Основные виды опор контактных сетей

Особенности и устройство неподвижных опор для трубопроводов

Неподвижные опоры для различных трубопроводов необходимы для чёткой фиксации коммуникации в пространстве. Использование таких опор направлено на устранение сдвигов трубопровода в продольном или же поперечном направлении.

Неподвижные модели используются для фиксации трубопроводов, монтируемых двумя способами:

• наружным;
• внутренним (под землёй).

Установка таких опор производится посредством их фиксации каркасами из железобетона. Таким образом, в нужных участках трубопровода организуются опорные конструкции. Опорные конструкции на трубопроводе располагаются не равноудалённо друг от друга, а разделяют коммуникацию на сегменты, которые имеют различную длину. Длина сегмента зависит от особенностей специальных компенсаторов, которые располагаются между неподвижными опорами.

В зависимости от типа прокладки магистрали используются опоры с изолирующим слоем либо без него

При наружной и внутренней прокладке коммуникаций широко применяют неподвижные опоры для труб. В случае если прокладка будет осуществляться бесканальным методом под землёй, используются опоры, оснащённые эффективной гидроизоляцией. Как правило, в качестве гидроизоляции выступает полиэтиленовая (ПЭ) оболочка. При наружном монтаже коммуникации используется оцинкованный гидроизолятор.

Рассмотрим конструктивные элементы, которые входят в состав неподвижной модели:

• стальная труба;
• стальной лист, полученный в результате горячей прокатки;
• пенополиуретан (ППУ);
• специальная термостойкая лента;
• оцинкованная оболочка;
• центратор;
• оболочка из полиэтилена.

Лист стали, который производится посредством горячей прокатки, подразделяется на три вида в зависимости от качества:

• обыкновенный;
• низколегированный;
• конструкционный (является наиболее качественным).

Центратором называют конструктивный элемент неподвижной опоры, который упрощает отцентровку торцов труб перед их соединением. На сегодняшний день центраторы подразделяются на два основных типа:

• наружные;
• внутренние.

Во многих случаях используют специальные центраторы, позволяющие правильно разместить трубу внутри опоры

Наружные устройства осуществляют отцентровку трубы с наружной стороны и подразделяются на:

• звенные;
• эксцентриковые;
• гидродомкратные.

Звенные центраторы могут осуществлять отцентровку труб с показателями сечения от 57 до 2224 мм. Они отличаются отличной устойчивостью к низким температурам. Это связано с тем, что их производят из морозоустойчивой стали. Второй вариант центраторов является универсальным, так как способен отцентровывать трубы с любыми показателями сечения. Гидродомкратные центраторы используются для отцентровки очень тяжёлых труб или же труб с деформированными областями. Усилие, которое способно передаваться посредством таких устройств, составляет примерно 12 тонн.

Внутренние центраторы имеют одно важное преимущество — при их применении возможна длительная сварка труб изнутри. Благодаря этому преимуществу швы выполняются более качественно

Недостаток же таких изделий в том, что из-за их веса для их транспортировки необходимо использовать спецтехнику.

Рассмотрим основные эксплуатационные сферы, где используются неподвижные опоры трубопроводов:

• при прокладке магистральной газовой трубы или нефтепровода;
• коммуникаций различной направленности на предприятиях;
• для конструкций на атомных и тепловых станциях.

Такие опоры широко используются при прокладке коммуникаций в условиях низких температур. Эксплуатация этих элементов трубопроводной конструкции в северных регионах позволяет продлить срок службы трубопровода.

Неподвижные опоры применяют при прокладке магистралей, работающих в особых условиях — нефтяных, газовых, отопительных сетей

Для чего нужны опоры и где они используются?

Опоры трубопроводов выполняют очень важную функцию — фиксацию коммуникации в необходимом положении. Помимо этого, эти изделия исключают деформационный процесс коммуникации под влиянием температур. Во многих трубопроводах при транспортировке той или иной рабочей среды возникают вибрации. Гашение вибраций является ещё одной полезной функцией опорных элементов.

Опоры трубопроводов влияют на надёжность конструкции в целом

Поэтому очень важно правильно установить эти изделия, чтобы они хорошо справлялись с поставленными перед ними задачами

Опоры различаются по виду и назначению. Эксплуатационная область этих приспособлений довольно широка. Они используются для фиксации таких коммуникаций:

• трубопроводные конструкции на различных предприятиях;
• жилищно-коммунальные коммуникации;
• арматура атомных электростанций;
• арматура теплоэлектростанций (ТЭС);
• газо- и нефтепроводы.

Опора под газовую трубу должна отличаться высокими техническими характеристиками, особенно если трубопровод прокладывается в неблагоприятных климатических условиях. Кроме этого, опора для газовой трубы должна предохранять коммуникацию от возможных поломок в местах её крепления.

Опоры удерживают трубы в заданном направлении и предохраняют их от деформаций

Маркировка опор из бетона

Стоит остановиться на маркировке опор. В предыдущем параграфе я использовал маркировку для опор 10-2. Поясню, как читать маркировку опор. Маркируются железобетонные опоры следующим образом.

• Первые две буквы указывают назначение опоры: П (промежуточные) УП (угловые промежуточные), УА (угловые анкерные), А (анкерные-концевые), ОА (опора ответвления), УОА (угловые ответвительные анкерные).
• Вторая цифра, означает для какой линии электропередачи, опора предназначена: цифра «10» это ЛЭП 10 кВ.
• Третья цифра, после тире это типоразмер опоры. Цифра «1» это опора 10,5 метров, на основе столба СВ-105. Цифра «2» — опора на основе столба СВ-110. Подробные типоразмеры в таблицах внизу статьи.

Монтаж подвижных и неподвижных типов опор для трубопроводов

На первом этапе проводятся вычисления

Тут необходимо определить расстояние между опорами, где во внимание обязательно берется прочность и прогиб, способ прокладки и параметры труб. В работе мастера руководствуются таблицей «Проектирования тепловых сетей» А

А. Николаева.

Следующим шагом является монтаж. Установить подвижные элементы нужно до введения труб в футляры. При монтаже креплений обязательно контролируется сохранность целостности конструкции.

Футляры из металла изолируются бесшовной гидроизоляцией. На стыке опоры с футляром нужно нанести смазку, чтобы свести к минимуму трение. Далее следует приварить хомуты, чтобы конструкция была более надежной. Место сварки желательно окрасить, что станет дополнительной защитой шва.

Подвижные конструкции нужно прокладывать одновременно с линейной частью. Специальная техника в данном случае не понадобится, но для надежности стоит задействовать дуговую сварку.

Монтаж неподвижных опор для трубопроводов предусматривает использование:

• стальных труб;
• пенополиуретана;
• центратора;
• горячекатаного листа шириной более 30 мм;
• полиэтиленовой или оцинкованной оболочки.

Установка конструкции осуществляется на основу из бетона. Опоры расставляются с определенным шагом, чтобы магистраль с коммуникациями можно было свободно ремонтировать в случае необходимости.

Классификация опор контактной сети по материалу изготовления

Для производства опор контактной сети применяют различные материалы: металл, древесину, сочетание бетона и арматуры.

В отечественных условиях для железных дорог используют опоры, в основе которых лежит предварительно напряжённый железобетон. Что касается особенностей конструкции, превалируют опоры конического типа, центрифугированные. Их длина колеблется от 10,8 до 15,6 м.

Вместо железобетонных опор контактной сети могут применяться металлические модели. Их зачастую монтируют в тех случаях, когда установка железобетонных опор не представляется возможной из-за своих размеров либо несущей способности.

Временно могут устанавливать и деревянные опоры, хотя они уже устарели как внешне, так и технически, поэтому при реконструкции постепенно заменяются аналогами из других материалов.

Опоры контактной сети из железобетона, которые применяются на участках постоянного тока, производят с внедрением в состав арматуры. Её располагают в фундаменте опоры, что заметно продлевает срок её службы, так как благодаря бетону сокращается количество и сила блуждающих токов, воздействие которых на арматуру чревато коррозией опор.

В зависимости от способа монтажа, железобетонная опора контактной сети может быть раздельной, установленной в стаканный железобетонный фундамент, и нераздельной, причем последняя монтируется прямо в грунт. Чтобы повысить стойкость нераздельных опор, снизить вероятность повреждения и нарушения исходной позиции в результате вибраций, устанавливают опорную плиту либо верхний лежень.

Наиболее популярными, по статистике, являются нераздельные опоры, их применение уместно практически всегда, за исключением тех случаев, когда наблюдается высокий уровень грунтовых вод, что естественным образом затрудняет процесс монтажа.

Разновидности опор для трубопроводов

На сегодняшний день существует несколько разновидностей опор для трубопроводов, которые отличаются по своему конструктивному исполнению и назначению. Рассмотрим основные разновидности опор, которые используются при монтаже трубопроводных конструкций.

Тип опоры подбирается в зависимости и вида магистрали и условий ее работы

Бескорпусные опоры. Такие опоры выполняют те же функции, что и хомуты и подразделяются на две основные группы:

• подвижные бескорпусные изделия;
• неподвижные бескорпусные изделия.

Стоит отметить, что само понятие скользящей опоры несопоставимо с подвижным бескорпусным изделием. Монтировать подвижные жёсткие приспособления нужно без жёсткого стягивания хомута, что позволяет коммуникации чувствовать себя свободно и передвигаться в продольной плоскости. Такие модели ещё называют хомутовыми направляющими. Неподвижные модели монтируются довольно просто: крепко затягиваются к основанию, что исключает движение трубопроводной конструкции.

Корпусные приварные. Как правило, такая разновидность опор применяется при монтаже стальных коммуникаций. Крепление такого приспособление осуществляется посредством сварки (отсюда и название).

Такие модели считаются самыми удобными с точки зрения производства и, кроме этого, отличаются довольно демократичной ценой. Как и в предыдущем случае, корпусные приварные опоры подразделяются на подвижные и неподвижные. В некоторых нормативных документах подвижная корпусная приварная опора регламентируется как скользящая. Конструктивное исполнение корпусных приварных приспособлений может быть различным.

Корпусные хомутовые. Такие модели условно подразделяются на две группы:

• с хомутом, имеющим круглую форму (в этом случае материалом изготовления хомута служит металлический прут);
• с хомутом, который имеет плоскую форму (изготавливается из металлической полосы).

Как и другие опоры, корпусные хомутовые модели могут быть подвижными (скользящими) и неподвижными. Изделия, которые имеют плоский хомут, применяются по большему счёту при монтаже стальных коммуникаций, однако, в некоторых случаях их используют для предизолированных трубопроводных конструкций. А модели, обладающие круглым хомутом, используются только при монтаже стальных трубопроводов. Одной из разновидностей таких опор считается бугельная опора, которая отличается от других тем, что имеет рёбра жёсткости. Рёбра жёсткости необходимы для усиления изделия.

Опору с плоским хомутом можно использовать для крепления и обычных стальных, и предизолированных труб

Опоры под отвод. Монтируются специально под изгиб коммуникации, а именно — под отвод. Существуют такие разновидности опор под отводы:

• под отводы гнутого типа;
• под сварные отводы.

Такие модели, с эксплуатационной точки зрения, разделяются на: подвижные и неподвижные. Кроме этого, такие модели применяются для фиксации различной арматуры при монтаже.

Опоры крепления вертикальных трубопроводов. Такие модели используют для закрепления вертикальных участков трубопроводной конструкции. По своей конструкции они являются «лапами», которые с помощью сварки фиксируются на трубопроводе. Опираются такие модели на балки или плиты перекрытий.

Щитовые опоры. Такие модели имеют такой же вид, как и предыдущие и используются в случае, когда необходима прокладка трубопровода через стену. Как правило, такие приспособления являются неподвижными.

Щитовая опора, как правило, является неподвижной, ее можно применять при проходе трубы сквозь стену

Подвески трубопроводов. Подвески — это специальные приспособления, которые применяются для фиксации коммуникации к балке или же потолку. В зависимости от конструктивных особенностей и способа монтажа опоры на трубу их подразделяют на две группы:

• хомутовые;
• приварные.

Кроме этого, они могут быть:

• однотяжными (состоять из одной тяги);
• двутяжными;

Движение трубопровода, который зафиксирован такими приспособлениями обеспечивается кардановым подвесом.

Пружинные блоки. Эти приспособления монтируются на различные коммуникации и выполняют амортизирующую функцию, распределяя нагрузки по всей длине трубопровода и исключая его деформацию. Такое изделие применяется как конструктивный элемент опор или подвесок.

Особенности монтажа

В первую очередь надо сказать, что правильно установить опоры довольно сложно, поэтому лучше не заниматься данной операцией своими руками, а доверить ее специалистам. Дело в том, что при нарушении технологии монтажа, последствия могут быть самыми неприятными, так как на эти элементы подвергаются большим нагрузкам от самого трубопровода и протекающих в нем жидкостей.

Расстояние между этими деталями зависит от диаметра труб, а также типа транспортируемой жидкости и технологии монтажа изделия. Данное расстояние так же является важным параметром, от которого может зависеть долговечность трубопровода, поэтому определять его должны профессионалы.

Вот, пожалуй, и все основные моменты, которые можно сказать об особенностях данных деталей трубопроводов.

Общие сведения

Надежность трубопровода зависит от многих факторов, таких как:

• Климат, в котором эксплуатируется система;
• Вес системы;
• Внешние вибрации и многое другое.

Опоры применяют, чтобы снизить негативное воздействие большинства этих факторов.

Чаще всего они используются в следующих отраслях:

• Атомные и тепловые электростанции;
• Магистрали транспортировки нефти и газа;
• Системы технологического значения;
• Всевозможные инженерные конструкции.

По ГОСТу 36 146 88 диаметр изделия может составлять от 18 до 1620 мм. Тип металла для них подбирается в зависимости от характеристик магистрали и самого изделия.

Самое главное требование к материалу – способность выдерживать большие нагрузки.

Подвижные опоры

Железобетонные опоры ЛЭП – классификация по назначению

Классификация железобетонных опор по назначению, не выходит за рамки видов опор стандартизированных в ГОСТ и СНиП. Подробно читать: Виды опор по назначению, а здесь напомню кратко.

Промежуточные бетонные опоры нужны для поддержания тросов и проводов. На них не оказывается нагрузка продольного или углового натяжения. (маркировка П10-3, П10-4)

Анкерные бетонные опоры обеспечивают удержание проводов при их продольном тяжении. Анкерные опоры обязательно ставятся в местах пересечения ЛЭП с железными дорогами и другими естественными и инженерными преградами.

Угловые опоры ставятся на поворотах трассы ЛЭП. На малых углах (до 30°), где нагрузка от натяжения не велика и если нет смены сечения проводов, ставятся угловые промежуточные опоры (УП). При больших углах поворота (более 30°) ставятся угловые анкерные опоры (УА). На конце ЛЭП ставятся анкерные они же концевые опоры (А). Для ответвлений к абонентам, ставятся ответвительные анкерные опоры (ОА).

Установка бетонных опор

Расчет опор производится СНиП 2.02.01-83 и «Руководство по проектированию ЛЭП и фундаментов ЛЭП…». Расчет идет по деформации и по несущей способности.

Чтобы закрепить промежуточную опору типа П10-3(4) нужно просверлить цилиндрический котлован диаметром 35-40 см, на глубину 2000 -25000 мм. Установочный ригель на такую опору не нужен.

Анкерные угловые и анкерные ответвительные опоры, обычно монтируются с установочными ригелями

Обращу внимание, что ригеля могут ставиться на нижний край опоры и подкоса, закапываемого в землю и/или на верхний край опоры, по верху котлована. Ригеля обеспечивают дополнительную устойчивость опоры

Глубина закапывания опоры зависит от промерзания грунта. Обычно 2000-2500 мм.

Специальные опоры

Представляют собой электроопоры повышенной высоты и применяются в местах пересечения линий электропередач ЛЭП с шоссейными и железными дорогами, реками, пересечении между самими ЛЭП и в других случаях, когда стандартной высоты электроопоры недостаточно для обеспечения необходимого расстояния до проводов. Промежуточные электроопоры линий с напряжением до 10 кВ выполняют одностоечными (свечообразными). В сетях низкого напряжения одностоечные опоры выполняют функции угловых или концевых опор, а также снабжаются дополнительно или оттяжками, прикрепленными в сторону, противоположную тяжению проводов, или подкосами (подпорками), которые устанавливаются со стороны тяжения проводов:

Для линий с напряжением 6-10 кВ электроопоры выполняются А-образными:

Также характеризуются воздушные линии и основными габаритами и размерами.

Габарит воздушной линии – вертикальное расстояние от самой низкой точки провода к земле или воде.

Стрела провеса – это расстояние между воображаемой прямой линией между точками крепления проводов на опоре и самой низкой точкой провода в пролете:

Все габариты ЛЭП строго регламентируются ПУЭ и напрямую зависят от величины напряжения питания, а также местности, по которой проходит трасса.

ПУЭ также регламентирует и другие габариты при пересечении и сближении ЛЭП как между собой, так и между линиями связи, авто- и железнодорожными магистралями, воздушными трубопроводами, канатными дорогами.

Для проверки запроектированной ЛЭП требованиям ПУЭ производятся расчеты на механическую прочность, методы которых даются в специальных курсах электрических сетей.

Деревянные опоры

Изготавливаются, как правило, из сосновых бревен со снятой корой. Для ЛЭП с напряжением питания до 1000 В допускается применение и других пород деревьев, например, пихта, дуб, кедр, ель, лиственница. Бревна, которые впоследствии должны будут стать опорами линий электропередач, должны соответствовать определенным техническим требованиям. Естественная конусность ствола, проще говоря, изменение его диаметра от толстого нижнего конца (комля) к верхнему отрубу не должна превышать 8 мм на 1 метр длины бревна. Диаметр бревна на верхнем отрубе для линий с напряжением до 1000 В принимается не менее 12 см, для линий с напряжением выше 1000 В, но не выше 35 кВ – 16 см, а для линий с более высоким напряжением не менее 18 см.

Деревянные опоры могут применять для сооружения воздушных линий с напряжением не выше 110 кВ включительно. Наиболее широкое распространение деревянные опоры получили в воздушных линиях с напряжением до 1000 В, а также в линиях связи. Плюсом деревянных опор есть их относительно небольшая стоимость и простота изготовления. Однако есть и минус, существенный минус – они подвержены гниению и срок службы сосновых опор составляет порядка 4-5 лет. Для предохранения древесины от гниения ее пропитывают специальными антисептиками против гниения, например антраценовым или креозотовым маслом. Особенно тщательной обработке поддаются те части, которые будут вкапываться в землю, а также врубки концов, раскосов и траверс. Благодаря антисептикам срок службы увеличивается примерно в 2-3 раза. Для этой же цели довольно часто ноги деревянной электроопоры изготавливают из двух частей – основной стойки и стула (пасынка):

Где – 1) основная стойка, а 2) стул (пасынок)

При сильном загнивании нижней части достаточно сменить только пасынка.

Особенности и характеристики скользящих опор для трубопроводов

Скользящая опора для трубопроводов используется, как правило, при прокладке коммуникаций на поверхности земли (наружный способ). Основная функция такого устройства заключается в том, чтобы обеспечить свободное перемещение трубопровода как по горизонтали, так и по вертикали. Кроме этого, вспомогательной функцией таких приспособлений считается защита трубопроводной конструкции от истирания.

Скользящие опоры монтируются на тех магистралях, трубы которых могут сужаться и расширяться под действием температуры

Скользящие модели обеспечивают устойчивость трубопроводной коммуникации и уравновешивают её перемещение, которое происходит из-за температурных колебаний.

Рассмотрим конструктивные элементы, которые входят в состав скользящей модели:

• основание, в качестве которого может выступать, например, уголок;
• полукруглый держатель для трубы (производится из металла);
• специальная прокладка;
• крепёжные элементы (гайки и болты).

Все подвижные опоры классифицируются на три основных вида:

• жёсткие;
• упругие;
• подвижные опоры постоянного усилия.

Жёсткие опоры подразделяются на:

• направляющие опоры;
• жёсткие подвески;
• опоры скольжения.

Направляющие изделия препятствуют перемещению коммуникации вниз и в определённом направлении по горизонтали. Подвески жёсткого типа являются приспособлениями, которые обеспечивают наибольшую подвижность трубопроводной конструкции. Опора скольжения исключает перемещение вертикально вниз. Опоры упругого типа обладают такой жёсткостью только в случае, когда труба перемещается в вертикальном направлении. В этом случае существует определённая закономерность: чем сильнее нагрузка на опорный элемент, тем дальше будет смещение трубопровода. Опора постоянного усилия выдерживает оказываемое на неё усилие независимо от перемещения коммуникации.

Для защиты от ржавчины изделие может быть покрыто грунтовкой и/или окрашено

Для того чтобы обезопасить это устройство от коррозийных воздействий на него наносят специальный грунтовый состав. Грунтовый состав для большей надёжности наносится в несколько слоёв. Иногда вместо грунта, опора может окрашиваться специальной грунтовой эмалью. А для того чтобы добиться максимальных показателей надёжности, как правило, приспособление оснащается порошковым или цинковым покрытием (оцинковка).

Наиболее часто такие изделия изготавливаются из прочной углеродистой стали, однако, если трубопровод предназначен для монтажа и эксплуатации в тяжёлых температурных условиях, используются приспособления, выполненные из низколегированной стали.

Все скользящие опоры классифицируются на несколько основных видов по типу конструкции:

• изделие на кронштейнах (крепёжные элементы);
• хомутовая;
• шариковая;
• диэлектрическая;
• катковая (роликовая).

Роликовая опора используется в том случае, когда необходимо уменьшить силу трения между её основой и верхней частью. Трение возникает при движении трубопровода. Уменьшение силы трения происходит благодаря конструктивным элементам такой опоры — каткам.

Диэликтрические скользящие модели применяются преимущественно для труб, произведённых из следующих материалов:

• углеродистая сталь;
• низкоуглеродистая сталь.

Роликовые опоры широко применяют при строительстве магистралей для протяжки труб в горизонтальном направлении

Изоляция в таких опорах выполняется из специального материала — листового паранита. Паранит включает в себя такие составляющие:

• каучук;
• асбест;
• дополнительные порошковые добавки.

Шариковые скользящие модели выполняются из стали и являются специфичным крепежным элементом. Применение таких изделий позволяет коммуникации передвигаться как в продольном, так и в поперечном направлении. Благодаря этому шариковые скользящие опоры применяются на электростанциях или при прокладке теплотрасс.