close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Территориальная избирательная комиссия;doc

код для вставкиСкачать
.
49, 2014 .
УДК 624.042.1
К ВОПРОСУ РАСЧЕТА ОПОР КОНТАКТНОЙ ТРОЛЛЕЙБУСНОЙ СЕТИ ПРИ
РАЗМЕЩЕНИИ НА НИХ РЕКЛАМНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Линченко Ю.П., Васильев М.В., Белавский В.А.
Национальная академия природоохранного и курортного строительства
Описано выполнение расчета несущей способности опоры на основное и аварийное
сочетание нагрузок с учетом геометрической нелинейности проводов контактной сети
троллейбусного транспорта.
Программный комплекс Лира, геометрически нелинейные конечные элементы
(КЭ), опоры контактной сети троллейбусного транспорта
ВВЕДЕНИЕ
От контактной сети происходит запитывание электроснабжения троллейбуса.
Контактная сеть троллейбуса работает в сложных условиях, учитывающих целый ряд
особенностей, как токосъема, так и эксплуатации данного типа оборудования. К
особенностям эксплуатации относятся и уровень натяжения контактных проводов и
эксплуатация при действующих ветровых и гололедных нагрузках.
В контактной сети троллейбуса различают несколько систем подвески проводов:
простую, поперечно-цепную, продольно-цепную, маятниковую и полигонную.
При расчете рассматриваемого случая опор контактной троллейбусной сети
использовались два типа систем подвески проводов: простая и поперечно-цепная.
Контактная сеть троллейбуса включает в себя контактные провода, подвесную
арматуру, специальные устройства, поддерживающие тросовые системы и кронштейны, а
также опоры, на которых монтируют сеть. Контактный провод изготовляют из
твердотянутой электролитической меди. Контактные провода имеют стандартный профиль и
2
площадь поперечного сечения 85 мм .
Для более полного использования прочностных свойств материала конструкций и
определения их напряженно-деформированного состояния в настоящее время актуальным
является учет геометрической нелинейности в работе тросовых систем.
АНАЛИЗ ПУБЛИКАЦИЙ
Анализ существующих публикаций показал недостаточное освещение решения
прикладных задач расчета несущей способности строительных конструкций с учетом
геометрической нелинейности. В данной работе уделяется внимание решению задачи
расчета несущей способности опор контактной троллейбусной сети на основное и аварийное
сочетание нагрузок с учетом геометрической нелинейности проводов в программном
комплексе Лира.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ АНАЛИЗ
Расчет опор был выполнен для участка контактной троллейбусной сети в районе
разворотного кольца на площади Амет-Хана Султана г. Симферополя. Общая площадь
рассматриваемого участка составляет около 9000м2. По периметру разворотного кольца
расположено 14 опорных стоек, связанных тросовыми системами с двумя центральными
опорными стойками, расположенными друг от друга на расстоянии 30м. Среднее расстояние
между опорными узлами тросовой системы крайних и средних опорных стоек составляет 4050м.
Расчетная модель тросовой системы была построена в трехмерном виде с
использованием картографического изображения участка в качестве подосновы.
Картографическое изображение участка было получено с помощью программы Google
Планета Земля. Общий вид картографического изображения участка с построенной моделью
тросовой системы контактной троллейбусной сети представлена на рис.1.
23
.
49, 2014 .
Рис. 1. Общий вид картографического изображения участка с построенной моделью
тросовой системы контактной троллейбусной сети
Конструктивно рассматриваемое сооружение контактной троллейбусной сети
представляет собой свободно стоящую конструкцию при помощи фундамента жестко
заделанную в основание. В настоящее время основное назначение опорных стоек –
крепление растяжек для подвески контактной сети троллейбусного транспорта.
Целью работы являлось определение несущей способности центральных опорных
стоек, рассматриваемого участка сооружения контактной сети с учетом размещения на них
рекламных щитов с размерами 6,2х3,3 м. Фундаменты центральных стоек выполнены
свайными из буронабивных свай с плитным ростверком.
Центральные стойки выполнены из стальной электросварной трубы со спиральным
швом. Наружный диаметр трубы 630 мм.
Построение расчетной модели несущей системы сооружения и расчет был выполнен с
использованием программного комплекса Лира. Работу стоек моделировали стержневыми
элементами, растяжки и провода контактной троллейбусной сети – специальными,
геометрически нелинейными конечными элементами типа нить (КЭ 310).
Нагрузку от собственного веса растяжек и проводов контактной троллейбусной сети
программный комплекс Лира вычислял автоматически исходя из следующих параметров
принятых в расчете. Растяжки выполнены из стальной проволоки диаметром 5 мм. Материал
проводов – медь (плотность 8,92 г/см 2 , начальный модуль деформации 1,3е7 т/м 2 ).
Характеристическое значение нагрузки от собственного веса щита принято равным
5,6 кН, расчетное значение – 5,9 кН. Нагрузка приложена на расстоянии 8,5 м от низа стойки
с эксцентриситетом 0,4 м от оси стойки.
Ветровую нагрузку определяли исходя из характеристического значения ветрового
давления для г. Симферополь W0 =460 Па. Расчетное значение ветровой нагрузки составит
Wm =660 Па. При размерах щита 6,2х3,3 м, сосредоточенная сила от ветровой нагрузки
составит 13,5 кН.
Предельное расчетное значение веса гололедных отложений для растяжек и проводов
( Gm =0,01 кН/м) получено для 2-го района по характеристическому значению толщины
стенки гололеда. Для рекламного щита расчетное значение веса гололедных отложений
составило Gm =1,6 кН, при расчетном значении нормального давления ветра Wq =290 Па. При
24
.
49, 2014 .
размерах щита 6,2х3,3 м, сосредоточенная сила от ветровой нагрузки на поверхность
покрытую гололедом составила 5,9 кН.
Общий вид расчетной модели, рассматриваемого участка сооружения контактной сети
представлен на рис. 2. Характеристики конечных элементов расчетных моделей
представлены в табл. 1.
Таблица 1.
Характеристики конечных элементов расчетных моделей
Тип
жесткост
и
Параметры
(сечения-(м) жесткости-(т,м) расп.вес-(т,м))
Имя
1
Труба 630x7
2
Труба 325x6
3
КЭ 310 (нить)
(растяжки)
4
КЭ 310 (нить)
(провода)
q=0.107505
EF=287794,EIy=1.4e+004
EIz=1.4e+004,GIk=1.06e+004
Y1=0.154, Y2=0.154, Z1=0.154, Z2=0.154,
RU_Y=0,RU_Z=0
q=0.0471829
EF=126310,EIy=1.61e+003
EIz=1.61e+003,GIk=1.22e+003
Y1=0.0783, Y2=0.0783, Z1=0.0783, Z2=0.0783,
RU_Y=0, RU_Z=0
Ro=7.85, E=2e+007, D=0.005,d=0
HD L=20
Ro=8.93, E=1.3e+007, D=0.0105,d=0
HD L=20
Описание
Стойка
(нижняя часть)
Стойка
(верхняя часть)
Растяжки
Провода
Растяжки удалены
Б
Б
А
А
а)
б)
Рис. 2. Общий вид расчетной модели, рассматриваемого участка сооружения
контактной сети: а) основное сочетание нагрузок; б) аварийное сочетание нагрузок
Для определения несущей способности элементов было рассмотрено четыре варианта
расчетной модели:
основное сочетание нагрузок без гололедной нагрузки;
основное сочетание нагрузок с гололедной нагрузкой;
аварийное сочетание нагрузок без гололедной нагрузки. Моделировали обрыв всех
растяжек с одной стороны стойки (рис. 2.б);
аварийное сочетание нагрузок с гололедной нагрузкой. Моделировали обрыв всех
растяжек с одной стороны стойки (рис. 2.б).
Обрыв растяжек моделировали с помощью расчетно-графической системы «МОНТАЖ
плюс» программного комплекса Лира. Расчетно-графическая система «МОНТАЖ плюс»
предназначена для компьютерного моделирования процесса возведения сооружений и
25
.
49, 2014 .
предусматривает монтаж и демонтаж элементов или изменение условий закрепления
конструкций.
Для рассмотренных вариантов моделей определяли значение изгибающих моментов и
продольных сил в основании стоек.
Для выполнения оценки несущей способности основания и фундамента стоек были
определены следующие сочетания усилий:
1) при максимальной продольной силе N=24,8 кН (М=167,0 кНм, Q=15,2 кН);
2) при максимальном моменте М=294,7 кНм (N=23.3, Q=24,6 кН).
Оценка несущей способности стойки выполнена для варианта с максимальным
изгибающим моментом (стойка Б, вариант модели – 4).
В соответствии с ГОСТ 8696–74 «Трубы стальные электросварные со спиральным
швом» для труб с наружным диаметром 630 мм толщина стенки может быть от 5 до 10 мм.
Несущая способность стойки обеспечена при толщине стенки 5 мм.
Для всех рассчитанных сечений элементов были представлены результаты проверок по
прочности и устойчивости (по первому предельному состоянию), гибкости и прогибу (по
второму предельному состоянию). Результаты выводят в виде процентов использования
сечения в сравнении с предельной несущей способностью по той или другой проверке.
Процент использования сечения в сравнении с предельной несущей способностью по
первому предельному состоянию составил 83%, по второму предельному состоянию
составил 69%, что с учетом обеспечения условий прочности свайного фундамента сделало
возможным размещение на стойках дополнительных рекламных конструкций.
ВЫВОДЫ
1. Выполнено построение расчетной модели несущей системы сооружения контактной
сети троллейбусного транспорта.
2. Расчет несущей способности стойки контактной сети выполнен на основное и
аварийное сочетание нагрузок с учетом гололедной нагрузки и обрыва растяжек контактной
сети троллейбусного транспорта.
3. Обрыв растяжек моделировали с помощью расчетно-графической системы
«МОНТАЖ плюс программного комплекса Лира».
4. Выполнение проверки несущей способности показало возможность размещения на
стойках дополнительных рекламных конструкций.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ДБН В.1.2-2:2006. Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования // Минстрой
Украины, Киев 2006.
2. ДБН
В.2.6-98:2009.
Бетонные
и
железобетонные
конструкции.
–К.:
Минрегионстрой Украины 2011г.
3. Программный комплекс «ЛИРА – 9.0». Инструкция пользователя. Киев.
НИИАСС, 2001 г.
4. ДБН В.2.6-163:2010* Стальные конструкции. Нормы проектирования, изготовления и
монтажа./ Минрегионстрой Украины. –К.: 2011г.
5. Коган Л.Я., Корягина Е.Е., Белостоцкий И.А. Устройство и эксплуатация троллейбуса.
Издательство: Высшая школа. 1975г. 343с.
26
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа