Проєктування опор ЛЕП і фундаментів

Вихідні дані для проєктування

Типові уніфіковані опори ЛЕП на конкретній трасі підходять не завжди: частину вимог вони просто не задовольняють. Якщо цього потребує лінія чи траса, конструкцію опори змінюють або розробляють нову. В індивідуальному проєкті можна врахувати все, від дизайну конструкції до можливого способу монтажу.

Опори ЛЕП і фундаменти до них проєктують за такими даними:

• результати інженерно-геологічних вишукувань;
• сейсмічність району будівництва;
• призначення, конструктивні й технологічні особливості опор і фундаментів, умови їх експлуатації;
• навантаження на сталеві багатогранні опори та фундаменти;
• наявна забудова і вплив на неї нового будівництва;
• екологічні вимоги;
• розміри земельних ділянок під конструкції ПЛ;
• техніко-економічне порівняння можливих варіантів, за яким обирають найвигідніший.

Конструктивні особливості багатогранних опор ЛЕП

Для сталевих багатогранних опор ПЛ напругою 110–500 кВ стінка має бути завтовшки не менше 5 мм. Нижній діаметр стійки, він же діаметр фланця, залежить від типу й габаритів фундаменту. Залежно від висоти стійка складається з однієї, двох або кількох секцій. Довжина секції (відправного елемента), як правило, не більша за 12 м: довші незручно перевозити.

Секції з’єднують двома способами: фланцевим і телескопічним. Довжину телескопічного стику орієнтовно приймають рівною півтора–двом діаметрам секцій, що з’єднуються (близько 1,8 середнього діаметра). Через допуск на довжину стику під час монтажу довжина готової стійки може відхилитися, і проєкт це враховує: допустиме відхилення становить 10–12 % довжини стику. В оцинкованих опор із телескопічним з’єднанням є деталі для стягування секцій і щільної посадки. Стягувати секції рекомендують, поступово збільшуючи зусилля (крок залежить від діаметра секцій), доки секції не перестануть переміщатися одна відносно одної.

У фланцевих з’єднаннях болти розташовують по колу (у стиках секцій стійки між собою і з фундаментом) або по контуру прямокутника (у вузлах примикання багатогранних траверс до стійки). Якщо секції з’єднано на фланцях, змонтована стійка має точно ту висоту, що закладена в проєкті.

Класифікація багатогранних опор ПЛ така сама, як у типових металевих опор ЛЕП за ПУЕ. За конструкцією опори бувають на відтяжках або вільностоячі. Вільностоячі — одностоєчні чи багатостоєчні (дво- й тристоєчні), а двостоєчні можуть бути портальними з внутрішніми в’язями, гнучкими чи жорсткими. За типом з’єднання секцій опори поділяють на телескопічні та фланцеві. Траверси оцинкованих опор бувають багатогранні, ґратчасті або ізолювальні.

Багатогранні траверси з’єднують зі стійкою фланцем. Їх можна кріпити перпендикулярно або похило вгору чи вниз, робити прямими або вигнутими. У ґратчастих траверс болтові і з’єднання зі стійкою, і з’єднання елементів між собою. Ізолювальні траверси ізолюють проводи й слугують для їх кріплення до опори; до стійки їх прикріплюють спеціально розробленими вузлами на зварних і болтових з’єднаннях.

Проводи фаз кріплять до траверс через ізолятори або прямо до ізолювальних траверс. Якщо через ізолятори, то гірлянда буває вертикальна, V-подібна або Λ-подібна. V-подібні гірлянди розташовують поперек осі ПЛ у міжфазному просторі, Λ-подібні — уздовж осі ПЛ.

Проєктування фундаментів опор ЛЕП

Фундамент під опору ЛЕП підбирають індивідуально: рішення залежить від ґрунтових умов і від навантаження, яке передає конкретна опора. Найпоширеніші варіанти:

• одиночні сталеві палі-оболонки;
• одиночні буронабивні палі;
• пальові фундаменти з гвинтових паль і металевим ростверком;
• пальові фундаменти зі сталевих паль-оболонок і металевим ростверком;
• палі (гвинтові, забивні, буронабивні або сталеві палі-оболонки) із монолітним залізобетонним ростверком;
• монолітні фундаменти.

Палі застосовують різних видів: паля-оболонка; паля-оболонка, підсилена двома ригелями; віброзанурювальна паля-оболонка; буронабивна паля; багатопальний фундамент із буронабивних паль; гвинтові палі з монолітним чи металевим ростверком.

Кількість паль і їхні розміри добирають так, щоб максимально використати міцність матеріалу паль і властивості ґрунтів основи за розрахункового навантаження, допустимого на палю. Довжина паль залежить від ґрунтових умов, рівня нижньої частини ростверку та можливостей наявного обладнання. Фундаменти з одиночних буронабивних паль або сталевих паль-оболонок діаметром від 0,7 до 2,5 м можуть сягати глибини 15–20 м (залежно від навантажень і ґрунтів), але найвигідніша глибина — 4–6 м. У фундаментах із ростверком паль великого діаметра (не менше 500 мм) рекомендують ставити по дві, три, чотири, шість і більше, а паль малого діаметра (менше 500 мм) та гвинтових — по дві, чотири, вісім, дванадцять і більше. Довжину паль у пальових фундаментах рекомендують до 12 м.

Конструювання фундаментів багатогранних опор

Конструкцію закріплення багатогранної опори та його розміри обирають залежно від величини й напрямку навантажень на фундамент (зокрема монтажних) і від технології будівництва. В одностоєчних багатогранних опор зусилля концентруються на кільцевій базі стовбура, тож основним розрахунковим навантаженням на фундамент є згинальний момент на рівні поверхні ґрунту. Щоб сприйняти великі згинальні моменти, рекомендують пальові фундаменти з одиночних паль великого діаметра (паль-оболонок або буронабивних паль) або багатопальові фундаменти, де палі рознесено якомога далі одна від одної. Відстань між осями паль має бути не менше трьох діаметрів палі, а для гвинтових паль — не менше трьох діаметрів лопаті.

Буронабивні палі великого діаметра проєктують переважно одиночними. Сталеві палі-оболонки залежно від навантажень роблять одиночними або пальовими кущами (дві, три, чотири, шість і більше паль), а гвинтові палі проєктують як пальові кущі. Якщо від паль-оболонок чи буронабивних паль великого діаметра потрібна більша несуча здатність, рекомендують збільшувати глибину занурення, а не діаметр. У пісках, а також у твердих, напівтвердих і тугопластичних глинистих ґрунтах рекомендують закріплення без ригелів. Сталеві палі-оболонки тут занурюють з мінімальним порушенням структури ґрунту: без виймання ґрунту або з влаштуванням свердловини діаметром, що дорівнює діаметру палі-оболонки.

Якщо у фундаменті є ригелі, їх встановлюють перпендикулярно до рівнодійної навантажень на опору. За однакового натягу проводів і тросів у суміжних прольотах напрямок рівнодійної збігається з бісектрисою кута, суміжного з кутом повороту траси ПЛ.

Ростверк залежно від конструкції закріплення роблять монолітним залізобетонним або металевим. Залізобетонний надає фундаменту жорсткості й зменшує тиск на ґрунт за великих згинальних моментів; металевий застосовують для фундаментів зі сталевих паль-оболонок і гвинтових паль. Ростверк можна розмістити нижче рівня землі: це покращує естетику й екологічність (на поверхні висаджують зелені насадження) і зменшує землевідведення, але тоді підземні елементи треба додатково гідроізолювати й захищати від корозії.

На пучинистих ґрунтах передбачають заходи, що запобігають впливу сил морозного здимання або зменшують його. Якщо в ґрунті є органо-мінеральні й органічні шари, нижні кінці паль занурюють глибше за ці шари, а розрахунок ведуть за схемою високого пальового ростверку, не враховуючи їхньої несучої здатності.