Russian (CIS)English (United Kingdom)
ГлавнаяКонференцииЧетвертая Международная конференция МГС → Рациональные решения сечений стоек МГС
Рациональные решения сечений стоек МГС

Рациональные решения сечений стоек опор ВЛ 35-750 кВ

Зджанский Р.Н. Инженер-проектировщик ОАО «ПРОМиК»

Костиков В.И. Главный конструктор ОАО «ПРОМиК»

Нескин С.И. Руководитель группы строительства ОАО «ПРОМиК»

 

В настоящее время в электросетевом строительстве всё более широкое применение получают многогранные гнутые стойки (МГС) опор ВЛ, а значит, назревает необходимость в оптимизации характеристик сечений, способной дать ощутимый экономический эффект.

Из общей теории стальных конструкций известно, что с увеличением показателей геометрических характеристик (площади, моментов инерции, моментов сопротивления, радиусов инерции), прочность сечения повышается. Аналогичный результат достигается и путем трансформации сечения при неизменных показателях его площади в требуемых плоскостях.

При необходимости сохранения наружных параметров стойки, либо изменения наружных параметров, не изменяя конструктив стойки в составе опоры, улучшения восприятия внешней нагрузки опорой ВЛ можно достичь оптимизацией сечения путем усиления дополнительными элементами. Так, на характеристики стоек опор ВЛ большое влияние оказывает усиление жесткости стоек в требуемых опоре плоскостях восприятия внешних нагрузок, которые могут учитываться с различной степенью асимметрии: вдоль траверс, поперек траверс и т.д. (см. рис. 1)

На одностоечные свободно стоящие опоры в эксплуатационных условиях действуют не только горизонтальные, но и вертикальные нагрузки, создаваемые проводами, оборудованием, а также гололедными нагрузками. Последние, в отдельных районах страны, значительны. Отклонение жестких стоек от проектного (вертикального) положения вследствие изгиба меньше, чем нежестких, и поэтому изгибающие моменты, создаваемые вертикальными нагрузками, для них также меньше.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1 Предложения усиления стоек (МГС)

 

Усиление жесткости стоек за счет увеличения характеристик нагруженных зон, в зависимости от соотношения вертикальных и горизонтальных нагрузок, во многих случаях, позволяют улучшить показатели ВЛ.

 

 

Для количественной оценки влияния увеличения жесткостных характеристик нагруженных зон рассмотрены варианты усиления стоек опоры ПМГ-500 с двенадцатигранным сечением в виде окружности и в виде эллипса, эквивалентным по площади (см. рис. 2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Рис. 2 Эквивалентные сечения

 

Далее представлен графический анализ перемещений стоек с вышеназванными сечениями, наиболее наглядно иллюстрирующий зависимость отклонения стоек при одинаковом загружении от вариантов усиления. Графический анализ проведен с помощью программного комплекса «Лира 9.0».

 

 

 

 

 

 

 

 

Данный пример позволяет сделать следующие, далеко идущие выводы:

 

  1. Стойки опор для районов с малыми нагрузками принимать в качестве базовых (например для РКУ I, II).
  2. При увеличении нагрузок вводить различные варианты усиления. Проведенные испытания базовых схем опор и утверждение методик расчетов усиления позволят не проводить повторные испытания, что даст возможность получить различные модификации опор ВЛ 35¸750кВ для разных районов СНГ с минимальными затратами.
  3. В качестве усиления опор со стойками МГС можно предложить композитную арматуру.

 

 

 

Что такое композитная арматура?

 

Композитная арматура для армирования бетонных конструкций FRP-Rebar (Fiber Renforced Plastic reinforcing Bar – полимерная арматура, упрочненная непрерывным волокном). Представляет собой стеклопластиковые или базальтопластиковые стержни диаметром от 4 до 40 мм, длиной до 12 метров (или скрученные в бухты) с ребристой поверхностью спиралеобразного профиля. Композитная арматура предназначена для применения в бетонных конструкциях с преднапряженным или ненапряженным армированием взамен традиционной стальной арматуры.

 

 

 

Чем композитная арматура лучше стальной?

 

Композитная арматура во многом превосходит стальную:

Ø      композитная арматура прочнее стальной в 1,5-2 раза;

Ø      имеет высокий модуль упругости при небольшом коэффициенте относительного удлинения, высокую стойкость к стрессовым нагрузкам, обладает прекрасными реологическими характеристиками;

Ø      композитная арматура не подвержена коррозии, весьма слабо меняет свои механические свойства под воздействием кислот, солей и щелочей;

Ø      легче стальной в 3,5-4 раза;

Ø      является диэлектриком, радиопрозрачна, магнитоинертна (исключено изменение прочностных свойств к композитной арматуры под воздействием электромагнитных полей);

Ø      не теряет свои прочностные свойства под воздействием сверхнизких температур;

Ø      коэффициент теплового расширения композитной арматуры соответствует КТР бетона, что исключает прорывы армирования и трещинообразование в защитном слое бетона под воздействием тепловых циклов;

Ø      коэффициент теплопроводности композитной арматуры в десятки раз (соизмеримо с деревом) ниже чем у стали, композитная арматура – основной армирующий материал многослойных теплосберегающих строительных конструкций, обеспечивающий эффективную теплоизоляцию и отсутствие мостиков холода в течении длительного срока эксплуатации многослойных теплоизолирующих ограждающих конструкций и фасадов, благодаря низкому коэффициенту теплопроводности, высокой коррозионной стойкости и отсутствию градиентного промерзания утеплителя по длине арматуры.

 

 

 

 

 

 

Основные технические характеристики композитной арматуры

АКС и АКБ (ТУ У 25.3-21191464-023:2008)

Наименование показателя

Норма

Марка АКС

Марка АКБ

Внешний вид

Однородный пруток, бежевого цвета, без пустот

Однородный пруток, бежевого цвета, без пустот

Номинальный диаметр, dн мм

dн ± 5%

dн ± 5%

Масса нетто одного погонного метра арматуры, m, грамм

m ± 5%

m ± 5%

Относительное удлинение после разрыва, не более

3

3

Разрушающее напряжение при растяжении, МПа, не менее

700 - 900

800 - 1200

Коэффициент относительного удлинения, %

2.5 -3.0

2.5 -3.0

Модуль упругости при растяжении

25 - 35 ГПа

30 - 40 ГПа

Модуль упругости при изгибе

25 - 30 ГПа

25 - 35 ГПа

Коэффициент теплопроводности, Вт/м*ч*ºС

0.5

0.3

Водопоглощение, %, не более

0.05

0.05

 

 

 

Сравнительные цены на стальную и стеклопластиковую арматуру за 1 п. м

на октябрь 2008 г.

 

Диаметр арматуры

Стальная арматура А500, грн/м.

Композитная арматура АКСП*, грн/м.

Æ4

0,8

1,0

Æ5

1,2

1,2

Æ8

3,4

3,0

Æ10

4,8

4,0

Æ12

6,8

5,0

*Арматура композитная АКСП выпускается по ТУ У 25.3-21191464-023:2008

Сравнительные графики цен на розничном рынке Украины демонстрируют целесо­образность замены стальной арматуры на композитную во многих строительных армиро­ванных бетонных конструкциях.

 

 

Прогнозы.

 

Объемы производства композитной арматуры АКСП непрерывно растут, рост про­изводства от сотен к тысячам тонн в месяц в 2009 году приведет к снижению цен на 7-15 процентов. Увеличение стоимости газа свыше 300 USD/1000 м3 и цен на нефть свыше 100 USD (0,7 Brent/03 Urals) приведут к повышению цен на стальной прокат в 2009 г. в сред­нем на 30%.

 

Цены на стальную и композитную арматуру на октябрь 2008 г. и прогноз на 2009 г., грн

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Диаметр арматуры

Цена на композитную арматуру Типа АКСП*, грн/метр, конец 2008 г.

Ожидаемая цена на композитную армату­ру типа АКСП41, гри/метр в 2009 г.

Ожидаемая цена на стальную арматуру грн/метр в 2009 г.

Æ4

1,0

0,9

1,1

Æ5

1,2

1,1

1,6

Æ8

3,0

2,8

4,4

Æ10

4,0

3,5

6,2

Æ12

5,0

4,2

9,0

Пройдя этапы усиления стоек МГС, проведя надлежащие испытания и проверку методик в соответствующих НИИ, мы подойдем и к этапам, когда возможно будет использовать не только усиление нагруженных областей стоек опор ВЛ, но и заняться вопросом преднапряжения усиливающих стойки стержней. А преднапряжение МГС, также как в свое время и преднапряжение ж.б. стоек, открывает широкое поле деятельности в сфере достижения экономии на ВЛ 35¸750кВ при увеличении надежности собственно самих опор.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



Фото-17
Монтаж
Фото-17
Фото-7
Монтаж
Фото-7


Сейчас 120 гостей онлайн
Применение полимерных стоек, как опор ВЛ, в ближайшие 10 лет:
 
Locations of visitors to this page