СТОЙКА ОПОРЫ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Полезная модель относится к области строительства, а именно к опорным конструкциям в виде пространственной фермы для линии электропередачи, и может быть, в частности, использована при изготовлении стоек опор воздушных линий электропередачи.
Известна стойка опоры линии электропередачи, выполненная в виде пространственной решетчатой конструкции, которая состоит, по меньшей мере, из одной секции, содержащей пояса и решетки, образующие ее грани; секции собраны из сварных плоских ферм, при этом пояса соседних сварных плоских ферм в секции расположены по отношению к их решеткам таким образом, что образованный указанными поясами составной пояс секции имеет форму прямоугольной трубы, RU 2330925 С1, опубл. 10.08.2008.
Недостатком известной стойки является большой перерасход материала, обусловленный тем, что пояса имеют одинаковую площадь сечения по всей высоте стойки. При этом для сохранения требуемого запаса прочности и жесткости для выдерживания нагрузки на сжатие, которая является переменной по высоте стойки, пояса стойки выполняются с увеличенным сечением, что приводит к большому расходу материала.
Известна стойка опоры воздушной линии электропередачи, выполненная в виде пространственной фермы многоугольного поперечного сечения, каждая грань которой содержит два расположенных на расстоянии напротив друг друга фигурных пояса, выполненных каждый из металлического гнутого листа с образованием открытого поперечного сечения, имеющего постоянную форму по всей высоте стойки, обращенного открытой частью в сторону открытой части такого же сечения напротив расположенного фигурного пояса, при этом боковые смежно расположенные грани фигурных поясов связаны между собой планками или раскосами; фигурные пояса выполнены с постоянным или переменным по площади поперечным сечением по высоте, при этом боковые смежно расположенные грани фигурных поясов с каждой стороны пространственной фермы расположены относительно друг друга на расстоянии, переменном по высоте фигурных стоек и уменьшающемся от основания к вершине, RU 83272 U1, опубл. 27.05.2009.
Данное техническое решение принято в качестве прототипа для настоящей полезной модели.
Недостатком известной стойки является большой перерасход материала, обусловленный тем, что пояса стойки выполнены из металлического гнутого листа с образованием открытого поперечного сечения. При этом для сохранения требуемого запаса прочности и жесткости для выдерживания нагрузки на сжатие, действующей на стойку, пояса стойки выполняются из металлического гнутого листа с увеличенным сечением, что приводит к большому расходу материала. Кроме того, хотя и предполагается возможность выполнения фигурных поясов с переменным по площади поперечным сечением по высоте стойки, но это изменение не учитывает величину нагрузки на сжатие, действующей на различные участки по высоте стойки, вследствие чего для сохранения требуемого запаса прочности и жесткости для выдерживания нагрузки на сжатие требуется увеличивать или площадь поперечного сечения, или количество раскосов, связывающих грани поясов, что также приводит к большому расходу материала.
Задачей настоящей полезной модели является уменьшение расхода материала при сохранении требуемого запаса прочности и жесткости для выдерживания нагрузки на сжатие, действующей на стойку.
Поставленная задача решается за счет того, что в стойке опоры воздушной линии электропередачи, выполненной в виде пространственной фермы многоугольного поперечного сечения, каждая грань которой содержит два расположенных на расстоянии напротив друг друга фигурных пояса, выполненных каждый из металлического гнутого листа, при этом боковые смежно расположенные грани поясов связаны между собой раскосами, причем пояса выполнены с переменным по площади поперечным сечением по высоте стойки, согласно полезной модели, пояса выполнены с образованием закрытого поперечного сечения, причем площадь поперечного сечения каждого пояса изменяется по высоте стойки пропорционально эпюре моментов нагрузки на опору.
Каждый пояс может быть выполнен с прямоугольным поперечным сечением, в частности, с квадратным поперечным сечением; площадь поперечного сечения каждого пояса может уменьшаться по высоте стойки снизу вверх; стойка может быть выполнена секционной, а площадь поперечного сечения каждого пояса может изменяться по высоте стойки ступенчато и быть постоянной в пределах одной секции, при этом форма поперечного сечения каждого пояса может быть постоянной в пределах секции.
Заявителем не выявлены какие-либо технические решения, идентичные заявленным, что позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели условию патентоспособности «Новизна».
Реализация отличительных признаков полезной модели, в совокупности с ранее известными признаками, обеспечивает новый технический результат, состоящий в уменьшении расхода материала при сохранении требуемого запаса прочности и жесткости для выдерживания нагрузки на сжатие, действующей на стойку. Это достигается за счет выполнения поясов с образованием закрытого поперечного сечения, обладающего большей жесткостью и позволяющего выдерживать большие нагрузки, по сравнению с поясами с открытым поперечным сечением. Кроме того, выполнение поясов с переменным по высоте стойки поперечным сечением с учетом эпюры моментов нагрузки на опору, в частности, с уменьшением площади поперечного сечения по высоте стойки снизу вверх, позволяет выбрать оптимальную площадь поперечного сечения поясов, а также количество раскосов и величину свободной длины пояса между раскосами.
Выполнение пояса с прямоугольным, преимущественно квадратным, поперечным сечением, позволяет иметь меньшую площадь боковой поверхности при равных значениях геометрических характеристик, таких как момент инерции, радиус инерции, площадь поперечного сечения, Уменьшение площади боковой поверхности снижает ветровую нагрузку на стойку опоры, позволяя уменьшить площадь поперечного сечения поясов, что в итоге уменьшает металлоемкость конструкции.
Выполнение стойки секционной с постоянной в пределах одной секции площадью и, в частности, формой поперечного сечения пояса позволяет создать технологичную конструкцию при оптимальном расходе материала с учетом величины нагрузки на отдельные участки опоры.
Заявителем не выявлены источники информации, в которых содержались бы сведения о влиянии отличительных признаков полезной модели на достигаемый технический результат.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображено:
- на фиг. 1 - стойка опоры линии электропередачи с соединением поясов друг с другом раскосами, вид сбоку;
- на фиг. 2 - разрез А-А на Фиг. 1, пояс выполнен с прямоугольным поперечным сечением;
- на фиг. 3 - разрез А-А на Фиг. 1, пояс выполнен с квадратным поперечным сечением;
- на фиг. 4 - эпюра моментов нагрузки на опору;
- на фиг. 5 - пояс переменного по высоте стойки поперечного сечения;
- на фиг. 6 - секционная стойка опоры линии электропередачи, вид сбоку;
- на фиг. 7 - пояс, площадь поперечного сечения каждого пояса изменяется по высоте стойки ступенчато и постоянна в пределах одной секции.
Стойка опоры воздушной линии электропередачи выполнена в виде пространственной фермы многоугольного поперечного сечения, в конкретном примере квадратного поперечного сечения, постоянного по высоте стойки (Фиг. 2, Фиг. 3). Постоянная, преимущественно квадратная, форма поперечного сечения стойки по высоте обеспечивает удобство транспортирования и складирования стойки.
Каждая грань фермы содержит два расположенных на расстоянии напротив друг друга фигурных пояса 1, боковые смежно расположенные грани которых связаны между собой раскосами 2. Пояса 1 выполнены из металлического гнутого листа с образованием закрытого поперечного сечения. Пояса 1 в поперечном сечении могут иметь любую форму: многоугольник, круг, эллипс и т.д. Однако выполнение пояса 1 с прямоугольным (Фиг 2), преимущественно квадратным (Фиг. 3), поперечным сечением позволяет иметь меньшую площадь боковой поверхности при равных значениях геометрических характеристик, таких как момент инерции, радиус инерции, площадь поперечного сечения. Уменьшение площади боковой поверхности снижает ветровую нагрузку на стойку опоры, позволяя уменьшить площадь поперечного сечения поясов.
Пояса 1 выполнены с переменным по площади поперечным сечением по высоте стойки, причем площадь поперечного сечения каждого пояса 1 изменяется по высоте стойки пропорционально эпюре моментов нагрузки на опору (Фиг. 4, Фиг. 5), преимущественно площадь поперечного сечения каждого пояса уменьшается по высоте стойки снизу вверх, в соответствии с изменением моментов нагрузки на разные по высоте стойки участки. Выполнение поясов с переменным по высоте стойки поперечным сечением с учетом эпюры моментов нагрузки на опору позволяет выбрать оптимальную площадь поперечного сечения поясов, а также количество раскосов и величину свободной длины пояса 1 между раскосами 2.
Стойка 1 может быть выполнена состоящей из отдельных секций 3, Каждая грань секции 3 фермы содержит два расположенных на расстоянии напротив друг друга фигурных пояса 1, боковые смежно расположенные грани которых связаны между собой раскосами 2. Пояса соседних секций 3 состыкованы, так что пояс 1 стойки является составным, состоящим из отдельных участков каждой секции 3. При этом форма и площадь поперечного сечения пояса 1 в пределах одной секции постоянны, а площадь поперечного сечения составного пояса изменяется по высоте стойки ступенчато (Фиг. 6, фиг. 7). Выполнение стойки состоящей из отдельных секций обеспечивает удобство транспортирования и складирования стойки. Выполнение пояса в пределах одной секции постоянной формы и площади поперечного сечения обеспечивает удобство его изготовления, т.е. повышает технологичность стойки.
Монтаж стойки опоры осуществляют следующим образом.
Пространственная фермерная конструкция выполнена в виде двух плоских граней, представляющих собой противоположные грани фермы. Каждая грань состоит из двух поясов 1, соединенный между собой раскосами 2. Таким образом, каждая грань представляет собой отдельный плоский укрупненный элемент прямоугольной формы в плане. Пояса 1 выполнены или с отверстиями, или с приваренными накладками с отверстиями, к которым при монтаже прикрепляют раскосы 2 с отверстиями по краям для болтового соединения с поясами 1. Сборку в пространственную объемную конструкцию выполняют путем соединения болтами двух указанных граней фермы раскосами 2.
При выполнении стойки опоры секционной сначала собирают первую секцию, прикрепляя путем болтового соединения раскосы 2 с поясами 1 первой секции для образования двух граней. Сборку в пространственную объемную конструкцию выполняют путем соединения болтами двух указанных граней фермы раскосами 2. Монтаж других секций осуществляют аналогично. Секции соединяют между собой известным образом, например с помощью накладок. После сборки стойки опоры ее поднимают и устанавливают на подготовленную площадку известным образом. Использование секционной стойки опоры позволяет транспортировать даже очень громоздкие секции в места, труднодоступные для спецтранспорта, при этом повышается эффективность монтажных работ за счет уменьшения трудоемкости транспортировки и сборки секции на месте установки стойки. Выполнение стойки секционной с постоянной в пределах одной секции площадью и формой поперечного сечения пояса позволяет создать технологичную конструкцию при оптимальном расходе материала с учетом величины нагрузки на отдельные участки опоры.
Для изготовления стойки использованы обычные конструкционные материалы и заводское оборудование. Это обстоятельство, по мнению заявителя, позволяет сделать вывод о том, что данная полезная модель соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».