Триумфальное возвращение железобетона в электросетевое строительство

Page 1
background image

Page 2
background image

84

СЕТИ

РОССИИ

в

о

з

д

у

ш

н

ы

е

 Л

Э

П

воздушные ЛЭП

П

о

 

заказу

 

ООО

  «

ПО

  «

Энер

-

г о ж е л е з о б е т о н и н в е с т

» 

в

 

НИЛКЭС

 

была

 

разрабо

-

тана

 

железобетонная

 

пор

-

тальная

 

свободностоящая

 

опора

 

СПБ

500-0 

из

 

секционированных

 

цен

-

трифугированных

 

стоек

полностью

 

соответствующая

 

требованиям

 

со

-

временных

 

норм

В

 

конце

 

апреля

 

на

 

полигоне

 

в

 

Хотьково

 

были

 

проведены

 

механи

-

ческие

 

испытания

 

опытных

 

образцов

 

железобетонных

 

секционированных

 

центрифугированных

 

стоек

 

СЦС

20 

производства

 

ООО

  «

Рыбинскэнерго

-

железобетон

». 

Испытания

 

показали

что

 

опытные

 

образцы

 

железобетон

-

ных

 

секционированных

 

стоек

 

соот

-

Триумфальное 

возвращение 

железобетона 

в электросетевое 

строительство

Ранее на страницах этого журнала

*

 мы уже поднимали тему 

необходимости применения в электросетевом строительстве 
железобетонных конструкций как наиболее экономически 
выгодных, спроектированных и изготовленных с учётом совре-
менного развития технологий и устранёнными недостатками. 
Сегодня мы решили вернуться к этой теме, тем более что ре-
зультаты, полученные за прошедший год, показывают: 

 

благодаря использованию компьютерного моделирования 
и отлаженной технологии процесса производства  железобе-
тонной секционированной центрифугированной опоры, со-
ответствующей современным нормам, от постановки зада-
чи до испытания опытного образца уходит меньше месяца. 
Фактически применение такого подхода позволяет для каж-
дых условий разрабатывать уникальную опору и создавать 
широкую унификацию железобетонных опор.

Любовь КАЧАНОВСКАЯ, к.т.н., зав. лабораторией НИЛКЭС, 

Пётр РОМАНОВ, к.т.н., зам. заведующего лабораторией НИЛКЭС,
Сергей КАСАТКИН, главный специалист лаборатории НИЛКЭС,

Филиал ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС» — СибНИИЭ 

*) 

Новое

 

поколение

 

опор

 

ВЛ

 

на

 

базе

 

секционированных

 

железобетонных

 

стоек

 2 (23), 

март

-

апрель

, 2014 

г

., 

с

. 104—107.


Page 3
background image

85

 3 (30), 

май

июнь

, 2015

ветствуют

 

требованиям

 

норм

 

(

протокол

 

 2015.114.023).

При

 

проектировании

 

опоры

 

СПБ

500-0 

за

 

аналог

 

взяли

 

ре

-

шётчатую

 

портальную

 

опору

 

на

 

оттяжках

 

ПП

500-5. 

Известно

что

 

данная

 

опора

 

имеет

 

минималь

-

ный

 

вес

 

и

 

очень

 

хороший

 

пролёт

а

 

также

 

отлично

 

зарекомендова

-

ла

 

себя

 

в

 

эксплуатации

Железо

-

бетонная

 

опора

 

создана

 

для

 

тех

 

же

 

климатических

 

условий

марки

 

провода

 

и

 

троса

Кроме

 

этого

для

 

сравнения

 

была

 

взята

 

уже

 

существующая

 

для

 

тех

 

же

 

условий

 

портальная

 

свободностоящая

 

многогранная

 

опора

 2

МП

500-7

В

В

 

таблице

 

приведены

 

сравни

-

тельные

 

экономические

 

и

 

техни

-

ческие

 

показатели

 

трёх

 

указанных

 

типов

 

опор

 

для

 10 

км

 

участка

 

ВЛ

 

500 

кВ

 

при

 

габарите

 

между

 

про

-

водом

 

и

 

землёй

 

равным

 10 

м

Ко

-

эффициент

 

использования

 

про

-

лёта

 

для

 

определения

 

количества

 

опор

 

принят

 

равным

 0,85.

Площадь

 

землеотвода

 

под

 

конструкции

 

свободностоящих

 

опор

 

в

 4 

раза

 

меньше

 

аналогично

-

го

 

показателя

 

для

 

опор

 

на

 

оттяж

-

ках

Кроме

 

того

внутренние

 

ветро

-

вые

 

связи

 

не

 

ограничивают

 

проход

 

сельскохозяйственной

 

техники

тогда

 

как

 

наличие

 

четырёх

 

рас

-

щеплённых

 

оттяжек

 

у

 

решётчатой

 

опоры

 

увеличивает

 

вероятность

 

разрушения

 

конструкции

.

Меньшие

 

трудозатраты

 

свя

-

заны

 

с

 

тем

что

 

конструкция

 

двухстоечных

 

опор

в

 

отличие

 

от

 

решётчатой

требует

 

в

 2 

раза

 

меньше

 

котлованов

 

и

 

фундамент

-

ных

 

элементов

Кроме

 

того

чтобы

 

собрать

 

двухстоечную

 

опору

 

тре

-

буется

 

закрутить

 

в

 10 

раз

 

меньше

 

болтов

чем

 

при

 

сборке

 

решётча

-

той

 (200 

против

 2000). 

Стоимость

 

строительства

 

напрямую

 

связана

 

со

 

стоимостью

 

самих

 

конструкций

.

По

 

конструктивной

 

схеме

 

сво

-

бодностоящие

 

опоры

 

аналогичны

 

между

 

собой

однако

 

на

 

участ

-

ке

 

в

 10 

км

 

железобетонных

 

опор

 

СПБ

500-0 

устанавливается

 

мень

-

ше

 

за

 

счёт

 

большего

 

пролёта

 (

вы

-

сота

 

подвески

 

провода

 

выше

). 

При

 

этом

 

основная

 

выгода

 

достигается

 

за

 

счёт

 

используемого

 

материала

Табл

Сравнительные

 

характеристики

 

для

 

одного

 

анкерного

 

пролёта

 

протяжённостью

 10 

км

ПП

500-5-

У

2

СПБ

500-0

2

МП

500-7

В

IV (25)

V (30)

V (30)

IV (25)

Площадь

 

землеотвода

м

2

Район

 

по

 

ветру

 (

Па

) — III (650 

Па

)

Стоимость

 

строительства

тыс

руб

. (%)

Трудозатраты

чел

./

час

 (%)

44 528,00

(369,83%)

12 040,00

(100%)

14 124,00

(117,30%)

Провод

марка

 — 

АС

300/66, 

макс

напряжение

 — 126,4 

Н

/

мм

2

Трос

марка

 — 

ОКГТс

-13,3/96, 

макс

напряжение

 — 301,0 

Н

/

мм

2

Район

 

по

 

гололёду

 

и

 

толщина

 

стенки

 

гололёда

мм

При

 

габаритах

 

до

 

земли

 

12 

метров

 

на

 

участке

 10 

км

 

железобетонная

 

опора

 

СПБ

500-0 

значительно

 

выигрывает

 

у

 

многогранной

 

опоры

 

за

 

счёт

 

своей

 

большей

 

высоты

а

 

у

 

решетчатой

 — 

за

 

счёт

 

меньшего

 

землеотвода

Габариты

 

до

 

земли

м

Пролёты

м

Количество

 

опор

 

на

 10 

км

шт

.

V (30)

10

12

10

12

10

12

10

12

10

12

10

12

IV (25)

335

315

300

285

335

315

300

285

287

260

255

235

34

36

38

40

34

36

38

40

40

44

45

49

113 148,60

(204%)

55 460,80

(100%)

92 216,00

(166,27%)

72

79

339


Page 4
background image

86

СЕТИ РОССИИ

секций

 

позволяет

 

дополнительно

 

варьировать

 

вы

-

соту

 

подвески

 

провода

 

на

 

опоре

 

за

 

счёт

 

изменения

 

длины

 

секций

.

Армирование

 

элементов

 

подбирается

 

в

 

зависи

-

мости

 

от

 

усилий

которые

 

им

 

предстоит

 

восприни

-

мать

 

в

 

конструкции

 

опоры

Для

 

подбора

 

армирова

-

ния

 

разработана

 

специальная

 

программа

Расчёт

 

ведётся

 

в

 

соответствии

 

со

 

СНиП

 52-01-2003.

В

 

процессе

 

работы

 

над

 

опорой

 

было

 

выполнено

 

компьютерное

 

моделирование

 

закладных

 

металли

-

ческих

 

деталей

 (

рис

. 1) 

и

 

железобетонных

 

секциони

-

рованных

 

стоек

 (

рис

. 2). 

На

 

эпюрах

 

напряжённого

 

состояния

 

бетона

 

для

 

расчётного

 

сечения

 

стойки

 

приведены

 

величины

 

растянутой

 

и

 

сжатой

 

зоны

 

сечения

 

в

 

зависимости

 

от

 

приложенной

 

нагрузки

Расчётами

 

получены

 

участ

-

ки

 

образования

 

микротрещин

 

перед

 

разрушением

В

 

апреле

 2015 

года

 

на

 

полигоне

 

в

 

Хотьково

 

прошли

 

испытания

 

отдельных

 

элементов

 

секционированных

 

стоек

разработанных

 

для

 

конструкций

 

опор

 500 

кВ

Секции

 

изготовлены

 

на

 

Рыбинском

 

заводе

 

железо

-

бетонных

 

конструкций

В

 

процессе

 

испытаний

 

варьировались

 

конструк

-

тивные

 

варианты

 

закладных

 

деталей

 

секций

 

и

 

ис

-

пользование

 

бетонов

 

классов

 

прочности

 

В

40 

и

 

В

60. 

Разрушение

 

секций

 

произошло

 

при

 150—160% 

уровне

 

расчётных

 

нагрузок

  (

нормы

 

предписывают

 

Рис

. 1. 

Эпюры

 

напряжений

 

в

 

металлических

 

закладных

 

деталях

полученные

 

при

 

компьютерном

 

моделировании

Сжатая

 

зона

160%

155%

150%

137%

130%

120%

110%
100%
76,9%
60%
40%
20%
0%

Микрот

рещины

Растянутая

 

зона

железобетонные

 

секции

 

всегда

 

втрое

 

дешевле

 

ме

-

таллических

В

 

процессе

 

проектирования

 

опоры

 

СПБ

500-0 

были

 

учтены

 

основные

 

преимущества

 

железобетон

-

ных

 

конструкций

 

и

 

устранены

 

недостатки

возникаю

-

щие

 

в

 

процессе

 

эксплуатации

Секционирование

 

длинномерных

 

элементов

 

ис

-

ключает

 

проблемы

 

транспортировки

 

конструкции

как

 

по

 

дорогам

 

общего

 

назначения

так

 

и

 

по

 

трассе

 

ВЛ

Автоматизация

 

процесса

 

изготовления

 

бетонного

 

раствора

 

и

 

отлаженная

 

технология

 

производства

 

по

-

высили

 

стабильность

 

показателей

 

качества

 

бетон

-

ных

 

стоек

.

Для

 

создания

 

новой

 

элементной

 

базы

 

для

 

опор

 

ВЛ

 

напряжением

 35—750 

кВ

 

предложено

 

применить

 

секционирование

 

и

 

использовать

 

имеющийся

 

в

 

стра

-

не

 

парк

 

конических

 (

длиной

 22 

и

 26 

м

и

 

цилиндри

-

ческих

  (

длиной

 20 

м

опалубок

 

для

 

центрифугиро

-

ванных

 

стоек

За

 

счёт

 

введения

 

закладных

 

деталей

 

в

 

опалубку

 

в

 

период

 

сборки

 

арматурного

 

каркаса

 

получена

  

возможность

 

изготавливать

 

в

 

одной

 

фор

-

ме

 

несколько

 

элементов

  (

секций

).  

Разработанная

 

конструкция

 

закладной

 

детали

 

позволяет

 

устанав

-

ливать

 

её

  (

одну

 

или

 

несколько

в

 

любом

 

сечении

 

опалубки

тем

 

самым

 

получая

 

модули

 

любой

 

длины

требуемой

 

для

 

конструирования

 

опор

Расположение

 

закладных

 

деталей

 

обеспечивает

 

их

 

перпендикулярное

 

положение

 

относительно

 

про

-

дольной

 

оси

 

стойки

что

 

в

 

свою

 

очередь

   

гарантирует

 

прямолинейность

 

собираемых

 

элементов

 

опоры

.

Железобетонные

 

центрифугированные

 

секции

имеющие

 

с

 

двух

 

торцов

 

закладные

 

детали

 

для

 

со

-

единения

  

их

 

между

 

собой

 

на

 

строительной

 

площад

-

ке

являются

  

элементной

 

базой

 

для

 

проектирования

 

опор

Для

 

увеличения

 

надёжности

 

закрепления

 

опор

 

используются

 

отдельные

 

фундаментные

 

железобе

-

тонные

 

элементы

 

диаметром

 800 

мм

Глубина

 

за

-

делки

 

может

 

варьироваться

 

в

 

зависимости

 

от

 

нагру

-

зок

 

и

 

грунтовых

 

условий

 

по

 

трассе

 

ВЛ

.  

Такой

 

подход

 

позволяет

 

во

 

всех

 

случаях

 

отказаться

 

от

 

применения

 

ригелей

Кроме

 

того

использование

 

фундаментных

 

160%

Рис

. 2. 

Эпюры

 

напряжённого

 

состояния

 

бетона


Page 5
background image

87

 3 (30), 

май

июнь

, 2015

140%), 

что

 

говорит

 

о

 

возможности

 

оптимизации

 

ар

-

мирования

 

при

 

создании

 

стоек

 

для

 

конкретных

 

опор

 

(

рис

. 3).

Вопрос

 

установки

 

опоры

 

на

 

трассе

 

обсуждался

 

со

 

специалистами

имеющими

 

большой

 

опыт

 

монтажа

 

двустоечных

 

многогранных

 

опор

Установка

 

с

 

помо

-

щью

 

падающей

 

стрелы

 

двустоечных

 

опор

 

большей

 

массы

 

не

 

приведёт

 

к

 

изменению

 

или

 

усложнению

 

процесса

 (

рис

. 4). 

Экономическая

 

эффективность

 

железобетонных

 

опор

 

для

 

ВЛ

 

напряжением

 500 

кВ

спроектирован

-

ных

 

и

 

изготовленных

 

с

 

учётом

 

современного

 

раз

-

вития

 

технологий

 

и

 

устранённых

 

недостатков

в

 

ос

-

новном

 

складывается

 

из

 

экономии

 

за

 

счёт

 

меньшей

 

стоимости

 

железобетонных

 

элементов

 

по

 

сравнению

 

с

 

металлическими

а

 

так

 

же

 

благодаря

 

сокращению

 

трудозатрат

 

при

 

строительстве

 

на

 

трассе

.

Использование

 

элементной

 

базы

 

железобе

-

тонных

 

центрифугированных

 

стоек

  (

рис

. 5) 

даёт

 

возможность

 

в

 

кратчайшие

 

сроки

 

конструировать

 

опоры

 

как

 

для

 

любых

 

сочетаний

 

ветровых

 

и

 

голо

-

лёдных

 

районов

так

 

и

 

для

 

любых

 

габаритов

 

прово

-

да

 

до

 

земли

Результаты

 

испытаний

 

с

 

высокой

 

точностью

 

под

-

твердили

 

прогнозируемые

 

технические

 

параметры

 

конструкций

отклонение

 

элементов

 

при

 

заданных

 

нагрузках

момент

 

трещинообразования

 

и

 

разруша

-

ющий

 

момент

 

в

 

заделке

Этот

 

факт

 

свидетельствует

 

о

 

правильно

 

выбранном

 

алгоритме

 

построения

 

рас

-

чётных

 

программ

.

Процесс

 

разработки

изготовления

 

и

 

испыта

-

ния

 

новой

 

опоры

 

для

 

заданных

 

условий

 

эксплуа

-

тации

 

теперь

 

будет

 

занимать

 

меньше

 

месяца

.

    

Рис

. 4. 

Процесс

 

подъёма

 

опоры

Рис

. 5. 

Элементная

 

база

 

опоры

Элементная

 

база

 

для

 

опоры

 

СПБ

500-0

Анимация

 

процесса

 

подъёма

 

опоры

 

находится

 

на

 

сайте

 

нилкэс

.

рф

Фундаментные

 

секции

Рис

. 3. 

Разрушение

 

стойки

 

при

 

нагрузке

 

в

 160% 

от

 

расчётного

 

значения

Полигон

 

в

 

Хотьково

 24 

апреля

 2015 

года


Читать онлайн

Ранее на страницах этого журнала мы уже поднимали тему необходимости применения в электросетевом строительстве железобетонных конструкций как наиболее экономически выгодных, спроектированных и изготовленных с учётом современного развития технологий и устранёнными недостатками. Сегодня мы решили вернуться к этой теме, тем более что результаты, полученные за прошедший год, показывают: благодаря использованию компьютерного моделирования и отлаженной технологии процесса производства железобетонной секционированной центрифугированной опоры, соответствующей современным нормам, от постановки задачи до испытания опытного образца уходит меньше месяца. Фактически применение такого подхода позволяет для каждых условий разрабатывать уникальную опору и создавать широкую унификацию железобетонных опор.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 3(72), май-июнь 2022

Сравнительный анализ мероприятий по повышению надежности передачи электрической энергии в распределительных сетях

Управление сетями / Развитие сетей Энергоснабжение / Энергоэффективность Воздушные линии
Гвоздев Д.Б. Иванов Р.В.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»