Подпорен стълб и фундаментна система за подпора
Собственици на патент RU 2302501:
Изобретението се отнася до областта на изграждането на опорни конструкции за електропроводи. ЕФЕКТ: намаляване на огъващите моменти от натоварвания в опорната равнина. Същност: опора с подпора съдържа стълб, подсилен с долния си край в земята в основата, монтиран в горната част на стълба и разположен от различни страни спрямо него, конзоли за окачване на изолатори за проводници, както и подпора, закрепена в единия край в земята в основата, а другият край е прикрепен към стълба под конзолите за проводници. Опората е направена от най-малко две свързани по височина секции, долната от които е направена в посока на линията на окачване на тел, разширяваща се към земята от две части с монтажна връзка по надлъжната ос на опората в равнината на скобата, която е разположена във вертикална равнина, минаваща през надлъжната ос на опората, перпендикулярна на линията на окачване на тел. Описана е и системата от основи за споменатата опора. 2 н.п. f-ly, 4 ил.
Изобретението се отнася до областта на строителството, по-специално до носещи конструкции за електропроводи с високо напрежение (TL).
В свободно стоящи стоманени и стоманобетонни стълбове на едноверижни трифазни електропроводи за високо напрежение с окачена линейна изолация, проводниците са фиксирани върху хоризонтални конзоли, фиксирани върху стълбовия стълб. На опори без мълниезащитен кабел местоположението на конзолите е както следва: една конзола е разположена в горната част на стелажа, а другите две са на известно разстояние по-ниско в една вертикална равнина, докато една от конзолите на долния слой е по-дълга поради факта, че настоящите правила за електрическа инсталация (PUE) не позволяват фазите да бъдат разположени в еднавертикална равнина (виж "Наръчник за електрически инсталации за високо напрежение", М., Енергоатомиздат, 1989 г., стр. 385-426). Това разположение на конзолите за закрепване на проводници по отношение на натоварванията, действащи върху опората, има две отрицателни последици:
- асиметрично натоварване на носещите елементи на опорната стойка от натоварвания от проводници поради асиметричното разположение на траверсите;
- увеличаване на усукващите сили, действащи върху опората в авариен режим при скъсване на проводник, закрепен към по-дълъг траверс.
Тези негативни последици водят до необходимостта от увеличаване на напречните сечения на носещите елементи на носещата стойка, което води до увеличаване на разхода на материали и цената на опорите, както и основите за тези опори.
Опорите с тясна основа, към които принадлежи стойката съгласно изобретението, обикновено се основават на цилиндрична, стоманена или стоманобетонна основа, която е продължение на стойката. При големи моменти на огъване фиксирането върху една основа става нерационално, тъй като изисква много материал и цената на основата рязко нараства. Основите, върху които лежи подпората и долният край на подпората, могат по-специално да бъдат с форма на гъба или с всякакъв друг дизайн.
Традиционните стоманени опори за линии с високо напрежение имат относително големи напречни размери, което затруднява транспортирането на заварени секции. Поради тази причина опорните елементи обикновено се транспортират в насипно състояние и се сглобяват на болтова инсталация, което увеличава сложността и времето за монтаж.
Напоследък все повече се използват опори, състоящи се от заварени профили с относително малки напречни размери, по време на транспортирането на които няма големи затруднения. Пример за решеткаопора с тясна основа с огънати профилни колани е описана в статията: Gunger Yu.R. и др. "Разработване на нови конструкции на опори за въздушни линии от огънати метални профили с нетрадиционни форми", Електрически станции, № 3, 2003 г.
Инсталирането на допълнителна подпора за опората решава проблемите със стабилността, тъй като този дизайн ви позволява да намалите моментите на огъване в долната част на багажника, теглото на багажника и разходите за фиксиране на опората. Въпреки това, областта, в която този дизайн е ефективен, е ограничена.
Подпората позволява да се намалят моментите на огъване от натоварвания в опорната равнина. При закрепване на стелаж към една основа за високи опори при големи натоварвания от вятър, моментите на огъване стават значителни, когато вятърът е насочен по оста на линията за високо напрежение, което не намалява подпората.
От същия източник е известна система от основи за опора с подпора, направена под формата на подсилен долен край към стойката на основата на стелажа и свързана с последната подпора, като единият край е фиксиран към стойката на отделна основа.
Известното решение е прието като прототип и за двата заявени обекта, обединени от единна изобретателска концепция.
Недостатъкът на тази опора е нейният висок огъващ момент в участъка на стелажа, поради нерационалното закрепване на подпората поради използването на традиционната схема за изграждане на едноверижна опора.
Сечението на подпората при опората с подпората се определя от момента в участъка на самата подпора на нивото на монтажа на подпората. Това е моментът, дължащ се на сили, разположени над този участък (натоварване от фазата на проводника, натоварване от фазата на кабела, налягане на вятъра върху частта от подпората, разположена над секцията на подпората на нивото на монтажа на подпората). Колкото по-близо е този участък до тези сили, толкова по-малък е моментът. И в добре познатото решение, по-нискататраверсите отляво и отдясно на стелажа са разположени на едно ниво. Следователно максималната височина на секцията на стелажа на нивото на точката на закрепване на подпората се определя от допустимата междина между отклонения проводник и подпората и като правило винаги е разположена значително по-ниско. В тази връзка за такива опори е необходимо да се увеличи напречното сечение на опората и да се използват сложни и материалоемки основи. Тъй като основата за стълба и основата за подпората са направени отделно, поради геофизични промени в структурата на почвата и последиците от климатичните въздействия са възможни деформационни процеси в почвата и в самите основи, което води до нарушаване на тяхното позиционно положение един спрямо друг. Това трябва да се вземе предвид при създаването на основата, което води до увеличаване на цената на последната.
Това добре познато решение се приема като прототип на претендирания обект.
Настоящото изобретение е насочено към решаване на техническия проблем за намаляване на натоварванията на огъване поради рационалното пространствено разположение на опорните елементи с подпора и осигуряване на затворена захранваща връзка на точките на закрепване на опорните елементи и подпората към основите.
Техническият резултат, постигнат в този случай, е да се повиши експлоатационната надеждност на опората с подпора, да се намали консумацията на материали при производството на опори и основи, което води до намаляване на разходите за електропроводи.
Посоченият технически резултат се постига чрез факта, че опората с подпора, съдържаща стълб, подсилен с долния край в земята в основата, монтиран в горната част на стълба и разположен от различни страни спрямо него, две конзоли за окачване на изолатори за долните проводници и монтирана в горната част над тези конзоли допълнителна конзола за окачване на изолатори за горнитепроводници, както и подпора, фиксирана в единия край в земята в основата, а в другия край, прикрепена към стълба под конзолите за долните проводници, е направена от секции, свързани по височина, долната от които, разширяваща се към земята, е фиксирана върху две основи, докато на нивото на основите подпората е свързана чрез подпори с точките на закрепване на долната част на опората към основите и точките на закрепване на долната част на опората към основите са свързани помежду си с подпора, а подпората е разположена във вертикална равнина, минаваща през надлъжната ос на опората, перпендикулярна на линията на окачване на телта.
В допълнение, долната част на опората може да бъде направена от две части с монтажна връзка по надлъжната ос на опората в равнината на подпората.
Характеристика на претендираното изобретение е, че опората и подпората в зоната на основата са свързани помежду си чрез хоризонтално насочени дистанционни елементи, свързващи двете опорни основи една към друга и към основата на подпората, за да образуват силово затворен триъгълник. В допълнение, изобретението е насочено към рационалното разположение на подпората по отношение на стелажа и линията на проводниците.
Изобретението е илюстрирано с конкретен пример, който обаче не е единственият възможен, но ясно демонстрира възможността за постигане на дадения набор от признаци на необходимия технически резултат чрез чертежи.
Фигура 1 показва опората с подпора, първият изглед;
фигура 2 е същата като на фигура 2, страничен изглед;
фигура 3 - позицията на основите и подпорите, изглед отгоре;
фигура 4 - изпълнение на долната част на двете части, заварени по време на монтажа.
Съгласно изобретението опорната конструкция включва действителната опора 1, направена под формата на стелаж или мачта. Подпората е направена от свързани по височина секции,долната част 2 на която, направена разширяваща се към земята, е фиксирана върху две основи 3 (фигура 1, 2). Разширяването на опората в долната част по посока на линията на окачване на проводника позволява по-рационално възприемане на огъващите моменти от вятъра, насочен по оста на линията за високо напрежение. В горната част опората може да бъде решетка, с елементи, изработени от огънат профил или валцовани ъгли, или твърда секция под формата на многостен; в долната разширяваща се част стелажът е решетка. Тези примери не изчерпват всички варианти за изпълнение на стелажа (дървен, стоманобетон.).
Долната секция 2 на опората може да бъде направена от две части 4 и 5 с монтажна връзка 6 по надлъжната ос на опората в равнината на подпората, минаваща през надлъжната ос на опората. Такава конструкция е рационална за случая, когато рационалната ширина на една или повече долни секции е голяма и е трудно да се транспортират в заварена версия. Разбивката на всяка от тези секции на две в бъдеще по време на монтажа на частите, които ще бъдат заварени с полевата връзка по оста на опората за долната секция, е показано на фиг.4.
В горната част на стелажа са монтирани две конзоли 7, разположени на противоположни страни спрямо надлъжната му ос, за окачване на изолатори за долните проводници, а в горната част над посочените конзоли е монтирана допълнителна конзола 8 за окачване на изолатори за горния проводник.
За такава опора с подпора е разработена фундаментна система, съставена от подпорна основа и отделна основа за подпора. В същото време основата за скобата е направена под формата на отделен блок, а основата за долната част на стелажа, която има най-малко две раздалечени точки на закрепване към основата, е направена под формата на два отделни блока, разположени на разстояние един от друг в посокалинии за окачване на тел и на разстояние от основата за скобата, докато на нивото на основите точките на закрепване на стелажа към основите са свързани помежду си с дистанционер, а точката на закрепване на скобата към основата е свързана с дистанционери към точките на закрепване на стелажа към основите.
Тази система може да се разгледа на конкретен пример.
Подпората 9 е фиксирана в единия край в земята в основата 10, а в другия край е прикрепена към стълба под конзолите 7 за долните проводници. Подпората може да бъде решетъчна или плътна секция. Подпората е разположена във вертикална равнина, минаваща през надлъжната ос на опората, перпендикулярна на линията на окачване на телта. На нивото на основите точката на закрепване на подпората 9 е свързана с дистанционни елементи 11 с точките на закрепване на долната секция 2 на опората към основите 3, а точките на закрепване на долната секция на опората към основите 3 чрез дистанционната опора 12 са свързани помежду си (фигура 3). Основите, върху които лежи опората и долният край на подпората, могат да бъдат по-специално с форма на гъба, както е показано на фигури 1, 2, или да имат всякакъв друг дизайн.
С този дизайн всички основи са свързани помежду си с образуването на твърда силова връзка, която формира условията, при които три отделни основи са еквивалентни по функция на една основа, обща за всичките три референтни точки.
Рационалното разположение на подпората по отношение на линията на проводниците на електропровода позволява с този дизайн на основите да се намали теглото на стелажа и основите, както и тяхната цена.
Настоящото изобретение е промишлено приложимо, тъй като полученият резултат се основава на рационално взаимно пространствено разположение на фундаменти и опорни елементи, които носят проводници и предпазват опората от външни натоварвания.
1. Подпора с подпора, съдържаща стойка, подсилена с долния си край в земята в основата, монтиранав горната част на стелажа и конзоли, разположени от противоположните му страни за окачване на изолатори за проводници, както и подпора, закрепена в единия край в земята в основата, а в другия прикрепен към стелажа под конзолите за проводници, характеризиращ се с това, че е направен от най-малко две секции, свързани по височина, долната от които е направена в посока на линията на окачване на проводника, разширяваща се към земята от две части с монтажна връзка по дължината също надлъжната ос на опората в равнината на подпората, която е разположена във вертикална равнина, минаваща през надлъжната ос на опората, перпендикулярна на линията на окачване на телта.
2. Системата от основи за опора с подпора съгласно претенция 1, направена под формата на фиксиран долен край към точката на закрепване на основата на багажника и свързана към последната подпора, с единия край, фиксиран към точката на закрепване на отделна основа, характеризираща се с това, че основата за подпората е направена под формата на отделен блок, а основата за долната секция на багажника, имаща най-малко две раздалечени точки на закрепване към основата, е направена в под формата на два отделни блока, разположени на разстояние един от друг по посока на линията на окачване на телта и на разстояние от основата за скобата, докато на нивото на основите точките на закрепване на стелажа към основите са свързани помежду си с дистанционер, а точката на закрепване на скобата към основата е свързана с дистанционери към точките на закрепване на стелажа към основите.