СТН ЦЭ 141-99 Нормы проектирования контактной сети (взамен ВСН 141-90)

МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РФ

Департамент электрификации и электроснабжения


Ведомственные строительные нормы

НОРМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОНТАКТНОЙ СЕТИ

СТН ЦЭ 141-99

Срок введения в действие - 26 апреля 2001 г.


ПРЕДИСЛОВИЕ

1. РАЗРАБОТАНЫ ОАО "Научно-исследовательский институт транспортного строительства" - ЦНИИС (доктор техн. наук В. П. Шурыгин, кандидаты техн. наук А. П. Чучев, А. А. Орёл, Л. Ф. Белов, А. И. Шелест, В. А. Балаш, Ц. X. Надгериев), Трансэлектропроектом (инженеры В. Я. Новогрудский и Н. А. Постнова), ПГУПСом (доктор техн. наук А. А. Кудрявцев), ВНИИЖТом (доктор техн. наук В. И. Подольский).

ВНЕСЕНЫ Департаментом электрификации и электроснабжения МПС России.

2. УТВЕРЖДЕНЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ Указанием первого заместителя Министра путей сообщения Российской Федерации № М-771у от 26 апреля 2001 г.

3. ВЗАМЕН ВСН 141-90.


1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Данные нормы распространяются на проектирование и расчет типовых и индивидуальных конструкций контактной сети электрифицируемых железных дорог, в том числе для участков с движением поездов со скоростями более 161 км/ч и воздушных линий, подвешиваемых на опорах контактной сети.
1.2. Проектирование контактной сети следует осуществлять с выполнением требований 2 части СНиП.
Кроме этого, необходимо руководствоваться требованиями Указаний МПС России и данных "Норм проектирования", учитывающими специфические особенности контактной сети.
1.3. Нормы предполагают широкое использование персональной вычислительной техники. В соответствии с этим разработаны методики расчета конструкций контактной сети и даны ссылки на типовые программы расчета.
1.4. При проектировании конструкций контактной сети следует:
обеспечивать заданный срок службы конструкции в эксплуатации;
предусматривать технологичность изготовления и монтажа конструкций, а также их ремонтопригодность;
обеспечивать наименьшие приведенные затраты на строительство и эксплуатацию;
применять экономичные профили проката и эффективные марки сталей (в т. ч. атмосферостойкие и высокопрочные);
применять прогрессивные конструкции (комбинированные из двух марок стали, предварительно напряженные, из высокопрочных пластмасс);
выполнять требования государственных стандартов и Указаний МПС России.
1.5. При проектировании контактной сети следует применять унифицированные значения ее параметров (габарита опор, длины пролета, длины анкерных участков, длины струн).
Для массовых конструкций: фундаментов, опор, поддерживающих, фиксирующих и анкеровочных устройств контактной сети следует разрабатывать типовые проекты. До массового применения конструкции должны быть подвержены приемо-сдаточным испытаниям. В проекте должны быть схемы испытаний конструкций и значения контрольных нагрузок для них.
1.6. Расчет конструкций контактной сети следует производить по методу расчетных предельных состояний.
Повторяемость климатических нагрузок при расчете контактной сети следует принимать один раз в 10 лет.
1.7. Механический расчет проводов выполняют методами статического расчета согласно указаниям главы 3 норм. Длину пролета между опорами на прямых, переходных кривых и кривых участках пути определяют методом динамического расчета в соответствии с методикой, изложенной в обязательном приложении 1.
1.8. Расчет опорных, поддерживающих и фиксирующих устройств контактной сети следует выполнять с учетом коэффициента надежности по ответственности n. Его значение следует принимать равным:
- при скорости движения поездов от 161 до 200 км/ч и более - 1,1;
- -"- -"- от 141 до 160 км/ч - 1,0;
- -"- -"- до 140 км/ч (включая простую
контактную подвеску) - 0,95.
На коэффициент n следует делить предельные значения несущей способности, расчетные значения сопротивлений, предельные значения деформаций, раскрытия трещин или умножать расчетные значения нагрузок, усилий или воздействий.
1.9. При расчете опор контактной сети по деформациям (предельному состоянию второй группы) следует определять изменение прогиба опоры от воздействия временных нормативных нагрузок, добавляя к ним нагрузки от проводов. Изменение упругого прогиба консольных опор на уровне контактного провода (без учета поворота фундамента) не должно превышать ±65 мм, а упругого прогиба вершины опор гибких поперечин должно быть не более 1/150 их высоты.
1.10. Расчет железобетонных опор по образованию или раскрытию трещин (вторая группа предельных состояний) следует осуществлять на сочетание постоянных нормативных нагрузок и временных климатических нагрузок годичной повторяемости: при этих нагрузках поперечные трещины в предварительно напряженных опорах с проволочной арматурой не допускаются.
1.11. Привязку типовых конструкций контактной сети в проектах электрифицируемых участков необходимо выполнять по расчетным нагрузкам; значения допустимых расчетных нагрузок должны быть приведены в типовых проектах конструкций контактной сети. Железобетонные опоры при привязке, кроме того, следует проверять по нагрузкам, допустимым по образованию или раскрытию трещин, определяемым согласно указаниям п. 1.10 данных Норм.
1.12. Для контактной сети участков, расположенных в районах с толщиной стенки отложения гололеда 15 мм и более, а также в местах с интенсивной пляской проводов следует предусматривать плавку гололеда и узлы (конструкции, типы контактной подвески), препятствующие автоколебаниям.
1.13. При проектировании типовых конструкций опор, фундаментов, жестких поперечин для каждого типа по геометрическим размерам следует предусматривать 2-4 типа по мощности.
Проектирование типовых конструкций консолей, кронштейнов, фиксаторов, анкеровочных устройств можно выполнять по наибольшим расчетным нагрузкам, при которых предполагается эксплуатировать конструкции.

2. НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ

2.1. Нагрузки, действующие на контактную сеть, подразделяются на постоянные и временные, а последние - на кратковременные и особые.
2.2. К постоянным относятся следующие нагрузки:
а) вес проводов, изоляторов, оборудования и арматуры контактной сети;
б) вес строительных конструкций опорных, поддерживающих, фиксирующих и анкеровочных устройств;
в) вес грунта (при расчете фундаментов опор);
г) нагрузка от проводов некомпенсированных (при среднегодовой температуре) и компенсированных.
Среднегодовую температуру воздуха следует определять по указаниям СНиП 2.01.01.
2.3. К кратковременным относятся нагрузки:
а) давление ветра на провода, кабели, тросы и другие конструкции;
б) вес гололеда на проводах, поддерживающих и фиксирующих устройствах;
в) вес гололеда на жестких поперечинах;
г) вес снегового отложения на ригелях жестких поперечин;
д) нагрузка от некомпенсированных проводов при отклонении температуры воздуха от среднегодового до минимального значения.
е) вес монтера с инструментом на проводах или конструкциях;
ж) нагрузки, возникающие при погрузке, разгрузке, перевозке и монтаже конструкций;
з) нагрузки, возникающие при монтаже проводов контактной сети.
2.4. К особым нагрузкам и воздействиям относятся:
а) нагрузки, возникающие при обрыве проводов контактной сети;
б) сейсмические воздействия;
в) нагрузки, возникающие при падении опоры.
2.5. Расчет конструкций контактной сети необходимо производить на наиболее неблагоприятные сочетания нагрузок, действующих одновременно в процессе строительства или эксплуатации. При этом необходимо рассматривать основные и особые сочетания нагрузок.
В основные сочетания входят постоянные и следующие возможные кратковременные нагрузки или их сочетание:
- наибольшее для данного района давление ветра (гололед отсутствует);
- отложение гололеда на проводах и конструкциях;
- давление ветра на покрытые гололедом провода и конструкции;
- минимальная температура воздуха (ветер и гололед отсутствуют).
При расчете по условиям монтажа принимать следующие сочетания климатических нагрузок: температура воздуха минус 15°С, скорость ветра 10 м/с, гололед отсутствует.

Примечание:
При определении натяжения тросов гибких поперечин следует учитывать указания пп. 2.2 и 2,3;
При определении температуры проводов контактной сети следует учитывать их нагрев от солнечной радиации и протекающих токов.

В особые сочетания входят возможные в действительных условиях постоянные и временные нагрузки при одновременном действии нагрузок, возникающих при обрыве проводов контактной сети, или падении одной консольной опоры, или при сейсмических воздействиях.
2.6. Значения расчетных нагрузок, необходимых для расчета конструкции контактной сети, следует определять путем умножения нормативного значения каждой из нагрузок на соответствующий ей коэффициент надежности по нагрузке.
2.7. В районах с микроклиматическими особенностями, определяющими повышенное значение климатических нагрузок, следует принимать фактически наблюдаемые величины нагрузок.

Постоянные нагрузки
2.8. Вес проводов, кабелей, тросов, оборудования, деталей и конструкций контактной сети и воздушных линий определяют по ГОСТ, проектным данным, каталогам и справочным материалам.
Нормативную нагрузку от проводов, деталей и конструкций , Н, подвешиваемых на опорах контактной сети, определяют по формуле:
= (gl + Qи + Qд), (2.1)
где g - линейная нагрузка от веса провода или цепной подвески, Н/м;
l - расчетная длина пролета, м;
Qи - нагрузка от изоляторов, Н;
Qд - нагрузка от деталей и конструкций, Н.
При определении нагрузки на опорные, поддерживающие или фиксирующие устройства расчетную длину пролета принимают равной среднему арифметическому от длины двух пролетов, примыкающих к рассчитываемой опоре.
2.9. Коэффициент надежности по нагрузке для веса проводов, деталей и конструкций принимают равным 1,05.
Если уменьшение постоянной нагрузки может ухудшить условия работы конструкций контактной сети, то коэффициент надежности по нагрузке следует принимать равным 0,9.
2.10. Коэффициент надежности по нагрузке для натяжения компенсированных проводов и усилий, передаваемых от них на конструкции, следует принимать равным 1,1.
Нагрузки в расчетном режиме, передаваемые на конструкции контактной сети от натяжения некомпенсированных проводов, определяют по уравнению состояния провода, принимая в исходном режиме нормативные значения нагрузок и соответствующие им натяжения провода. При этом следует учитывать требования пп. 2.18, 2.32, 2.36 и 2.47.

Ветровые нагрузки
2.11. При определении ветровой нагрузки для конкретных электрифицируемых участков следует руководствоваться указаниями СНиП 2.01.07 и дополнительными требованиями Норм.
Ветровую нагрузку следует определять как сумму средней и пульсационной составляющих.
2.12. Нормативное значение ветрового давления qнз, Па, (скорости ветра vнз, м/с) определяют:
(2.2)
где q0 - нормативное значение ветрового давления, Па, принимаемое по табл. 2.1;
v0 - нормативное значение скорости ветра, м/с, повторяемостью 1 раз в 10 лет на высоте 10 м над уровнем земли;
kv = 0,238 ln (z/z0) - коэффициент изменения ветрового давления в зависимости от характера подстилающей поверхности и высоты насыпи (рис. 2.1);
z - высота над поверхностью земли, м (рис. 2.2);
z0 - параметр шероховатости подстилающей поверхности, м, определяемый по табл. 2.2.

Таблица 2.1

Ветровой район (принимают по СНиП 2.01.07) Iа I II III IV V VI VII
...