Поддерживающие конструкции. Для поддержания проводов контактной сети на определенной высоте и в нужном положении относительно пути предназначаются консоли, гибкие и жесткие поперечины. Консоли устанавливают на перегонах или отдельных путях станций. Они обеспечивают механическую независимость работы контактных подвесок разных путей и являются наиболее экономичной конструкцией из перечисленных. На станциях и многопутных перегонах устанавливают жесткие и гибкие поперечины, перекрывающие до восьми путей. Эти конструкции связывают механически контактные подвески различных путей; при повреждении их может нарушиться работа всех путей, что является недостатком таких конструкций.
Консоли бывают однопутные, двухпутные и многопутные, а по форме — прямые и наклонные. Наклонные консоли (рис. 91, а) могут быть только однопутными. Преимуществом их является необходимость в меньшей, чем при прямой консоли (рис. 91, б), высоте опоры. Прямые консоли проще в изготовлении, поэтому, когда высота опор достаточна, устанавливают их.
Более удобны в эксплуатации изолированные поворотные консоли (рис. 91, в), у которых изоляторы врезаны в тягу и в подкос консоли. При таких консолях возможно производить работы без снятия напряжения в местах крепления к ним проводов цепной подвески. Высота опор при изолированных консолях уменьшается. При размещении опор с внутренней стороны кривой устанавливают консоли с обратными фиксаторными стойками (рис. 91, г). Консоли с прямой фиксаторной стойкой (штриховые линии) применяют на опорах в выемках и за кюветами при расстоянии от передней грани опор до оси пути (габаритах) 4,9 и 5,7 м. Двухпутные консоли (рис. 91, д) выполняют прямыми с двумя тягами и фиксаторной стойкой для крепления фиксатора второго пути. Такие консоли устанавливают на опорах высотой 13 м.
Консоли изготовляют из угловой или швеллерной стали, а изолированные — из труб. С полевой стороны на опорах размещают консоли, на которых подвешивают усиливающие и питающие провода, ВЛ 6(10) кВ продольного электроснабжения, линии ДПР.
Рис. 91. Схемы конструкции консолей:
1 — опора: 2 — консоль; 3 — фиксатор; 4 и 5 — консоль соответственно с прямой и обратной стойкой; 6 — двухпутная консоль; 7 — фиксаторная стойка
Консоли обозначают буквами: наклонные неизолированные из двух швеллеров HP (наклонная, растянутая тяга) или НС (сжатая тяга), из трубы НТР и НТС (трубчатая); изолированные ИТР или ИТС (изолированная), а из швеллеров ИР или ИС.
Гибкие поперечины представляют собой систему тросов, натянутых между опорами, установленными по обе стороны пути (рис. 92). Поперечный несущий трос 2 воспринимает все вертикальные нагрузки от цепных подвесок и собственного веса поперечины. Его выполняют из двух, трех или четырех тросов: обрыв одного из них не приводит к разрушению поперечины. Верхний фиксирующий трос 1 фиксирует положение несущего троса, а нижний фиксирующий трос 6 — фиксирует положение контактного провода цепной подвески относительно оси пути.
Рис. 92. Гибкая поперечина (в скобках даны размеры для участков постоянного тока, без скобок — для переменного тока)
Они воспринимают горизонтальные нагрузки, действующие на провода от ветра, излома проводов в кривых и отводах на анкеровку. Фиксация контактных проводов осуществляется фиксатором, укрепленным на нижнем фиксирующем тросе. В зависимости от числа перекрываемых путей высота опор гибких поперечин составляет 15 и 20 м. Поперечные несущие тросы изготовляют из сталемедных проводов сечением 70 и 95 мм2, а фиксирующие — 50 и 70 мм2.
Во все тросы у опор врезаны изоляторы 4, а в нижний фиксирующий с каждой стороны по два с короткой вставкой 5 между ними. Эти вставки длиной 1 м соединяют электрическими соединителями 3 с верхним фиксирующим и поперечным несущим тросами. В результате образуется нейтральная вставка 5, которая в необходимых случаях может быть присоединена к контактным подвескам или к заземленным опорам. Такое при-
соединение позволяет проводить работы без снятия напряжения с контактной сети на подвесках, гибкой поперечине и протирать изоляторы на ней. Для секционирования контактной сети в нижний фиксирующий трос в соответствующем междупутье врезают изолятор 7. Такая изолированная гибкая поперечина применяется на дорогах, где из-за больших размеров движения не представляется возможным снимать напряжение с контактной сети для выполнения ремонтных работ.
На некоторых участках дорог эксплуатируются неизолированные гибкие поперечины, в которых изолирован только нижний фиксирующий трос. Для производства ремонтных работ на верхнем фиксирующем и поперечном несущем тросах необходимо снимать напряжение с контактной сети, что связано с остановкой движения поездов.
Жесткие поперечины представляют собой металлические фермы (ригели), закрепленные на двух стойках, расположенных по обе стороны путей (рис. 93). В качестве стоек используют струнобетонные конические опоры, которые заделывают непосредственно в грунт или устанавливают на фундаментах.
Рис. 93. Жесткая поперечина:
1 — ригель; 2 — струна; 3 — фиксатор
При анкеровке проводов на стойках жестких поперечин применяют оттяжки, располагаемые вдоль пути.
Фиксацию контактных проводов осуществляют фиксаторами, укрепленными на фиксирующем тросе, натянутом между стойками, или для этой цели служат фиксирующие стойки. Для увеличения числа перекрываемых путей на стойках устанавливают одну или две консоли.
Длина ригелей принята от 16,1 до 44,2 м и собираются они из нескольких блоков.
Поперечины обозначают буквой П с цифрами. Например, П13-17.7 — первые цифры указывают на несущую способность поперечины (в тс-м), вторые — расчетный пролет (в м). Поперечины с длиной более 29,1 м, на которых устанавливаются прожекторы для освещения путей станции, обозначаются ОП29-ЗОД
Жесткие поперечины более просты по конструкции и экономичны по сравнению с гибкими поперечинами. Однако при них невозможно проверить состояние точек подвешивания несущего троса и очистить изоляторы без снятия напряжения с контактной сети.
Опоры контактной сети. По назначению и характеру воспринимаемых нагрузок различают опоры:
промежуточные, воспринимающие нагрузку от веса проводов и горизонтальные усилия от ветра;
переходные, устанавливаемые между анкерными опорами в местах сопряжения анкерных участков и поддерживающие провода этих участков;
анкерные, воспринимающие полное натяжение закрепленных на них проводов контактной подвески;
фиксирующие, которые воспринимают только горизонтальные нагрузки от изменения направления проводов и от действия ветра на них.
В зависимости от типа поддерживающих устройств имеются консольные опоры и опоры жестких и гибких поперечин. Опоры могут быть деревянными, металлическими и железобетонными. Деревянные опоры устанавливали в первые годы электрификации железных дорог. Наибольшее распространение получили железобетонные опоры, при использовании которых значительно снижается расход металла на изготовление опор. Однако из- за большой массы (1,5—2 т) опор при их установке необходимы подъемные краны; при транспортировке и установке они часто повреждаются; кроме того, эти опоры на дорогах постоянного тока подвержены электрической коррозии.
Металлические опоры устанавливают в тех случаях, когда нет соответствующих типов железобетонных опор, например, для гибких поперечин на станциях. К металлическим опорам удобно крепить различные конструкции и детали, срок их службы 50 лет, масса в 3—5 раз меньше, чем железобетонных. Однако применение металлических опор связано с большими расходами металла, а для защиты от коррозии их периодически необходимо красить. Металлические опоры выполняют из угловой или швеллерной стали. Наибольшее распространение получили опоры решетчатые из уголков, которые используются в качестве консольных, анкерных и опор гибких поперечин.
Металлические опоры гибких поперечин имеют высоту 15—20 м. Выполняют их на различные нормативные моменты от 250 до 1500 кН.м. Такие опоры могут быть одновременно и анкерными. Их устанавливают на железобетонных фундаментах и закрепляют с помощью анкерных болтов. Фундаменты бывают монолитными, блочными и свайными.
Железобетонные опоры изготовляют из бетона марки 400 и 500, армированные предварительно напряженной арматурой из стальных проволок (04—5 мм), типов СКЦ и СКЦо (струнобетонная коническая центрифугированная). Опоры с индексом «о» — особые, предназначены для установки на дорогах постоянного тока с повышенной электрической коррозией. Опоры СКЦ и CKЦo кольцевого сечения (рис. 94, а) рассчитаны на нормативные изгибающие моменты 45, 60, 80 и 100 кН-м. Их изготовляют длиной 10,8 м и устанавливают на фундаментах (разъемные опоры) и 13,6 м устанавливают непосредственно в грунт (неразъемные).
Рис. 94. Консольные железобетонные опоры
В соответствии с ГОСТ 19330—73 опоры обозначаются СКЦ-6,0-10,8 или СКЦо-8, 0-13,6 (8 тс-м, длиной 13,6 м).
Опоры имеют закладные детали для крепления консолей и кронштейнов. Тип опор выбирают исходя из необходимой прочности, геометрических размеров с учетом экономичности.
На ранее электрифицированных дорогах установлены опоры двутаврового сечения типа СД (струнобетонная, двутавровая) (рис. 94, б).
Устойчивость опор обеспечивается их закреплением в грунте. Выбор способа закрепления зависит от многих условий (типа опоры, ее нагрузки, характеристики грунта, наличия места для устройства оттяжек, подкосов и т. п.). Заделку опор по схемам (рис. 95, а и в) выполняют при установке промежуточных металлических и железобетонных опор на фундаментах. Мощные металлические опоры в слабых грунтах закрепляются так, как показано на рис. 95, б, а тяжелые опоры с большим внешним изгибающим моментом — по схемам рис. 95, г, д, е. В схемах рис. 95, а, б, в фундаменты работают на выворачивание, а в схемах рис. 95, г, д, е
Рис. 95. Конструкции закрепления опор в грунте
происходит погружение в грунт одного и выворачивание другого фундамента при действии на опору внешнего изгибающего момента. Силы реакции грунта, показанные стрелками, противодействуют внешним силам и удерживают опору в вертикальном положении.
Если к опоре приложен опрокидывающий момент а предельное значение его, выдерживаемое опорой, равно Мпр, то коэффициент запаса устойчивости к=Мпр/М.
Величина Мпр определяется моментом сил реакции грунта подземной части опоры, а при установке фундамента — еще и моментом сил трения грунта о стенки фундамента и сил реакции грунта на подошву фундамента. Для опор контактной сети и фундаментов коэффициент запаса принимают равным 2,5—3.
