Переход двухцепной ВЛ 110 КВ на V-образных опорах с гибкой траверсой через реку

ПЕРЕХОД ДВУХЦЕПНОЙ ВЛ 110 кВ НА V-ОБРАЗНЫХ ОПОРАХ С ГИБКОЙ ТРАВЕРСОЙ ЧЕРЕЗ РЕКУ
Жидков В. Т., Виноградов Д. Е., инженеры Севзапэлектросетьстрой — СЗО Энергосетьпроекта

В течение ряда лет трест Севзапэлектросетьстрой в контакте с СЗО Энергосетьпроекта проводит работу по упрощению, снижению материалоемкости и уменьшению стоимости сооружения переходов ВЛ через судоходные реки.
Наиболее эффективным техническим решением является применение переходных опор на оттяжках с гибкими траверсами.
В 1986 г. трест Севзапэлектросетьстрой впервые в СССР осуществил переход ВЛ 110 кВ через Неву на переходных опорах с гибкими траверсами. Были применены двухстоечные опоры (высота подвеса проводов на переходной опоре 70 м, масса опоры 30 т, длина переходного пролета 675 м).
Продолжая работу по применению эффективных переходных опор нового типа, в 1988 г. трест Севзапэлектросетьстрой соорудил переход двухцепной ВЛ 110 кВ на Хаврогоры через р. С. Двину. На переходе, который представляет более сложное инженерное сооружение, вместо опор ППС110-2/83 (комбинированные опоры, состоящие как из типовых, так и из нетиповых секций, массой 110 т) впервые в СССР были применены переходные V-образные опоры с гибкими траверсами (высота подвеса провода 86 м, масса 65 т). При выходе на место строители обнаружили, что на правом (высоком) берегу переходная опора независимо от типа не может быть установлена монтажной стрелой, поэтому место установки пришлось перенести на 75 м от реки. При этом высота подвеса проводов на переходных опорах должна быть увеличена на 3 м.
В связи с этим опоры ППС110-2/83 пришлось бы повышать только путем недозаглубления фундаментов и устройства многообъёмных насыпных банкеток. Предложенная новая переходная опора была повышена на 3 м путем увеличения длины одной из секций каждой стойки и при этом расход металла увеличился только на 1,8 т. Схема перехода приведена на рис. 1.
Переходные опоры ограничивают большой переходный пролет судоходной реки (1310 м).
Если правобережная переходная опора располагается в благоприятных условиях, то левобережная переходная опора находится на низком берегу в месте возможного затопления при паводках, однако за пределами зоны ледохода. Несмотря на это, было впервые принято решение об установке опоры с оттяжками в зоне возможного затопления. Этому способствовало надежное технологичное и экономичное техническое решение, найденное при разработке защит фундамента новой опоры.
Переходные опоры с V-образным расположением стоек были предложены, разработаны (при участии СЗО Энергосетьпроекта), изготовлены и смонтированы в тресте Севзапэлектросетьстрой.
V-образная схема переходной опоры по сравнению с двухстоечной имеет следующие преимущества:
уменьшается с шести до пяти число элементов в фундаменте;
появляется возможность одновременной установки двух стоек опоры поперек оси перехода, что позволяет фундаменты опоры расположить близко от реки;
несколько уменьшаются силы, сжимающие стойки.
применение переходных опор нового типа не требует изменения конструкции концевых опор перехода.

Рис. 1. Схема перехода через С. Двину (размеры даны в метрах): 1 — концевые опоры 2хУ330-3С; 2 — переходная опора ПУГТ110-2/86

Новая переходная опора (рис. 2), которой присвоен шифр ПУГТ110-2/86 (переходная, V-образная с гибком траверсой для ВЛ 110 кВ, для двух цепей ВЛ с высотой подвески нижних проводов 86 м), состоит из двух стоек 3, соединенных гибкой траверсой 4, поддерживаемых оттяжками 2.
Стойки 3 — болтовой конструкции квадратного сечения с размером стороны 2,4 м с параллельными поясами, верхняя и нижняя секции имеют сбег. Для обеспечения нормируемого расстояния в середине пролета между грозотросами и проводами на каждой стойке расположены тросостойки, к которым подвешиваются грозотросы.
Нижние концы стоек 3 с помощью шаровых слов соединены с фундаментным блоком 7.
Внутри одной из стоек расположена лестница с площадками для обслуживающего персонала.
Гибкая траверса (рис. 3) состоит из несущих секций площадок 2 и узлов крепления поддерживающих гирлянд изоляторов 4, соединенных друг с другом шарнирно с помощью соединительных накладок 7 и болтов диаметром 36 мм.
Каждая секция 2 площадки снабжена прутками для передвижения людей и имеет перила 9, вторые при монтаже опоры прикрепляются к коротким стойкам на одном болте 10 и поворачиваются параллельно площадкам 2 (положение оказано пунктиром в разрезе Б—Б). После монтажа гибкой траверсы перила 9 поворачивается в вертикальное положение и закрепляются в этом положении вторыми болтами 10. Верхние концы стоек 1 соединены двумя гибкими горизонтальными  связями 6. Кроме того, верхние концы стоек 1 соединены с узлами 4 подвески гирлянд изоляторов четырьмя наклонными гибкими связями 5 с талрепами 3 для регулирования длины. Каждая оттяжка опоры имеет две ветви, прикрепленные к анкерным плитам ПАЗ-2 с помощью специального П-образного болта диаметром 42 мм с длиной резьбы 1000 мм.
Оттяжки и гибкие связи выполнены из сального каната диаметром 22,5 мм по ГОСТ 084-76.
Фундамент двух стоек 5 правобережной опоры (рис. 4) состоит из четырех железобетонных подножников 1 (ФП6-4), каждая пара которых соединена стальными балками 2 Н-450 мм (масса 2Х797 кг), наверху которых закреплена стальная валка 4 Н-600 мм (масса 1580 кг).
К верхней балке 4 прикреплен двухшаровой шарнирный узел 6. Вокруг шаров 9 производится установка стоек 5, которые также допускают небольшие перемещения стоек под действием шатковременных нагрузок (на разработанное и примененное в опоре шарнирное устройство полу- вено авторское свидетельство № 1015070).
На рис. 5,а изображен фундамент правобережной опоры, состоящий из среднего блока для описания стоек и четырех блоков для крепления оттяжек, состоящих из двух анкерных плит ПАЗ-2. Все железобетонные элементы фундамента типовые.

Для закрепления переходной опоры на высоком берегу расходуется 25 м³ бетона и 9,9 т стали.
Фундамент переходной опоры на левом берегу состоит в основном из тех же элементов (в фундаменте стоек опоры применены подножники ФП6-4). Все фундаментные блоки левобережной опоры имеют защиты от возможного заплыва одиночных льдин при паводковом подъеме уровня воды в реке.
Защиты (рис. 5,6) состоят из отрезков типовых цилиндрических железобетонных стоек 8 диаметром 560 мм, установленных в пробуренные котлованы. На верхние концы отрезков стоек 8 надеты и стянуты болтами полухомуты с косынками. Все смежные отрезки стоек 8 соединены друг с другом с помощью уголков 7, привариваемых к косынкам.
Зигзагообразное расположение элементов в защите, связанных наверху уголками, увеличивает ее прочность при давлении одиночных льдин, так как сила воспринимается несколькими смежными элементами защиты.

Рис. 3. Гибкая траверса

Защита удлиненного U-образного болта 2 осуществлена стальной трубкой 9 диаметром 200 мм, поддерживаемой стальной балкой 10, прикрепленной к двум отрезкам железобетонных стоек с помощью двух хомутов.
Для удобства подъема людей к месту выхода П-образного болта из защитной трубы для натяжения оттяжек на отрезках железобетонных стоек установлены облегченные лестницы, конструкция которых аналогична конструкции лестниц, применяемых для подъема монтажников на железобетонные опоры ВЛ.
Технические показатели переходной опоры ПУГТ110-2/86 приведены далее.

Применение опор ПУГТ110-2/86 дает следующие дополнительные преимущества:
упрощается изготовление опор. Стойки и гибкая траверса имеют простую конструкцию с малым числом типоразмеров деталей;
упрощается сборка опоры, так как стойки опоры имеют сечение небольших размеров и состоят из одинаковых деталей;
упрощается закрепление опор в грунте. Фундамент опоры выполняется из тех же конструкций, которые используются для закрепления Опор на линии.
 Элементы фундамента опоры не требуют точного взаимного расположения. Нагрузка на элементы фундамента относительно небольшая;
упрощается трансформация опоры. Опора с небольшими изменениями может быть применена на одноцепных ВЛ, на ВЛ других напряжений, а также с другой высотой подвески проводов;
упрощается монтаж опоры. Предложен и осуществлен способ, при котором одновременно останавливаются две стойки опоры и при этом ре требуется сооружение монтажных якорей, а монтажные усилия имеют небольшую величину;
упрощается подъем монтажников и эксплуатационников на опору, так как несколько уменьшена высота опоры и лестницы расположены под большим углом наклона.
Впервые были применены:
опоры с гибкими траверсами с V-образным расположением стоек, Опирающихся на один фундаментный блок;
опоры с гибкими траверсами для пересечения значительного по длине пролета (1310 м).
Сравнивая V-образную переходную опору с двухстоечной переходной опорой, для объективности следует отметить, что при V-образном расположении стоек в них возникают дополнительные изгибающие моменты в результате увеличенного наклона стоек, по этой же причине незначительно увеличивается длина стоек и несколько сокращаются возможности трансформации опоры.
Однако перечисленные негативные качества опор с V-образным расположением стоек практически не снижают их положительных свойств.

Рис. 5. Фундаменты переходных опор:
а — фундамент опоры высокого берега; б, в — фундамент стоек и анкеров для крепления оттяжек с защитой от одиночных льдин при установке опоры на низком берегу; 1 — анкерная плита ПАЗ-2; 2 — U-образный болт М42; 3 — проекция оси оттяжки на поверхности земли; 4 — подножник; 5 — стальная балка Н=600 мм; 6 — стальная балка Н=450 мм (2 шт.); 7 — уголок 100X10; 8 — отрезок железобетонной стойки диаметром 560 мм; 9 —  стальная труба диаметром 200 мм; 10 — стальная балка (размеры даны в метрах)

ВЫВОДЫ

1. Переходные двухстоечные опоры имеют ряд преимуществ по сравнению с переходными опорами башенного типа.
2. Применение переходных опор с гибкими траверсами с V-образным расположением стоек дает дополнительные преимущества.
3. Работу по дальнейшему совершенствованию переходных опор с гибкими траверсами целесообразно продолжить, в частности, используя накопленный опыт для сооружения переходов ВЛ более высоких напряжений через реки.