Эксплуатация опор с оттяжками
В целях снижения расхода металла на сооружение линий электропередачи в энергосистемах Советского Союза нашли широкое применение конструкции опор с оттяжками. Промежуточные опоры выполняются, как правило, портального типа с шарнирно закрепленными у фундаментов и траверсы стойками и вынесенными из плоскости портала оттяжками. Стойки и траверсы представляют собой либо металлические фермы, либо полые железобетонные трубы. Оттяжки выполняются либо из гибкого стального троса, либо из круглой низколегированной стали. Оттяжки опор ВЛ 500 кв выполняются из двух гибких стальных тросов, свитых между собой.
Экономия металла в опорах этого типа по сравнению с другими типами опор получается по следующим причинам:
1. Опора представляет собой пространственную систему, которая и в нормальном и в аварийном режимах работает более рационально, чем опора с жестко закрепленными стойками.
2. Все элементы опоры, кроме траверсы, как в нормальном, так и в аварийном режимах работы испытывают в основном осевые усилия, а не изгиб, в отличие от опоры с жестко закрепленными стойками.
3. Подножники опор с шарнирно закрепленными, стойками в нормальном и аварийном режимах работают преимущественно на сжатие, не испытывая значительных опрокидывающих усилий.
Жесткость опоры с шарнирно закрепленными стойками определяется величиной начального тяжения в оттяжках. Если оттяжки не натянуты, опора может потерять свою плоскую форму, а стойки опоры могут соскочить с подножников. Практически по условиям монтажа и эксплуатации начальное тяжение в оттяжках целесообразно задавать в пределах 20—25% номинального тяжения в оттяжках при расчетной нагрузке нормального режима. Начальное тяжение в оттяжках для опор 220 кв составляет 1—2 Т, для опор 500 кв 2—3 Т. Под действием ветра, направленного поперек линии, тяжение в оттяжках, расположенных с наветренной стороны, падает, а в двух других оттяжках возрастает. Однако усилия в оттяжках, получающиеся при расчетных нагрузках, не зависят от величины начального тяжения в оттяжках.
Конструктивные особенности опоры с шарнирно закрепленными стойками особенно хорошо сказываются при обрыве проводов крайних фаз: ближайшая к оборванной фазе стойка и соединенный с ней конец траверсы разворачиваются, тяжение по оборванному проводу уменьшается, а сама опора не теряет своей устойчивости. Испытания показали, что в этом случае установившееся редуцированное гяжение примерно на 40% ниже, чем у портальной опоры с жестко закрепленными стойками. Следует отметить, что такое снижение редуцированного тяжения может быть обеспечено, если ближайший к оборванной фазе грозозащитный трос будет проскальзывать в подвесном зажиме при определенном усилии и не будет препятствовать перемещению траверсы. Динамические нагрузки при обрыве крайних проводов получаются примерно вдвое меньшими, чем при обрыве проводов средней фазы.
Полевые испытания опоры с шарнирно закрепленными стойками показали, что при обрыве одной оттяжки опора не потеряет своей устойчивости, если вторая оттяжка будет цела и подвесной зажим грозозащитного троса не допустит значительного проскальзывания троса.
Таким образом, грозозащитный трос на этой опоре должен подвешиваться в поддерживающем зажиме с ограниченной прочностью заделки. Усилие срабатывания зажима выбирается из двух условий: не допустить проскальзывания троса при обрыве оттяжки и сработать при обрыве провода. Для опоры ВЛ 500 кв типа ПО усилие срабатывания зажима равно примерно 3 Т. Если грозозащитный трос не подвешен на линии, то обрыв одной из оттяжек обязательно приведет к падению опоры. Можно считать, что обрыв оттяжки — явление чрезвычайно редкое: испытания показали, что трактор С-80 при наезде на оттяжку опор ВЛ 220— 500 кв практически не в состоянии оборвать ее.
Промежуточные опоры с шарнирно закрепленными стойками используются и в качестве угловых, рассчитанных на небольшой угол поворота (ПМ-2 рассчитана на угол поворота до 10°). Для угловых опор, загруженных в нормальном режиме преимущественно в одном направлениии, тросовые оттяжки в направлении оси трассы располагаются несимметрично и разгружают элементы опоры от равнодействующей тяжения по проводам.
Угловые промежуточные опоры для ВЛ 400—500 кв выполняются обычно с жестко закрепленными на фундаментах стойками (ПУ-10—двухстоечная П-образная металлическая опора с одной оттяжкой по диагонали, ПУ-40 — трехстоечная металлическая опора с общей траверсой и двумя оттяжками по диагонали). Работа-такой опоры в значительной степени зависит от начального тяжения в оттяжке, так как при этом элементы опоры получают предварительное напряжение металла. Величина начального тяжения зависит от угла поворота линии и задается в проекте.
В последнее время находят применение одностоечные анкерно-угловые железобетонные опоры с оттяжками для ЛЭП 110 кв на углы поворота до 60°.
Надежность работы всех типов опор с оттяжками зависит от состояния оттяжек и величины начального тяжения в них. Поэтому в условиях монтажа линии и ее дальнейшей эксплуатации важно контролировать и поддерживать нужную величину начального тяжения.
Замер величины тяжения в оттяжках производится при помощи прибора типа ИТ, разработанного трестом «ОРГРЭС». В измерителе тяжения использована зависимость между усилием, отклоняющим натянутый трос на величину, и величиной тяжения по тросу при заданном расстоянии между точками опоры. Процесс измерения прибором типа ИТ заключается в следующем: трос испытываемой оттяжки захватывается опорным роликом и захватом, после чего силовым рычагом упираются в трос и тем самым сообщают ему прогиб между системой опорных точек. Растягивающее усилие передается на упругую систему динамометра и замеряется по шкале. На точность измерения влияют жесткость канатов и характер опирания каната на детали измерителя. Для уменьшения погрешности жесткие канаты не следует сильно перегибать силовым рычагом прибора и производить замер в тех местах, где форма каната сильно отличается от круглой. Для замера тяжений в тросах различного диаметра прибор снабжается сменными роликами и захватами, диаметр и радиус желобка которых находятся в соответствии с диаметром троса. При замерах тяжения в оттяжках, состоящих из двух свитых ветвей, прибор следует устанавливать на свободном от скрутки участке одной из ветвей. Проверка тяжения в оттяжках в условиях эксплуатации, должна производиться периодически: первые 2 года эксплуатации замер производится ежегодно, а в дальнейшем — 1 раз в 3 года. Причиной ослабления оттяжек может послужить осадка бетонных подножников или смещение анкерных бетонных плит после весеннего таяния снегов и осенних дождей. При повторном обнаружении ослабления одних и тех же оттяжек следует проверить крепление V-образного болта. Следует иметь в виду, что величина начального тяжения в оттяжках должна замеряться в безветренную погоду или при ветре не более 5 м/сек, так как в противном случае прибор будет замерять тяжение, обусловленное внешними нагрузками. В случае отклонения величины начального тяжения от проектной производится регулировка тяжения специальными винтовыми устройствами — талрепами.
В процессе приемки опор с оттяжками проверяется качество анкерных тяг для крепления оттяжек к анкерным плитам, качество опрессовки троса или заделки троса в клиновых зажимах в местах крепления оттяжек к оттяжным устройствам. При плохой обработке внутренней поверхности клиновых зажимов возможны выскальзывание тросовой оттяжки при больших внешних нагрузках и поломка опоры. По этой причине в практике имело место повреждение опоры на ВЛ 500 кв. Проверяются глубина заложения анкерных плит и качество их засыпки, правильность забивки свай, положения фундаментов и анкерных плит оттяжек в плане, отсутствие на шаровой плите трещин и пороков литья. Вое обнаруженные дефекты устраняются да установки опоры. В случае неплотного прилегания шарнирной плиты >к под-ножнику «ли стакана к стойке железобетонной опоры получившиеся пазы заливаются цементным раствором. Штырь шарнира должен проходить в отверстие в опорной плите и выступать над нею не менее чем на 20 мм. Смещение штыря относительно центра подножника допускается не более 15 мм. Анкерные болты (талрепы) должны совпадать по направлению с оттяжками, их несоосность не должна превышать ±5°. Длина нарезной части талрепа проверяется на возможность регулировки оттяжек: запас резьбы должен быть не менее 300 мм.
В процессе строительства и эксплуатации опор с оттяжками следует обращать внимание на несоосность фундаментов и стоек опоры, которая не должна превышать 2° для промежуточных опор и 1° для промежуточных угловых. Нарушение соосности может произойти в результате неправильной подготовки котлована, а также оседания насыпного грунта и может привести к разрушению верхней части фундамента и шарнирного крепления стойки опоры. Отделение верхней части подножника от нижней определяется по наличию зазоров между стенками подножника и землей с одной стороны. Перекос опоры может привести к перераспределению напряжения в стойках и потере ими устойчивости. Тросовые оттяжки в целях предотвращения коррозии рекомендуется периодически смазывать специальной антикоррозионной смазкой — графито-вазелиновой (ГОСТ 3333). Все металлические детали опор с оттяжками (талрепы, стаканы, шарниры, анкеры), а также оттяжки железобетонных угловых опор, выполненные из круглой стали, требуется защищать от коррозии оцинкованмем или атмосферостойкими красителями.
При верховой ревизии опор проверяются крепление оттяжек к стойкам и крепление грозозащитного троса в подвесном зажиме. Особое внимание надо обращать на то, не перетираются ли оттяжки о металлоконструкции. Слабое закрепление троса, как указывалось выше, снижает устойчивость опоры при обрыве оттяжки.
