Соединение опор с фундаментом
Многогранная опора — опора со стойкой (стойками), выполненными в виде полых усечённых пирамид из стального листа с поперечным сечением в виде правильного многогранника.
Многогранные опоры ЛЭП производятся на напряжения: 10 кВ, 35 кВ, 110 кВ, 220 кВ, 330 кВ, 500 кВ
Многогранные опоры могут применяться во всех климатических условиях по СНиП 23-01.
Виды многогранных опор и их элементов
По конструктивному решению многогранные опоры могут быть свободно стоящими и опорами на оттяжках.
Свободностоящие опоры могут быть одностоечными или многостоечными (двух- и трёхстоечными).
Двухстоечные свободностоящие опоры могут быть портальными с внутренними связями: гибкими или жёсткими.
По типу соединения секций между собой опоры разделяются на опоры с телескопическим и опоры с фланцевым соединениями. Траверсы многогранных опор могут быть выполнены многогранными, решётчатыми или изолирующими. В случае многогранного исполнения траверс их соединение со стойкой опоры выполняется фланцевым. Многогранные траверсы могут крепиться к стойке опоры перпендикулярно или наклонно вверх или вниз. Сами траверсы могут быть прямыми или изогнутыми. В случае решётчатого исполнения траверс соединения траверс со стойкой и элементов траверс между собой выполняются болтовыми соединениями.
Изолирующие траверсы, предназначенные для изоляции и крепления проводов к опоре, крепятся к стойке опоры с помощью специально разработанных узлов крепления на основе сварного и болтового соединений.
Провода фаз могут крепиться к траверсам с использованием изоляторов или непосредственно к изолирующим траверсам. При креплении проводов фаз с использованием изоляторов возможны следующие варианты: вертикальная, V-образная и Λ-образная гирлянды изоляторов. V-образные гирлянды изоляторов располагаются поперёк оси ВЛ в межфазном пространстве. Λ-образные гирлянды располагаются вдоль оси ВЛ.
Базовые конструкции многогранных опор ЛЭП
- Одноцепная и двухцепная одностоечные промежуточные опоры.
- Двухцепные одностоечные анкерноугловые опоры.
- Одноцепные одностоечные анкерно-угловые опоры.
- Одноцепная двухстоечная промежуточная опора с внутренними связями.
- Одноцепные трёхстоечные анкерно-угловые опоры.
Конструкции многогранных опор (примеры ВЛ 330 кВ)
- Одноцепная промежуточная промежуточная опора ВЛ 330 кВ МП330-1.
- Двухцепная промежуточная опора ВЛ 330 кВ МП330-2.
- Одноцепная анкерно-угловая опора ВЛ 330 кВ МУ330-1
- Двухцепная анкерно-угловая опора ВЛ 330 кВ МУ 330-2
Стандарты организации ОАО «ФСК ЕЭС» по многогранным опорам:
- «Руководство по проектированию многогранных опор и фундаментов к ним для ВЛ напряжением 110-500 кВ» СТО 56947007-29.240.55.054-2010
- «Методические указания по оценке эффективности применения стальных многогранных опор и фундаментов для ВЛ напряжением 35-500 кВ». СТО 56947007-29.240.55.096-2011
- «Элементные сметные нормы и единичные расценки по монтажу многогранных опор для ВЛ напряжением 110-500 кВ и фундаментов к ним»
Существует конструктивно-техническое решение опор ВЛ, объединяющее в себе решётчатые и многогранные конструкции. Верхняя часть комбинированной стойки представляет собой многогранник из стального листа, нижняя более интенсвно расширяющаяся к основанию для передачи нагрузок на закрепление из нескольких фундаментов, имеет решетчатую конструкцию.
Основные узлы многогранных опор
Телескопический стык многогранных секций
Узел примыкания многогранной траверсы к стойке опоры
Фундаменты для многогранных опор лэп
Многогранные опоры и фундаменты к ним должны проектироваться на основе и с учётом:
- результатов инженерно-геологических изысканий для строительства;
- сведений о сейсмичности района строительства;
- данных, характеризующих назначение, конструктивные и технологические особенности опор и фундаментов и условий их эксплуатации;
- действующих на опоры и фундаменты нагрузок;
- условий существующей застройки и влияния на неё нового строительства;
- экологических требований;
- размеров земельных участков для размещения ВЛ;
- технико-экономического сравнения возможных вариантов проектных решений для принятия варианта, обеспечивающего наиболее эффективное использование опор и фундаментов.
Соединения опоры с фундаментом осуществляется с помощью фланцевого соединения. Большинство существующих решений является индивидуальными конструкциями, рассчитанными на конкретные грунтовые условия и нагрузки от конкретной опоры.
Ниже приведены примеры фундаментов многогранных опор ВЛ напряжением 35-500 кВ.
- Фундамент из одиночной стальной сваи-оболочки, погружаемой в пробуренный котлован
- Фундамент из сваи-оболочки, усиленный двумя ригелями
- Фундамент из вибропогружаемой свои-оболочки
- Фундамент из буронабивной сваи.
- Двенадцатисвайный фундамент из буронабивных свай.
- Фундамент из винтовых свай с металлическим ростверком.
- Фундамент из винтовых свай с монолитным железобетонным ростверком.
Проектирование многогранных опор лэп
Стальные конструкции многогранных опор следует проектировать в соответствии с требованиями СНиП II-23 и ПУЭ. Промежуточные опоры могут быть гибкой и жесткой конструкции; анкерные опоры должны проектироваться жёсткими. К опорам жёсткой конструкции относятся опоры, отклонение верха которых (без учёта поворота фундамента) при воздействии расчётных нагрузок по второй группе предельных состояний не превышает 1/100 высоты опоры. При отклонении верха опоры более 1/100 высоты опоры относятся к опорам гибкой конструкции.
Минимальная толщина стенки стальных многогранных опор ВЛ напряжением 110-500 кВ должна быть не менее 5 мм. Нижний диаметр стойки многогранной опоры (диаметр фланца) должен приниматься с учётом предполагаемого типа и габаритных размеров фундамента (с учётом сортамента стальных труб, используемых в фундаментных конструкциях типа свая-оболочка). Стойки многогранных опор могут состоять из одной, двух или нескольких секций в зависимости от требуемой высоты опоры. Максимальная длина секций (длина отправочных элементов), как правило, составляет не более 12 м и обуславливается удобством их транспортировки.При соединении секций между собой возможно два варианта исполнения: фланцевое и телескопическое соединение.
При соединении секций многогранных опор с помощью телескопического стыка ориентировочная длина стыка принимается в зависимости от диаметров соединяемых секций: равной полутора — двум диаметрам (ориентировочно 1.8 среднего диаметра соединяемых секций). Данный размер уточняется расчетом и результатами испытаний. При проектировании необходимо учесть возможное отклонение длины стойки за счёт допуска на длину телескопического стыка при соединении секций при монтаже. Допускаемое отклонение составляет 10-12% от длины стыка.
Конструкции опор с телескопическим соединением должны иметь детали для стягивания секций опоры и обеспечения плотной посадки. Стягивание секций рекомендуется производить возрастающей нагрузкой с шагом, зависящим от диаметра соединяемых секций, до прекращения перемещения секций относительно друг друга.
В конструкциях многогранных опор используются фланцевые соединения с расположением болтов по окружности (в стыках секций стоек между собой и с фундаментом) и по контуру прямоугольника (в узлах примыкания многогранных траверс к стойке опоры).
Фланцевое соединение секций стойки между собой обеспечивает точное соответствие высоты стойки, полученной при монтаже опоры, её проектному значению
Расчёт фланцевых соединений выполняется методом конечных элементов с учётом требований СНиП II-23. Для уменьшения концентрации напряжений в пластине фланца (уменьшения её толщины) рекомендуется усиливать фланец рёбрами жёсткости.
Количество и диаметр болтов, толщины фланцевых плит определяются расчётом и уточняются по результатам испытаний. По усилиям в болтах должна быть проверена прочность швов, прикрепляющих ребра к фланцу и ребра к стойке по методике СНиП II-23.
Соединения продольных стыковых швов секции опоры выполняются в заводских условиях автоматической сваркой под слоем флюса по ГОСТ 11533 или полуавтоматической сваркой в среде защитного газа по ГОСТ 11533. Другие сварные соединения элементов опоры допускается выполнять полуавтоматической сваркой в среде защитного газа по ГОСТ 11533. Сварочные материалы по своим механическим характеристикам должны соответствовать применяемым маркам стали.
При проектировании сварных соединений следует:
- Обеспечивать свободный доступ к местам выполнения швов с учетом выбранного способа и технологии сварки;
- Выбирать такой способ сварки, назначать толщину швов и их взаимное расположение так, чтобы в конструкциях возникали возможно меньшие собственные напряжения и деформации от сварки;
- Избегать сосредоточенности большого числа швов в одном месте;
- Принимать минимально необходимое число и минимальные размеры сварных швов;
- Продольные стыковые сварные швы наружной стороны нижней секции и внутренней стороны верхней секции в местах телескопического соединения, должны быть зачищены заподлицо с основным материалом;
- Размеры и форму сварных угловых швов следует принимать по указаниям п. 12.8 СНиП II-23.
При выборе расположения фаз проводов необходимо учитывать большую деформативность одностоечных многогранных опор по сравнению с решётчатыми стальными опорами. В соответствии с ПУЭ деформации опор при воздействии нагрузок второй группы предельных состояний не должны приводить к нарушению установленных ПУЭ наименьших изоляционных расстояний от проводов до заземленных элементов опоры, до поверхности земли и пересекаемых инженерных сооружений.
При изготовлении, транспортировании, монтаже и эксплуатации многогранных элементов опоры (секций стойки и траверс) необходимо обеспечить пространственную неизменяемость, прочность, устойчивость и жёсткость опор в целом и их отдельных элементов.
Нижние сечения секций стоек должны иметь временные съемные диафрагмы для сохранения геометрических размеров поперечных сечений секций при транспортировке.
При проектировании новой многогранной опоры необходимо задать следующие параметры опоры:
- Количество стоек опоры и наличие связей между ними;
- Общую высоту стойки опоры;
- Количество секций стойки опоры;
- Высоту каждой секции стойки;
- Толщину каждой секции стойки;
- Количество граней секций;
- Верхний и нижний диаметры стойки;
- Материал изготовления опоры (расчётное сопротивление стали);
- Тип соединения секций опоры (фланцевое или телескопическое);
- Геометрические параметры траверс и способ их соединения со стойкой.
Источник
Закладная деталь фундамента опоры: особенности фланцевых и анкерных изделий
Устойчивое положение опор освещения и других длинномерных конструкций (мачт, молниеотводов, флагштоков и т.д.) обеспечивается благодаря специальным закладным деталям, расположенным под землей. Они устанавливаются в тело фундамента заранее, а впоследствии соединяются с наземной частью столбов посредством высоконадежных болтовых или анкерных соединений.
Виды закладных деталей для опор освещения
На современном рынке присутствуют две группы закладных изделий, способных выполнить надежную фиксацию опоры ЛЭП к фундаменту вне зависимости от ее высоты и веса. Основным отличием рассматриваемых элементов является вариант узлового крепления.
По этому признаку закладные детали фундамента делят на:
- фланцевые (ЗФ или ЗДФ) – с квадратной (тип К) или круглой (тип Д) опорной частью (фланцем);
- анкерные (ЗА или ЗДА) – с квадратными или круглыми кондукторами.
Данные изделия предназначаются для удержания опор освещения в вертикальном положении без внешних растяжек и распорок. Они вкапываются на глубину до трех метров, после чего бетонируются. Таким образом сжимающие и опрокидывающие нагрузки передаются на грунт. Закладные детали под опоры освещения изготавливаются из металла. Они имеют несколько типоразмеров и разный вес.
Их рекомендовано использовать в:
- зонах с умеренно холодным, умеренно влажным, умеренно теплым и жарким сухим климатом;
- районах с разными показателями ветровых нагрузок;
- слабоагрессивной внешней среде.
Выступающие из фундаментного блока части закладных элементов опор и мачт, в том числе крепежи, обрабатывают антикоррозийными составами. Они могут иметь оцинковку или битумное покрытие.
Фланцевые закладные детали
Изделия производятся из стальных труб разных диаметров, начиная от 168мм и заканчивая 426мм. К верхней части металлопроката приваривается толстый фланец круглой или квадратной формы, имеющий посередине отверстие, соответствующее внутреннему диаметру трубы.
Вырезы, предназначенные под болтовые соединения, располагаются следующим способом:
- тип К (квадратный фланец) – всего 4 штуки, только по углам;
- тип Д (круглый фланец) – по периметру (количество отверстий зависит от диаметра накладного элемента).
К фланцам прикручиваются подпятники опор освещения.
С обратной стороны фланца размещают металлические подпорки в форме косынок. Они значительно упрочняют накладную площадку, не давая ей деформироваться в горизонтальной плоскости. На боковой поверхности металлической трубы вырезается сквозное отверстие овальной формы. Окошко предназначается для подвода к опоре освещения подземных электрических кабелей.
Фланцевые закладные детали для опор или мачт обозначаются буквами и цифрами. Например, изделие ЗФ-24/12/Д396-2,5-б расшифровывается как закладная деталь с фланцевым соединением круглой формы. По периметру она имеет 12 монтажных отверстий под болты диаметром 24мм. Круглые прорези располагаются по диаметру 396мм. Длина трубы составляет 2,5 метра, а защитное покрытие выполнено из битума.
Анкерные закладные детали
Изделия состоят из нескольких шпилек, распределенных по кругу, или четырех – установленных в углах квадрата. В обоих случаях отдельные элементы скрепляются в единую конструкцию кондукторами, находящимися в верхней и нижней части закладной детали. Посредством монтажных отверстий они нанизываются на штыри диаметром 30-42мм.
Общий диаметр круглых анкерных изделий, предназначенных для установки опоры или мачты, определяется по условному кругу, объединяющему центры шпилек. Размер составляет от 540 до 1500мм. Для квадратных элементов данный показатель указывает расстояние между двумя угловыми штырями.
Подпятник опоры монтируется на выступающие из бетонного массива концы шпилек, которые на самом деле и являются анкерами. Фиксация производится крепежными элементами, предусмотренными технологией производства работ. Как правило, для анкерных деталей требуются гайки и шайбы, которые накручиваются на шпильки.
В условное обозначение анкерного элемента для опор входит:
- аббревиатура детали;
- диаметр и количество шпилек;
- диаметр расположения отверстий на кондукторе по окружности или расстояние между угловыми прорезями;
- длина закладной детали;
- условное обозначение защитного слоя (хц – холодное цинкование, б – битумная мастика).
Установка конструкций
Для возможности заглубления закладной детали под опору освещения выкапывают котлован, в который согласно технической документации устанавливают фланцевый или анкерный металлический элемент. После закрепления детали в проектном положении, фундамент заливают бетоном.
Для соблюдения точных размеров требуется устройство опалубки.
Чтобы опору не перекосило, закладной элемент следует тщательно отцентровать еще до момента бетонирования. Раствор для заливки выбирают определенной марки, в зависимости от предполагаемых усилий. Конкретные требования уточняются в проекте.
Немаловажным фактором является соблюдение сроков отверждения монолитной массы. Опору допускается монтировать только после набора бетоном окончательной (проектной) прочности. В противном случае наземная конструкция начнет отклоняться под своим весом от вертикального положения. 
Источник