Расчёт нагрузки на опору освещения

Стойка освещения представляет собой конструкцию, на которой размещаются светильники. Высота установки, угол поворота и другие технические параметры задаются расчётами. К каждому осветительному прибору по кабельной линии приходит питание от пульта управления светом.

На опорах освещения, установленных в населённых пунктах, может быть расположено ещё и какое-то оборудование. Например:

• светофоры,
• дорожные знаки,
• рекламные баннеры.

На устойчивость стойки ВЛ влияют ряд разрушительных факторов со стороны окружающей среды. Для обеспечения безопасной и комфортной подсветки при подготовке проекта нужно рассчитывать нагрузки. Рассмотрим в этой статье, как это делается.

Что создает нагрузку на опору

Факторы, организующие нагрузку на конструкции, следующие:

• тип светильников;
• порывистый ветер;
• рельеф местности;
• наличие грунтовых вод;
• сейсмическая активность;
• оборудование для сервиса;
• количество осветительных приборов;
• способ подключения к электрической сети.

При выполнении расчётов основное внимание нужно уделять общей массе конструкции. К ней относятся, помимо опоры:

• провода,
• консоли,
• арматура,
• основание,
• светильники.

Предельно допустимые нагрузки на электроопору регламентированы СНиП 2.01.07-85. В работе используются коэффициенты, указанные в нормативной документации.

Какие факторы учитывают при расчётах нагрузок на опоры

Для максимального удобства применяются формулы, которые учитывают разнообразные варианты расстановки стоек по линии электропередач (ЛЭП).

Проектируются опоры освещения с учётом:

• нагрузки,
• габаритов,
• места монтажа,
• условий эксплуатации.

При выполнении расчётов обязательно учитываются все описанные ранее нагрузочные и разрушительные факторы. Кроме этого, важными характеристиками, влияющими на установление нагрузки, являются:

• место установки;
• тип технического обслуживания;
• состав и структура грунта по геологии;
• территориальное месторасположение.

В зависимости от вышеуказанных факторов, меняется вес, высота, тип грунта под основание: естественное или искусственное, кронштейны для осветительных приборов.

Выносные консоли монтируются для освещения дорог и тротуаров, удобства обслуживания светильников. Горизонтальные, вертикальные отклонения, длина регулируются российскими госстандартами.

Статические и динамические нагрузки

С помощью статического расчёта опор ЛЭП находят поперечные и нормальные силы, изгибающие моменты, которые воздействуют на конструкцию за счет нагрузки. Они выполняются независимо от материала стойки, выбирают соответствующий закону упругости вариант.

Динамическая нагрузка на ЛЭП возникает от воздействия ветра, характеризующегося быстрым изменением по времени, направлению или точки приложения. ДН вызывает в компонентах стойки значительные силы инерции.

Горизонтальные и вертикальные нагрузки

Горизонтальная нагрузка T рассчитывается как проекция тяжения H на продольную ось по горизонтали.

Вертикальная нагрузка на электроопору в рассматриваемом режиме, обусловленной силой тяжести ВОК и гололёда G, выполняется не через проекцию тяжения на вертикальную ось, а напрямую, используя расчёт, приведённый в ПУЭ. Важно помнить, что нагрузка от веса в пролёте распределяется на 2 стойки одинаково, если точки подвеса находятся на одинаковой высоте. В общем случае весовая нагрузка от ВОК действует на конструкцию от места крепления на опоре до нижней точки кривой провеса провода.

Постоянные и временные нагрузки

К первым видам нагрузок относятся давление от:

• собственной массы стойки, т;
• тросов и проводов;
• фундаментов;
• осветительного оборудования;
• натяжения конструкций;
• воздействия предварительного напряжения конструкций.

Здесь принимается допущение, что температура на улице соответствует среднегодовой, нет ветров и гололёда.

Временными считаются нагрузки от:

• ветряного воздействия на стойки ЛЭП, тросов и проводов;
• гололёдной массы, образованной на проводниках;
• повисания тросов и проводов сверх нормируемых значений.

К кратковременным относятся также нагрузки, появляющиеся при работе монтажников на стойках и арматуре ЛЭП.

Ветровые и снеговые нагрузки

Сильное воздействие на конструкцию ВЛ оказывают ветра и снежные покровы, особенно в северных районах страны. Ветровые потоки попадают в корпус опоры в месте установки стойки в грунты. При расчётах нагрузки учитываются:

• постоянные ветра;
• завихрения, образующиеся при огибании корпуса воздухом;
• пиковые порывы.

Нужно учесть, сама опора и все составляющие оказывают ветру сопротивление.

Для нормальных условий проектировщики рассматривают 2 варианта ветрового направления по отношению к линейной оси: угол 450 и 900.

Параметр воздействия ветра на опоры воздушных линий устанавливается суммированием статического и динамического показателя. Последняя составляющая ветровой нагрузки на конструкцию ЛЭП учитывается при любых параметрах периода собственных колебаний опор.

Когда рассчитываются фундаментные основания по деформациям, берутся во внимание только статические данные.

Нормативные нагрузки на опору

Нормами по параметру нагрузок являются те, которые соответствуют условиям эксплуатации опоры. Они формируются от:

• массы самих конструкций,
• оборудования воздушных линий,
• осветительно-распределительных устройств,
• грунтов.

Нормативные нагрузки регламентированы ПУЭ (правила устройства электроустановок). Определяются на основании:

• проектных данных,
• справочной информации,
• ГОСТов.

При выборе опор проектировщики могут пользоваться каталогами заводов-изготовителей стоек ВЛ.

Расчётные нагрузки на опору

Так называются нормативные величины, перемноженные на коэффициенты перегрузки. Эти параметры определяются в прямой зависимости величины от потенциального превышения нагрузочных значений, состояния и разных типов ЛЭП. Это называется режимом.

Кто проводит расчёты

Такими работами занимаются проектировщики, имеющее соответствующее образование и допуски СРО (объединение строительных организаций).

От качества расчёта зависит надёжность и долговечность опор воздушных линий электропередач. Доверяйте такую работу только профессионалам.