при невигіднішому
сполученні навантажень у тязі виникають стискальні зусилля будь-якої величи-
ни або розтяжні зусилля менше 0,5 кН.
8.75 При значеннях коефіцієнта стійкості 1,8 < пу < 10 згинальні момен-
ти відносно головних осей перерізу стиснуто-зігнутих стержнів із гнучкістю
ВБН В 2.3-3-2009
більше 200 рекомендується визначати з урахуванням дії поперечних і поздовж-
ніх сил за формулами
Му(х) = Мду(х) + Мру(х) + ММу(х),
Щх) - Мдг(х) + МРг(х) + ММг(х).
(8.12)
(8.13)
Поточні значення компонент згинальних моментів М^, МРу, ММу і Мдг,
Мр:, Мм- у перерізі х стержня від відповідних компонент розподіленої ц і зосе-
редженої Р поперечних сил і від зовнішнього зосередженого моменту М з ура-
хуванням дії поздовжньої стискаючої сили N (рис. 8.3) визначають за
формулами:
де
М^х) = ±д12
Мр(х,хРІ) = +РіЦ
Мм(х,хмі) = ±Мґ
8ІП[іЗ(1-^р,)]
$8ІПіЗ
со§|А0,5-х)]
со§(0,50)
8ІП(О%), %<£/>„
СОЗрХІ-^и/)] • /а ч
-----. 5іп(йх), % < $МІ,
81П V
СО8(^М/) . Ч1
---^^-8Ш[іХ1 - х)], X $Мі’
81П V
х=р и=о < хЛа-Лл/,- і,
І' І'
N
-—прид = д Рі = Руі,
ЕІг
— пРид = (1^Рі= Ргі, Мі = муі
РІ у
(8.14)
(8.15)
(8.16)
(8.17)
(8.18)
(8.19)
Рис. 8.3 Розрахункова схема для визначення згинальних моментів і прогинів
стиснуто-зігнутих стержнів великої гнучкості.
8.76 Для стиснуто-зігнутих стержнів, що мають гнучкість X > 200 і кое-
фіцієнт стійкості пу > 10, сумарний максимальний згинальний момент, як пра-
вило, знаходять у тих же перерізах, у яких буде максимальний згинальний
момент від поперечних сил. Так, у неізольованих вигнутих консолях, а також у
консолях зі зворотними фіксаторними стійками максимальний згинальний мо-
мент знаходять у точці кріплення тяги до кронштейна консолі, а в інших випад-
ках - у точці кріплення фіксатора до кронштейна консолі.
Для стиснуто-зігнутих елементів, що мають коефіцієнт СТІЙКОСТІ /71>10,
побудова епюри сумарних згинальних моментів для визначення максимального
моменту необов’язкова.
8.77 При визначенні згинальних моментів для складових стержнів (ме-
талевий стержень із жорстко з’єднаним з ним стержневим ізолятором) наванта-
ження від маси ізолятора може бути прийнятим у вигляді зосередженої
вертикальної сили, прикладеної в центрі ваги ізолятора.
8.78 Для типових консолей слід визначати граничні значення вертикаль-
них і горизонтальних зусиль із вказівкою точок їхнього прикладення на розра-
хунковій схемі.
8.79 Кронштейни консолей, на яких передбачається кріплення фіксато-
рів або фіксаторних стійок, потрібно перевіряти розрахунком на деформації.
Відносна величина граничного прогину кронштейна консолі повинна бу-
ти не більше ніж 1/150, а абсолютна величина горизонтальної складової проги-
ну (від короткочасних навантажень) у точці кріплення фіксатора або
фіксаторної стійки не повинна перевищувати 35 мм. Прогини стиснуто-зігнутих
стержнів відповідно до рис. 8.3 і додатка П визначають за формулою:
(х) = V А (х) +1
ЕА , В,
гм,„/2 ац. (%,%„„•)
7 А, Ох.,
(8.20)
8.80 Небезпечний переріз для стиснуто-зігнутих стержнів кронштейнів
приймають у точці максимального сумарного згинального моменту, визначено-
го за формулою (8.13).
8.81 Міцність фарфорових стержневих ізоляторів слід перевіряти за фо-
рмулою:
(8.21)
де Л/и - максимальний розрахунковий згинальний момент, що діє в перерізі фар-
форового ізолятора;
М, - розрахункова поздовжня сила;
]УИ і - момент опору та площа розглядаємого перерізу ізолятора;
уСф - коефіцієнт умов роботи фарфорових стержневих ізоляторів, прийнятий
рівним 0,7;
/?Ф - розрахунковий опір фарфора вигину; приймають за даними заводу-
виготовлювача або за результатами випробувань.
Розрахункові параметри стержневих ізоляторів визначають відповідно до
8.18 для перерізу по місцю закладення фарфору в шапці ізолятора, розташова-
ної з боку середньої частини довжини стержня.
Проектування фіксаторів
8.82 Розрахунок фіксаторів рекомендується здійснювати на наступні
сполучення навантажень:
а) постійні навантаження в сполученні з максимальним вітром;
б) постійні навантаження, а також ожеледь при одночасній дії вітру.
Крім цього, фіксаторні кронштейни і ізолятори, а також основні стержні
фіксаторів слід перевіряти на дію навантажень, що виникають при обриві про-
водів і при монтажі (маса монтера на основному стержні або фіксаторному
кронштейні).
Розміри перерізів металевих елементів слід визначати за найбільш неви-
гідним сполученням навантажень.
8.83 Фіксатори необхідно розраховувати на міцність, стійкість стержнів
1 стійкість системи стержнів зчленованих фіксаторів.
8.84 Розрахунок фіксаторів на деформації полягає у визначенні прогинів
- —— -------------------__----
Прогин основного стержня фіксатора повинен становити не більше 1/200
його довжини.
8.85 Розрахунки міцності й стійкості стержнів фіксаторів при гнучкості
більше 200 слід виконувати відповідно до вказівок Норм.
8.86 Максимальна гнучкість стиснуто-зігнутих стержнів фіксаторів не
повинна бути більше ніж 550, при цьому значення коефіцієнта стійкості пови-
нне бути не менше ніж 2.
8.87 Міцність стержнів фіксаторів при X < 200 і фіксаторних стійок пот-
рібно перевіряти відповідно до вимог СНиП П-23.
8.88 Міцність і стійкість додаткових стержнів (зчленованих фіксаторів) з
алюмінієвих сплавів, що мають гнучкість X < 150, слід перевіряти відповідно до
вимог СНиП 2.03.06, а при гнучкості X > 150 - відповідно до вказівок Норм.
При цьому модуль пружності і розрахунковий опір приймають згідно з СНиП.
8.89 Конструкції фіксаторних пристроїв повинні враховувати можли-
вість перетікання струмів у шарнірних з’єднаннях (при різниці потенціалів у
несучому тросі і контактному проводі).
8.90 Довжину основного стержня фіксатора визначають залежно від га-
бариту встановлення опори, величини зиґзаґу контактного проводу, довжини
додаткового стержня, а також від прийнятої схеми конструктивного виконання
консолі і фіксатора.
8.91 Довжина додаткового стержня фіксатора напІвкомпенсованої підві-
ски повинна бути не менше ніж 1200 мм, а для компенсованої підвіски (крім
повітряних стрілок) може бути зменшена до значень, визначених розрахунком,
але не менше значень типового додаткового фіксатора.
8.92 Фіксатори контактної мережі (крім гнучких на зовнішній стороні
кривих малих радіусів, фіксаторів анкеруємої вітки на сполученнях і на фіксу-
ючих тросах поперечин) повинні бути зчленованими. Маса, що передається на
контактний провід від фіксатора, повинна бути мінімальною.
8.93 Фіксатори повинні мати пристрої, що запобігають втрати ними
стійкості при впливі вітрового навантаження.
8.94 Вузли кріплення фіксаторів до фіксаторних кронштейнів, стійок,
фіксуючим тросам поперечин повинні забезпечувати шарнірність у горизонта-
льному й вертикальному напрямках.
9 ПРОЕКТУВАННЯ ЗАЛІЗОБЕТОННИХ ОПОР
Загальні вказівки
9.1 Залізобетонні опори контактної мережі слід проектувати відповідно
до СНиП 2.03.01, ДСТУ Б В.2.6-21 (ГОСТ 19330) оскільки вони мають важливе
народногосподарське значення як об’єкти високої надійності.
9.2 Залізобетонні опори можна застосовувати в будь-яких кліматичних
районах при неагресивному, слабо- і средньоагресивному газоподібних середо-
вищах, у ґрунтах і ґрунтових водах з неагресивним і слабоагресивним ступеня-
ми впливу на залізобетонні конструкції, а також у районах із сейсмічністю до
9 балів включно.
Допускається застосовувати залізобетонні опори у випадках впливу силь-
ноагресивного газоподібного середовища, у ґрунтах і ґрунтових водах із серед-
ньо- і сильноагресивним ступенем впливу за умови виконання додаткових
вимог щодо захисту від корозії відповідно до СНиП 2.03.11.
9.3 Залізобетонні опори можуть бути використані для кріплення контакт-
ної підвіски в якості проміжних, перехідних, анкерних, консольних і фіксуючих
опор, а також для стійок жорстких поперечок.
Рекомендується застосовувати переважно попередньо напружені конічні
центрифуговані опори кільцевого перерізу з конічністю від 1,0 до 1,5%.
9.4 При проектуванні залізобетонних опор повинні бути забезпечені на
стадії монтажу й експлуатації необхідна міцність, жорсткість і тріщиностій-
кість, а також стійкість у ґрунті.
9.5 Залізобетонні опори контактної мережі рекомендується застосовува-
ти двох типів:
нероздільні - ті, що закопуються безпосередньо в ґрунт;
роздільні - ті, що закріплюються на окремих фундаментах.
Роздільні опори рекомендується закріплювати на фундаментах стаканно-
го типу або за допомогою анкерних болтів.
Нероздільні опори слід застосовувати в сухих і малообводнених ґрунтах
(незалежно від рівня ґрунтових вод).
Роздільні опори слід застосовувати в сильно обводнених ґрунтах (де
утруднена розробка котлованів), а також, коли не забезпечується стійкість у
ґрунті нероздільних опор або вимагається підвищена висота опор.
9.6 Нероздільні опори повинні мати захисне гідроізоляційне покриття
нижньої фундаментної частини на довжині 4 м відповідно до вимог, наведених
в розділі 7 Норм.
Основні розрахункові вимоги
9.7 Залізобетонні опори повинні задовольняти вимогам розрахунку на
міцність (граничним станам першої групи) і на придатність до нормальної
експлуатації (граничним станам другої групи).
Розрахунок опор на міцність повинен попередити будь-який вид їхнього
руйнування. Розрахунок опор на придатність до нормальної експлуатації пови-
нен попередити утворення або розкриття неприпустимих по ширині тріщин для
збереження від корозії арматури, а також від надмірних прогинів.
9.8 Розрахунок опор на граничні стани виконують відповідно до вимог
СНиП 2.03.01 на силові впливи, що виникають при виготовленні, транспорту-
ванні, монтажі та експлуатації. Розрахунок опор на розкриття тріщин і на дефор-
мації допускається не виконувати, якщо при дослідній перевірці встановлена їх
достатня тріщиностійкість, а жорсткість конструкцій у процесі їхньої експлуа-
тації достатня.
9.9 Залізобетонні опори контактної мережі варто розраховувати на наван-
таження поперек колії по обгинальних епюрах згинальних моментів і перерізу-
ючих сил (рис. 9.1), значення для яких наведені в табл. 9.1, а також на
навантаження уздовж колії при обриві проводів відповідно до даних глави 5
Норм.
Таблиця 9.1
№ № п/п Найменування на- вантаження, що діє поперек осі колії Значення згинального моменту М(кНм) і перерізуючої сили, (2 (кН) поперек колії на рівні
2 3 4 5
обрізу фундаменту п’яти консолі при коніч- ності опори, % обрізу фундаменту п’ кот при не опо яти [СОЛІ коніч- )СТІ )И, % обрізу фундаменту п’яти кон- солі при конічності опори, % обрізу фундаменту п’яти консолі при коніч- ності опори,
1 1,5 1,0 1 -,5 1,0 ] 1,5 1,0 ] 1,5 1,0.
1 Розрахункові зги- нальні моменти 70 35 50 90 45 65 110 55 80 135 - 95
2 Нормативні зги- нальні моменти 59 зо 41 79 40 55 98 49 69 118 - 83 1
3 Максимальні тимчасові скла- дові розрахунко- вого згинального моменту 60 31 42 75 40 53 90 45 65 1 110 80П
Кінець таблиці 9.1
№ № п/п Найменування на- вантаження, що діє поперек осі колії Значення згинального моменту Л/(кН м) і перерізуючої сили, (кН) поперек колії на рівні
2 3 4 5
обрізу фундаменту п’яти консолі при коніч- ності опори, % обрізу фундаменту п’яти консолі при коніч- ності опори, % обрізу фундаменту п’яти кон- солі при конічності опори, % обрізу фундаменту п’яти консолі при коніч- ності опори,%
1,5 1,0 1,5 1,0 1,5 1,0 1,5 1,0
4 Максимальні тимчасові скла- дові нормативно- го згинального моменту 51 26 36 64 34 45 69 39 50 83 <58
5 Максимальні пос- тійні складові роз- рахункового зги- нального моменту 50 13 18 75 13 19 80 15 21 100 25
6 Максимальні пос- тійні складові нор- мативного зги- нального моменту 40 11 15 55 11 16 65 13 18 80 20
7 Нормативні зги- нальні моменти для розрахунків тріщиностійкості 54 27 38 71 36 50 89 45 62 107 75
8 Розрахункові по- перечні сили 7 28 10 7 14 7 9 37 14 9 20 9 11 42 17 11 24 11 13 50 - 28 13
9 Нормативні по- перечні сили 6 24 9 6 13 6 8 34 12 8 14 8 10 38 15 10 17 10 12 45 - 20 12
Примітка 1. Цифри 2, 3, 4 і 5 у назві вертикальних стовпчиків таблиці означають
порядковий номер опори залежно від її несучої спроможності, наведеної в рядку 2 і
табл. 9.2.
Примітка 2. Значення розрахункових зусиль у рядках 1 і 8 застосовують при розра-
хунку по першому граничному стані (на міцність).
Примітка 3. Значення зусиль у рядках 4 і 6 застосовують при розрахунку по дефор-
маціях на рівні контактного проводу.
Примітка 4. У рядках 8 і 9 у чисельнику вказані значення перерізуючих сил на діля-
нці від перерізу вверх, у знаменнику - від перерізу вниз.
Примітка 5. У таблиці значення моментів на рівні обріза фундаменту (Л/о) наведені
^аопори довжиною 13,6 м, для опори довжиною 15,6 м значення Мд=М0 • 1,125.
Рис. 9.1 Обгинаючі епюри для розрахунку залізобетонних опор контактної мережі:
а) згинальних моментів; б) перерізуючих сил
1 - умовний обріз фундаменту;
(розміри у дужках дані для опор довжиною 15,6 м).
9.10 Підземна частина епюри (на рис. 9.1 показана пунктиром), прийня-
та для нероздільних опор, може бути змінена залежно від довжини частини
опори, розташованої нижче умовного обрізу фундаменту, а також при застосу-
ванні роздільних опор на фундаментах.
9.11 Нормативні навантаження для розрахунку типових залізобетонних
опор можна визначати шляхом розділення розрахункових навантажень на уза-
гальнений коефіцієнт надійності з навантаження, рівний 1,15.
9.12 Значення навантажень при розрахунку опор необхідно множити на
коефіцієнт надійності за призначенням, прийнятий відповідно до глави 4 цих
Норм.
9.13 До залізобетонних опор висувають вимоги 2-ої категорії тріщинос-
тійкості конструкцій, що допускають обмежене по ширині нетривалого роз-
криття тріщин за умови їх наступного надійного закриття. Гранично допустима
ширина розкриття поперечних тріщин повинна становити: для умов неагресив-
ного середовища 0,15 мм, для слабоагресивного середовища - 0,1 мм, для сереД-
ньоагресивного середовища - 0,05 мм. У сильноагресивному середовиШ1
тріщини в опорах не допускаються. Для виключення утворення й розкриття
поздовжніх тріщин в опорах слід вживати конструктивні заходи шляхом вста-
новлення у вершині та комлі додаткової поперечної арматури, а також обмежу-
вати значення стискаючих напружень у бетоні на стадії попереднього
обтиснення у відповідності до табл. 7 СНиП 2.03.01.
9.14 Прогини залізобетонних опор не повинні перевищувати гранично
допустимі значення, встановлені за умовою забезпечення струмознімання.
Величина максимального проГину в рівні контактного проводу (на відс-
тані 7300 мм від умовного обріза фундаменту) не повинна перевищувати вста-
новленої ДСТУ Б.В.2.6-21-2000. Приріст прогину від прикладання нормативних
тимчасових навантажень не повинен перевищувати 65 мм.
9.15 При розрахунку попередньо напружених опор необхідно врахову-
вати втрати попереднього напруження арматури відповідно до вимог СНиП
2.03.01:
а) перші втрати - від релаксації напружень в арматурі, деформації анке-
рів, форм і від швидконаплинної повзучості;
б) другі втрати - від усадки й повзучості бетону.
9.16 Розрахунок на міцність і тріщиностійкість слід виконувати для пе-
рерізів нормальних до поздовжньої осі опор, розташованих на рівні п’яти кон-
солі та на рівні обрізу фундаменту. При розрахунку прогинів вплив тривалої
повзучості бетону на деформації опор без тріщин допускається не враховувати.
Матеріали для залізобетонних опор
9.17 Для залізобетонних опор слід передбачати важкий бетон середньої
щільності до 2500 кг/м3.
9.18 При проектуванні опор установлюються наступні показники якості
бетону:
а) клас за міцністю на стиснення В;
б) марка за морозостійкістю Р;
в) показник проникності;
г) марка за водопроникністю XV.
Для залізобетонних попередньо напружених опор слід приймати клас бе-
тону за міцністю на стиснення не нижче ВЗО для опор з нормативним згиналь-
ним моментом на рівні обрізу фундаменту 59 кН-м і В40 - для опор з
нормативним згинальним моментом 79 кН-м і більше; марка за морозостійкістю
Р150 при розрахунковій зимовій температурі вище мінус 40°С включно і Р200 -
нижче мінус 40°С. Для опор контактної мережі слід застосовувати бетон особ-
ливо низької проникності й маркою за водонепроникністю не нижче \У8.
9-19 Нормативні й розрахункові характеристики бетону й арматури,
к°ефіцієнти надійності й умов роботи приймати згідно з СНиП 2.03.01.
9.20 Для армування залізобетонних опор необхідно приймати арматуру,
що відповідає вимогам діючих стандартів.
У якості поздовжньої напружуючої арматури попередньо напружених
конструкцій слід приймати високоміцний дріт періодичного профілю класу Вр-П,
а також гарячекатану стержневу арматуру періодичного профілю зі сталі класу
АІУ і АУ. Високоміцний дріт класу Вр-ІІ рекомендується застосовувати діаме-
тром 5 мм, допускається використовувати дріт діаметром 4 мм. Опори з напру-
жуючою стержневою арматурною сталлю класу АУ можуть застосовуватися
тільки для ділянок змінного струму.
У якості поздовжньої ненапружуючої арматури слід застосовувати арма-
туру класу А-ІП. В якості поперечної арматури (спіралі) необхідно використо-
вувати переважно дріт періодичного профілю класу Вр-І діаметром не менше
ніж 3 мм.
На підставі техніко-економічного обґрунтування допускається застосову-
вати й інші види арматури.
9.21 Передаточна міцність бетону при відпуску натягу арматури пови-
нна бути не нижче значень, наведених у табл. 9.2.
Таблиця 9.2
Нормативний згинальний момент, кН м (тс-м) для опор довжиною, м Нормована передаточна міцність бетону МПа (кгс/см2) при класі міцності на стиснення В
13,6 15,6 ВЗО В40
59 (6,0) 66 (6,7) 27,5 (280) 34,3 (350)
79 (8,0) 89 (9,0) 35,3 (360)
98 (10,0) 111 (11,3) 37,7 (385)
118(12,0) 133 (13,5)
Конструктивні вимоги
9.22 Товщина стінки опор кільцевого перерізу повинна бути не менше
60 мм. Захисний шар бетону до будь-якої арматури повинен бути не менше
ніж 20 мм.
9.23 При застосуванні напруженої арматури з високоміцного дроту кла-
су Вр-ІІ слід застосовувати змішане армування: крім попередньо напруженої
дротової арматури необхідно встановлювати по всій довжині опор ненапружену
арматуру.
9.24 Для запобігання утворенню поздовжніх тріщин у верхніх кінцях
попередньо напружених опор повинні бути встановлені три посилюючі кільнЯ
арматури класу А-І діаметром 8 мм, крім того у верхніх і нижніх кінцях - додат-
ково не менше трьох витків спіральної арматури. Крок спіралі повинен бути не
більше ніж 100 мм.
9.25 Відстань у просвіті між поздовжньою напружуваною і ненапружу-
ваною арматурами призначають із урахуванням зручності укладання й ущіль-
нення бетонної суміші, а також анкерування напруженої арматури відповідно
до вимог СНиП 2.03.01.
9.26 Опори у верхній частині повинні мати отвори для встановлення за-
кладних деталей, а в нижній частині на 0,5 м вище умовного обрізу фундаменту
(у нероздільних опорах кільцевого перерізу) - отвору для вентиляції внутрі-
шньої порожнини. Кількість і взаємне розташування отворів приймають згідно
з ДСТУ Б.В.2.6-21.
9.27 У верхніх отворах для закладних деталей установлюють ізолюючі
елементи для запобігання прямого контакту арматури опор із закладними дета-
лями контактної підвіски. Для опор, які установлюють на ділянках постійного
струму, у верхніх отворах передбачають подвійну ізоляцію. Перший рівень ізо-
ляції забезпечують встановленням заставних незнімних втулок у кожний отвір
до бетонування опори, другий рівень ізоляції забезпечують установленням зні-
мних втулок в отвори, де передбачені закладні деталі для контактної підвіски.
Для опор, які установлюють на ділянках змінного струму, у верхніх отво-
рах передбачають одиночну ізоляцію (застосовують тільки знімні втулки), за-
ставні втулки не застосовують.
9.28 Торці неподільних стояків повинні бути закладені бетонними за-
глушками.
9.29 Для виміру електричного опору між арматурою опори й закладни-
ми деталями для кріплення підтримуючих конструкцій усередині бетону опори
повинно бути передбачено укладання проводу діагностики.
9.30 У нероздільних опорах необхідно передбачати встановлення репе-
ра, розташовуваного на рівні умовного обрізу фундаменту (на відстані 4 м вище
комля опори). Допускається сполучати виводи проводу діагностики з репером.
9.31 Розрахунок закріплення в ґрунті нероздільних залізобетонних опор
контактної мережі, установлених без фундаментів, виконується за методикою
Розрахунку одиночних призматичних фундаментів, наведених у розд. 10 цих
Норм. При цьому розмір поперечного перерізу фундаменту Ь/ приймається рів-
ним середньому діаметру підземної частини опори.
10 ПРОЕКТУВАННЯ ФУНДАМЕНТІВ ОПОР КОНТАКТНОЇ МЕРЕЖІ
Загальні положення розрахунку закріплення фундаментів у ґрунті
10.1 Фундаменти опор контактної мережі слід проектувати, як правило,
зі збірного залізобетону на основі результатів інженерно-геологічних і гідроген-
логічних вишукувань ґрунтів і підземних (ґрунтових) вод, інженерно-
геологічних вишукувань плану й профілю електрифікованої ділянки, з ураху-
ванням конструктивних особливостей, що діють на фундамент навантажень і
впливів, а також умов експлуатації.
10.2 Ґрунти основ в описах результатів вишукувань і в проектах фунда-
ментів слід іменувати відповідно до прийнятої в ГОСТ 25100 класифікації.
10.3 Перевірку несучої спроможності фундаментів при прив’язці слід
здійснювати з урахуванням талих ґрунтів.
10.4 Розрахунок закріплення фундаментів у ґрунті повинен гарантувати
нормальну експлуатацію й довговічність конструкцій. Розрахунок слід викону-
вати на дію:
- розрахункових навантажень - на несучу спроможність основи, не допус-
каючи втрати стійкості (перекидання) фундаментів і опор;
- нормативних навантажень - на деформації, не допускаючи перевищення
гранично допустимих за умовами експлуатації відхилень (нахилів) опор на рів-
ні контактного проводу більше 1% убік «колії» або «до поля» (з урахуванням
пружної деформації надземної частини опор).
При забезпеченні несучої спроможності одиночних, східчастих, групових
пальових і роздільних фундаментів, а також вертикальних призматичних анке-
рів перевірку на деформації можна не виконувати, тому що наведені в Нормах
розрахункові характеристики ґрунту визначені, виходячи із допустимих (за
умовами експлуатації) переміщень фундаментів опор.
10.5 За розрахункову поверхню ґрунту при розрахунку одиночного фун-
даменту приймають горизонтальну площину, що проходить через точку пере-
тинання вертикальної осі фундаменту з поверхнею ґрунту, а при наявності
насипного неущільненого шару (піщаний баласт, шлаки та ін.) - з нижньою по-
верхнею цього шару. За поверхню ґрунту приймають поверхню природного ре-
льєфу або поверхню земляного полотна (насипу або виїмки). д
10.6 Розрахунок фундаментів слід виконувати на сполучення наванта-
жень, які можуть виявитися найбільш невигідними. При цьому в ряді випадків
розрахунку закріплення фундаменту в ґрунті найбільш невигідним може вияви-
тися не максимальне навантаження, а менше за величиною, але таке, що діє в
напрямку, у якому ґрунт гірше чинить опір перекиданню фундаменту, наприк-
лад, в сторону укосу насипу, або для якого частка постійного навантаження в
сумарному (див. п. 10.20), має більше значення.
10.7 При будь-яких сполученнях навантажень слід враховувати наван-
таження від маси фундаменту, а для східчастих і роздільних фундаментів - і від
ваги ґрунту над їхніми уступами. У розрахунку східчастих і роздільних фунда-
ментів слід враховувати зважуючу дію води від підошви фундаменту до верх-
нього рівня ґрунтових вод. При цьому щільність ґрунту нижче рівня підземних
вод приймають рівною 10 кН/м3, а щільність матеріалу фундаменту зменшують
на 10 кН/м3.
10.8 Навантаження, рівнодіюча якого розташована в одній вертикальній
площині симетрії фундаменту, наводять (рис. 10.1, а):
а) до вертикальної сили Аг, рівної сумі проекцій сил на вертикальну вісь у
фундаменту, що діє вздовж осі у;
б) до горизонтальної сили /У/, рівної сумі проекцій сил на горизонтальну
вісь х, що діє вздовж осі х;
в) до моменту Лг, рівному сумі моментів СИЛ ЩОДО ОСІ г.
Сила г , що діє уздовж осі х, і момент Лг щодо осі г можуть бути замінені
силою Ґ1 (тієї ж величини), що діє паралельно осі х на висоті Нх від неї (див.
рис. 10.1, б).
(101)
Вертикальна вісь у проходить через центр ваги поперечного перерізу
одиночного фундаменту або центр пальової основи групового фундаменту. Го-
ризонтальні осі х і г розташовані на рівні розрахункової поверхні ґрунту (для
одиночного фундаменту) або на рівні низу конструкції опори, а при наявності
ростверку - на рівні підошви його плити (для групового пальового і роздільно-
го фундаментів).
10.9 У загальному випадку навантаження, що одночасно діє в декількох
площинах, які проходять через вертикальну вісь фундаменту (косе навантажен-
ня), приводять:
а) до вертикальної сили Аг, рівної сумі проекцій сил на вертикальну вісь у
Фундаменту, що діє уздовж осі у;
б) до горизонтальної сили г/, рівної сумі проекцій сил на горизонтальну
В1СЬ х, що діє уздовж осі х;
ВБН В 2.3-3-2009
в) до горизонтальної сили Е^ •> рівної сумі проекцій сил на горизонтальну
вісь г, що діє уздовж осі г;
г) до моменту М і, рівному сумі моментів сил щодо осі г;
д) до моменту М%, рівному сумі моментів СИЛ ЩОДО ОСІ X.
Сила Е*, що діє уздовж осі х, і момент щодо осі г можуть бути за-
мінені силою Е* (тієї ж величини), що діє паралельно осі х на висоті Нх, від неї
(Ю.2)
Аналогічно сила р*, що діє уздовж осі г і момент Мсі щодо осі х можуть
бути замінені силою р‘7 (тієї ж величини), що діє паралельно осі г на висоті Нг
від неї
(10.3)
10.10 При навантаженні, рівнодіюча якого розташована в одній вертика-
льній площині симетрії фундаменту, стійке закріплення його в ґрунті вважають
забезпеченим, якщо величини розрахункового моменту ЛЕ1 і розрахункової вер-
тикальної сили задовольняють умовам
(10.4)
(10.5)
де М/- розрахункова несуча спроможність фундаменту по ґрунту на дію моменту
або горизонтальної сили, прикладеної на висоті Н; розрахункова
несуча спроможність фундаменту по ґрунту на дію вертикальної сили.
Рис. 10.1. Розрахункові схеми навантажень, що діють в одній площині:
а) - вертикальна сила 14а, горизонтальна сила У7 і момент Л/'7;
б) - вертикальна сила Лг і горизонтальна сила на висоті Нх.
10.11 У загальному випадку при навантаженні, що одночасно діє в декі-
лькох площинах, які проходять через вертикальну вісь фундаменту, стійке за-
кріплення фундаменту в ґрунті вважається забезпеченим, якщо величини
Розрахункового моменту й розрахункової вертикальної сили У7 зовнішніх
навантажень задовольняють умовам
Ма,
М<^,
(10.6)
(Ю.7)
де М у~ - приведена (з урахуванням одночасної дії навантаження в площинах ху
й уг) розрахункова несуча спроможність фундаменту по ґрунту на дію
моменту при заданому співвідношенні між навантаженнями, що діють
у різних площинах.
10.12 У процесі інженерних вишукувань крім визначення рівня підземних
вод і їхнього впливу на властивості ґрунтів основи слід визначати ступінь агре-
сивності підземних вод і ґрунтів стосовно матеріалу фундаментів.
Розрахунок одиночних призматичних фундаментів
Визначення розрахункової несучої спроможності фундаменту при на-
вантаженні, діючому в одній вертикальній площині
10.13 Значення Мг- розрахункової несучої спроможності заданого фунда-
менту по ґрунту на дію моменту при навантаженні, рівнодіюча якої розташова-
на в одній вертикальній площині симетрії фундаменту, обчислюють за
формулою:
М; = М°' Ус/Усо угі, усс усг Усі,
(10.8)
де Л/01 - значення розрахункової несучої спроможності умовного фундаменту
по ґрунту на дію горизонтального навантаження або згинального мо-
менту, приведене до рівня умовного обрізу фундаменту (10.14):
ус/ - коефіцієнт умов роботи, що враховує вплив форми поперечного перері-
зу призматичного фундаменту (10.15);
усо - коефіцієнт умов роботи, що враховує вплив обрису поверхні ґрунту в
місці розташування фундаменту (10.16);
ус„ - коефіцієнт умов роботи, що враховує вплив вібрації (коливань) ґрунту
біля фундаменту від поїздів, що проходять (10.17);
усс - коефіцієнт умов роботи, що враховує вплив підвищеного ущільнення
ґрунту, який має місце при забиванні фундаменту (10.18); Я
усг - коефіцієнт умов роботи, що враховує вплив верхньої будови КОЛІЇ
(п. 10.19);
Усі - коефіцієнт умов роботи, що враховує частку постійного навантаження в
сумарному (10.20).
10.14 Значення м розрахункової несучої спроможності умовного фун-
даменту відносно рівня умовного обрізу фундаменту визначають із умови:
М01 =М°—,
н (10.9)
де м - значення розрахункової несучої спроможності умовного фундаменту
відносно розрахункової поверхні ґрунту (10.21);
її - висота прикладання рівнодіючого горизонтального навантаження від-
носно рівня умовного обріза фундаменту;
Н - те ж відносно розрахункової поверхні ґрунту (10.5).
10.15 Значення коефіцієнта умов роботи у<$ приймають рівними:
а) для одиночних фундаментів без лежнів при формі поперечного перері-
зу у вигляді:
круга, кільця або трипроменевого - 0,9;
прямокутника - 1,0;
двотавру -1,1;
б) для здвоєних фундаментів, розташованих уздовж колії:
при навантаженні, що діє уздовж осі колії - 1,1 (при ширині фундаменту,
рівній розміру поперечного перерізу фундаменту, вимірюваного в напрямку,
перпендикулярному осі колії);
при навантаженні, що діє поперек осі колії - 1,0 (при подвоєній ширині
фундаменту, рівній розміру поперечного перерізу здвоєного фундаменту між
його зовнішніми гранями, вимірюваного в напрямку уздовж осі колії);
в) для фундаментів з лежнями - 1,0.
10.16 Значення коефіцієнта умов роботи усо при навантаженні, що діє в
площині, перпендикулярній брівці земляного полотна, визначають за наступ-
ними таблицями.
При розташуванні фундаменту на площадці (рис. 10.2, а) і навантаженню
Діючому в сторону укосу, - за табл. 10.1, при навантаженні, що діє убік площа-
дки, - за табл. 10.2.
При розташуванні фундаменту на укосі (див. рис. 10.2, б), при наванта-
женні, що діє в сторону укосу (на насипу - до поля, у виїмці - до колії) - за
табл. 10.3, при навантаженні, що діє в протилежну сторону (на насипу - до ко-
Л11, у виїмці - до поля) - за табл. 10.4.
При визначенні усо конфігурацію ґрунту, що відрізняється від зображеної
На схемах (див. рис. 10.2), слід приводити до цих схем.
При навантаженні, що діє в площині, паралельній брівці земляного поло-
Тна’ значення усо приймають рівним 1.
Таблиця 10.1
а/а ш
0 0,1 0,2 0,4 0,6 0,9 >1,0
0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
0,1 0,9 0,9 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
0,2 0,8 0,8 0,9 1,0 1,0 1,0 1,0
0,3 0,7 0,7 0,8 0,9 1,0 1,0 1,0
0,4 0,6 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,0
0,5 0,5 0,55 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
>0,7 0,45 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Таблиця 10.2
аіа £47
0 0,2 0,3 0,5 >0,6
0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
0,2 0,9 1,0 1,0 1,0 1,0
0,4 0,8 0,9 1,0 1,0 1,0
0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,0
>0,7 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Таблиця 10.3
а'/а
0 >0,3
0 1,0 1,0
0,1 0,9 1,0
0,2 0,8 0,9
0,3 0,7 0,8
0,4 0,6 0,7
0,5 0,5 о,б П
>0,7 0,45 0,5 П
Таблиця 10.4
аіа а"/а
0 0,15 >0,3
0 1,0 1,1 1,2 __
0,2 0,9 1,0 1,1
0,4 0,8 0,9 1,0
0,6 0,7 0,8 0,9 _
>0,7 0,6 0,7 0,8 _
Рис. 10.2 Напрямок дії навантаження в площині, перпендикулярній осі колії,
при розташуванні фундаменту:
а) - на площадці; б) - на укосі
10.17 Значення коефіцієнта умов роботи ус„, при наявності коливань Грун-
ту біля фундаменту від поїздів які проходять, тобто для опор контактної мере-
жі, установлюваних у тілі земляного полотна головних колій, приймають
рівними 0,9 (при габариті встановлення опор до 6 м), а при відсутності коли-
вань усу = 1.
10.18 Значення коефіцієнта умов роботи усс приймають:
а) для фундаментів, установлених у котловани, викопані вручну, буро-
вою машиною або іншим способом (закопуємих) усс = 1;
б) для пальових фундаментів суцільних перерізів і пустотілих, забитих із
закритим кінцем, усс =1,2;
в) для пальових фундаментів пустотілих, забитих з відкритим кінцем,
двотаврових і трьохпроменевих усс = 1,1;
г) для клиноподібних фундаментів, забитих у ґрунт віброзаглиблювачем
Усе =1,30.
Для пальових і клиноподібних фундаментів, забитих у ґрунт із попере-
днім розбурюванням ґрунту (із спрямовуючими свердловинами), площа яких
становить більше 50% від площі поперечного перерізу фундаменту (у серед-
ньому перерізі) коефіцієнт усс = 1,0.
10.19 Значення коефіцієнта умов роботи усг приймають:
а) у всіх випадках при розташуванні фундаменту за кюветом при відстані
В1Д осі найближчої колії до найближчої грані фундаменту більше 4 м, або при
моменті, що діє в площині, паралельній осі колії, усг = 1;
б) в інших випадках:
при моменті, що діє в сторону колії, і відстані від осі найближчого колії
до передньої грані фундаменту менше 3,2 м усг = 1,2; від 3,2 до 4 м усг = 1,1;
при моменті, що діє в сторону поля, і відстані від осі найближчої колії до
найближчої грані фундаменту до 4 м усг = 1,1.
10.20 Значення коефіцієнта умов роботи ус/ визначається за формулою:
1
УсІ 0,5 + 1,43^’ (10.10)
де - коефіцієнт, що характеризує частку розрахункового постійного на-
вантаження в сумарному, що визначається:
а) при моментах і , що діють в одному напрямку
Мс+Мі (10.11)
Формула (10.11) застосовна при Нс > (і і Н{ > г/, тобто в переважній біль-
шості практичних випадків розрахунку фундаментів опор контактної мережі; в
інших випадках:
М*(1 + ^Є-)
£ =-------------’ I
М/(1 + ^-) + М^(1+^-)
НС нг (10.12)
б) при моментах і Л//, що діють у протилежних напрямках при
<М( , розрахунок проводиться тільки на дію моменту М? при усі = 2, якщо
>М{ , розрахунок проводять тільки на дію моменту при = 0,52. ї
Тут М((1 і Нс - відповідно розрахунковий момент і плече Нс тільки
постійного навантаження, що входить у розрахункову комбінацію, і Я, - те
ж, тільки тимчасового навантаження; (і - розрахункова глибина фундаменту
(10.22); уо - відстань від розрахункової поверхні ґрунту до осі повороту фунда-
менту при дії на нього розрахункової комбінації навантажень (10.25).
10.21 В якості умовного фундаменту приймають призматичний фунда-
мент прямокутного поперечного перерізу (без лежнів або з лежнями), закопа-
ний на горизонтальній площадці, при відсутності в безпосередній близькості
залізничної колії і при навантаженні, у якому частка постійної становить 35%
(£, = 0,35). Таким чином, для умовного фундаменту:
Ус/ — Уса — Усу — Усс ~ Усг ~ Усі ~ 1
Розміри поперечного перерізу умовного фундаменту приймають за табл. 10.5.
10.22 Умовний фундамент має розміри:
Ь/ - розмір поперечного перерізу в напрямку, перпендикулярному площи-
ні дії навантаження;
а/ - розмір поперечного перерізу в напрямку, паралельному площині дії
навантаження.
За розрахункову глибину сі приймають відстань від розрахункової повер-
хні ґрунту (10.5) до підошви фундаменту. При пальовому фундаменті, що має
загострення, змінююче ширину /у, за розрахункову глибину сі приймають від-
стань від розрахункової поверхні ґрунту до середини загострення.
10.23 Значення М/ розрахункової несучої спроможності фундаменту по
ґрунту на дію моменту, крім формули (10.8) може бути визначене також з на-
ступного виразу
(10.13)
де уС8 - узагальнений коефіцієнт умов роботи.
Ус8 = Ус/УсуУссУсг- (10.14)
Значення коефіцієнта уС8 можна приймати за табл. 10.6.
Таблиця 10.5
Форма попереч- ного перерізу фундаменту Розміри с зундаменту
дійсного умовного
Прямокутна або коробчаста — 1 і
і — Та. і іТ
і 1 О/ . 1 " “ %
1 і 1 1
Кругла або кіль- цева ДІЛ 1 — і 1 і л г
Двотаврова — —[, < Уг» . 1 ь 1 І • І -
Кінець таблиці 10.5
Форма попереч- ного перерізу фундаменту Розміри ( ?ундаменту
ДІЙСНОГО умовного
Трипроменева —і~"\~ \\ [ — і —’— • 1 і « 1 і -Ь’К ї_
Ь/, су- розміри поперечного перерізу.
Таблиця 10.6
Положення фундаменту й напрямок дії навантаження Тип фундаменту
Закопаний Забитий (пальовий)
круглий, кільцевий і трипро- меневий прямоку- тний і коробча- стий двотавровий кільцевий 3 відкритим нижнім кінцем і трипроме- невий коробчастий з відкритим і кільцевий із закритим нижнім кінцем прямокут- ний, двотав- ровий, коробчастий із закритим кінцем
1 2 3 4 5 6 7
У всіх випадках при роз- ташуванні фундаменту за кюветом або при відстані від осі найближчої колії до найближчої грані фу- ндаменту більше 4 м, або при моменті, що діє уз- довж колії 0,8 0,9 1,0 0,9 1,0 1,1
При моменті, що діє по- перек колії, і відстані від осі найближчої колії до найближчої грані фунда- менту до 4 м 0,9 1,0 1,1 1,0 1,1 1,2 1
При моменті, що діє в сторону колії, і відстані від осі найближчої колії до передньої грані фун- даменту до 3,2 м 1,0 1,1 1,2 1,1 1,2 1,3
Примітка І. Для фундаментів, розташованих поза зоною коливань ґрунту від
поїздів, що проходять, значення коефіцієнтів, наведених у таблиці, слід ділити на 0,9.
Примітка 2. Значення коефіцієнтів у таблиці наведені для фундаментів без ле-
жнів. Для фундаментів з лежнями значення уС8 приймають із колонки 3, незалежно від
форми поперечного перерізу фундаменту.
*
10.24 Значення Щ розрахункової несучої спроможності фундаменту в
ґрунті проти просідання на дію вертикальної сили для фундаментів, що зако-
пуються, визначають за формулою:
її/ = к8 + М/)’
(10.15)
де к8 - коефіцієнт однорідності, що враховує можливу відмінність фактичних
характеристик ґрунту від їх нормативних значень, прийнятих рівними 0,7;
А/ - площа підошви фундаменту;
р - периметр поперечного перерізу фундаменту; для фундаменту таврового,
двотаврового або трипроменевого перерізів периметр визначають по
контурах, показаних на рис. 10.3 жирними лініями;
- граничне значення питомого опору тертя ґрунту по вертикальній повер-
хні фундаменту.
Якщо фундамент опирається на плиту, укладену на ґрунт, за А/ прийма-
ють площу плити в плані. Значення су у формулі (10.15) приймають за табл. 10.7,
То = 10 кН/м2.
О
а)
Рис. 10.3 Розрахунковий периметр фундаментів:
а) - таврового; б) - двотаврового;
в) - трипроменевого перерізу
Перевірку закріплення пальових фундаментів у ґрунті проти просідання
за формулою (10.15), як правило, проводити не потрібно, а тому значення роз-
рахункової несучої спроможності фундаменту на дію вертикальних сил для
таких фундаментів не визначають. В окремих випадках (при великій вертика-
льній силі і слабких ґрунтах) значення ^знаходять за формулою:
^8 ^и,с
(10.16)
де 8ІІіС визначають за формулою (10.69).
Таблиця 10.7
Ґрунт кН/м3 Су, м Су, кН/м2
Піски крупні і середньої крупності, глини, суглинки і супіски тверді 140 0,35 400
Піски дрібні, глини, суглинки і супіски тугопластичні 105 0,30 300
Піски пилуваті, глини, суглинки і супіски м’яко пластичні 80 0,25 200
Піщані і глинисті з домішкою рослинних залишків, затор- фовані, що злежалися в основі земляного полотна 50 0,20 100
Визначення Аг для умовного фундаменту
10.25 Розрахункова схема умовного фундаменту без лежнів, розташова-
ного в однорідному за несучою спроможністю шарі ґрунту, прийнята для виз-
начення Лг, зображена на рис. 10 4.
На фундамент діють:
а) горизонтальна сила Р = м/РІ, що діє на висоті Н від розрахункової по-
верхні ґрунту;
б) вертикальна сила №, прийнята рівною розрахунковій вертикальній си-
лі (що включає вагу фундаменту), тобто N° = 1у;
в) напруження о, тиску ґрунту на передню грань фундаменту (на ділянці
від у = 0 до у = уо) і на задню грань фундаменту (на ділянці від у = у0 до у = (І),
величина яких у кожній точці цих граней прямо пропорційна глибині у розта-
шування цієї точки від розрахункової поверхні ґрунту
У
І
(10.17)
де К8 - коефіцієнт пропорційності, що представляє собою розрахунковий опір
ґрунту на глибині у = 1 в умовах просторового завдання (при ширині
фундаменту, рівній £у);
Іу - розмір поперечного перерізу фундаменту в напрямку, перпендикуляр-
ному площині дії навантаження;
г) нормальне напруження кь(5ь тиску ґрунту на ділянку підошви фунда-
менту а/,.
Відстань від розрахункової поверхні ґрунту до осі повороту фундаменту
позначена через уо, ексцентриситет сили тиску ґрунту на підошву фундаменту -
через е.
10.26 Значення коефіцієнта пропорційності К8, кН/м2, що характеризує
зміну тиску із глибиною при іу> 0,3 м, визначається за формулою
К8 = к8Ки(Ьґ+Сґ\ (10.18)
а при ку< 0,3 м - по формулі
я8=МА<І+^
°’3 (10.19)
де Ки - коефіцієнт пропорційності (кН/м3), що представляє собою граничний
(нормативний) опір ґрунту на глибині у = 1 в умовах плоскої задачі
(при ширині фундаменту, рівній Іу = 1);
Су - характеристика ґрунту, м, що враховує просторову роботу фундаменту.
10.27 Значення характеристик ґрунтів Ки і Су, що приймаються при розра-
хунку одиночних фундаментів, а також значення для фундаментів, що зако-
пуються, наведені в табл. 10.7. Ці значення передбачають пошарове ущільнення
ґрунту засипки котловану (викопаних вручну, буровою машиною або іншим
способом) до щільності оточуючого ґрунту.
Найменування ґрунту встановлюють за крупністю частинок (для пісків),
по числу пластичності і його природною вологістю (для супісків, суглинків і
глини) відповідно до класифікації ґрунтів, наведеної в ГОСТ 25100.
л
Рис. 10.4 Розрахункова схема умовного призматичного фундаменту
10.28 Розрахункова несуча спроможність умовного фундаменту з
лежнями, розташованого в трьох шарах ґрунту, що розрізняються за несучою
спроможністю (рис. 10.5), визначають за наступними формулами:
а) коли вісь повороту фундаменту розташована в першому верхньому
шарі:
। *з(^2-Л22) , ЇЇ
3 3і 2/?! 27?] 2
(10.20)
б) коли вісь повороту фундаменту розташована в другому (середньому)
°-^е+р,а, -Рааа + —^2
і І СІ СІ /*>
_Л2«3+<І23) 2
м*-(Р,-р^н к}а?) к3(а2-а}) г а2 +а% |
2К2 2К2
(10.21)
2
в) коли вісь повороту фундаменту розташована в третьому (нижньому)
шарі:
М° - ЛГ'е + Р(а, - Рааа +^-+К^а2 =
г / а а 3 3
/?з(43+Л23) 2к ЇМ^-і^-Р^Н ад2) /?2(Л22-42) [ <72+Л22
З 3 3 К3Н 2К3 2Р3 2
(10.22)
де б/] і </г - відстань від розрахункової поверхні ґрунту до підошви відповідно
першого (верхнього) і другого (середнього) шару;
7?, і Ка~ розрахунковий опір відповідно верхнього і нижнього лежнів дії го-
ризонтального навантаження (див. 10.33);
Кі, К2 і К3- значення коефіцієнтів пропорційності, які характеризують зміну
тиску ґрунту із глибиною, що визначаються за формулами (10.18) або
(10.19), відповідно для першого (верхнього), другого (середнього) і
третього (нижнього) шару;
а, і б/а - глибина розташування від розрахункової поверхні ґрунту відповідно
верхнього й нижнього лежнів.
Рівняння (10.20), (10.21) і (10.22) вирішують шляхом послідовних набли-
жень. При наявності одного лише верхнього лежня у формули підставляють
значення Р(і = 0, а при наявності одного лише нижнього - Р( = 0.
10.29 Формула (10.20) застосовна при виконанні умови
де уо - глибина розташування осі повороту фундаменту, що визначається за фор-
мулою:
М°-(Р<-^)Н
К'Н
17?22(б/2-^2) । к3(а2-а2), а2
27?! 27?! 2 '
(10.24)
Рис. 10.5 Розрахункова схема фундаменту з лежнями:
1 - фактична поверхня ґрунту; 2 - розрахункова поверхня ґрунту; 3 - границя верхнього й
середнього шарів ґрунту; 4 - границя середнього й нижнього шарів ґрунту.
Невиконання нерівності (10.23), тобто приу0> свідчить про те, що вісь
повороту фундаменту розташована в межах другого (середнього) шару і фун-
дамент слід розраховувати за формулою (10.21).
10.30 Формула (10.21) застосовна при виконанні умови
(ІІ<УО< (І2,
(10.25)
де уо визначається за формулою
'М°-(/;-^)Я 7?і<7]2 + 7?3(^2-^22) + г/2 +<У2
К2Н 2К2 2К2 2
(10.26)
Невиконання нерівності (10.25), тобто приу0 > ^2. свідчить про те, що вісь
повороту фундаменту розташована в межах третього (нижнього) шару і фунда-
мент слід розраховувати за формулою (10.22). І
10.31 Формула (10.22) застосовна при виконанні умови:
(І2<Уо<СІ,
(10.27)
де уо - визначають за формулою:
0 V КзН 2К3 2К3 2 • (102*
10.32 Коли фундамент перебуває у двох шарах ґрунту, що розрізняються
за несучою спроможністю, розрахунок виконують за формулами (10.20),
(10.21), (10.23)-(10.26), у яких слід приймати 7?3 = К2, а <і2 = сі.
10.33 Розрахункові опори лежнів Р( і Ра визначають за формулами:
рг=ад'(4-^/);
(10.29)
Ра=КаЛ'а(Іа-Ь/У,
(10.30)
де К{ і Ка~ значення коефіцієнтів пропорційності, що визначаються підстанов-
кою відповідно Ьг і Ьа замість £уу формули (10.18) і (10.19);
1{ЇІа- довжини відповідно верхнього й нижнього лежнів;
Ь{ і Ьа~ ширина відповідно верхнього й нижнього лежнів;
- ширина опори в місці встановлення відповідно верхнього й нижнього
лежнів;
і і “а - глибина розташування робочої грані відповідно верхнього й ниж-
нього лежнів (від фактичної поверхні ґрунту).
10.34 При розрахунку фундаменту без лежнів, що перебуває в однорідно-
му шарі й з однаковою несучою спроможністю, яка характеризується по всій
глибині сі коефіцієнтом пропорційності Р.!; (п. 10.25), у формулах (10.20), (10.21)
і (10.22) слід приймати с1\ = с12 = сі і К\ = К2 = Кз = а Р, = Ра = 0.
У цьому випадку розрахунок умовного фундаменту виконують за форму-
лою
—(М°-^е) =
Є
8
а3 21 М
Н 2
(10.31)
ДеУо - визначається за формулою
(10.32)
е - ексцентриситет сили тиску ґрунту по підошві фундаменту.
ВБН В 2.3-3-2009
Для закопаних фундаментів при — > 2,5, а також для пальових фунда-
а/
ментів е = 0,4«/.
б/
Для закопаних фундаментів при < 2,5 ексцентриситет е визначають
за формулою
(10.33)
Тут «у - розмір поперечного перерізу фундаменту уздовж напрямку дії наван-
таження;
Ь/ - розмір поперечного перерізу фундаменту в напрямку, перпендикуляр-
ному площині дії навантаження;
к8 і Су- ті ж значення, що у формулі 10.15 (див. 10.24).
Коли фундамент угорі об’єднаний із плитою-ростверком, що опирається
підошвою на ґрунт (рис. 10.6), тиск ґрунту на підошву фундаменту не врахову-
ють, а враховують тільки тиск ґрунту по підошві ростверку. При цьому ексцент-
риситет у рівнодіючої тиску ґрунту по підошві ростверку буде дорівнювати
1 4ЛҐ*
—аг----------
2 Зк а ГЬ
(10.34)
де аг - розмір підошви ростверку в напрямку уздовж дії навантаження;
Ьг - те ж, перпендикулярно дії навантаження. ,]
10.35 При Н > 0,75</ при визначенні Л/° замість рівняння (10.31) способом
послідовних наближень можна використовувати наступну наближену формулу
Л/’ = (О,17?^3 + Уе)п,
(10.35)
де ґ| - коефіцієнт, що враховує вплив плеча Н на величину моменту, що прий-
мається за графіком, приведеним на рис. 10.7 в залежності від відношен-
Н
ня —.
а
10.36 Клиноподібні фундаменти при дії навантаження уздовж колії з ура-
хуванням нахилу граней у підземній частині розраховують за методикою, при-
веденею в додатку Ж. 1
Визначення несучої спроможності фундаменту при навантаженні,
одночасно діючому в декількох площинах
10.37 Значення М& розрахункової несучої спроможності фундаменту по
ґрунту на дію моменту відносно осі г при одночасній дії моменту також віднос-
но осі х обчислюють за формулою
МГг
м ।----------------’
’ (10.36)
де ТЦг - значення розрахункової несучої спроможності фундаменту по ґрунту на
дію моменту (п. 10.13) при навантаженні, рівнодіюча якої розташована
в площині ху, і плечі горизонтальної сили, рівному Ну, - значення
розрахункової несучої спроможності фундаменту по ґрунту на дію мо-
менту (10.13) при навантаженні, рівнодіюча якого розташована в пло-
щині уг, і плечі горизонтальної сили, рівному Нг.
10.38 Значення і М/х визначають за формулами, наведеними вище, для
випадків, коли навантаження діє в одній вертикальній площині симетрії фунда-
менту. При визначенні кожного з них враховують повне значення вертикальної
сили Л^.
10.39 При заданому значенні розрахункової несучої спроможності фун-
даменту по ґрунту на дію моменту в одній площині, наприклад моменту в
площині ху, значення несучої розрахункової спроможності фундаменту по ґру-
нту і площині уг визначають за формулою
(10.37)
Значення /V/ розрахункової несучої спроможності фундаменту по ґрунту
на дію вертикальної сили обчислюють відповідно до 10.24.
Рис. 10.6 Розрахункова схема фундаменту з ростверком:
1 - фундамент; 2 - ростверк; 3 - епюри тиску ґрунту на підошві ростверку
Рис. 10.7 Визначення коефіцієнта Т|, що враховує вплив плеча Н на величину
моменту
Визначення внутрішніх зусиль у перерізах призматичних фундаментів
10.40 Поздовжню силу в поперечних перерізах фундаменту (по всій його
довжині) приймають рівною вертикальній силі N°. Згинальний момент, що діє в
поперечних перерізах фундаменту без лежнів на глибині у від розрахункової
поверхні ґрунту, від прикладеної на висоті Н горизонтальної сили Р може бути
визначений за формулою:
зн+іа
,4
(10.38)
Де
б/(4Я +3б/)
2(ЗЯ + 2б/) ’
(10.39)
Найбільше значення згинального моменту Мтах, що діє в поперечних пе-
рерізах фундаменту, обчислюють за формулою (10.38) при у = у і, де у і визна-
чається рівнянням
з З 2 л
1 - - УоУі +-----------= 0.
2 01 4(3//+ 2^)
(10.40)
Значення глибин уо і У і наведені в табл. 10.8.
Епюра згинальних моментів Му, побудована з використанням формули
(10.38), і показана нарис. 10.8, а.
Таблиця 10.8
Глибина (1, м Висота прикладання горизонтальної сили Н, м
-1,0 -0,5 0 0,5 1,0 2,0 5,0 10,0 20,0 -
Глибинауо
2,0 - 1,60 1,48 1,45 1,43 1,40 1,37 1,35 1,34 1,33
2,5 2,19 1,97 1,85 1,83 1,80 1,76 1,72 1,70 1,68 1,67
3,0 2,49 2,34 2,23 2,20 2,17 2,12 2,07 2,04 2,02 2,00
3,5 2,84 2,71 2,60 2,58 2,54 2,49 2,42 2,39 2,37 2,33
4,0 3,20 3,08 2,98 2,94 2,91 2,86 2,79 2,74 2,71 2,67
4,5 3,57 3,44 3,35 3,32 3,28 3,22 3,14 3,08 3,05 3,00
5,0 3,93 3,82 3,73 3,70 3,65 3,60 3,50 3,44 3,40 3,33
Глибина у і
2,0 - 1,И 0,84 0,70 0,61 0,50 0,35 0,26 0,18 0,00
2,5 1,83 1,30 1,05 0,90 0,80 0,67 0,48 0,36 0,26 0,00
3,0 1,92 1,50 1,26 1,10 1,00 0,85 0,62 0,47 0,36 0,00
3,5 2,03 1,69 1,47 1,32 1,20 1,03 0,77 0,58 0,42 0,00
Ь 4’° 2,23 1,91 1,69 1,52 1,40 1,22 0,93 0,70 0,51 0,00
_ 4,5 2,46 2,11 1,90 1,73 1,60 1,41 1,09 0,83 0,61 0,00
5,0 2,60 2,26 2,11 1,94 1,81 1,61 1,25 0,97 0,72 0,00
10.41 Поперечна сила (2У. що діє в поперечному перерізі фундаменту без
лежнів на глибині у від розрахункової поверхні ґрунту, від прикладеної на ви-
соті Н горизонтальної сили, може бути визначена за формулою
ВБН В 2.3-3-2009
ВБН В 2.3-3-2009
2(ЗН+2д?)
<74
(Зу0-2у)у2
(10.41)
Найбільше значення поперечної сили (2тах, що діє на глибині уо, визнача-
ють за формулою
(?тах
(4Я + ЗЛ)3
4б/(ЗЯ + 2г/)2
Епюра поперечних сил ()л побудована з використанням формули (10.41) і
показана на рис. 10.8.
Рис. 10.8 Епюра зусиль у поперечних перерізах призматичного фундаменту та
тисків ґрунту по його бічній поверхні:
а) — згинальних моментів Му', б) — поперечних сил ^у', в) — тисків ґрунту ду.
(10.42)
10.42 Інтенсивність тиску ґрунту ду, що діє по бічній поверхні фундамен-
ту без лежнів на глибині у від розрахункової поверхні ґрунту, може бути визна-
чена по формулі
12Г(ЗЯ+2<7)
(Уо-УЇУ-
(10.43)
Значення інтенсивності тиску ґрунту, що діє на глибині або <1, відпо-
відно визначають за формулами:
ЗР(4Я + Зб/)2
4£уЛ2(ЗЯ + 2Л)’
(10.44, а)
_6Г(2Н + (і)
ЬЛ2
(10.44, б)
Епюра тиску ґрунту цу, побудована з використанням формули (10.43), по-
казана на рис. 10.8. На цей тиск ґрунту розраховують, наприклад, полки двотавр-
рових (або коробчастих) фундаментів (рис. 10.9); полки трипроменевих
фундаментів розраховують на тиск ґрунту, рівний дооза (рис. 10.9).
Рис. 10.9 Інтенсивність тиску ґрунту на полки фундаменту:
а) - двотаврового; б) - трипроменевого
10.43 При величині горизонтальної сили Г = 0 (тобто при дії на фунда-
мент чистого моменту) у формулах (10.38), (10.41)-(10.44) приймають наступні
2
значення: глибина^ = , глибина у] — 0. а добуток ЕН = М.
10.44 Лежні розраховують на тиск ґрунту, віднесений до одиниці довжи-
ни лежня, рівний:
Для верхнього лежня
ДЛЯ нижнього
де
=~гз л
(Зу0А^-2Вр
14НВ +ЗС
>0 “ 2 ЗНА8 + 2В8 ’
а8 = ьґа2+(/, - ьґ }Ь2+(Іа - Ь, )Ь2;
в8 = а3+(І, - ьґ )Ь3+(Іа - Ь/ )Ь3;
с8 = ь,а*+(4 - ь/ уь?+(Іа - ьґ )Ь*.
(10.46)
(10.47)
(10.48)
(10.49)
(10.50)
Тут Ь(; 1(і і Ь(і мають ті ж значення, що і у 10.33.
При наявності тільки одного верхнього лежня у формулах (10.45)-(10.50)
значення = 0; при наявності тільки нижнього лежня в цих же формулах
значення (ІгЬ;) = 0.
Розрахунок східчастих фундаментів
Визначення несучої спроможності фундаменту
10.45 Значення М/ розрахункової несучої спроможності заданого фунда-
менту по ґрунту на дію моменту при навантаженні, рівнодіюча якого розташо-
вана в одній вертикальній площині симетрії фундаменту, обчислюють за
формулою
Мг=м°усуусоус1 +М е + С^ (1 -устусдс/),
1+А
(10.51)
де А/ - значення розрахункової несучої спроможності умовного фундаменту по
ґрунту на дію моменту (10.51);
М - вертикальне навантаження, включаючи масу фундаменту і ґрунту на
його уступах, обмежену вертикальними площинами, що проходять че-
рез зовнішні грані нижнього уступу;
(7И - вага клина ґрунту з боку задньої грані фундаменту (рис. 10.10), обме-
жена похилими гранями обеліска (за умови установлення фундаменту
на площадці);
Сн.'- вага частини клина ґрунту з боку задньої грані фундаменту (див.
рис. 10.10), що відтинається укосом земляного полотна (за умови вста-
новлення фундаменту на укосі); / і / - відстань від осі фундаменту до
центра ваги відповідно клина ґрунту С\. і <7И';
усо - коефіцієнт умов роботи, що враховує вплив контуру поверхні ґрунту і
місця встановлення фундаменту (10.16);
уп, - коефіцієнт умов роботи, що враховує вплив вібрації (коливань) ґрунту
біля фундаменту від поїздів, що проходять (10.47);
Усі - коефіцієнт умов роботи, що враховує частку постійного навантаження в
сумарному (10.20).
Рис. 10.10 Схема розподілу маси ґрунту на уступах східчастого фундаменту:
а) - на площадці; б) - на укосі
В якості умовного фундаменту приймають фундамент заданих розмірів,
закопаний на горизонтальній площадці, при відсутності в безпосередній близь-
кості залізничної колії і при навантаженні, у якому частка постійної становить
35% (£ = 0,35).
Таким чином, для умовного фундаменту
Усо — Усу Усі ~ 1 •
10.46 При визначенні величини і С'. тангенс кута нахилу граней клина
грунту до вертикалі приймають рівним V (10.81).
ВБН В 2.3-3-2009
10.47 Значення коефіцієнта усг при наявності коливань ґрунту біля фун-
даменту від поїздів, що проходять приймають рівним 0,95, а при відсутності
коливань уСІ, = 1.
10.48 Значення розрахункової несучої спроможності фундаменту по
ґрунту на дію моменту, що враховує одночасну дію навантаження в площинах
ху тауг, визначають відповідно до 10.38.
10.49 Значення Щ розрахункової несучої спроможності фундаменту по
ґрунту на дію вертикальної сили обчислюють за формулою
(10.52)
тут ке; а/ А/- ті ж значення, що у формулі (10.15) (див. 10.24).
Визначення Лг для східчастого фундаменту
10.50 Розрахункова схема умовного східчастого фундаменту, прийнята
для визначення ЛГ, наведена на рис. 10.11. У схемі прийняті наступні позна-
чення:
п - загальне число ділянок фундаменту, що розрізняються шириною в
напрямку, перпендикулярному площині дії навантаження;
і - номер ділянки, у межах якої розташована вісь повороту фундаменту;
с/2; ...; сІк; сІп - відстані від розрахункової поверхні ґрунту до нижньої
межі 1-ї, 2-ї, к-ї, п-ї ділянок відповідно;
Ь\; Ь2, ...; Ьк,Ьп - ширина 1-ї, 2-ї, к-ї й п-ї ділянок відповідно в напрямку,
перпендикулярному площині дії навантаження;
а/ - розмір підошви фундаменту в напрямку, паралельному площині дії
навантаження;
/?і; К2; ...; Кк, Кп - значення коефіцієнтів пропорційності Кк (див. 10.53)
для 1 -ї, 2-ї, к-ї й п-ї ділянок відповідно;
Е\ - рівнодіюча тиску ґрунту на передні грані фундаменту, розташовані
вище і-ї ділянки;
Е2 - рівнодіюча тиску ґрунту на задні грані фундаменту, розташовані
нижче 1-ї ділянки; 1
а\ і а2 - плечі відповідно сил Н\ і Г2 відносно точки 0 (перетин вертикаль-
ної осі фундаменту з розрахунковою поверхнею ґрунту).
При нумерації ділянок окремим номером позначається по висоті фунда-
менту кожна ділянка, що має однакову ширину незалежно від того, чи зміню-
ється в межах цієї ділянки розмір горизонтального поперечного перерізу
фундаменту в напрямку, паралельному площині дії навантаження.
10.51 Розрахунок умовного фундаменту на навантаження, що діє в одній
з вертикальних площин його симетрії, виконують за формулою
± (М « _ ц«е _ од + - Р2а2) =
2 М0+(Е2-^)Н | 42+<і
3 3/?,// 2
(10.53)
10.52 Значення е; Р\, Р2, Р\сц; Р2а2, що входять у рівняння (10.53), визна-
чають за формулами
1 А='“І 7 7
^=- Е «И^ -^-1);
2 а=і
1 к=п оо
Е я* (<4
2 к=і-1
Гл =|‘=£‘Кк(ЛІ -
З к=\
^2=т Е кк(4-4_,).
З к=і-\
(10.54)
9
(10.55)
(10.56)
(10.57)
(10.58)
При к = 1 значення д.к.\ - 0.
10.53 Значення коефіцієнтів пропорційності, що входять у рівняння
(10.53) і (10.55)-(10.58), визначають за формулою
— к^Ри{Ь^л-с^)
(10.59)
Рис. 10.11 Розрахункова схема східчастого фундаменту:
1 - розрахункова поверхня ґрунту; 2 - вісь повороту фундаменту
10.54 Значення характеристик ґрунтів Ки; с/ і 0/ при розрахунку східчас-
тих фундаментів приймають за табл. 10.7. ]
10.55 Рівняння (10.53) вирішують шляхом послідовних наближень. Роз-
рахунок виконують у наступному порядку:
а) припускають про те у межах якої ділянки розташована точка повороту
фундаменту, тобто яку ділянку слід вважати і-ою;
б) за формулою (10.53) при значенні і визначають м, яка повинна задо-
вольняти умові
а
(10.60)
в) якщо умова (10.60) не виконується, то, виходить, що ділянка була виб-
рана невірно. За і-у у цьому випадку слід прийняти іншу ділянку й розрахунок
повторити.
При цьому у випадку невиконання лівої нерівності умови (10.60) рекоме-
ндується за і-у прийняти ділянку, розташовану більш вище, а у випадку невико-
нання правої нерівності - більш нижче.
10.56 Орієнтовно в якості і-ї ділянки можна приймати ту, у межах якої
розташована точка повороту фундаменту при плечі горизонтальної сили Н =
У цьому випадку шукана ї-а ділянка може бути визначена як задовольняюча
нерівностям
- 2Г2 > 0; - 2Г2 - Я, Ц? - й?,) < 0,
(10.61)
де Р\ - повна площа епюри ок£к горизонтального тиску ґрунту на фундамент
(на його передні й задні грані)
1 к п ~ ~
2 к=\
(10.62)
10.57 Відстань^ від розрахункової поверхні ґрунту до осі повороту фун-
даменту може бути визначена за формулою
Уо =
(10.63)
Розрахунок групових фундаментів на вертикальних палях
Визначення розрахункової несучої спроможності фундаменту при на-
вантаженні, діючому в одній вертикальній площині симетрії
10.58 Значення М? розрахункової несучої спроможності групового пальо-
вого фундаменту по ґрунту (рис. 10.12) на дію моменту дорівнює
меншій з величин, визначених за формулами:
.2
N
М
(10.64)
ис с
П
с
ис с
І?
М/х
п
2
N
М
п
(10.65)
(10.66)
(10.67)
де 8Ш - граничний опір однієї розтягнутої палі (10.59);
8ис - те ж стиснутої (10.59);
- розрахункове вертикальне навантаження, що діє на фундамент (вклю-
чаючи масу плити ростверку й паль);
пр - число паль у фундаменті;
х, і - відстані від головних осей плану до осі кожної палі;
хт, 7.І - відстані від головних осей плану паль до осі найбільш віддаленої роз-
тягнутої палі:
хс, іс - те ж стиснутої;
к, - коефіцієнт однорідності, що враховує можливу відмінність фактичних ха-
рактеристик ґрунту від нормативних значень для розтягнутої палі (п. 10.65);
кс - те ж стиснутої (10.65);
уо, - коефіцієнт умов роботи (див. 10.19);
ус3 - коефіцієнт умов роботи, що враховує умовність розрахункової схеми
фундаменту, по якій передбачається шарнірне прикріплення голів паль
до опори або плити ростверку (10.66);
Їс4- - коефіцієнт умов роботи, що враховує різну піддатливість рядів стисну-
тих і розтягнутих паль, розташованих паралельно осі г (10.67);
уг4л. - те ж рядів паль, розташованих паралельно осі .г (10.67).
Формули (10.64) і (10.66) відповідають випадку, коли граничний стан фу-
ндаменту наступає в результаті вичерпання несучої спроможності розтягнутої
палі, а формули (10.65) і (10.67) - стиснутої.
Рис. 10.12 Схема групового пальового фундаменту:
1 - палі; 2 - рівень низу конструкції опори або підошви плити ростверку
10.59 Значення граничних опорів 8и{ і 8ис для забивних паль
рЧ ьр,
(10.68)
(10.69)
де І! і Іс - розрахункові довжини відповідно розтягнутої й стиснутої паль;
Рр - периметр поперечного перерізу палі; при палях таврового й двотаврово-
го перерізів периметр визначають по контурах, показаних на рис. 10.3
жирними лініями;
- граничні значення питомого опору тертю ґрунту по бічній поверхні палі;
Ор - граничне значення тиску ґрунту по основі палі;
Ар - площа поперечного перерізу палі.
Для паль кільцевого перерізу, що заглиблюються з відкритим нижнім кі-
нцем, площу Ар визначають, як для паль суцільного перерізу.
10.60 Довжину І, (або /<) палі в ґрунті приймають рівною відстані (по вер-
тикальній осі палі) від поверхні ґрунту (а при верхньому насипному неущільне-
ному шарі, наприклад, піщаного баласту, шлаків, - від нижньої поверхні цього
шару) або при наявності ростверку із плитою, заглибленою у ґрунт, - від пі-
дошви плити до початку загострення нижнього кінця палі, а при відсутності
вістря - до підошви палі. Довжина І, розтягнутих паль не повинна бути менше
4 м. Відстань між палями слід приймати не менше двох діаметрів (розмірів по-
перечного перерізу) паль.
10.61 При розрахунку пальового фундаменту в залежності від глибини
паль у ґрунті значення приймають за графіком (рис. 10.13), а значення тр - за
графіком (рис. 10.14).
Рис. 10.13 Значення для пальового фундаменту:
1 - гравелисті і крупні піски, тверді супіски, суглинки і глини; 2 - піски середньої крупності;
З - дрібні піски і тугопластичні супіски, суглинки і глини; 4 - пилуваті піски і
м’якопластичні супіски, суглинки і глини; 5 - плиннопластичні супіски, суглинки і глини.
Рис. 10.14 Значення для пальового фундаменту:
1 - гравелисті, великі і середньої крупності (забивання без підмиву) піски, тверді супіски, суглинки и
глини; 2 - дрібні і пилуваті (забивання без підмиву) піски, тугопластичні супіски, суглинки і глини,
З - гравелисті, великі і середньої крупності (забивання з підмивом) піски; 4 - м’якопластичні супіски
суглинки й глини; 5 - дрібні й пилуваті (забивання з підмивом) піски; 6 - плиннопластичні супіски,
суглинки і глини; 7 - мули.
10.62 Для паль, заглиблених вібраторами, значення помножують на
коефіцієнт аі рівний:
Для пісків......................1,1
Для супісків....................0,9
Для суглинків...................0,8
Для глин........................0,7
Для забитих паль коефіцієнт «і = 1.
10.63 Для паль, заглиблених в направляючі свердловини, утворені бурін-
ням або трубою, що заглиблюються віброзаглиблювачем, з виїмкою ґрунту,
значення тр помножують на коефіцієнт ос2, прийнятий за графіком (рис. 10.15) в
залежності від відношення А^ІАр, де А1} - площа поперечного перерізу свердло-
вини.
При врахуванні коефіцієнта а2 приймають коефіцієнт осі = 1.
Рис. 10.15 Визначення значення коефіцієнта ос2
10.64 Для паль, заглиблених в направляючі свердловини, утворені тру-
бою із закритим кінцем (без виїмки ґрунту), приймають коефіцієнт ос2 = 1.
При цьому значення тр помножують на коефіцієнт ось значення якого на-
ведені в 10.62.
10.65 Значення коефіцієнтів однорідності к, і кс приймають = 0,5;
^ = 0,7.
10.66 Значення коефіцієнтів умов роботи ус3 приймають рівними:
при прикріпленні голів паль до опори або плити ростверку болтами ус3 = 1;
при закладенні голів паль у плиту ростверку, не заглиблену в ґрунт, ус3 = 1,2;
при закладенні голів паль у плиту ростверку, заглиблену в ґрунт, ус3 = 1,4.
Ю.67 Значення коефіцієнтів умов роботи уб4- або ус4х наведені в табл. 10.9.
ВБН В 2.3-3-2009
Таблиця 10.9
Число рядів паль фундаменту, розташо- ваних у площинах, перпендикулярних площині дії навантажень Коефіцієнт умов роботи ус4 при вичерпанні несучої спроможності палі
розтягнутої стиснутої
2 2,0 1,0
3 1,15 0,9
4 і більше 1,20 0,8
10.68 Значення розрахункової несучої спроможності пальового фунда-
менту по ґрунту на дію вертикальної сили визначають за формулою
(10.70)
де 8ис - визначають по палі з найменшим опором стисненню.
Визначення розрахункової несучої спроможності фундаменту при
навантаженні, одночасно діючому в декількох площинах
10.69 Значення Л/д розрахункової несучої спроможності групового па-
льового фундаменту по ґрунту відносно осі г при одночасній дії моменту також
і відносно осі х із симетричним відносно осей х и г розташуванням голів паль у
плані дорівнює меншій з величин, визначених за формулами:
(10.71)
(10.72)
10.70 Значення Мрозрахункової несучої спроможності групового па-
льового фундаменту по ґрунту щодо осі х при одночасній дії моменту також1
щодо осі г із симетричним щодо осей х и г розташуванням голів паль у плані
дорівнює меншій з величин, визначених за формулами
М
№
^иіУсу^і 2
пр X?
. V 2 УсЗУ<
! । М, Ус4х
(10.73)
-----
ПР
2
а
2
(10.74)
10.71 Значення визначають відповідно до 10.68.
Розрахунок окремих паль
10.72 Крім розрахунку групового пальового фундаменту (пп. 10.58-10.71),
повинні бути виконані розрахунки закріплення в ґрунті (проти перекидання) і
міцності окремих паль фундаменту при дії на кожну з них згинального моменту
Мр, горизонтальної сили Рр, поздовжньої розтягуючої сили, N1 або стискаючої
сили №с, прикладених на рівні верху палі (а при наявності ростверку - у рівні
підошви його плити).
10.73 Розрахунок закріплення в ґрунті (проти перекидання) виконують
тільки для тих паль, у яких відношення Ір!ар довжини палі в ґрунті до розміру її
поперечного перерізу (у напрямку дії сили Р^) менше 8.
Цей розрахунок виконують відповідно до вказівок 10.13-10.43.
При розтягуючій силі N1 у формулах (10.8)-(10.44) варто підставляти зна-
чення ЛҐ е = 0.
10.74 Значення поздовжньої розтягуючої сили М або стискаючої сили Нс з
горизонтальною силою Рр і згинального моменту Мр, що діють на кожну палю
(для фундаменту з однією вертикальною площиною симетрії при наявності
плити ростверку) у рівні підошви його плити, визначають за формулами
М = Рп [с, + Ф(х - £)];
(10.75)
Рр — р2^л ~ Рзф,
(10.77)
Мр = рзйл - р4ф.
(10.78)
де а5 - зміщення плити ростверку по напрямку горизонтальної осі х (10.75);
сд. - те ж по напрямку вертикальної осі у (10.75);
ф - кут повороту плити ростверку навколо осі г (10.75);
аг - відстань від осі плану паль до осі палі, для якої визначають зусилля;
є - відстань від осі плану паль до пружного центра (10.75);
р, - відповідне зусилля (поздовжня сила, горизонтальна сила або момент) у
голові палі при переміщенні плити ростверку на одиницю в напрямку
цього зусилля (10.76).
7.75 Значення переміщень ростверку ау, с8 і ф визначають за формулами
а. = КХҐ + /Г3 (Л/ - Уе);
сд = - фє;
ф = К3Ґ + К6(МСІ- Ує),
де К{ у формулах (10.79) - (10.81)
К\ — Ді тфф,
7С3 ~ “Д1 Га<р,
•^6 ~ Д]
Тут
гаа
(10.79)
(10.80)
(10.81)
(10.82)
(10.83)
(10.84)
(10.85)
(10.86)
(10.87)
кп . тг , пп
г<(хр = Е(*-є) Рі/ + І(х-є) Ріс + Хр4;
і і і
(10.88)
^шр 21Рз>
(10.89)
кр тр
^сс 2ІР], + 211 Ріс’
І 1
(10.90)
Положення пружного центра визначають за формулою
(10.91)
У формулах (10.87)-(10.91) знак 11 означає підсумовування по всіх па-
лях фундаменту, знак 21 - підсумовування по всіх розтягнутих палях фунда-
тР
менту, X - підсумовування по всіх стиснутих палях фундаменту.
Кількість Кр (розтягнутих паль у фундаменті) і тр (стиснутих) визначають
методом послідовних наближень. Для цього, задаючись величинами Кр і тр, виз-
начають за формулою (10.91) величину є. Якщо, підрахована в такий спосіб ве-
личина є, що визначає границю розтягнутих і стиснутих паль фундаментів,
відповідає прийнятій у спробі кількості розтягнутих і стиснутих паль, то спроба
виявилася правильною. Якщо ця умова не виконується, то задаються новими
значеннями Кр і тр і розрахунок повторюють.
10.76 Значення величин рі для кожної палі фундаменту обчислюють за
формулами
Ріс
о -12Е^
Р2 ,3
чп
(10.93)
(10.94)
6£/р .
,2 ’
(10.95)
Р Р
пі
(10.96)
де Ер - модуль пружності матеріалу палі;
Ар - площа поперечного перерізу палі;
Ір - момент інерції поперечного перерізу палі;
Іс - розрахункова довжина розтягнутої або стиснутої палі при дії поздовж-
ньої сили (10.77);
Іт - розрахункова довжина палі при вигині (10.77).
10.77 Значення розрахункових довжин паль Іс; Іт обчислюють за фор-
мулами
(10.97)
(10.98)
(10.99)
де Іор - вільна довжина палі (від підошви плити ростверку до поверхні грунту);
при ростверку, заглибленому у ґрунт, 10р = 0;
N1 - поздовжнє розтягуюче (близьке до розрахункового) навантаження на
палі;
1УС - те ж стискаюче навантаження;
б, - переміщення голови розтягнутої палі при навантаженні ДО,;
5С - те ж стиснутої палі при навантаженні 1УС;
ор - розмір поперечного перерізу палі в напрямку, паралельному площині дії
навантаження.
Величини зусиль А7, і ]УС і відповідні їм поздовжні переміщення голів паль
5, і 5( установлюють за результатами статичних випробувань паль на розтягую-
че або стискаюче навантаження.
При відсутності таких результатів випробувань паль значення б/А7, або
6(/Агґ можна приймати приблизно за графіком (рис. 10.16) в залежності від гли-
бини заглиблення паль у ґрунт.
Рис. 10.16 Значення §/А7 для паль:
1 - розтягнутих; 2 - стиснутих.
10.78 При відношенні довжини палі в ґрунті до розмірів її поперечного
перерізу Іо^ар < 8 (у напрямку дії навантаження) внутрішні зусилля в палях на
глибині у (при розрахунку їхньої міцності) визначають відповідно до вказівок
Ю.40-10.43.
При ІорІар > 8 розрахунок міцності ствола палі виконують по наступних
зусиллях, що діють на глибині у від поверхні ґрунту:
а) поздовжній силі розтягнутих паль
у2
^.=^(1-2_);
р (10.100)
б) поздовжній силі стиснутих паль
в) згинальному моменту, приблизно визначеного за формулою (10.38), де
приймається б/ = Ір, у тих випадках, коли Ір>15ар, слід у формулі (10.38) прийма-
ти значення сі = 15ар.
10.79 В ґрунтах, схильних впливу деформаціям, обумовленим усадкою і
повзучістю, низ ростверків розташовують вище поверхні ґрунту (здиманні
ґрунти).
Розрахунок роздільних фундаментів
10.80 Значення М& розрахункової несучої спроможності роздільного фун-
даменту на дію моменту по ґрунту (рис. 10.17) при навантаженні, що діє в пло-
щині ху, приймають рівним меншої з величин, отриманих за формулами
(10.102)-(10.104): а) за умовою випирання грунту' над плитою розтягнутого блоку
Ми - - С3і Vе8Усу + + С3/
(10.102)
б) за умовою зім’яття ґрунту над плитою розтягнутого блоку
і;
(10.103)
в) за опором стиснутого блоку
(10.104)
У формулах (10.102)-(10.104):
8иІ - граничний опір розтягнутого блоку (10.81);
- граничний опір стиснутого блоку (10.82);
уот - коефіцієнт умов роботи (див. 10.17);
і - відстань між центрами кріплення опори до блоків (див. рис. 10.17);
Іь Іс і (1С- розміри розтягнутого й стиснутого блоків (див. рис. 10.17);
ма/н
Рис. 10.17. Схема роздільного фундаменту:
а) - розтягнутий блок;
б) - стиснутий блок
Сі - сума ваги опори та вертикальної складової від підвіски;
С2с і Сг? - вага відповідно стиснутого й розтягнутого блоків;
Сзс і Сз, - вага ґрунту над уступами відповідно стиснутого й розтягнутого
блоків. При визначенні ваги фундаменту вагу одиниці об’єму його частини,
розташованої нижче рівня ґрунтової води, знижують на 10 кН/м3 (див. 10.7).
10.81 Значення 8иІ граничного опору розтягнутого блоку визначають:
а) за умовою випирання ґрунту над плитою блоку
8ИІ — 0,5у<7,2 (2о, + 2,5{ + 2, 7Уб/ })у + С2і + ;
б) за умовою зім’яття над плитою блоку
8іа - 0,6(5,0, - ^а')(о{ + 4б?, -12) + С2і;
(10.105)
(10.106)
де а(; а\; л>; .у\ - розміри (у плані) розтягнутого блоку (див. рис. 10.17);
V - коефіцієнт, який приймається:
піски крупні і середньої крупності, глина, суглинки і супіски тверді.0,4
піски дрібні, глини, суглинки і супіски тугопластичні.
піски пилуваті, глини, суглинки і супіски м’якопластичні
...0,33
0,25;
у - вага одиниці об’єму ґрунту засипки, кН/м3.
Значення (У/ приймають за табл. 10.7.
Формули (10.105) і (10.106) передбачають пошарове ущільнення ґрунту
засипки котлованів до щільності оточуючого ґрунту.
10.82 Значення 8ис граничного опору стиснутого блоку
8цс — (&Г•+ 4б/с - 12) ас Л’с - Сг2/ - &3{,
(10.107)
де - розрахункова глибина стиснутого блоку;
ас і 8С - розміри (у плані) розтягнутого блоку (див. рис. 10.17).
10.83 Значення М& розрахункової несучої спроможності фундаменту по
ґрунту при навантаженні, що діє в площині у і, визначають за формулою
— М/ + М/с,
(10.108)
де М# і М/с - значення розрахункової несучої спроможності відповідно для роз-
тягнутого і стиснутого блоків фундаменту по ґрунту в площині уі
(10.84). 1
У випадках, коли конструкція прикріплення опори до блоку виключає
можливість передачі йому від опори згинального моменту в площині уг (наприк-
лад, для блоку, що має одну стійку, кріплення опори до якої здійснено за допо-
могою центрального болта), значення розрахункового моменту М/, і М/с дня
цього блоку при розрахунку за формулою (10.108) приймають рівним нулю.
10.84 Значення і М/с визначають за формулами розрахунку східчастих
фундаментів (10.45-10.57). 1
Вертикальна вісь такого фундаменту збігається з вертикальною віссю
блоку, що розраховується.
Значення розрахункової вертикальної сили 7\г і ексцентриситету е прий-
мають при розрахунку: ч
а) для розтягнутого блоку
^=(^-+С2,+С3,)0,9;
(10.109)
2УР
с?,(о^ +4я?г -12)
е{ =0,5
(10.110)
б) для стиснутого блоку
^=(^ + ^+Сзс)0,9;
(10.111)
ес =0,5 5(
^(Оу+4^-12)
(10.112)
10.85 Значення М(.. розрахункової несучої спроможності фундаменту по
ґрунту щодо осі г при одночасній дії моменту також і відносно осі х визначають
за формулою
мі М/Х
(10.113)
При заданому значенні розрахункової несучої спроможності фундаменту
по ґрунту в одній площині, наприклад, М& у площині ху, значення розрахунко-
вої несучої спроможності фундаменту по ґрунту М £ в площині уг визначають
за формулою
МА=М/Д.(1
(10.114)
Значення М& що входить у формулу (10.114) визначають згідно з
п. 10.80, а значення М/х - за формулою (10.108).
10.86 При розрахунку міцності фундаменту розрахункову поздовжню си-
лу в поперечних перерізах стійок приймають по всій довжині постійною і рів-
ною (рис. 10.18, а):
а) для розтягнутого блоку
(10.115)
б) для стиснутого блоку
!’1С1
N =------1----Г
і 2 (10.116)
10.87 Горизонтальні сили, прикладені до верху стійок блоків (див. рис. 10.18),
приймають рівними
(10.117)
(10.118)
10.88 Згинальний момент у перерізі стійки на глибині у від її верху (див.
рис. 10.18, а) при у < 1ОІ + 4,5 а\ для розтягнутої стійки і у < Іос + 4,5 ас для сти-
снутої стійки визначають за формулами:
а) для розтягнутого блоку
Мі = іїіе\ + Р1у,
(10.119)
б) для стиснутого блоку
Л/с — -ТУс є с + Р'су,
(10.120)
де е'і й е'с - ексцентриситети вертикальних сил МіїРІсУ перерізі стійки на гли-
бині у.
При у > 1ОІ + 4,5 а\ для розтягнутої стійки і у > Іос + 4,5 а'с для стиснутої
стійки у формулу (10.119) замість у підставляють Іо( + 4,5 а\, а у формулу
(10.120) замість у підставляють Іос + 4,5 а'с.
Величини а' й дорівнюють розміру середнього перерізу відповідно
розтягнутої й стиснутої стійки блоків у площині дії зовнішнього моменту м .
10.89 Зусилля в плитах блоків при розрахунку їхньої міцності визначають
від вертикальних сил N^ (або і моментів М, (або Мс), які передаються плитам
у центрах стійок блоків (див. рис. 10.18). Реакцію ґрунту при цьому визначають
за формулами позацентрового стиснення.
а)
Рис. 10.18 Схема сил для розрахунку міцності роздільного фундаменту:
а) - розрахункові схеми стійок; б) - епюри реакції ґрунту; 1 - розтягнутий блок;
2 - стиснутий блок
10.90 При проектуванні блочних фундаментів допускається застосування
В одному фундаменті розтягнутих і стиснутих блоків, підошва яких розташова-
на на різній глибині.
Розрахунок анкерів
10.91 Закріплення анкерів у ґрунті вважається забезпеченим, якщо вели-
чина розрахункового зусилля Т1 (рис. 10.19) - задовольняє умові
(10.121)
Д'Є Т/~ значення розрахункової несучої спроможності анкера по ґрунту.
Рис. 10.19. Схема вертикального анкера:
1 - розрахункова поверхня ґрунту; 2 - анкер
10.92 Значення 7} несучої спроможності анкера по грунту приймають рів-
ним меншій з величин:
8ІПСХ
На соз а
(10.122)
(10.123)
де N/0 - розрахункова несуча спроможність анкера по ґрунту на дію висмикую-
чого зусилля, (10.93);
- розрахункова несуча спроможність анкера по ґрунту на дію моменту,
що визначається за формулами розрахунку одиночних призматичних
фундаментів (10.13-10.36), при цьому підставляють значення 1\г = 0,
а - кут нахилу зусилля Т до горизонталі;
На - плече сили Т* щодо розрахункової поверхні ґрунту (див. рис. 10.19).
При плечі На = 0, тобто при дії горизонтальної складової зусилля в анкері
в рівні розрахункової поверхні ґрунту, значення 7} розрахункової несучої спро-
можності анкера по ґрунту замість формули (10.123) слід визначати з виразу
Т —
со8ос (10.124)
Тут - розрахункова несуча спроможність анкера по ґрунту на дію го-
ризонтальної сили (10.94).
10.93 Значення 1^а розрахункової несучої спроможності анкера по ґрунту
на дію висмикуючого зусилля визначають за формулою:
^/а ~ Усу Ра + 0,9Сгд,
(10.125)
де кя - коефіцієнт однорідності, який приймається рівним 0,5;
усу, - коефіцієнт умов роботи (див. 10.17);
ра - периметр поперечного перерізу анкера; при анкері таврового, двотавро-
вого або трипроменевого перерізів периметр визначають за контурами,
показаними на рис. 10.3 жирними лініями;
- граничне значення питомого опору тертя ґрунту по боковій поверхні ан-
кера, що приймається при анкері, що закопується згідно з 10.24, а при
пальовому - згідно з 10.61;
Са - вага анкера.
10.94 Значення./уд розрахункової несучої спроможності анкера по ґрунту
на дію горизонтальної сили (горизонтальної складової зусилля в анкері) визна-
чають за формулою
17 Г°
— а Усо Усі Ус^
(10.126)
де ра - значення розрахункової несучої спроможності умовного анкера по ґрун-
ту на дію горизонтальної сили (10.95).
10.95 Значення розрахункової несучої спроможності умовного анкера
по ґрунту на дію горизонтальної сили при На = ії визначають за формулою
/;о = о,і37?Х’
(10.127)
Де ^-коефіцієнт пропорційності (10.26).
10.96 При розрахунку міцності анкера розрахункові зусилля в його попе-
речних перерізах підраховують за тими ж формулами, по яких визначають внут-
рішні зусилля в перерізах призматичного фундаменту (10.40-10.44).
При цьому поздовжню силу в поперечних перерізах анкера (по всій його
Довжині) приймають рівною
= Та 8іп а.
(10.128)
Розрахунок закріплення опор контактної мережі в скельних ґрунтах
10.97 Опори контактної мережі залежно від міцності і тріщиностійкості
скельних ґрунтів закріплюють двома основними способами:
а) з розробкою котлованів і наступною установкою в них нероздільних
опор (рис. 10.20, а);
б) за допомогою анкерних болтів, закріплених в скелі (рис. 10.20, б).
У скельних ґрунтах І групи рекомендується встановлювати опори в роз-
роблювальні котловани, в ґрунтах II групи - за допомогою анкерних болтів.
Класифікація скельних ґрунтів наведена в додатку К.
10.98 Розрахунок одиночних фундаментів опор контактної мережі в ске-
льних ґрунтах виконують у відповідності з наступними основними положення-
ми (рис. 10.21):
а) фундамент, закріплений у скельному ґрунті, розглядається як стер-
жень, занурений на глибину б/ у пружний півпростір;
б) тиск фундаменту (стержня) на пружне середовище передається за до-
помогою двох умовних зв’язків, розташованих на відстані 1/6с/ від кінців стержня;
в) тиск на пружне середовище (ґрунт) від кожного зв’язку передається рів-
номірно на площадку шириною, рівною ширині фундаменту Ь/ і висотою 1 /3<7;
г) значення коефіцієнта поперечної деформації середовища приймається
усередненим і рівним 0,3.
10.99 Кут нахилу р фундаменту або опори, встановленої в скельному
ґрунті зі зворотним засипанням пазух котловану великоуламковим ґрунтом, по-
винен задовольняти умові
"• (10.129)
де 5( - переміщення верху опори на рівні контактного проводу, яке приймається
рівним 1% відповідно до 10.4;
Нс - висота контактного проводу від розрахункової поверхні ґрунту.
Кут нахилу Р визначають за формулою
І£р =-------з-Ор
(10.130)
де М" — нормативний момент у рівні поверхні ґрунту;
ус/~ коефіцієнт умов роботи, що враховує вплив форми поперечного перерізу
фундаменту, який приймається для прямокутного або двотаврового пе-
рерізу рівним 1, для круглого - 0,9;
5/- коефіцієнт, який визначається за графіком (рис. 10.22);
Ь/- ширина фундаменту;
Е - модуль пружності ґрунту засипки пазух котловану між стінками фунда-
менту і котловану, прийнятий за табл. 10.10.
Рис 10.20 Схема встановлення опор у скельному ґрунті:
а - з розробкою котлованів; б - за допомогою анкерних болтів;
1 - опора; 2 - бетонний оголовок; 3 - засипка; 4 - сталевий башмак;
5 - бетонна підготовка; 6 - анкерні болти
Таблиця 10.10
Товщина шару засипки, см 10 20 зо
Модуль пружності ґрунту засипки, кН/м2 5000 4200 3500
10.100 Розрахунок анкерного закріплення опор контактної мережі в ске-
льних ґрунтах здійснюють у наступному порядку:
а) визначають зусилля що діє на один анкер
ВБН В 2.3-3-2009
Ма
пааа
(10.131)
де М1 - розрахунковий момент, що діє на опору на рівні обріза фундаменту;
аа - відстань між анкерами в площині дії моменту;
па- число розтягнутих анкерів;
б) знаходять площу (нетто) Аа анкера
(10.132)
Де Уса - коефіцієнт умов роботи анкера, рівний 0,7 для залізобетонних консоль-
них опор і 0,6 для кріплення відтяжки анкерних опор і металевих опор
гнучких поперечин;
Ка - розрахунковий опір сталі анкера;
в) визначають діаметр анкера сІа‘,
г) визначають довжину закладення анкера в скельному ґрунті
_ КдАдУса
а Т ТТ/Ік
‘ * (10.133)
де т, = 120 кН/мм - напруга зчеплення сталі анкера з розчином;
ке - коефіцієнт однорідності, що враховує ступінь тріщинуватості (вивітрі-
лості) скельного ґрунту, прийнятий рівним 0,8 для слаботріщинуватих
(невивітрілих) і 0,6 для средньотріщинуватих (слабовивітрілих) ґрунтів.
Конструктивно величину довжини анкера Іа приймають не менше
ніж 1,2 м.
Рис. 10.21 Розрахункова схема закладення фундаменту в скельному ґрунті:
1,2- умовні зв’язки
Рис. 10.22 Графік визначення коефіцієнта 5/
Розрахунок одиночних пальових фундаментів у слабких ґрунтах
10.101 Розрахунок одиночних пальових фундаментів, розташованих у
Двох шарах ґрунту, що розрізняються за несучою спроможністю (включаючи
нижній шар слабкого ґрунту), виконують за наступною розрахунковою схемою
(рис. 10.23):
а) для верхньої частини палі глибиною 0 < у < Іс, розташованої в шарі
грунту, що має більшу несучу спроможність, чим шар слабкого ґрунту,
приймають жорсткість ЕР1Р - ^>, а ґрунт розглядають як пружнодеформуюче се-
редовище з коефіцієнтом постелі С], що зростає пропорційно глибині;
б) для нижньої частини палі, розташованої в шарі слабкого ґрунту (торф,
іольдієва глина) глибиною Іс<у <1Р приймають жорсткість палі ЕР1Р, ґрунт роз-
глядають як пружну основу з постійним коефіцієнтом постелі С2, що не зале-
жить від глибини.
10.102 Значення коефіцієнта постелі Сі для верхнього шару ґрунту виз-
начають за формулою
С] =Сху
(10.134)
де С - коефіцієнт пропорційності, що характеризує зміну коефіцієнта постелі із
глибиною у.
Коефіцієнт пропорційності С ЯВЛЯЄ собою коефіцієнт постелі Сі на гли-
бині у = 1, визначений за табл. 10.11
Таблиця 10.11
Ґрунти С, кН/м4 С2, кН/м3
Піски дрібні, глини, суглинки і супіски тугопластичні (на- сипи земляного полотна) 2500 -
Піски пилуваті, глини, суглинки і супіски м’якопластичні 15000 -
Торф, глини, суглинки плиннопластичні (іольдієві глини) - 9000
10.103 Горизонтальне переміщення опори 5С на рівні контактного прово-
ду від деформації пальового фундаменту в ґрунті (без урахування прогину опо-
ри) визначають за формулою
(10.135)
де Ус/ - коефіцієнт умов роботи, що враховує частку постійного навантаження
в сумарному, який приймається рівним
Ус/=0,5+^. (10.136)
Тут £, - частка постійного навантаження в сумарному, який визначається за
формулою (10.14);
- коефіцієнт умов роботи, що враховує вплив форми поперечного пере-
різу палі, прийнятий за 10.15;
гсі> - коефіцієнт умов роботи, що враховує вплив вібрації (коливань) ґрун-
ту біля пальового фундаменту від поїздів, що проходять, прийнятий рів-
ним 0,9;
Усг - коефіцієнт умов роботи, що враховує напрямок дії навантаження (при
ДІЇ навантаження ДО «КОЛІЇ» Усг = 1,1, уздовж КОЛІЇ Усг = 1,0, до «поля»
Усг = 0,9);
бо - горизонтальне переміщення палі на рівні розрахункової поверхні ґрунту;
Ро - кут повороту палі на рівні розрахункової поверхні ґрунту;
Нс- висота контактного проводу від рівня розрахункової поверхні ґрунту.
Значення горизонтального переміщення бо від діючих нормативних нава-
нтажень не повинне перевищувати 1%.
Рис. 10.23 Розрахункова епюра коефіцієнта постелі:
1 - верхній шар; 2 - нижній шар
10.104 Горизонтальне переміщення бо і кут повороту палі на рівні повер-
хні ґрунту знаходять за формулами
бо = Г б„„ + Мп блш;
Ро = Ь„т + М" б,йт.
(10.137)
(10.138)
Тут Р" і Л/' - діючі на рівні верху палі відповідно горизонтальна сила і
згинальний момент (від нормативних навантажень); - відповідно гори-
зонтальне переміщення і кут повороту палі на рівні поверхні ґрунту від діючої в
тому же рівні горизонтальної сили Р = 1 (рис. 10.28, а); 5,„п, іїтт - те ж від оди-
ничного моменту М= 1 (див. рис. 10.24, б).
Рис. 10.24 Схеми переміщення палі в рівні поверхні ґрунту:
а) - від горизонтальної сили Е = 1; б) - від моменту М= 1;
1 - верхній шар; 2 - нижній шар
10.105 Переміщення і визначають за формулами
пп
сь„і3с
пт
СЬр13с
тп
піт
сьл*
(10.139)
(10.140)
(10.141)
(10.142)
п„1*
2' .
де Ьр - розрахункова ширина палі;
128
Хі і х2 - відповідно поперечна сила й згинальний момент у поперечному пе-
рерізі палі на границі двох шарів ґрунту (при у = Іс) при дії на поверхню
ґрунту одиничної горизонтальної сили Г = 1;
Хі І - те ж при дії одиничного моменту М = 1.
Зусилля X], л'2, Л] і А'2 визначають за формулами
х _ ^2я$12 ^1и$22 .
$11 $22 — $12
_ ^1н$12 ^2и$11 .
$11 $22 — $?2
х' - ^2ш$12 ^1ш$22 .
$11 $22 ~$?2
' _ ^1п;$12 ~^2т$11 .
$Н$22 — $12
6 1
С^/;/с2 + 2аХЧ •
12 1
СЬУ + .
36 1
12
,н’ “ СЬр13с ’
36
2т сьрії
(10.143)
(10.144)
(10.145)
(10.146)
(10.147)
(10.148)
(10.149)
(10.150)
(10.151)
(10.152)
(10.153)
Тут ЕрЬр - жорсткість поперечного перерізу палі; - коефіцієнт дефор-
мації нижньої ділянки палі, що знаходиться в шарі слабкого ґрунту, визначений
за формулою
(10.154)
При цьому переміщення
10.106 Розрахункову ширину палі визначають за формулою
^ = (1,56 + 0,5),
(10.155)
де Ь - розмір поперечного перерізу палі в напрямку, перпендикулярному пло-
щині дії навантаження, м.
10.107 Згинальний момент Му в поперечних перерізах палі нижче поверх-
ні ґрунту визначають за формулами:
а) на ділянці глибиною 0 < у < Іс
Му=Р(Н + у)-
ЗРН + ІР^+Ї^-ЗІ^
І4
''С
<2Уо~У)у3,
(10.156)
де у0- глибина розташування осі повороту верхньої ділянки палі (10.108); ()/, Мі~
відповідно поперечна сила і згинальний момент у поперечному перерізі
палі на межі двох шарів грунту на глибині Іс (10.108);
б) на ділянці глибиною Іс<у <ЬР
м^^+м^+м^,
(10.157)
де Т| і і Г|2 - коефіцієнти, визначені за табл. 10.12.
Таблиця 10.12
(І&У Пі 72 <%У Пі Пі ___
0,0 0,0000 1,0000 1,5 0,22260 0,11580
0,2 0,1627 0,8024 2,0 0,12310 -0,05630
0,4 0,2189 0,7077 2,5 0,04910 -0,06580 7 —
0,6 0,3099 0,4530 3,0 0,00700 -0,04930
0,8 0,3223 0,3131 4,0 -0,01386 -0,01197
1,0 0,3096 0,1988 5,0 -0,00646 о,о6Ї9Г2И
10.108 Значення глибини у0 розташування осі повороту верхньої ділянки
палі визначають за формулою
Е 4ЕН + ЗЕЕ + ^I^(. - 4М,
2 ЗЕН +2РЕ+(М-ЗМІ ’
С С І
(10.158)
де
бі = х.Е + х[ЕН-
М! = х2Р + х'2РН.
(10.159)
(10.160)
10.109 Значення Г|і і Г|2 визначають за формулами (10.161) і (10.162) або
згідно з табл. 10.12.
Т||=е мпо^ у;
(10.161)
-а„
Г|2 - е * со8 у.
(10.162)
10.110 Найбільше значення згинального моменту 7Итах, що діє в попере-
чних перерізах палі, обчислюють за формулою (10.156) при у = уі, деуі - гли-
бина розташування перерізу з найбільшим моментом, визначена за формулою
2 У1 Уо 4(ЗРН + ЗЕІС + (2^ - ЗМ/)
(10.163)
Конструктивні вимоги
10.111 Конструкції збірних залізобетонних фундаментів необхідно виго-
товляти з важкого бетону із класом по міцності на стиснення не менше ВЗО.
Марку бетону за морозостійкістю слід приймати відповідно до вимог
СНиП 2.03.01:
- при розрахунковій температурі найбільш холодної п’ятиденки до мі-
нус 40°С включно - Р150;
- при розрахунковій температурі найбільш холодної п’ятиденки нижче
мінус 40°С - Р200.
10.11 2 Товщина захисного шару бетону (до робочої арматури) у збірних
залізобетонних фундаментах і палях повинна відповідати вимогам
СНиП 2.03.01, але не менше ніж 25 мм.
10.11 3 При улаштуванні фундаментів у ґрунтах з агресивними ґрунтови-
ми водами повинні бути передбачені заходи, що захищають матеріал фундаменту
від корозії відповідно до вимог СНиП 2.03.11 і розділу 7 Норм.
10.11 4 У збірних залізобетонних елементах не допускається використан-
ня монтажних петель у підземній частині фундаментів. Замість монтажних пе-
тель потрібно застосовувати, як правило, монтажні отвори. У випадках, коли
конструкція фундаменту має монтажні петлі, необхідні при розпалубці, перед
відправленням на ділянку, що електрифікується, такі петлі необхідно зрізати, а
місця зрізування петель покрити захисним шаром бетону або бітумом (двома
шарами).
10.11 5 У пальових фундаментах не допускається контакт електрично
неізольованих болтів для кріплення металевих опор з арматурою ростверків або
паль. Відстань між незахищеними анкерними болтами і арматурою ростверку
або паль повинна бути не менше ніж 30 мм. Стикувати палі з ростверком необ-
хідно за допомогою зварювання сталевих закладних елементів або випусків з
ростверків з поздовжньою арматурою паль із наступним замонолічуванням цих
стиків бетоном для захисту від корозії.
Розрахунок міцності з’єднання паль із ростверком необхідно виконувати
без урахування бетону замонолічування. Розрахунок зварних з’єднань стику
слід виконувати, керуючись вказівками СНиП П-23.
10.11 6 Закладні деталі, анкерні болти й інші сталеві деталі фундаментів
слід виготовляти з марок сталей відповідно до вимог, наведених в главі 8 Норм.
10.11 7 Проектний клас по міцності на стиснення і марка за морозостійкіс-
тю бетону для замонолічування стиків фундаментів, стиків стійок і оголовків
пальових фундаментів повинні бути не нижче прийнятих для елементів, що
стикуються.
10.11 8 Арматурну сталь для армування фундаментів і для монтажних пе-
тель слід призначати відповідно до вимог СНиП 2.03.01.
Фасонний листовий прокат для закладних деталей залізобетонних анке-
рів, ростверків приймати відповідно до СНиП П-23.
10.11 9 Розрахунок залізобетонних і бетонних елементів конструкцій фун-
даментів по міцності, деформаціям, утворенню й розкриттю тріщин слід вико-
нувати відповідно до вимог СНиП 2.03.01.
10.12 0 Ширина розкриття тріщин при розрахунку конструкцій залізобе-
тонних фундаментів зі стержневої арматури не повинна перевищувати 0,2 мм.
10.12 1 Розміри й форму верхньої частини фундаменту слід призначати
відповідно до результатів розрахунків, виконуваних при проектуванні фунда-
ментів, з урахуванням навантажень, що виникають при їх віброзаглибленні в
ґрунт. При впливі захватів машин, конструкція верхньої частини фундаменту
повинна виключати утворення тріщин і місцевих сколів. Довжину й розміри
поперечного перерізу фундаменту слід призначати з урахуванням результатів
розрахунків їхньої стійкості в ґрунті.
10.12 2 Міцність конструкції збірних залізобетонних фундаментів повин-
на бути перевірена на дію навантажень, що виникають при транспортуванні та
монтажі.
10.12 3 При кріпленні опори до фундаментів за допомогою болтів, що зак-
ладаються в отвори фундаменту, слід передбачати встановлення арматурних
стержнів між гранями фундаменту і отворами. Стержні повинні розташовува-
тися вгорі й унизу граней, діаметр їх повинен бути не менше ніж 10 мм.
10.12 4 Армування фундаментів, у тому числі стикування і анкеровку ар-
матури, слід передбачати відповідно до вимог СНиП 2.03.01 з урахуванням нас-
тупних додаткових вимог:
а) для армування фундаментів, передбачених для встановлення в районах
з розрахунковою температурою найбільш холодної п’ятиденки до мінус 40°С
включно, допускається застосовувати зварні сітки й каркаси;
б) для армування фундаментів, які встановлюються у районах з розраху-
нковою температурою найбільш холодної п’ятиденки нижче мінус 40°С, слід
застосовувати тільки плетені сітки й каркаси.
10.12 5 Для ділянок постійного струму між поверхнею фундаментів і ни-
зом опор контактної мережі повинні бути встановлені ізолюючі прокладки, ан-
керні болти повинні бути ізольовані від бетону фундаментів поліетиленовими
втулками, що забезпечують електричний опір між опорою і арматурою фунда-
менту.
10.12 6 Закріплення опор контактної мережі на свіжовідсипаних насипах
рекомендується здійснювати відповідно до вимог, наведених в додатку М.
11 ЗАСТОСУВАННЯ ТИПОВИХ КОНСТРУКЦІЙ
11.1 Застосовувати типові конструкції слід з урахуванням вказівок типо-
вої проектної документації та вимог цих Норм.
11.2 Вибір типових конструкцій за геометричними розмірами слід вико-
нувати залежно від конкретних умов їхнього застосування (схем розміщення
проводів на опорах, габаритів опор і проводів, призначення конструкцій і т.д.).
11.3 Розрахункові кліматичні умови для прив’язки типових конструкцій
контактної мережі слід визначати відповідно до вимог СНиП 2.01.07, СНиП
2.01.01 і розділом 5 цих Норм.
11.4 При визначенні вітрового навантаження і навантаження від ожеледі
слід враховувати вплив мікрокліматичних особливостей у районі розташування
лінії, що електрифікується (див. розділ 5).
11.5 Прив’язку типових конструкцій слід виконувати по розрахункових
навантаженнях, які визначають, як правило, при основних сполученнях, що
включають кліматичні навантаження й впливи:
а) найбільше навантаження від ожеледі, тиск вітру при ожеледі, темпера-
тура повітря мінус 5°С;
б) найбільше вітрове навантаження, температура повітря мінус 5 °С, оже-
ледь відсутня;
в) мінімальна температура повітря, вітер і ожеледь відсутні.
При прив’язці жорстких поперечин додатково необхідно виконувати роз-
рахунок на наступне сполучення навантажень:
г) найбільше снігове навантаження, температура повітря 0°С, тиск вітру
відсутній.
Розрахунок поперечин виконують на сполучення навантажень по пп. (а) і
(г) і приймають той режим, при якому моменти мають більше значення.
Допускається не виконувати розрахунки для режимів, що дають свідомо
низькі навантаження; наприклад, при визначенні згинальних моментів проміж-
них опор на прямій ділянці колії таким режимом буде режим «в».
Прив’язку залізобетонних опор, стійок жорстких поперечин, фундаментів
і умов закріплення їх у ґрунті слід виконувати по нормативним навантаженням.
Розрахунок по міцності, наприклад, на сейсмічні впливи виконують за розрахун-
ковим значенням навантажень.
11.6 Розрахунок на особливі сполучення навантажень при прив’язці ти-
пових конструкцій слід виконувати у випадках зміни типових конструкцій кон-
тактної підвіски і виникаючих при обриві проводів зусиль, що перевищують
прийняті при проектуванні типових конструкцій.
Перевірку типових конструкцій на монтажні навантаження слід викону-
вати у випадках, передбачених у 5.54.
При реконструкції контактної мережі прив’язку підтримуючих конструк-
цій слід здійснювати з урахуванням монтажних навантажень від ваги додатко-
вих проводів (недемонтованих проводів при підвішених уже нових проводах) і
підвищення натягу проводів.
11.7 Визначати згинальні й крутні моменти, перерізуючі і осьові сили та
ін. необхідно при величинах і напрямку навантажень, які створюють найбільш
несприятливі умови роботи конструкцій.
В необхідних випадках, коли заздалегідь визначити такий напрямок наван-
тажень неможливо, розрахунки слід виконувати для різних напрямків вітру.
11.8 При прив’язці конструкцій слід враховувати передбачені нормами
допуски на їхнє виготовлення, встановлення і монтаж проводів, а також вимоги
розділу 7 цих Норм щодо антикорозійного захисту конструкцій. Крім того
повинні бути враховані кліматичне виконання, категорія розміщення, умови
експлуатації, зберігання й транспортування в частині впливу кліматичних фак-
торів зовнішнього середовища.
11.9 Вибір типових конструкцій слід виконувати шляхом порівняння
найбільших значень осьових і перерізуючих сил згинальних моментів і т.і. з
відповідними даними типових конструкцій. Приймається конструкція, розрахо-
вана на рівне або більше навантаження.
Допускається застосування типових конструкцій з перевищенням зусиль,
згинальних моментів і т.і., до 3% від відповідної величини, передбаченої крес-
леннями цих конструкцій, крім ділянок із швидкісним рухом.
11.10 Розробка й повторне застосування індивідуальних конструкцій до-
пускається при техніко-економічному обґрунтуванні й згоді організації, що зат-
верджує проект (робочий проект).
11.11 При прив’язці типових конструкцій рекомендується розглядати ДО-
ЦІЛЬНІСТЬ скорочення кількості типорозмірів за рахунок об’єднання немасових
типів з тими, що мають більшу несучу спроможність.
11.12 Прив’язку консольних і фіксуючих опор, опор живильних і відсмок-
туючих ліній, опор гнучких і жорстких поперечок, а також фундаментів до них
слід виконувати по згинальному моменту на рівні умовного обрізу або верху
Фундаменту.
У випадках, коли сполучення діючих навантажень створює значний зги-
нальний момент або перерізуючу силу на рівні п’яти консолі або в іншому не-
безпечному перерізі, слід перевіряти і ці перерізи опори.
Ригелі жорстких поперечин рамного типу підбирають шляхом порівняння
епюр моментів, побудованих по розрахунковим навантаженням, з типовими
епюрами моментів за методикою, наведеною в типовому проекті.
Прив’язку жорстких поперечок балочного типу слід виконувати за згина-
льним моментом у небезпечному перерізі в режимах «а», «б» і «г» (11.5) і при
обриві несучого тросу.
11.13 Гнучкі й жорсткі поперечки (включаючи опори) варто розраховува-
ти з урахуванням електрифікації всіх колій, що перекриваються.
11.14 Несуча спроможність фундаментів опор повинна відповідати несу-
чій спроможності опор (згинальному моменту на рівні верху фундаменту). Для
консольних опор несучу спроможність фундаментів приймають, як правило, на
один типорозмір більше, ніж для опор.
11.15 Прив’язку консолей і кронштейнів слід виконувати по згинальному
моменту в місці кріплення тяги, підкоса або по згинальному моменту і стиска-
ючій силі на ділянці між п’ятою й місцем кріплення тяги (місцем з’єднання го-
ризонтального і нахиленого елементів консолі).
Перевіряти жорсткість (стійкість) типових консолей треба тільки у випа-
дку застосування в умовах, не передбачених типовим проектом.
11.16 Прив’язку фіксаторів слід виконувати по горизонтальній силі, яка
передається від фіксованого проводу, яка визначається в режимах «а» і «б»
(И.5).
11.17 Прив’язку анкеровочних пристроїв слід виконувати по горизонта-
льній силі натягу анкеруємих проводів:
а) компенсованих - за розрахунковим натягом;
б) некомпенсованих - у режимах «а» і «в» (11.5).
11.18 При прив’язці слід керуватися рекомендованими основними типо-
вими вузлами і конструкціями контактної мережі при різній швидкості руху
поїздів.
Рекомендовані основні вузли і конструкції контактної мережі при різній
швидкості руху поїздів приведені в таблиці 11.1.
Таблиця 11.1
№ п/п Вузол, конструкція У<160 км/год У>161 км/год
1 2 3 4
1 Контактна підвіска: вертикальна; напівкоса 4-
Кінець таблиці 11.1
№ п/п Вузол, конструкція У<160 км/год У>161 км/год
1 2 3 4
2 Спряження анкерних ділянок: неізолюючі 3-й прогінні; ізолюючі 3-й прогінні; ізолюючі 4-й прогінні;
3 Опори: залізобетонні роздільні; нероздільні; металеві
4 Консоль: пряма горизонтальна з оцинкованих труб; пряма нахилена з оцинкованих труб; пряма нахилена швелерна оцинкована; із алюмінієвих труб із алюмінієвого профілю
5 Компенсатор: барабанного типу з алюмінієвих сплавів; поліспастного типу (лінійний); триблоковий
6 Фіксатор: основний: труба оцинкована; труба з алюмінієвого сплаву; кутник оцинкований; додатковий: профіль із алюмінієвого сплаву; профіль сталевий (оцинкований або з атмосферостійкої сталі) Ц- 4-
7 Струни: ланцюгові (дріт мідний, стале-мідний); мідного троса 16 мм2, бронзовий трос - 16 мм2
|8 Ресорний трос: мідний трос М-35
9 Трос середньої анкеровки: трос мідний трос сталемідний
12 РОЗРОБКА І ПОСТАВКА КОНСТРУКЦІЙ КОНТАКТНОЇ МЕРЕЖІ
НА ВИРОБНИЦТВО
12.1 Конструкції контактної мережі розробляють на підставі технічного
завдання й технічної документації з виготовленням і випробуванням дослідних
зразків. Документ кожного етапу створення нових конструкцій (ТУ, проект,
протокол випробувань і т.д.) затверджує (узгоджує) Укрзалізниця.
12.2 Відповідність конструкцій вимогам технічного завдання, технічної
документації й стандартів і доцільність поставлення їх на виробництво встанов-
люють за результатами приймальних випробувань.
Комісію для проведення випробувань призначає Укрзалізниця. Очолює
комісію представник Укрзалізниці.
Акт приймальної комісії є дозволом для виробництва конструкції контакт-
ної мережі.
12.3 Випробування слід проводити відповідно до програми випробу-
вань, що визначає мету, обсяг, методику й критерії оцінки результатів випробу-
вань. Програма випробувань узгоджується Укрзалізницею.
У методиці випробувань повинні бути визначені:
- порядок оцінки всіх випробовуваних параметрів, технічні засоби, які
використовувались;
- схема випробувань;
- місце й характер прикладення, види і величини навантажень.
12.4 Для контролю стабільності показників якості конструкцій прово-
дять приймально-здавальні, періодичні й типові (кваліфікаційні) випробування.
Порядок проведення випробувань (контрольовані параметри, метод контролю,
число зразків) встановлюють у технічних умовах.
13 ОХОРОНА НАВКОЛИШНЬОГО ПРИРОДНОГО СЕРЕДОВИЩА
Природоохоронні заходи, які передбачаються при розробці проектно-
кошторисної документації на улаштування контактної мережі повинні відпові-
дати вимогам законів України „Про охорону навколишнього природного сере-
довища”, та ДБН В 2.3-19. я
При проектуванні заходів із зберігання, використання, захоронення, зни-
щення чи утилізації відходів виробництва керуються вимогами Законів України
„Про відходи”, „Про металобрухт” та діючими класифікаторами, нормами і
правилами у сфері поводження з відходами. При цьому слід передбачати без-
відходні технології або технології з мінімальним утворенням відходів та мак-
симально можливе, економічно обґрунтоване використання відходів як вториН'
ної сировини.
ДОДАТОК А
(Обов’язковий)
ДИНАМІЧНИЙ РОЗРАХУНОК ДОВЖИНИ ПРОГОНУ МІЖ ОПОРАМИ
КОНТАКТНОЇ МЕРЕЖІ
А.1 Розрахунок відхилення проводів контактної мережі й максимальних
допустимих довжин прогонів слід виконувати на нормативне значення серед-
ньої складової вітрового навантаження.
А.2 Динамічну складову відхилення проводів у горизонтальній площині
у, м, визначають за формулою:
(А.1)
де
Рн - нормативне значення лінійного вітрового навантаження, Н/м;
Р„ - нормативне значення середньої складової навантаження на провід по
5.15;
уп, тп, - те ж і в 5.17 Норм.
А.З Максимальну допустиму довжину прогону контактної мережі в за-
лежності від нормативної швидкості вітру в заданих умовах слід приймати
згідно додатку Б.
А.4 Наближено максимальну допустиму довжину прогону методом ди-
намічного розрахунку визначають за формулою:
для прямої ділянки колії
(А.2)
для кривої ділянки колії
(А.З)
де доп - максимальне допустиме відхилення контактного проводу, рівне 0,5 м
для прямої ділянки колії та 0,45 м - для кривої;
ак- зиґзаґ контактного проводу або його винос на кривій, м;
ук - зміна прогину опор на рівні контактного проводу при дії вітрового нава-
нтаження, м;
К - радіус кривої, м;
' рс - горизонтальна складова лінійного вітрового навантаження, що переда-
ється з контактного проводу через струни на несучий трос, Н/м.
рк- лінійне вітрове навантаження на контактні проводи, Н/м;
кі - к2 + 2упґип^п; уп, тп, £п - те ж, що й у 5.17 Норм;
к2 = йГд- сд • ед - коефіцієнт, що враховує пружні деформації проводу при його
відхиленні;
ая - величина, визначена за табл. А. 1 Додатка;
еа - величина, визначена по рис. А.1 Додатка в залежності від ваги проводу
(проводів) (при ожеледі разом з вагою відкладення);
сд- величина, визначена по рис. А.1 Додатка.
Таблиця А.1
Довжина прогону /, м зо 40 50 60 70
«д 0,72 0,7 0,68 0,66 0,64
Максимальна довжина прогону не повинна бути більше 70 м (табл. 2.6.2
ЦЕ-0023).
Приклад 1. Для покритого ожеледдю контактного проводу МФ-100 визна-
чити відхилення в середині прогону. Довжина прогону І = 60 м. Ділянка розта-
шована в 3 районі ожеледі на місцевості го = 0,1 м, Ь = 19 мм, = 1,1. Отже, Ьи-
Ькь = 1,1-19 = 20,9 мм. (Позначення прийняті згідно з розділом 5 Норм).
Рис. А.1. Залежність коефіцієнта ед від маси проводу
ВБН В 2.3-3-2009
Рис. А.2 Залежність коефіцієнта сд від нормативного значення швидкості вітру
в заданих умовах
Відповідно до табл. 5.7, пп. 5.12, 5.35 Норм.
^нз = = 1,10-2501,12 = 332,7 Па.
Нормативне значення середньої складової лінійного навантаження від вітру
----= 1,25 • 332,7 ’
1000 1000
=13,6 н/м
Статична складова відхилення (без урахування пружних деформацій про-
воду)
рсн _ 13,6 • 602
= 0,6 м
8Н 8• 10
Динамічна складова відхилення
у = Зууптп£п = 3 • 0,6 0,10 1,52 = 0,27 м
Повне відхилення у = 0,87 м.
Приклад 2. Визначити максимально допустиму довжину прогону компе-
нсованої контактної підвіски типу ПБСМ-70+1 МФ-100 на ізольованих консолях
прямої ділянки колії. Залізнична ділянка проходить по відкритій рівнинній
Місцевості (г = 0,1 м) з нормативною швидкістю вітру V = 30 м/с (</о = 563 Па).
Дані проводів наведені в табл. А.2.
Таблиця А.2
Контактні проводи Несучий трос
Позначення Значення Позначення Значення
(1К, мм 11,8 г/т, мм 11
8к, Н/м 8,9 Н/м 6,06
К, кН 10 Т, к/Н 15
Для визначення швидкості вітру в заданих умовах по рис. 5.1 Норм зна-
ходимо =1,11.
Тоді Х'нз = 30-1,11 = 33,2 м/с або дт = 681 Па.
§п = 8,9+6,06+0,5 = 15,46 Н/м; <?т = \/9,42 +15,462 = 18,1 Н/м.
При таких вихідних даних рК = 1,25 • 681 •
11,8
1000
= 10 Н/м;
= 1,25-681 —= 9.4ІІ/м;
1000
Спочатку приймаємо рс = 0, к] = 1;
тах
= 2
105
10-0
0,5-0,015 +
7(О,5-О,О15)2-О,З2
= 58,9 м.
Користуючись даними табл. А.1 і рисунків А.1 і А.2 Додатка, знаходимо
коефіцієнт к] = к2 + 2уп777п^п = 1,173 ірс = 0,29 Н/м.
Знову знаходимо максимально допустиму довжину прогону, але при
ре = 0,29 Н/м і к} = 1,173
тах
0,866-105
10-1,173-0,29
= 55 м.
Для одержання більш точного результату розрахунок слід продовжити.
Для останнього значення довжини прогону визначимо
к} = 1,194 їрс = 0,5 Н/м.
Для цих значень
тах
_ 0,867-105
¥104,194-0,5
= 55,1 м.
Отримана довжина прогону з великою точністю збігається з величиною,
прийнятою при визначенні рс і к\. Тому подальше їхнє уточнення не потрібно.
Максимально допустима довжина прогону, розрахована точним методом
для тих же розрахункових умов, дорівнює 55,85 м, тобто похибка спрощеного
варіанта методу розрахунку становить 1,3%.
Приклад 3. Визначити максимально допустиму довжину прогону напів-
компенсованої ланцюгової підвіски М-120+2МФ-100 для прямої ділянки колії.
Підвіска змонтована на неізольованих консолях, у підвісній гірлянді два ізоля-
тори. Конструктивна висота ланцюгової підвіски /гк = 2,2 м. Відстань між кон-
тактними проводами 40 мм.
Залізнична ділянка, що електрифікується проходить по горбкуватій від-
критій місцевості в районі з нормативною швидкістю вітру V = 35,3 м/с (д0 =
765,6 Па). Мінімальна температура повітря мінус 40°С. Дані несучого троса:
6/1 = 14 мм, = 10,58 Н/м, Т= 20 кН.
Відповідно до табл. 5.2 Норм значення параметра шорсткості підстилаю-
чої поверхні у районі електрифікуємо! лінії приймаємо рівним г0 = 0,2 м.
Нормативний швидкісний напір вітру для заданих умов траси
= 765,6-0,932 = 662 Па.
Вітрове навантаження на проводи
= 1,55 • 662 • = 12,1 Н/м;
1000
14
= 1,25-662------= 111,6 Н/м;
1000
Вага підвіски дп = 2-8,9+10,58+1 = 29,4 Н/м.
/2 2
Сумарне навантаження на трос = у29,4 +12,1 =31,8 Н/м.
Натяг тросу при режимі максимального вітру і при безпровісному поло-
женні контактного проводу
Т= 0,7-Ттт = 14 кН; Ті = 0,8-Г™, = 16 кН
При рс = 0 і кі - 1 одержимо
шах
2-Ю4
= 24------0,866 = 75,7 м;
V 12,1
для одержання довжини прогону: к\ = 1,159 їрс = -1,87 Н/м.
З урахуванням знайдених значень к\ і рс довжина прогону
тах
2-Ю4
12-1,159 + 1,87
• 0,866 = 66 м;
Продовжимо ітераційний процес, уточнивши значення к\ і рс.
кх = 1,208 і рс = 1,83 Н/м;
тах
2-Ю4
= 24----------------0,866 = 64,9 м;
V 12,1-1,208 + 1,83
Оскільки отримана довжина прогону незначно відрізняється від прийня-
тої при визначенні еквівалентного навантаження і коефіцієнт к\, коригувати
останнє не потрібно.
Для тих же розрахункових умов точне значення довжини прогону дорів-
нює 65,4 м. Отже, похибка за спрощеним варіантом становить 0,8%.
ДОДАТОК Б
(Обов’язковий)
НОМОГРАМИ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ МАКСИМАЛЬНО ДОПУСТИМОЇ
ДОВЖИНИ ПРОГОНУ КОНТАКТНОЇ МЕРЕЖІ
Приклад використання номограм для визначення довжини прогону наве-
дений на рис. Б.1.
За значеннями швидкості вітру V і товщині стінки ожеледі Ь у заданих
умовах (згідно з 5.12, 5.18, 5.33, 5.35 Норм) на лівій частині номограм визнача-
ють вітрове навантаження на контактні проводи. Для отриманого навантаження
на правій частині номограм знаходять довжину прогону, що відповідає даному
плану колії.
При необхідності максимально допустиму довжину прогону коригують
по режиму ожеледі з вітром.
Довжину прогону для проміжних значень радіусів кривих і товщини стін-
ки ожеледі на наведених номограмах слід визначати лінійною інтерполяцією.
Рис. Е.1 Максимально допустима довжина поогонів
Змінний струм, підвіска компенсована, на ізольованих консолях:
і іьСМ- О+МФ-ШО. НьСМ-°5-і-МФ- їОО. І1І5СА-5О//0—.МФ-іОО
Рис. Б.2 Максимально допустима довжина прогонів
Змінний струм, підвіска напівкомпенсована, на ізольованих консолях:
ПБСМ-95+МФ-100, ПБСМ-70+МФ-100
Рис. Б.З Максимально допустима довжина прогонів
Змінний струм, підвіска напівкомпенсована, на ізольованих консолях
ПБСА-50/70+МФ-85
~ЗОмм
Рис. Б.4 Максимально допустима довжина прогонів
Змінний струм, підвіска напівкомпенсована на гірлянді із трьох ізоляторів:
ПБСМ-70+МФ-85. Підвіска компенсована, на гірлянді із чотирьох ізоляторів:
ПБСА-50/70+МФ-100
Рис. Б.5 Максимально допустима довжина прогонів
Змінний струм, підвіска напівкомпенсована, на гірлянді із трьох ізоляторів:
ПБСА-50/70+МФ-85; на гірлянді із чотирьох ізоляторів: ПБСМ-70+МФ-85
Рис. Б.6 Максимально допустима довжина прогонів
Змінний струм, підвіска напівкомпенсована на гірлянді із чотирьох ізоляторів:
ПБСА-50/70+МФ-100
Рис. Б.7 Максимально допустима довжина прогонів
Змінний струм, підвіска напівкомпенсована, на гірлянді із чотирьох ізоляторів'
ПБСМ-95+МФ-100; на гірлянді із трьох ізоляторів: ПБСА-50/70+МФ-100
Рис. Б.8 Максимально допустима довжина прогонів
Змінний струм, підвіска напівкомпенсована, на гірлянді із чотирьох ізоляторів
ПБСА-50/70+МФ-85
Рис. Б.9 Максимально допустима довжина прогонів
Змінний струм, підвіска компенсована, на гірлянді із трьох ізоляторів:
ПБСМ-95+МФ-100, ПБСА-50/70+МФ-100, ПБСМ-70+МФ-100; на гірлянді із
чотирьох ізоляторів: ПБСМ-95+МФ-100; ПБСМ-70+МФ-100. Постійний струм,
підвіска компенсована, на гірлянді із двох ізоляторів: ПБСА-50/70+МФ-100;
підвіска напівкомпенсована ПБСМ-70+МФ-85; ПБСА-50/70+МФ-85
Рис. Б. 10 Максимально допустима довжина прогонів
Змінний струм, підвіска напівкомпенсована, на ізольованих консолях:
ПБСА-50/70+МФ-100.
Рис. Б. 11 Максимально допустима довжина прогонів
Змінний струм, підвіска напівкомпенсована, на гірлянді із трьох ізоляторів;
ПБСМ-95+МФ-100, ПБСМ-70+МФ-100: на гірлянді із чотирьох ізоляторів;
ПБСМ-95+МФ-100.
0^я/с Ув зо го ю о Л? за єо уо зо
Рис. Б. 12 Максимально допустима довжина прогонів
Постійний струм, підвіска компенсована, на гірлянді із двох ізоляторів:
М-120+2МФ-100. ПБСМ-95+МФ-100
Рис. Б. 13 Максимально допустима довжина прогонів
Постійний струм, підвіска компенсована, на гірлянді із двох ізоляторів:
М-120+МФ-150; ПБСМ-95+МФ-150
Рис. Б. 14 Максимально допустима довжина прогонів
Постійний струм, підвіска компенсована, на гірлянді із двох ізоляторів:
ПБСМ-70+МФ-100
Рис. Б. 16 Максимально допустима довжина прогонів
Постійний струм, підвіска напівкомпенсована, на гірлянді із двох ізоляторів
ПБСМ-95+МФ-150; М-120+МФ-150
РОЗРАХУНОК НАВАНТАЖЕНЬ НА КОНТАКТНУ МЕРЕЖУ
Приклад 1. Знайти нормативний швидкісний напір вітру для місцевості,
розташованої в 5 вітровому районі (до = 600 Па, V = 31,2 м/с), залізнична ділян-
ка проходить по рівнинній місцевості.
За табл. 5.2 цих Норм для заданої поверхні приймаємо го = 0,1 м.
Для нульового місця за рис. 5.1 Норм знаходимо кг= 1,1.
Тоді днз = 1,12-600 = 726 Па або Унз = 34,4 м/с
Приклад 2. Ділянка перебуває в тому ж вітровому районі, але захищена із
двох сторін лісозахисними насадженнями (го = 0,5 м). Тоді днз = 0,714-600 = 306 Па
або Унз = 22,3 м/с.
Приклад 3. Знайти нормативне значення лінійного вітрового наванта-
ження на контактний провід МФ-100. Швидкість вітру в заданих умовах
9НЗ = 30 м/с (до = 540 Па), довжина прогону І = 60 м.
р; = а а = анСа = 0,75 1,25 • 540-*^- = 6
„ _ НЧНЗ „ Л, 1()00
Н/м.
За табл. 5.3, рис. 5.3 і 5.4 Норм знаходимо значення коефіцієнтів
тп = 0,13; ц, = 0,65 і £,п = 1,32.
Тоді пульсаційна складова навантаження
Рпн = 0,73 • 6 • 0,13 • 0,65 • 1,32 = 0 49 Н/м
Нормативне значення вітрового навантаженнярп = Р» +Рн = 6,49 Н/м.
Приклад 4. Визначити навантаження на несучі конструкції від ожеледі
на контактному проводі МФ-100. Ділянка розташована в 4 районі ожеледі й
проходить по незахищеній від вітру відкритій рівній поверхні.
Нормативна товщина стінки відкладень для 4 району дорівнює 22 мм.
Для відкритої місцевості вводиться поправочний коефіцієнт кь = 1,1.
Нормативне лінійне навантаження від ожеледі
= 0,0009-3,14-0,5-24,2 (24,2-0,5+12,3) = 8,3 Н/м
Навантаження від ожеледі при розрахунку конструкцій контактної мережі:
на міцність $г = 1,4-8,3 = 11,62 Н/м,
на деформації §г = 0,7-8,3 = 5,81 Н/м,
на утворення тріщин у залізобетонних опорах
/ = 0,3-8,3 = 2,49 Н/м.
Приклад 5. Для умов попереднього прикладу визначити вітрове наван-
таження, передане з проводу на несучі конструкції. В 4 районі нормативна
швидкість вітру при ожеледі <?о = 300 Па.
Для відкритої поверхні (<о = 0,1 м) поправочний коефіцієнт = 1,1.
Тоді <?нз = 300-1,12 = 363 Па.
Довжина прогону І = 60 м.
Нормативне значення середньої складової лінійного вітрового наванта-
ження на зледенілий провід
с г ії+Ь 11,8 + 24,2
рн = С ан------дт - 1,25-0,9----------= 14,7 Н/м
X „ 1000 Уиз ]000
Пульсаційна складова вітрового навантаження
р" =0,737?Х^п =0,73-14,7-0,6-0,11-1,5 = 1,06 Н/м
Вітрове навантаження на покритий ожеледдю провід при розрахунку:
на міцність Рв = (14,7+1,06) • 1,3 = 20,5 Н/м;
на деформації ргв = 15,76-0,85 = 13,4 Н/м;
на утворення тріщин у залізобетонних опорах Ре. = 15,76-0,45 = 7,1 Н/м.
Приклад 6. Визначити максимальне зусилля вздовж колії, що діє на ри-
гель жорсткої поперечини, при обриві несучого троса.
Контактна підвіска М-120+2МФ-100 з натягом несучого троса 18 кН. Но-
рмативна товщина стінки ожеледі 28 мм, довжина прогону дорівнює 70 м. Вер-
тикальне навантаження на несучий трос від ваги підвіски з ожеледдю дорівнює
85,4 Н/м.
Відповідно до п. 2.20
Р'ож = 0,3+0,4-85,4-70- 10‘3 = 2,65 кН.
За рис. 2.9 величина кт = 1,48 і згідно рис. 2.10 = 1.
Максимальне поздовжнє навантаження на жорстку поперечину при обри-
ві несучого троса Рож = 2,65-1,48 = 3,92 кН.
Приклад 7. Визначити складові згинального моменту в основі стійки (на
рівні обрізу фундаменту), обумовлені падінням сусідньої залізобетонної опори
при наступних умовах:
Контактна підвіска постійного струму М-120+2МФ-100;
Сполучення кліматичних навантажень - розрахункова товщина стінки
ожеледі Ь = 13; тиск вітру при ожеледі 110 Па;
Радіус кривої К = 700 м, довжина прогону І = 58 м.
За табл. 9.2 визначаємо спочатку додаткові згинальні моменти при К = 600 і
К = 800 м для І = 58 м і Ь = 13 мм за допомогою лінійної інтерполяції:
К = 600:
5 = 10 мм: І = 50 м, Л/доп = 118 кН м; І = 60 м, Л/доп =155 кН м;
І = 58 м; М(0П = 118 + [(155-118)/(60-50)](58-50) = 147,6 кН м;
6=15 мм: І = 50 м, Мдоп = 134 кНм; І = 60 м, Л/доп = 193 к-м;
/ = 58 м, Мдоп = 134 + [(193-134)/(60-50)] (58-50) = 181,2 кН м;
5=13 мм І - 58 м:
Мдоп = 147,6 + [(181, 2-147,6)/(15-10)](13-10) = 167,8 кН м;
К = 800:
5=10 мм: І = 50 м, Мдоп = 98 кН м; І = 70 м, Мдоп = 161 км;
І = 58 м; Мдоп = 98 + [(161-98)/(70-50)](58-50) = 123,2 кН м;
5=15 мм: І = 50 м, Мдоп = 114 кН м; І = 70 м, Мдоп = 193 км;
І = 58 м, Л/доп =114 + [(193-114)/(70-50)] (58-50) = 145,6 кН-м;
5=13 мм І = 58 м:
Мдоп = 123,2 + [(145, 6-123,2)/(15-10)](13-10) = 136,6 кН м;
К = 700:
По лінійній інтерполяції визначаємо величину додаткового моменту від
падіння сусідньої опори
Мдап = 167,8 + [(136, 6-167,8)/(800-600)](700-600) = 152,2 кН м;
РОЗРАХУНОК ПРОВОДІВ ПОВІТРЯНИХ ЛІНІЙ
Приклад 1. Визначити розрахунковий режим підсилюючого проводу А-185.
Повітряна лінія розташована в 4 районі по ожеледі (Ь = 22 мм, <у0 = 300 Па), но-
рмативне значення мінімальної температури повітря мінус 40°С, швидкість віт-
ру 40 м/с, довжина еквівалентного прогону 60 м.
Лінійне навантаження на провід:
при режимі ожеледі з вітром дг = 38,4 Н/м;
при режимі найбільшого вітрового навантаження = 21,6 Н/м.
За табл. 6.2 найбільший допустимий натяг проводу при режимі ожеледі з
вітром дорівнює 7,84, при режимі найбільшого вітрового навантаження й при
режимі найнижчої температури повітря - 10,29 кН.
Режим найбільшого додаткового навантаження, при якому протягом тер-
міну служби проводу його натяг буде найбільшим:
дг = 21,6.2^_.10з= 16,6 Н/м.
10,29
дг < дг, отже, найбільший натяг проводу за час експлуатації буде при
впливі ожеледно-вітрового навантаження.
Довжина критичного прогону
/кр = 7,84-10,29-106
552 10~6-6,310>°18310~6-35-24-2,45 103
6,3-Ю10-183-10“6(10,292-106-38,42 -7,842-106-52) ”
4 > Ікр, тобто вихідним буде розрахунковий режим впливу ожеледі з вітром.
Приклад 2. Визначити натяг і міцністні характеристики троса ПБСМ-70.
Залізнична ділянка проходить в 5 районі по ожеледі.
Руйнівне навантаження при розтягненні троса К = 49,05 кН.
За табл. найбільший допустимий натяг, дорівнює, кН:
при режимі ожеледі з вітром - 14,70;
при найбільшому вітровому навантаженні - 16,66;
при найнижчій температурі повітря - 16,66.
Найменше за час експлуатації троса значення руйнівного навантаження
Км = Ку3/ут = 49,5 0,75/1,02 = 36,1 кН.
Максимальний, за термін служби, натяг троса в залежності від прийнято-
го вихідного розрахункового режиму складе, кН:
при режимі ожеледі з вітром 14,70 х 1,20 = 17,6;
при найбільшому вітровому навантаженні 16,66 х 1,05 = 17,5;
при найнижчій температурі повітря 16,66 х 1,05 = 17,5.
Отже, величина максимального за термін служби натягу троса із заданою
забезпеченістю не залежить від прийнятого вихідного розрахункового режиму.
ВБН В 2.3-3-2009
МЕТОДИКА РОЗРАХУНКУ ОПОРНИХ КОНСТРУКЦІЙ КОНТАКТНОЇ
МЕРЕЖІ НА СЕЙСМІЧНІ ВПЛИВИ
Загальні положення
Д. 1 За методикою визначають сейсмічні навантаження на залізобетонні та
металеві опори, а також на жорсткі поперечини контактної мережі.
Методика може бути також використана при визначенні сейсмічних на-
вантажень на опорні конструкції енергопостачання такі, як опори повітряних
ліній поздовжнього електропостачання, освітлювальні щогли і портали, відкри-
ті частини тягових підстанцій і ін.
Д.2 Сейсмічні сили, що діють на ці конструкції в будь-якому к-му перері-
зі і відповідні ї-му тону коливань, згідно ДБН В.1.2-2 визначають за формулою:
(Д.І)
Кс - коефіцієнт сейсмічності;
^-коефіцієнт, що приймається для гнучких конструкцій рівним 1,5;
()к - вага зосередженого вантажу в к-му перерізі,
Р, - коефіцієнт динамічності, що відповідає /-му тону коливань;
Т|,а - коефіцієнт форми коливань.
Д.З Значення коефіцієнта Кс визначають згідно з ДБН В.1.2-2 за формулою:
КС = КХК2К3,
(Д-2)
де
К\ і К2 - коефіцієнти, що враховують допустиме пошкодження споруд та їх
конструктивні рішення;
К2 - коефіцієнт, значення якого приймають рівним 0,1; 0,2; 0,4 для розрахун-
кової сейсмічності 7, 8, 9 балів.
Для опорних конструкцій залізничного електропостачання при:
7 балах Кс = 0,25 • 1 • 0,1 = 0,025;
8 балах Кс = 0,25 1 • 0,2 = 0,05;
9 балах Кс = 0,25 • 1 • 0,4 = 0,1.
Д.4 Для стійки або жорсткої поперечини з п зосередженими масами, яким
відповідають п ступенів свободи, частоти і форми власних коливань згідно з
"Инструкции по определению расчетной сейсмической нагрузки для зданий и
сооружений" знаходять із наступної системи рівнянь.
(ті8ц(0^ -ГЦ-] + т25|2со,2х|2 + ... + т„Ьі„($хіп =0
+ (™2б22(О2 - 1)х/2 +.. + ш„52й(В- хіп = 0
+ т25І)2($хі2 +... + (т,Д„Х - ^Хіп = 0
(Д.З)
Тут т„ - зосереджені маси вантажів; - переміщення від одиничних
сил; СО/ - частоти власних коливань конструкцій; хіп - амплітуди коливань.
Частоти (Оі обчислюють із умови рівності нулю детермінанта цієї системи
рівнянь.
Форму власних коливань визначають відношенням амплітуд ХІ2 Хік при
фіксованому К, обчислюють шляхом спільного рішення наведеної системи рів-
нянь при підстановці в них значення частоти со„ що відповідає розглянутому
тону коливань і.
Вважаючи в рівняннях цієї системи в кожному випадку Хц = 1, одержу-
ють (н-1) систему рівнянь, вирішуючі які визначають А^2, ... Хіп для кожного ї-го
випадку, а потім і коефіцієнти форм коливань Г|,* за формулою:
п
(Д.4)
У цій формулі ) й Х^у^ - зміщення стійки (поперечину) при власних
коливаннях по /-му тону в розглянутій точці к і у всіх точках у, де відповідно до
розрахункової схеми її вага прийнята зосередженою.
Д.5 Сейсмічні сили, що відповідають формам коливань 8ік, визначають за
формулою (Д. 1), а розрахункові сейсмічні сили в кожному перерізі к при у сту-
пенях свободи за формулою:
(Д-5)
Моменти в перерізах стійки (поперечини) від дії розрахункових сейсміч-
них сил при 9-бальному сейсмічному впливі визначаються за формулою:
^расч.к ~ ‘-'расч.уД) к)-
(Д.6)
Відповідні моменти при 8 балах будуть в 2 рази менше, а при 7 балах - в
4 рази менше, ніж при 9-бальному впливі.
Д.6 Порядок розрахунку залізобетонних конічних стійок.
Д.6.1 Розбивають стійку на п частин; знаходять масу зосереджених ван-
тажів п, розподілених за законом важеля в точці прикладення сейсмічних сил за
формулами:
= рпіі [Г>нв + аІ(п - і) - /]
при У рівному від 1 до (и-1)і
т' =Р^.(3£) + ОІ~Зі),
у 6 нв
(Д.7)
(Д.8)
при і = п.
Тут р - густина залізобетону;
І - Ь/п - довжина частини стійки;
І - товщина стінки стійки;
Рнв - зовнішній діаметр стійки у верхньому перерізі;
а - збіг.
Розрахункові зосереджені маси в будь-якій точці /
т; = т': + т",
( Л
де І"’ = /по - маса облаштувань опори (консолі, кронштейни, арматура), шо
розподіляється в точки зосередження вантажів наступним чином:
при 2 < н
(Д.Ю)
тп =
при 5 < п < 10;
ш0
тп = тп-\ = тп-2 = тп-3 = ~г
при 10 < п < 15.
(Д.12)
Д.6.2 Визначають середній момент інерції верхнього і нижнього перерізу
кожної ділянки
(Д-13)
Причому момент інерції 1} у будь-якому перерізі залізобетонної конічної
стійки обчислюють за формулою:
//=^(О"/-В»>) + 0’5п'ЛЛ2-
64
(Д-14)
де Рн/ і £>ву = &ну - 2і - відповідно зовнішній і внутрішній діаметр перерізу, а у
свою чергу £>н = £>нв + а/ (п -/) при у = 0-ьи; п' = Е(1/Ес> - відношення моду-
лів пружності арматури і бетону; Аа - площа арматур у даному перерізі; га -
середній радіус армування.
Д.6.3 Способом перемножування епюр за правилом Верещагіна (рис. Д.1)
обчислюють одиничні переміщення за формулою:
У=л рр
5тк = І 77^-[6(7п-у)(£-р + 3(т-2і + к) + 2],
7=і 6ЕІ і
(Д.15)
де у, к, т - номера точок, у яких визначають одиничні переміщення, і точок
прикладання одиничних сил Р = 1.
Д.6.4 Із системи рівнянь (Д.З) знаходять частоти власних коливань
відповідні їм періоди Е = 2л/(В, і пов’язані з ними коефіцієнти динамічності р, = 1/7}, а
також форми коливань хік і за формулою (Д.4) - коефіцієнти форм коливань - Г|/ь
Д.6.5 Завершує розрахунки обчислення сейсмічних сил 8ік, що відповіда-
ють формам коливань, розрахункових сейсмічних сил З'расч.к У кожному перерізі
к за формулою (Д.5) і розрахункових моментів Л/расч.к за формулою (Д.6).
Д.7 Порядок розрахунку металевих жорстких поперечин.
Д.7.1 Із проекту приймають масу поперечини з її додатковими облашту-
ваннями (огородження, прожектори та ін.).
Розбивши поперечину на п частин і обчисливши масу кожної з них, зна-
ходять масу зосереджених навантажень, розподілених за законом важеля в ті
точки у, у яких прикладаються сейсмічні сили.
Д.7.2 Визначають момент інерції кожної ділянки за формулою:
Л=2<Лі+4«і2)+2(Л2 + А«2)-
(Діб)
де Д і і /д2 - моменти інерції кутників, узяті із сортаменту для нижнього й верх-
нього поясів поперечини;
А і і А2 - площі поперечного перерізу кутників;
_ а01 _ а07
аі - —— ^оі и а2 - ~тг~ го2 - розміри поперечного перерізу конструкцій,
аг- відстань від обушка до центра ваги кутника.
Епюра Мтр Епюра Мк«
п л
Рис. Д. 1 Епюри моментів стійки для їхнього перемножування
Д.7.3 Обчислюють одиничні переміщення за формулою:
_ І=П X: -X.
= X ’ г„м+мІМІ„:мІІІ+мі„,ми_,ц).
ЬЬ‘‘ (Д.17)
Тут х, і л'і-і - координати точок прикладання сейсмічних сил; Міт; Мік;
- значення ординат епюр від одиничних сил (рис. Д.2), рівні:
ВБН В 2.3-3-2009
при 0 < Хц
(Д.18)
При Хт < Х|_ і < І і хт <х,< І
(Д.19)
При 0 < Хрі < Хк І 0 < X; < Хк
(Д-20)
При Хк < Хі-1 < І І Хк < X/ < І
(Д.21)
Рис. Д.2 Епюри моментів балки для їхнього перемножування
Знайдені одиничні переміщення окремих точок поперечини складають із
переміщенням вершин стійок. Отримані в такий спосіб сумарні переміщення
від одиничних сил використовують для визначення частот і періодів власних
коливань поперечин і коефіцієнтів динамічності.
Д.7.4 Подальший порядок розрахунку той же, що й наведений для стійок.
Д.8 Точність обумовлених сейсмічних навантажень на опорні конструкції
залізничного електропостачання залежить від кількості ділянок п, на які розби-
вається стійка або поперечина в розрахунковій схемі.
Рекомендовані значення п для різних конструкцій наведені в 5.73 Норм.
Д.9 Всі розрахунки по визначенню сейсмічних навантажень на опорні
конструкції контактної мережі, рекомендується виконувати за допомогою ЕОМ
за спеціально розробленими програмами.
СКЛАДОВІ ЗГИНАЛЬНОГО МОМЕНТУ В ОСНОВІ СТІЙКИ,
ОБУМОВЛЕНІ ПАДІННЯМ СУСІДНЬОЇ ЗАЛІЗОБЕТОННОЇ ОПОРИ
ПОСТІЙНИЙ СТРУМ, КОНТАКТНА ПІДВІСКА М-120+2МФ-100
Таблиця Е. 1
V, м/с Радіус кривої К, м
400 600 800 1000 1500 2000
Довжина прогону 1, м
зо 40 зо 50 60 зо 50 70 зо 50 70 зо 50 70 зо 50 70
Максимальний вітер. Додатковий згинальний момент на рівні обрізу фундамету від падіння сусідньої опори, кН-м
20 69 105 51 ПО 139 42 91 144 37 80 128 31 66 107 28 58 96
ЗО 85 135 67 141 177 58 114 176 53 103 161 46 89 130 43 81 120
40 106 161 88 170 201 78 149 194 72 138 182 65 122 163 62 108 155
50 139 193 116 202 220 106 182 176 97 171 175 89 155 173 85 148 170
Таблиця Е.2
8, ММ Радіус кривої К, м
400 600 800 1000 1500 2000
Довжина прогону 1, м
зо 40 зо 50 60 зо 50 70 зо 50 70 зо 50 70 зо 50 70
Ожеледь із вітром. Додатковий згинальний момент на рівні обрізу фундамету від падіння сусідньої опори, кН-м
12 73 116 55 125 170 46 104 174 41 92 155 34 76 133 31 68 120
16 82 131 62 144 200 53 121 188 48 108 171 40 89 152 36 84 143
19 92 151 71 172 222 61 140 173 56 127 169 48 101 163 44 101 159
22 100 169 79 197 211 69 168 152 64 150 151 55 127 150 52 124 147
28 116 206 95 244 154 85 230 105 79 200 102 71 189 102 66 177 102
34 131 243 111 290 96 100 292 58 95 250 53 87 253 55 81 228 55
ЗМІННИЙ СТРУМ, КОНТАКТНА ПІДВІСКА ПБСМ-95+МФ-100
Таблиця Е.З
V, м/с Радіус кривої К, м
400 600 800 1000 1500 2000
Довжина прогону І, м
зо 40 зо 50 60 зо 50 70 зо 50 70 зо 50 70 зо 50 70
Максимальний вітер. Додатковий згинальний момент на рівні обрізу фундаменту від падіння сусідньої опори, кН-м
20 54 84 39 87 113 32 73 114 28 64 103 23 52 86 21 46 78
ЗО 67 101 52 107 131 45 92 129 41 83 119 36 71 104 33 65 96
40 86 123 70 141 161 63 115 137 58 106 136 52 93 130 49 88 112
50 108 160 92 164 169 83 149 127 78 140 126 72 127 124 69 121 123
Таблиця Е.4
5, ММ Радіус кривої К, м
400 600 800 1000 1500 2000
Довжина прогону /, м
зо 40 зо 50 60 зо 50 70 зо 50 70 ЗО 50 70 зо 50 70
Ожеледь із вітром. Додатковий згинальний момент на рівні обрізу фундаменту від падіння сусідньої опори, кН-м
12 54 88 39 93 126 32 78 126 28 67 116 23 54 99 20 47 88
16 60 97 45 104 138 38 89 129 33 78 123 28 63 ПО 24 57 103
19 67 106 50 118 149 42 101 121 39 90 119 32 76 115 29 69 112
22 72 116 55 132 143 48 116 108 43 105 107 37 92 107 34 84 106
28 82 136 65 161 114 57 146 78 52 139 80 44 127 79 44 119 79
34 92 157 75 190 84 66 177 49 60 172 53 53 162 51 53 153 51
РОЗРАХУНОК КЛИНОПОДІБНИХ ФУНДАМЕНТІВ ОПОР
КОНТАКТНОЇ МЕРЕЖІ
(при дії навантаження вздовж колії)
Визначення Аг для умовного фундаменту
Ж. 1 Розрахункова схема для умовного фундаменту з конічністю в підзем-
ній частині без лежнів, розташованого в однорідному за несучою спроможністю
шарі ґрунту, прийнята для визначення Аг, зображена на рис. Ж.1. Розрахункова
схема відрізняється від прийнятої в 10.25 тим, що ширина фундаменту (роз-
мір поперечного перерізу в напрямку, перпендикулярному площині дії наван-
таження) змінюється із глибиною у:
Ь/у = Ь<#- 2уі§а,
(Ж.1)
де ір а - кут конічності фундаменту.
Ж.2 Визначення Аг умовного фундаменту з конічністю в підземній час-
тині виконують із спільного рішення рівнянь (Ж.2) і (Ж.З)
о 4 М» о 2
Уо<к8 -~Уок8Ки і&а) = —±+сІ\-^---<1кКи 1§а),
° 3 * Н 2 З (Ж.2)
М° =^е-уо(^К8-у0к8Ки і§а),
(Ж.З)
де прийняті позначення, що й у формулах 10.31 і 10.32 Норм.
При цьому 7?<. визначають за формулою 10.18. де замість /услід підставля-
ти значення Ьо/- розмір поперечного перерізу фундаменту на рівні розрахунко-
вої поверхні ґрунту.
Рівняння (Ж.2) і (Ж.З) розв’язують методом послідовних наближень.
За формулами (Ж.2) і (Ж.З) можна розраховувати як несучу спроможність
у грунті нероздільних залізобетонних опор контактної мережі зі зворотною ко-
нічністтю в підземній частині, так і типові опори. При збільшенні ширини опори
із глибиною у формулах (Ж.2) і (Ж.З) необхідно приймати кут а - від’ємним.
Рис. Ж.1 Розрахункова схема умовного фундаменту з конічністю в
підземній частині: а - уздовж дії навантаження; б - поперек дії навантаження
КЛАСИФІКАЦІЯ СКЕЛЬНИХ ҐРУНТІВ
Залежно від міцності й тріщинуватості скельні ґрунти підрозділяють на
дві групи, наведені в таблиці К. 1.
Таблиця К.1
Тріщинуватість 2 Міцність при Кс, кН/м
Характеристика Категорія Слабка, менше 1500 Середня, від 1500 до 5000 Міцна, понад 5000
Відстань між тріщинами менше 0,2 м, площа блоків менше 0,04 м2 Сильна І група
Відстань між тріщинами від 0,2 до 0,5 м, площа блоків від 0,04 до 0,25 м2 Середня І група II група
Відстань між тріщинами понад 0,5 м, площа блоків більше 0,25 м2 Слабка І група II група
Примітка. Відповідно до ГОСТ 25100 до І групи відносяться маломіцні вивіт-
рені скельні ґрунти, до II групи - міцні й середньої міцності, невивітрені й слабовивіт-
рені скельні ґрунти.
Міцність скельних ґрунтів характеризується тимчасовим опором Кс на
одноосьове стиснення кернів у водонасиченому стані, а тріщинуватість - шля-
хом візуального огляду скельних порід із проміром відстаней між тріщинами і
розмірів блоків.
За способами розробки скельні ґрунти можна підрозділити на дві групи:
І група - ґрунти, що піддаються розробці відбійними молотками і, що не
допускають можливості нормального утворення шпурів діаметром 40-50 мм і
глибиною до 1,5 м;
II група - ґрунти, що не піддаються розробці відбійними молотками і, що
допускають можливість утворення шпурів діаметром 40-50 мм глибиною 1,5 м.
РОЗРАХУНОК НЕОБХІДНОГО ТЕРМІНУ СЛУЖБИ СТАЛЕВИХ
КОНСТРУКЦІЙ КОНТАКТНОЇ МЕРЕЖІ
Л.1 Спосіб забезпечення необхідного терміну служби сталевих конструк-
цій контактної мережі слід вибирати на стадії розробки й прив’язки типових
проектів до конкретних умов роботи на основі мінімізації всіх витрат на виго-
товлення та експлуатацію. Прийнятий спосіб повинен вказуватися в проекті
електрифікації. Необхідний термін служби сталевих конструкцій контактної
мережі встановлений «Правила улаштування та технічного обслуговування ко-
нтактної мережі електрифікованих залізниць» ЦЕ-0023.
Л.2 Необхідний термін служби конструкцій повинен бути не менше на-
ступного, визначеного за формулою:
к
де Ті - сумарний термін служби захисних покриттів, /<-раз наносимих за час
експлуатації, включаючи початкове;
?2 - строк вичерпання резерву міцності.
Л.З Системи захисних покриттів повинні виконуватися відповідно до ре-
комендацій глави СНиП 2.03.11 (додаток 14 і 15) і табл. Л.1
Терміни служби Т\ лакофарбових покриттів становлять 4-6 років, а мета-
лізованих - 20-25 років.
Л.4 Строк вичерпання резерву міцності Г2 варто визначати з урахуванням
загасання корозійних процесів у часі, користуючись формулою:
5 = 5о-^, (Л.2)
де 5 - товщина зкородованого металу на кожній кородуючій поверхні за період,
мкм;
бо - початкова швидкість корозії металу в атмосферних умовах (за перший
рік) при роботі в незахищеному стані, мкм/рік;
Т2 - час, роки;
п - коефіцієнт затухання корозії.
Кількість шарів може визначати, залежно від необхідної товщини покрит-
тя, організація-виробник із урахуванням технології виготовлення.
Система захисних покриттів для металевих конструкцій контактної мережі
Таблиця Л.1
Лакофарбові матеріали для тимчасового міжопераційно- го захисту Лакофарбові матеріали для фарбування сталевих конструкцій Рекомендована
Металізовані покриття ґрунтовка покривний лакофар- бовий матеріал товщина комплексного
марка КІЛЬКІСТЬ шарів марка КІЛЬКІСТЬ шарів*** покриття****
1 2 3 4 5 6 7
Цинкові або * ВЛ-02 1 ХВ-124 3-2 120-200
алюмінієві ВЛ-023 1 ХВ-125 3-2 50-70
1 ХС-119 3-2
ВЛ-02 1 ЗП-0010 2 120-200
ВЛ-023 60-80
ВЛ-02 1 ЗП-1155 1 120-200
ВЛ-023 1 100-120
ЗП-057 ЗП-057 1* ХВ-124 4-3 90-110
ХВ-125 4-3 90-110
ХС-119 4-3 90-110
ЗП-1155 1 120-140
ЗП-0010 2 80-100
ВЛ-02 ХС-068 2 ХВ-124 6-4 120-140
ВЛ-023 ХС-059 2 ХВ-125 5-4 120-140
ФЛ- озк** *** **** 2 ХС-119 5-4 120-140
ВЛ-02 ВЛ-02 1* ЗП-1155 2 110-130
ВЛ-023 ВЛ-023 1* ЗП-1155 1 110-130
ВЛ-02 ВЛ-02 1* ЗП-0010 2 110-130
ВЛ-023 ВЛ-023 1* ЗП-0010 2 110-130
ВЛ-02 або ВЛ-023 з 1* ХВ-123 5-3 100-120
алюмінієвою пудрою 1* ХВ-125 4-3 100-120
ХС-119 4-3 100-120
* 3 підґрунтовкою ушкоджених місць.
** Для помірного й тропічного клімату.
*** Менша цифра відповідає кількості шарів у слабоагресивному середовищі,
більша - середньоагресивному середовищі.
**** Товщина комбінованого металізовано-лакофарбового покриття наведена у
вигляді дробового числа: у чисельнику - товщина металізованого покриття, у знамен-
нику - лакофарбового.
Середні значення параметрів бо, п і коефіцієнтів варіації початкового ко-
розійного зношування наведені в табл. Л.2.
Таблиця Л.2
Корозійний район Параметри
Початкове зношування бо (мкм/рік) при розташуванні кородуючих елементів Коефіцієнт варіації по- чаткового зношування Коефіцієнт загасання корозійного процесу
вертикаль- но під кутом 45° до горизонту горизонтально
1 27 31 34 0,25 0,71
2 20 23 25 0,20 0,62
Примітка 1. У таблиці наведені параметри корозійного зношування звичайної
вуглеводистої сталі, усереднені для залізниці в цілому.
Примітка 2. Корозійні райони включають:
1 район - Донецьку й Придніпровську залізниці;
2 район - Львівську, Одеську, Південну і Південно-Західну залізниці.
Л.З На ділянках доріг з підвищеною агресивністю повітряного середови-
ща початкову швидкість корозійного зношування сталі бо слід визначати відпо-
відно до рекомендацій ГОСТ 9.040 «Единая система защитьі от коррозии и
старения. Материальї и сплавьі. Расчетно-зкспериментальньїй метод ускоренно-
го определения коррозионньїх потерь».
Ділянки залізниць з підвищеною агресивністю повітряного середовища
розташовані, як правило, біля хімічних і металургійних виробництв (до 0,6 км
від них) і в прибережній (морський) зоні (до 100 м від краю води).
При відсутності на момент проектування експериментальних даних з кі-
нетики корозії сталі, визначеної згідно з ГОСТ 9.040, для конкретних умов ро-
боти конструкцій слід враховувати в розрахунках максимальні значення бо і и,
знайдені на теперішній час для окремих доріг з високим вмістом у повітрі С/ і
8О2. Значення їх наведені в табл. Л.З.
Л.4 Корозійне зношування елементів сталевих конструкцій, що засипа-
ються частково в процесі експлуатації ґрунтом, наприклад, анкерних болтів або
поясних кутників у зоні, розташованій вище обрізу фундаменту, слід визначати,
приймаючи бо = 150 мкм/рік і п = 0,85 при відсутності в ґрунтах сульфатів і
хлоридів і бо = 300 мкм/рік і п = 0,95 - при наявності їх.
Таблиця Л.З
Залізниця Вид агре- сивного впливу се- редовища Параметри
Початкове зношування §0 (мкм/рік) при розташуванні кородуючих елементів Коефіцієнт варіації початкового зношування Коефіцієнт затухання корозійного процесу п
вертика- льно під кутом 45° до горизонту горизон- тально
Донецька, Придніпровська 8О2 90 103 112 0,26 0,81
Л.5 Середні значення початкового корозійного зношування б0, наведені в
табл. Л.2 слід застосовувати при визначенні середніх термінів служби метало-
конструкцій. Для обчислення гарантованих термінів служби користуватися ве-
личиною бог, визначеною за формулою:
8„, = 8о(1 + 1,96(Л.З)
де у50 - коефіцієнт варіації початкового зношування, наведений у таблицях Л.2
і Л.З.
Л.6 При корозійному зношуванні сталевих конструкцій зі звичайної вуг-
лецевої сталі зниження міцністних властивостей металу можна не враховувати,
якщо зменшення товщини елементів не перевищує 25%. При зменшенні тов-
щини елементів більш ніж на 25% необхідно розрахунковий опір застосовувати
з коефіцієнтом 0,9.
Л.7 Критичні температури переходу в крихкий стан будівельних сталей,
підданих корозійному зношуванню, слід підвищувати на 20% для сталі марки
СтЗ і на 25% для сталі марки 09Г2.
Л.8 В агресивних середовищах для виготовлення конструктивних елеме-
нтів контактної мережі слід застосовувати сталі відповідно до рекомендацій
розділу II СНиП 2.03.11.
Л.9 Для запобігання контактної корозії в місцях контактів між сталевими
й алюмінієвими або оцинкованими елементами потрібно передбачити лакофар-
бові покриття, що наносяться на конструкції, які стикуються, до зборки.
ЗАКРІПЛЕННЯ ОПОР КОНТАКТНОЇ МЕРЕЖІ НА
СВІЖОВІДСИПАННИХ НАСИПАХ
М. 1 До свіжовідсипанних насипів відносять насипи висотою більше 2 м,
що простояли до спорудження опор контактної мережі менше 5 років. На таких
насипах необхідно передбачати спеціальні заходи щодо забезпечення стійкості
опор.
На насипах з незв’язних гравійно-галечникових і роздроблених скельних
ґрунтів спеціальні заходи щодо забезпечення стійкості опор не передбачають.
М.2 На свіжовідсипанних насипах, що простояли менше 1 року, опори
контактної мережі рекомендується не встановлювати, якщо відносна щільність
ґрунту укісної частини насипу на глибині 0,2 м і на глибині 1,5 м менше 0,9.
Проби ґрунту для визначення щільності відбирають на укосі свіжовідсипанного
насипу на відстані 0,3 м від брівки з тієї сторони, де встановлюються опори.
При значеннях відносної щільності ґрунту більше 0,98 спеціальних захо-
дів щодо забезпечення стійкості опор контактної мережі проводити не слід, а
при виборі способів забезпечення стійкості опор такі насипи варто розглядати
як звичайні - устояні.
М.З Для забезпечення стійкості опор і анкерів контактної мережі у свіжо-
відсипанних насипах рекомендується застосовувати:
нероздільні опори зі збільшеною підземною частиною опори на 0,5 м по-
рівняно з типовим рішенням для устояних насипів або роздільні опори з пальо-
вими фундаментами, що заглиблюються агрегатом АВФ (АВСЗ);
нероздільні опори зі зворотною конічністю в нижній частині, установлю-
вані у виштампувані котловани;
пальові анкери довжиною 4,5 м, що заглиблюються агрегатом АВФ (АВСЗ).
Верхні лежні для нероздільних опор, установлюваних на укосах свіжовід-
сипанних насипів, застосовувати не рекомендується.
М.4 Висоту підвіски контактного проводу на свіжовідсипанних насипах
слід збільшувати для компенсації осідання насипу і наступного піднімання ко-
лії з урахуванням можливого осідання, визначеного проектом (але не більше
ніж 500 мм від нормального положення контактного проводу). При цьому тер-
мін закінчення осідання насипу слід приймати рівним 5 рокам з моменту закін-
чення його відсипки.
М.5 Фундаменти для сталевих опор гнучких поперечин на свіжовідси-
панних насипах рекомендується приймати, як правило, пальові зі збірним рост-
верком.
ОБЛАСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ РОЗДІЛЬНИХ І НЕРОЗДІЛЬНИХ
ЗАЛІЗОБЕТОННИХ ОПОР ЗАЛЕЖНО ВІД АГРЕСИВНОГО
СЕРЕДОВИЩА У ФУНДАМЕНТНІЙ ЧАСТИНІ
Н.1 Залізобетонні нероздільні опори із захисним покриттям зовнішньої і
внутрішньої поверхні підземної частини мастикою «ізол» або бітумом застосо-
вувати незалежно від рівня ґрунтових вод на ділянках постійного і змінного
струму при вмісті сульфатів до 1000 мг/л. При вмісті іонів хлору більше 1000 мг/л
граничний вміст сульфатів визначається за формулою 850+0,15СІ, але не вище
2000 мг/л.
Н.2 Роздільні залізобетонні опори на фундаментах стаканного типу із су-
льфатостійкого портландцементу з бітумним покриттям слід застосовувати при
вмісті сульфатів до 3000 мг/л.
Н.З При вмісті сульфатів у водо-середовищі більше 3000 мг/л викорис-
товують бетон підвищеної щільності на сульфатостійкому портландцементі та
ізоляцію за спеціальним проектом.
МЕТОДИКА РОЗРАХУНКУ МЕТАЛЕВИХ КОНСТРУКЦІЙ ОПОРНИХ,
ПІДТРИМУЮЧИХ І ФІКСУЮЧИХ ПРИСТРОЇВ КОНТАКТНОЇ
МЕРЕЖІ
П.1 Загальні положення. Математична модель
П.1.1 Ця методика застосовна до розрахунку будь-яких стержневих конст-
рукцій контактної мережі, у тому числі, статично невизначених.
П.1.2 В основу математичної моделі стержневої конструкції покладені
диференціальні рівняння статики простороводеформованого стержневого еле-
мента, які в декартовій правій прямокутній системі координат (рис. П.1) при
малих поперечних відхиленнях осі стержня, можна представити у вигляді:
(П.1)
(П.2)
(П.З)
(П.4)
де иу, му, (р - відповідно поперечні відхилення уздовж осей координат ¥, X і
крутіння осі стержня в перерізі х;
Іг, І-, Ір - головні моменти й полярний момент інерції поперечного перерізу
стержня:
А
Д, /«— кс мпоненти по відповідних осях координат лінійного силового на-
вантаження:
тх. тх, т- - те ж інтенсивності зовнішнього {умовно розподіленого) момент-
ного навантаження;
Т - ЕА& — осьове зусилля в стержні: Т > 0 - розтягнуто-зігнутий елемент.
Г< ? - стиснуто-зігнутий;
£. А - модуль, пружності матеріалу й плоїла перерізу стержня.
Рис. П. 1 Розрахункова схема простороводеформованого стержня.
Тут відносна деформація осі стержня в точці х
є(л) =
сій
сіх
(П.5)
де и(х) - поздовжнє осьове зміщення осі стержня.
П.1.2 Компоненти інтенсивності зовнішнього навантаження на стержень
для реальних умов роботи конструкцій контактної мережі в загальному випадку
можуть бути представлені у вигляді:
Л (х) = <?,.„(! - у) + <?„, 7 +1 л>.8(х - Хуг),
/ І і
(х) = X Міу8(х - хті), V = х, у, г,
(П.6)
де - компонент лінійного навантаження в точці х = ц (ц = 0,1), направлений
уздовж осі координат г (у = х, у, г), Н/м;
Еіх, - компонент ї-ї зосередженої в точці х/і сили, Н;
Міх,- компонент ї-го зосередженого в точці хті моменту, Нм;
5 (х - Хі) - узагальнена дельта-функція Дірака, 1/м,
Ч-оо А, +0
8(л'-Л, ) = 0прИЛ'/Л,, / 5(л -Л'( )й?Л'= | 8(х— х^х = 1.
— - х,-0
(П.8)
При постійних по довжині кінцевого елемента параметрах рішення кра-
йової задачі для системи рівнянь (П.1)-(П.4) на відрізку 0 < х < І при граничних
умовах першого роду:
м(0) = м0, и(/) = Мі, ф(0) = ф0, ф(0 = Фь
ИЛ(О) = И\о, ^(0) = И’'о, ¥ГГ(/) = и^], ^Х(/) = Хі,
ах ах
У = у,г
(П.9)
можна записати у вигляді
«(Л-)=(1 -у)«0+у«, +^-
І І ЕА о ЕА0
(х) = и^о (X) + и>у1Хуі (X) + ХіФоу (х) + ХіФі г (х) +
я/ / ч X ^у(Х’Хті)
+ + -----^^,г = у,г
ф(х) = (1 - у)ф0 +4 ф] +-=^- |Мх(^)О0(хЛ)^^,
(П.10)
ле Хоу (X) = 1 - X + [ V ог (X) - Фіг (Х)1 /Фу - «у )>
ХД4-'
Хіу(Х) = 1-Хоу(Х),
Фоу(Х) = ФуФоу(Х)-«,Фіу(Х)]/Фу -«?),
Фіу(Х) = [агФОу(Х)-РуФіу(Х)]/Фу -а^),
Фоу (X) = і - X - -^ІХ а - Х)1 / у,
Фіу(х) = х-^Хх)/^Х’
(П.11)
Фоу(Х) + Фіу(Х)
Ру + «у
Ц (X, £) = (X, & - Уок (Х)Фог Ф - Ж11- (Х)Фі V (£)>
Срр(хЛ)
5/?(\ф-5/?[Х„(1-Х)]
X., • 5/гХ.,
V V
х^£;
(П.12)
Х(1-^)-
£(і - х) -
, £,.,Т>0 д——
Л ^Ш/0,,0 = ЕЕ,В„ = ЕЕ„
нк,Т<0 ' 1 у с г у
а = 1 - Хг І зк(кг), рг = X,. / ЖЕ, -1.
І к 4 V ' к > и
П.1.4 У координатні функції (П.9) і (П.10) для поперечних відхилень осі
стержня допустимо підставити параметр X, визначений при усередненому по
довжині елемента поздовжнім осьовому зусиллі
Т = ЕЛЄср
(П.13)
де єср - середнє значення відносної осьової деформації стержня:
(П.14)
П.1.5 Використовуючи вираз (П.8) одержують матрицю реакцій стержне-
вого кінцевого елемента, яку можна представити в наступному клітинному ви-
гляді:
[^1
[^1
[/?Ф]
(П.15)
ЕА
І
ЕА
І
(П.16)
V = у, г.
7?! г = 2Я4г +Т,К2у= Я4 Д /Д + ау),
КЗу = К4х^ /(01- + аг )’ К4» = Т /фу - «V )
(П.17)
П.1.6 Для стиснуто-зігнутого стержня у виразах (П.9)-(П.1О) можна перейти
від гіперболічних функцій комплексного аргументу до тригонометричних функ-
цій дійсного аргументу (індекс V = у, г опущений):
\|/0(-*) = 8Іп(О(1 - х)) / 8Іп(О) - (1 - х),
1}/! (х) = 8Іп(ї)х) / 8Іп(О) - X,
а = Ф/ 8Іп(О) -1, Р = 1 - О/ і£(О).
(П.18)
П.1.7 Використовуючи отриману матрицю реакцій кінцевого елемента,
при розрахунку стержневих металевих конструкцій контактної мережі застосо-
вують алгоритм методу кінцевих елементів (МКЕ):
1) побудова локальних матриць жорсткості (матриць реакцій) і векторів
узагальнених сил у базисі координатних функцій (П.9) для кожного кінцевого
елемента в локальній нумерації вузлів;
2) переведення з локальної системи координат кінцевого елемента в гло-
бальну за допомогою матриці переходу, що враховує орієнтацію даного кінце-
вого елемента;
3) перехід від місцевої нумерації до глобальної у відповідності до тополо-
гії системи.
У результаті кроків 1) і 2) одержують глобальну матрицю в місцевій ну-
мерації, а в результаті кроку 3) - глобальну матрицю в загальній нумерації вуз-
лів і кінцевих елементів.
Даний нелінійний підхід, коли в координатні функції кожного кінцевого
елемента входить параметр Т, значення якого залежить від деформації системи,
дозволяє крім того оцінити стійкість просторової стержневої конструкції.
ДОДАТОК Р
(Довідковий)
БІБЛІОГРАФІЯ
1. ДСТУ 1.0:2003 Основні положення.
2. ДСТУ 1.2:2003 Правила розроблення національних нормативних
документів.
3. ДСТУ 1.5:2003 Правила побудови, викладання, оформлення та вимоги
до змісту нормативних документів.
4. ДБН А. 1.1-1-93 Система стандартизації та нормування в будівництві.
Основні положення.
5. ДБН А. 1.1-2-93 Порядок розробки, вимоги до побудови, викладу та
оформлення нормативних документів.
6. ВНД 32.1.07.000-02 Тимчасова інструкція з організації швидкісного
руху пасажирських поїздів. Вимоги до інфраструктури та рухомого складу.
7. Тимчасова інструкція для забезпечення безпеки руху денних паса-
жирських поїздів зі швидкістю до 140 км/год.
8. Правила технічної експлуатації залізниць України.
9. СТН ЦЗ 12-00 Норми по производству и приемке строительньїх и
монтажних работ при злектрификации железньїх дорог (устройства контактной
сети). (Норми з виробництва та прийняття будівельних і монтажних робіт при
електрифікації залізниць (пристрої контактної мережі).
10. ЦЕ-0009 Правила улаштування системи тягового електропостачання
залізниць України.
11. ЦЕ-0023 Правила улаштування та технічного обслуговування контакт-
ної мережі електрифікованих залізниць (Наказ Укрзалізниці від 12.12.2007
№618-Ц).
УКНД
Ключові слова: контактна мережа, проектування, електрифікація залізниць.
Заступник директора з науково-дослідної роботи
Державного підприємства
“Науково-дослідний та проектно-вишукувальний
інститут транспортного будівництва
“Київдіпротранс“, канд. техн. наук
Торопов
ЗМІСТ
С.
1 Сфера застосування..............................................1
2 Нормативні посилання.......................................... 1
З Терміни та визначення понять. Познаки та скорочення.............З
4 Загальні положення..............................................5
5 Навантаження та впливи..........................................6
Постійні навантаження.........................................12
Вітрові навантаження...........................................9
Навантаження від ожеледі......................................17
Снігові навантаження на ригель жорсткої поперечини............21
Температурні впливи...........................................21
Монтажні навантаження.........................................23
Навантаження при обриві проводів..............................24
Сейсмічні впливи..............................................29
Навантаження при падінні опори................................ЗО
Сполучення навантажень........................................32
6 Проектування контактних підвісок і повітряних ліній............33
Розрахунок довжини анкерних ділянок контактних підвісок.......38
7 Захист конструкцій контактної мережі від корозії...............40
8 Проектування металевих конструкцій опорних, підтримуючих
і фіксуючих пристроїв контактної мережі.......................43
Матеріал для металевих конструкцій контактної мережі..........43
Розрахункові характеристики матеріалів і з’єднань.............47
Проектування металевих опорних конструкцій....................50
Проектування жорстких поперечин...............................58
Конструктивні вимоги..........................................60
Проектування консолей.........................................61
Проектування фіксаторів.......................................65
9 Проектування залізобетонних опор...............................67
Загальні вказівки.............................................67
Основні розрахункові вимоги...................................68
Матеріал для залізобетонних опор..............................71
Конструктивні вимоги..........................................72
Ю Проектування фундаментів опор контактної мережі................74
Загальні положення розрахунку закріплень фундаментів у ґрунті.74
Розрахунок одиночних призматичних фундаментів.................78
Розрахунок східчастих фундаментів.............................98
Розрахунок групових фундаментів на вертикальних палях........104
Розрахунок окремих паль......................................109
Розрахунок роздільних фундаментів............................114
ВБН В 2.3-3-2009
Розрахунок анкерів.............................................119
Розрахунок закріплень опор контактної мережі в скельних ґрунтах...122
Розрахунок одиночних пальових фундаментів у слабких ґрунтах....125
Конструктивні вимоги...........................................131
11 Застосування типових конструкції..............................134
12 Розробка і поставка конструкції контактної мережі на виробництво.138
13 Охорона навколишнього природного середовища...................138
Додаток А
Динамічний розрахунок довжини прогону між опорами
контактної мережі..............................................139
Додаток Б
Номограми для визначення максимально допустимої довжини
прогону контактної мережі......................................145
Додаток В
Розрахунок навантажень на контактну мережу.....................154
Додаток Г
Розрахунок проводів повітряних ліній...........................157
Додаток Д
Методика розрахунку опорних конструкції мережі на
сейсмічні впливи...............................................159
Додаток Е
Складові згинального моменту в основі стійки, обумовлені
падінням сусідньої залізобетонної опори........................166
Додаток Ж
Розрахунок клиноподібних фундаментів опор контактної мережі.......168
Додаток К
Класифікація скельних ґрунтів................................. 170
Додаток Л
Розрахунок необхідного терміну служби сталевих конструкцій
контактної мережі..............................................171
Додаток М
Закріплення опор контактної мережі на свіжовідсипанних насипах....175
Додаток Н
Область застосування роздільних і нероздільних залізобетонних
опор залежно від агресивного середовища у фундаментній частині.176
Додаток П
Методика розрахунку металевих конструкцій опорних
підтримуючих і фіксуючих пристроїв контактної мережі...........177
Додаток Р
Бібліографія.....................................................№
Наклад 685 прим. Зам. № 2-95.
Віддруковано ТОВ «НВП Поліграфсервіс».
Посвідчення про внесення суб'єкта видавничої справи до державного реєстру видавців, виготівників
і розповсюджувачів видавничої продукції серія ДК за № 1777 від 05.05.2004р.
04053, м. Київ, вул. Ю. Коцюбинського, 4, к. 25, тел. 234-78-54.