устройства для поддержания и прикрепления несущих конструкций (См. Несущие конструкции) сооружений; О. передают усилия от одной части сооружения на другие или на основание (см. Основания сооружений). Конструкции О. весьма разнообразны, они зависят от величины и характера передаваемых усилий, размеров и формы несущих конструкций, материалов, климатических и др. условий.
В жилых, общественных и промышленных зданиях О. балок и ферм служат стены, столбы, стойки, колонны, а также места взаимного сопряжения элементов (например, второстепенных и главных балок). Арки и рамы большей частью крепятся непосредственно к фундаментам зданий и сооружений. В Мостах для поддержания пролётных строений О. служат устои и быки.
В строительной механике под О. понимаются расчётные схемы действительных О. сооружений. В наиболее распространённых плоских стержневых системах (см. Плоские системы (См. Плоская система)) различают 4 основные схемы О. (рис.): шарнирная (или цилиндрическая) подвижная, шарнирная неподвижная, защемленная подвижная, защемленная неподвижная.
ЧТО ТАКОЕ ВНУТРЕННИЕ ОПОРЫ. Как найти внутреннюю опору на опираться на себя.
Шарнирная подвижная О. позволяет закрепляемой системе поворачиваться вокруг определённой оси и перемещаться поступательно в одном направлении (например, катковая О. моста). Конструктивно она выполняется в виде двух шарнирно соединённых опорных плит. Между одной из плит и опорной плоскостью расположены катки (рис., а). Опорная реакция в такой О. проходит через центр шарнира и направлена нормально к опорной плоскости.
Шарнирная неподвижная О. допускает только поворот системы относительно точки опирания. В конструкции этой опоры отсутствуют катки (рис., б). Опорная реакция проходит через центр шарнира и определяется двумя составляющими (горизонтальной и вертикальной). Защемленная подвижная О. допускает лишь поступательное перемещение закрепляемой системы (в одном направлении).
Она выполняется с помощью катков, помещаемых между стержнем и опорными плоскостями (рис., в). Опорная реакция здесь направлена нормально к опорной плоскости и определяется нормальной силой и опорным моментом (см. Момент силы). Защемленная неподвижная О. не допускает никаких перемещений системы и представляет собой жёсткую заделку системы в массиве (рис.
, г). Опорная реакция состоит из горизонтальной и вертикальной составляющих и опорного момента.
Опоры плоских стержневых систем: а — шарнирная подвижная; б — шарнирная неподвижная; в — защемлённая подвижная; г — защемлённая неподвижная.
Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .
Источник: dic.academic.ru
Общие требования к опорам. Классификация опор
Опоры мостов должны отвечать ряду эксплуатационных, экономических и производственных требований. Например, к эксплуатационным относятся требования по обеспечению безопасного пропуска вод, надежной работы при ледоходах, требования по обеспечению видимости и беспрепятственного проезда под путепроводами и эстакадами, устойчивость против выветривания, истирания поверхности опор.
Лекция иссо: Опоры мостов и их содержание
К производственным и экономическим требованиям, обеспечивающим индустриализацию строительства моста, относятся: сборность конструкций при возможности изготовления их в заводских условиях, транспортабельность, возможность наиболее рациональной комплексной механизации работ, общей для строительства опор и пролетных строений; обеспечение возможности производства работ в зимнее время; обеспечение наиболее рационального использования материалов; минимальные размеры конструкций при их достаточной прочности, жесткости и износоустойчивости и ряд других.
Конкретизация этих требований неразрывно связана с типом опор, выполняемыми ими функциями и типом самого моста. Поэтому основные требования целесообразно показать в увязке с классификацией опор.
Эту классификацию определяет ряд условий, по которым и следует рассматривать типы и виды опор, их конструктивные особенности, а также и предъявляемые к опорам требования.
Прежде всего опоры мостов разделяют в зависимости от их расположения на промежуточные (быки) и береговые (устои).
Промежуточные опоры воспринимают нагрузки от смежных пролетов, причем работают они в двух направлениях, вдоль и поперек моста. Речные опоры своей формой и конструкцией должны обеспечить пропуск вод без завихрений и размывов и ледоходов — без повреждений. Для этого им придают в плане обтекаемую форму, устраивают ледорезные ребра, облицовывают поверхности и т. д. (рис. 1). Форма промежуточных опор путепроводов и эстакад должна способствовать улучшению условий видимости и проезда.
Береговые опоры, кроме нагрузок от пролетного строения, принимают на себя давление насыпи подходов, обеспечивают сопряжение дороги с мостом (см. рис. 1). Так как основные нагрузки передаются на устои односторонне, их конструкция в продольном направлении всегда несимметрична, в то время как промежуточные опоры почти всегда симметричны, так как они работают на одинаковую двухстороннюю (кроме ледовой) нагрузку.
Для опор характерно также разделение по жесткости в продольном (вдоль моста) направлении. В подавляющем большинстве мостовые опоры жесткие и каждая из них должна быть способна воспринять всю горизонтальную нагрузку, которая передается пролетным строением или возникает от давления грунта насыпи подходов.
При закреплении на гибких опорах пролетного строения вся система в продольном направлении работает как рама, и горизонтальные усилия распределяются между опорами пропорционально их жесткости. Такая работа опор позволяет значительно уменьшить их размеры. Гибкие опоры выполняют в виде свайных, стоечных конструкций или тонкой стенки (рис. 2, а, б и в). Применение гибких опор рационально при небольших пролетах и небольшой высоте моста.
Большое значение для выбора конструкций опор имеет система пролетного строения. При внешне безраспорной балочной системе опоры не работают на распор (рис. 3,а); в арочных или висячих мостах внешне распорной системы опоры воспринимают большие горизонтальные силы распора (рис. 3,б). Опоры мостов распорной системы имеют мощную конструкцию, что усложняет возможность проектирования и постройки их из сборных элементов.
Мостовые опоры в зависимости от ряда условий выполняют из различных материалов. Каменные, из бутовой кладки и бутобетонные конструкции чаще применяют для монолитных и массивных опор. Такие опоры обязательно имеют специальную облицовку. Бетон в виде бетонных блоков и железобетон рациональны для сборных и сборно-монолитных конструкций опор. В некоторых случаях на местных дорогах для мостов через суходолы опоры выполняют из кирпичной кладки.
Для промежуточных опор путепроводов, эстакад и реже виадуков, а также для пилонов промежуточных опор висячих мостов можно применять металл.
Наиболее важно разделение опор в зависимости от возможностей строительства по типам: монолитные, сборно-монолитные и сборные.
Монолитными называются конструкции, изготовляемые на месте. По современным требованиям индустриализации строительства такие конструкции нерациональны, однако по условиям работы, например, для мостов распорной системы, а иногда и по экономическим или производственным условиям, монолитные решения могут быть более рациональными или даже единственно возможными. Поэтому в настоящее время, особенно за рубежом, они встречаются весьма нередко.
Сборно-монолитные опоры состоят из элементов с включением монолитного бетона, обычно в виде заполнения. Сборные опоры в настоящее время чаще выполняют из железобетонных блоков, но могут быть и металлическими.
Монолитные опоры обычно выполняют в виде массивных и сплошных конструкций без внутренних полостей, причем их делают из камня или бутобетона (рис. 4,а). Сборно-монолитные опоры, чаще скорлупного типа, состоят из железобетонных блоков-оболочек, играющих одновременно роль защитной облицовки и опалубки при строительстве и заполняемых монолитным бетоном или бутобетоном (рис. 4,б).
Массивными могут быть и сборные опоры, например, собираемые из сплошных бетонных блоков (рис. 4, в). Массивные опоры рациональны для мостов с большими пролетами, на реках при тяжелых условиях ледохода, в мостах распорной системы.
Для путепроводов, эстакад, реже для мостов на реках целесообразны столбчатые или стоечные конструкции со столбами сплошного сечения или из пустотелых железобетонных оболочек (рис. 5). Такие конструкции выполняют чаще всего сборными или сборно-монолитными, но встречаются еще и монолитные решения.
Опоры с двумя или несколькими стойками применяются для путепроводов, а одностолбчатые — для эстакад, где они наилучшим образом отвечают требованиям по обеспечению видимости и беспрепятственного проезда. Кроме того, одностолбчатые опоры удобны при косом пересечении дорог. Круглые одностолбчатые опоры наиболее рациональны вследствие своей всесторонней обтекаемости также на реках с косоструйным течением, но только при слабых ледоходах.
Выше колебания горизонта воды для речных опор, а также для опор путепроводов, эстакад и виадуков применяются пустотелые конструкции из обычного или предварительно напряженного железобетона. Чаще всего это сборные конструкции; однако при очень большой высоте опоры, например, для виадуков, монолитный железобетон при бетонировании в подвижной инвентарной опалубке может оказаться выгоднее как в производственном, так и в экономическом отношении, чем сборный. Так выполнены опоры моста Madway Bridge в Англии и моста «Европа».
По конструкции фундаментов опоры можно разделить на два основных типа: опоры, имеющие отдельные фундаменты, и опоры, составляющие с фундаментами одно нераздельное целое. У опор первого типа фундаменты могут быть массивными и свайными. Массивные могут быть сплошной или столбчатой конструкции, выполняться в открытом котловане при малом заложении или опускной системы (опускные колодцы, погружаемые тонкостенные оболочки, кессонные фундаменты) при очень глубоком заложении.
Во втором случае невозможно отделить конструкцию фундамента от опоры, как, например, при свайных опорах, опорах из труб или колодцев-оболочек.
Несколько особое место по конструктивной форме занимают опоры с раздельными фундаментами, выполненными из оболочек, но большего сечения. Примером такого решения могут служить опоры моста в Саратове, описанные ниже.
Эти типы опор отличаются не только по внешнему виду, но и по работе конструкций, что отражается на методике расчетов. Для первого случая характерно разделение расчетов на два этапа — отдельно для опор и фундаментов. Во втором и третьем случаях опору и фундамент рассчитывают как один элемент, с проверкой его в различных сечениях, в том числе и по грунту.
Особое место занимают косые опоры, которые встречаются при косом пересечении дорог в двух уровнях, в эстакадах с закруглениями в плане или при косом пересечении мостом реки. В этих случаях решения промежуточных и береговых опор могут быть следующими:
— косопоставленные, но прямые в плане промежуточные опоры и косые устои; пролетные строения косые (монолитные) или с установкой блоков ступеньками на широких ригелях опор; такое решение допустимо как для путепроводов, так и для мостов через реки, даже при значительной косине пересечения (рис. 6,а);
— промежуточные и береговые опоры ступенчатые в плане, из двух или более ступеней, в зависимости от величины косины; этот прием допустим только для путепроводов( рис. 6,б); пролетные строения прямые;
— при неразрезных пролетных строениях на закруглениях эстакад наиболее приемлемы одностолбчатые промежуточные опоры; при разрезных — прямые, но косопоставленные, с широким ригелем.
Конструктивно решения косых опор мало отличаются от прямых. Поэтому они не выделены ниже, а приведены в числе остальных примеров опор различных типов.
Наиболее правильна классификация опор по величине пролетов с учетом размеров самого моста: опоры мостов малых пролетов и опоры малых мостов (при величине пролетов в свету до 20 м) и опоры мостов средних и больших пролетов (при величине пролета в свету более 20 м).
Источник: ctcmetar.ru
Виды и конструкция опор ЛЭП
Опоры воздушных линий электропередач являются неотъемлемой частью энергетических систем, в которых испытывают потребность все виды гражданских, военных, а также промышленных объектов. В комплексе жилого малоэтажного и многоэтажного строительства, при возведении промышленных объектов планируется и возводится инфраструктура, которая включает в себя линии электропередач, подстанции и опоры. От выбора типа и вида опор зависит долговечность конструкции ЛЭП, ее прочность, устойчивость к целому ряду внешних механических и природных факторов. Надежные опоры в свою очередь гарантируют безаварийную подачу электроэнергии к объектам инфраструктуры, исключая перебои и возникновение внештатных, аварийных ситуаций. Современные унифицированные опоры позволяют сооружать в короткие сроки надежные воздушные линии электропередач в различных климатических поясах, на грунтах различной несущей способности.
Разновидности и назначение опор ЛЭП
Все существующие виды конструкционных изделий, которые служат в качестве опор, выполняют функцию поддержания проводов воздушных линий электропередач. В зависимости от напряжения линии различают опоры, рассчитанные на 220В, а также 0.4, 6, 10, 35, 110, 150, 220, 330, 400, 500, 750 и 1150 кВ. При этом воздушные линии делятся на три категории:
- от 0,4 до 10 кВ;
- от 35 до 110 кВ;
- от 220 до 330 кВ.
Расстояние между опорными элементами конструкции ЛЭП называется пролетом. Чем выше рабочее напряжение высоковольтной линии, тем длиннее ее траверсы, больше габариты и вес конструкции.
При этом конструкции опорных стоек должны обеспечивать возможность установки:
- кабельных концевых муфт;
- защитных выключателей и аппаратов;
- щитков и шкафов с целью подключения отдельных электроприемников;
- коммутационных и секционирующих аппаратов;
- светильников уличного освещения любой конструкции.
По способу крепления различают опоры, которые могут устанавливаться непосредственно на грунт, а также элементы, для монтажа которых необходимо сооружение специального фундамента. Последние разделяются на классические и узкобазовые. В обычном виде ширина базы крепления имеет площадь более 4 м2, предусматривая рамные, каркасные или заливные фундаменты. К категории узкобазовых относят все основания, площадь которых составляет менее 4 м2. Часто такие крепления предусматривают установку железобетонной или винтовой сваи, стальной трубы и используются на местности с дефицитом пространства.
В зависимости от вида крепления опоры можно дифференцировать на прямостоячие и конструкции с оттяжками. Последние являются наиболее устойчивыми и прочными, требуя при этом дополнительных работ по монтажу оттяжек и их креплению, каждая из которых должна иметь свой отдельно сформированный фундамент.
Металлические, железобетонные, деревянные и композитные опоры – достоинства и недостатки
В зависимости от используемого материала различают опоры выполненные из:
- дерева;
- железобетона;
- стали.
В настоящее время также встречаются опоры композитного типа, которые включают в себя элементы из различных материалов. К примеру, железобетон может компоноваться металлическими наконечниками, ребрами, стойками, для формирования необходимой конфигурации и размера.
Каждый вид опорных элементов обладает набором индивидуальных характеристик, которые необходимо учитывать при проектировании и установке на местности.
Железобетонные опоры изготавливают из бетона, который для усиления прочности армируется металлом. С целью повышения надежности для линий от 35 до 110 кВ при изготовлении находит применение технология центрифугирования, с помощью которой бетонная смесь максимально уплотняется с устранением воздушных прослоек снижающих прочность.
В процессе производства раствор разливается по специальным металлоформам, внутри которых располагается созданный заранее армированный каркас из поперечных и продольных стержней. Железобетонные изделия являются устойчивыми к внешним воздействиям и появлению коррозии. Химическая инертность бетона не позволяет ему вступать в действие с химическими элементами, допуская эксплуатацию в условиях агрессивных сред и реагентов, которыми может быть насыщен воздух. Одним из главных недостатков таких опор является их высокая масса, которая затрудняет доставку, выдвигает требования к процессу проведения монтажных работ и качеству подготовленного основания. При этом железобетон отличается высокой степенью долговечности, которая гарантирует безаварийную работу опор в течение длительного срока службы, который составляет не менее 60 – 80 лет.
Деревянные опоры для ЛЭП изготавливаются из цельных бревен. Чаще всего их использование актуально для низковольтных воздушных линий с напряжением 220 или 380 В. В качестве материала, используемого при производстве опор, преимущественно задействуются хвойные породы древесины, реже лиственные.
Одним из главных достоинств применения деревянных элементов крепления проводов является доступная стоимость. при наличии местных сортов древесины это позволяет создать существенную экономию при сооружении и прокладке электролиний. При этом такие опоры уступают в долговечности металлическим, железобетонным и композитным изделиям.
В процессе эксплуатации древесина разрушается под воздействием солнечных лучей, влаги, паразитного влияния насекомых, вследствие сезонного перепада температур и прочих естественных факторов. С целью повышения срока службы деревянные бревна обрабатываются специальными составами. Мастики и смолы позволяют продлить долговечность изделий до 20 – 25 лет в наиболее благоприятных условиях. Деревянные опоры используются для сооружения А- и П-образных конструкций.
Металлические опорные изделия для линий электропередач изготавливают и стальных сплавов установленных марок. Отдельные компоненты конструкции, представляющие несущие элементы и ребра жесткости в виде балок и уголков соединяют между собой воедино. Дл этой цели используют сварное жесткое соединение, которое обеспечивает соединение поверхностей на молекулярном уровне или сборно-разборное соединение при помощи болтов и гаек. С целью недопущения снижения прочности металлических опор по причине коррозии часто задействуется оцинкованный стальной прокат. Некоторые конструкции окрашивают специальными защитными составами. В зависимости от особенности конструкции различают следующие виды стальных опор:
- решетчатые;
- многогранные.
Помимо этого разделяют конструкции опор из закрытого и открытого профиля. К первым относятся шести- и восьмигранники, ко вторым треугольники и изделия квадратного сечения. Также нередко в качестве основы для сооружения стальных опор для ЛЭП находят применение трубы.
Композитные типы опорных элементов – новый вид конструкций, которые вкачают в себя отдельные узлы, выполненные из различных материалов.
Маркировка и обозначение
Для обозначения опор линий электропередач используется буквенная маркировка, которая позволяет присвоить каждой конструкции отдельное наименование: Для стальных, композитных и железобетонных видов опор, рассчитанных на прокладку воздушных линий с рабочим значением напряжения от 35 до 330 кВ, приняты следующие обозначения:
- «А» — анкерные изделия;
- «УС», «У» и «АУ» — обозначение изделий анкерно-углового типа;
- «ПС» и «П» — промежуточные конструкции;
- «ПУС» и «ПУ» — угловые промежуточные элементы;
- «ПВС» — промежуточные опоры с внутренними связями;
- «Б» — изделия из железобетона (за исключением опор рассчитанных на 500 кВ);
- «КС» и «К» — изделия концевого типа;
- «ПК» — композитные промежуточные опорные конструкции;
- «ПП» — переходные промежуточные изделия.
Цифровой индекс, который приводится после буквенного обозначения, отражает класс напряжения. Наличие буквенного указателя с литерой «т» указывает на наличие тросостойки с 2-мя тросами. Если приводится буква «п», то изделие предусматривает изменение взаимного расположения проводников в конструкции опоры. В большинстве изделий для реализации этой цели провода переносятся на соседний ярус, где формируется необходимая последовательность.
Цифра, которая указывается через дефис определяет число цепей: если значение нечётное, то линия позиционируется как одноцепная, четное принадлежит многоцепным конструкциям. Помимо этого цифра может указывать на тип исполнения изделия. Дополнительно в некоторых элементах моет указываться цифровое значение со знаком «+», которое отражает высоту приставки к базовой опоре. Данная величина применима исключительно к опорам, выполненным из стали.
Классификация опор по функциональному назначению
По конструктивному исполнению и своему технологическому назначению опоры ЛЭП разделяются на следующие типы:
- промежуточные – наиболее популярный и массово востребованный вид изделий, который предназначен для поддержания проводников на проектной высоте. При конструировании и строительстве высоковольтных линий промежуточные опорные элементы составляют 80 – 90% от общего числа используемых изделий. При этом промежуточные опоры предназначены исключительно для поддержания проводов и не несут нагрузки от натяжения проводов. Величина допустимой нагрузки зависит от модели опорных элементов, которые принимаются к установке при индивидуальном расчете. Установка промежуточных опор производится на прямых участках прокладки линии. Стальные и железобетонные изделия могут использоваться при низких значениях отрицательных температур до – 65 ºС, допуская применение элементов в северных регионах страны;
- переходные или анкерные – находят применение в точках, узлах сетей, где наличие преград естественного происхождения ил инженерных сооружений требует изменение топологии. В числе таковых могут быть водоемы, реки, овраги, возвышенности, объекты инфраструктуры и т. д. Опоры отличаются повышенными габаритами, которые позволяют им выдерживать значительные нагрузки, вызванные тяжением проводов. Конструкция таких изделий отличается повышенным значением жесткости;
- угловые – изделия установка которых производится в точках поворота высоковольтной линии. Угловые промежуточные элементы используются при малых углах поворота – до 30 градусов. Свыше задействуются полноценные угловые анкерные конструкции опорных изделий, позволяющие выдерживать силы постоянного натяжения проводов и тросов смежных пролетов;
- концевые – изделия, монтаж которых производится в начальной и конечной точке согласно проекта прокладки линии электропередач. Провода от них уходят на порталы подстанций. Элементы такого типа, как правило, воспринимают одностороннюю нагрузку от натяжения проводников;
- транспозиционные – опоры специального типа, которые используются в том случае, если появляется необходимость для организации ответвлений или изменения порядка проводников, проходящих в составе ВЛ. Также специальные изделия задействуются в том случае, когда линию необходимо усилить для повышения противоветровой нагрузки или при пересечении двух и более перекрестных линий электропередач.
Преимущества железобетонных опор
Одними из наиболее популярных и востребованных в наши дни являются железобетонные опоры линий электропередач. Представляя собой один из самых практичных и экономически эффективных видов для строительства ЛЭП, железобетонные конструкции имеют ряд преимуществ, среди которых:
- продолжительный срок службы. Долговечность железобетона насчитывает 50- 70 лет в зависимости от условий эксплуатации;
- устойчивость к внешним воздействиям в виде влаги, попадания прямых солнечных лучей и т. д.;
- экологическая чистота материала, который не выделяет токсинов и не наносит вред окружающей среде;
- устойчивость к коррозионным процессам;
- высокая механическая прочность, которая достигается за счет армирования бетона;
- доступная стоимость;
- минимальные требования к процессу установки и монтажа;
- широкий температурный диапазон эксплуатации — от -55 до + 55°С;
- высокая пожаробезопасность материала, который не является горючим;
Наряду с преимуществами железобетонные опоры обладают лишь одним недостатком, который сводится к их большой массе. Невзирая на это, использование изделий оправдано считается экономически выгодным и эффективным для различных сетей и воздушных линий, которые призваны обеспечить безаварийную и бесперебойную подачу электроэнергии.
Разновидности и технология изготовления железобетонных опор
Железобетонные основания имеют армированную конструкцию. Для их изготовления находят применение сварные стальные каркасы. В ходе производственного процесса в заготовках размещаются армированные стержни как напряженной, так и ненапряженной конструкции. После этого заготовка заливается бетонным раствором. В зависимости от используемого техпроцесса опоры делятся на следующие категории:
Источник: oz-gbi.ru