ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПЕРЕРАСЧЕТА
Объекты электросетевого строительства представляют собой сложные конструктивные комплексы, которые при нагружении работают как пространственные сетевые системы, состоящие из конструкций опор и порталов, соединенных проводами и тросами.
Сооружение электросетевых объектов в основном из типовых унифицированных конструкций неизбежно приводит к перерасходу материала. Кроме того, существующая практика привязки типовых проектов опор на местности с помощью шаблона не позволяет учесть целый комплекс таких взаимозависимых факторов, как неровности профиля трассы, различные углы поворота линии и разность тяжений смежных пролетов. В свою очередь, от фактических стрел провеса и от правильной расстановки типовых опор по профилю трассы зависят нагрузки на конструкции от проводов и тросов, имеющие решающее значение для напряженно-деформированного состояния воздушной линии.
Результаты перерасчета опор ВЛ и порталов ОРУ позволяют сделать вывод о запасе прочности конструкций. В большинстве случаев резервы несущей способности достаточно велики, чтоб перекрывать потери прочности от коррозии и обеспечивать нормальную эксплуатацию электросетевых конструкций даже при увеличении на них нагрузок, выявленном при обследовании.
Перерасчет электросетевых конструкций проводится при оценке технического состояния эксплуатируемых электросетевых конструкций в случаях:
аварийных ситуаций;
выявления дефектов и повреждений, особенно развивающихся во времени (деформации и перемещения элементов и узлов, коррозия, трещины, ослабление узловых соединений и т. д.);
появления значительных деформаций конструкций, приводящих к перераспределению усилий в элементах (крен и т. п.);
обнаружения дефектов и повреждений, не имеющих прямых аналогов устранения в рекомендательных документах;
увеличения нагрузок на конструкции при необходимости реконструкции (замена проводов и тросов на провода и тросы с большими сечениями, типа изоляторов, замена опор ВЛ, изменение пролетов);
изменения расчетных природно-климатических нагрузок и воздействий на сооружение (ветра, гололеда, температурного режима);
изменения природно-геологических условий (районирования сейсмичности, горной подработки, обводнения территории и т. п.);
отсутствия проектно-технической документации (чертежей, сертификатов и т. п.) при наличии массовых дефектов и повреждений конструкций, способных вызвать потерю несущей способности или привести к невозможности нормальной эксплуатации;
обнаружения значительных отклонений от проекта или выявления несоответствия характеристик примененных материалов конструкции проектным требованиям.
Последовательность перерасчета электросетевых конструкций следующая: уточняются фактические нагрузки и воздействия на сооружения; устанавливаются расчетные характеристики материалов; проводится перерасчет проводов и тросов; устанавливаются схемы расчетных нагрузок для режимов работы сооружения; выполняется статический расчет конструкции (определяются расчетные усилия в элементах для расчетных схем); определяется остаточная несущая способность конструкции с учетом выявленных при освидетельствовании дефектов и повреждений; делаются выводы о работоспособности и ремонтопригодности обследованных электросетевых объектов.
Нагрузки и воздействия, принимаемые в перерасчетах электросетевых конструкций, определяются в соответствии с положениями раздела.
Перерасчет электросетевых конструкций, фундаментов и оснований производится по методу предельных состояний. Различают две группы предельных состояний: 1) по потере несущей способности и (или) непригодности к эксплуатации; 2) по непригодности к нормальной эксплуатации.
Проверка прочности и устойчивости производится на расчетные нагрузки, получаемые умножением нормативных на коэффициенты надежности по нагрузке.
Перерасчет электросетевых конструкций по второму предельному состоянию производится на нормативные нагрузки.
Расчет строительных конструкций, фундаментов и оснований производится для нормального, аварийного и монтажного режимов эксплуатации ВЛ.
Нормальным называется режим, при котором провода и тросы необорваны. Работа сооружений в нормальном режиме происходит в течение большей части времени их эксплуатации, поэтому принимаемые в нормальном режиме сочетания нагрузок называются основными сочетаниями.
При оборванных одном или нескольких проводах и тросах режим эксплуатации воздушной линии электропередачи называют аварийным. Сочетания нагрузок в аварийных режимах и при сейсмических воздействиях относятся к особым сочетаниям. Продолжительность воздействия нагрузок аварийного режима сравнительно невелика, поскольку восстановление нормального режима работы конструкций происходит в кратчайшие сроки. Иногда на подстанциях и некоторых линиях обрывы проводов и тросов не наблюдаются за все время их эксплуатации. Поэтому при перерасчете опор, порталов, фундаментов и оснований по прочности и устойчивости в аварийных режимах и при сейсмических воздействиях расчетные нагрузки от веса гололеда, ветровые нагрузки на конструкции, провода и тросы и от тяжения проводов и тросов умножаются на понижающие коэффициенты сочетаний нагрузок. В режимах обрыва проводов и тросов при нерасщепленных проводах для перерасчета промежуточных опор, их фундаментов и оснований используется коэффициент 0,8, для перерасчета анкерных опор, их фундаментов и оснований — 0,9. При расщепленных проводах, одновременный обрыв которых менее вероятен, значения нагрузок дополнительно умножаются на коэффициенты: 0,8 — при расщеплении на два провода, 0,7 — на три провода и 0,6 — на четыре провода. При воздействии сейсмических нагрузок в расчете используется коэффициент 0,8. Например, нормативное тяжение нерасщепленного провода при обрыве на анкерной опоре умножается на коэффициент сочетаний 0,9 и коэффициент надежности по нагрузке у = 1,3 (табл. 5), т. е. 0,9-1,3 = 1,17. Нагрузки от собственного веса конструкций умножается только на коэффициенты надежности по нагрузке и не умножается на коэффициенты сочетаний.
При пересчете существующей линии электропередачи или порталов ОРУ проверка на монтажные условия не производится (за исключением случаев необходимости проведения реконструкции). Следует отметить, что в монтажном режиме конструкции могут рассчитываться с учетом временного усиления отдельных элементов или конструкции в целом. При расчете опор в монтажных режимах при реконструкции на все виды нагрузок вводится единый коэффициент 1,1, за исключением нагрузок от веса монтера и монтажных приспособлений, для которых коэффициент перегрузки принимается равным 1.3.
Согласно п. 2.5.34 расчет ВЛ для нормального режима работы необходимо производить для следующих сочетаний климатических условий:
- высшая температура, ветер и гололед отсутствуют;
- низшая температура, ветер и гололед отсутствуют;
- среднегодовая температура /э, ветер и гололед отсутствуют;
- провода и тросы покрыты гололедом, температура t =—5 °С, ветер отсутствует;
- максимальный нормативный скоростной напор ветра )vmax, температура t=—5 °С, гололед отсутствует;
- провода и тросы покрыты гололедом, температура t=—5 °С, скоростной напор ветра 0,25wmax, (скорость ветра 0,5t>max). В районах с толщиной стенки гололеда 15 мм и более скоростной напор ветра при гололеде должен быть не менее 140 Н/м2 (скорость ветра — не менее 15 м/с).
В соответствии с п. 2.5.35 расчет ВЛ по аварийному режиму работы необходимо производить для таких сочетаний расчетных климатических условий:
1) среднегодовая температура tэ, ветер и гололед отсутствуют; 2) низшая температура tмин, ветер и гололед отсутствуют; 3) провода и тросы покрыты гололедом, температура t =—5 °С, ветер отсутствует.
