Серия 3.407.9-149 вып.0

Унифицированные железобетонные и стальные порталы ОРУ 220-330 кВ. Выпуск 0

Указания по применению конструкций и изделий

Порталы ОРУ 220 и 330 кв. Область применения

Конструкции порталов разработаны для следующих условий применения:

1. Расчетная минимальная температура воздуха до минус 40 градусов включительно;
2. Максимальная нормативная толщина стенки гололеда на оциновке принята равной С = 20 мм, что соответствует IV району при повторяемости один раз в десять лет по ПУЭ-87,
3. Нормативный скоростной напор ветра принят равным q – 050 кн/м2 (50 кгс/м2), т.е. по ІІІ району при повторяемости один раз в десять лет по ПУЭ-87,
4. Грунты в основаниях приняты условно не пучинистые в соответствии с классификацией СНиП 20201-83;
5. Грунтовые воды отсутствуют.

Применение серии не предусматривается в районах вечной мерзлоты с макропористыми грунтами ІІ типа просадочности, а также на площадках, подверженным оползням и карстам.

Технические решения, которые приняты в данной серии, обладают патентной чистотой в отношении:

• СССР;
• Болгарии;
• Венгрии;
• ГДР;
• Польши;
• Румынии;
• Чехословакии;
• Югославии.

В данной серии использованных изобретений по авторским свидетельствам или поданных заявок на изобретения не имеется.

Конструктивные решения

Железобетонные порталы

Порталы ОРУ 220, 330 кв выполнены в виде плоских П-образных однопролетных и многопролетных конструкций с защемленными в грунте стойками и шарнирным соединением стоек с траверсами.

Устойчивость ячейковых линейных и перемычечных, а также концевых шинных порталов из плоскости портала, а в некоторых случаях и в плоскости портала обеспечивается установкой тросовых оттяжек.

В некоторых случаях устойчивость порталов в плоскости портала обеспечивается жестокостью стоек, защемленных в грунте. Закрепление оттяжек порталов в грунте выполняется при помощи железобетонных анкерных плит по серии 3 407.115 вып.5.

Стойки порталов выполняются из цилиндрических железобетонных труб с предварительно-напряженной арматурой класса А-V и бетона В-40, разработанных в этой серии.

Длина стоек 19, 45, 17, 14 и 12 м, диаметр 560 мм.

Стойки трансформаторных порталов ОРУ 330 кв выполняются из цилиндрических железобетонных труб диаметром 800 мм, длиной 20 м, ГОСТ 22678,2-85.

Все стойки имеют закладные детали, соединенные на сварке с ненапряженной арматурой для ее использования в качестве заземления.

Одностоечные однофазные опоры выполняются также из железобетонных труб длиной 22,20 м с защемлением нижней части в грунте. Траверсы порталов выполняются стальными решетчатого типа с соединением элементов на болтах для возможности оцинковки горячим способом.

Для молниезащиты ОРУ на ячейковых порталах предусмотрена установка стальных решетчатого типа подставок для трубчатых молниеприемников.

Стальные траверсы и молниеприемники железобетонных порталов приняты одинаковыми траверсами и молниеприемниками порталов в металле. Характеристики и прочие данные железобетонных изделий приведены в документе 3.407.9-149.0-01, п.13.

Соединение траверс со стойками и тросостойками выполняется на болтах.

На монтажных схемах принята следующая маркировка железобетонных порталов и марок.

1. ПЖ-330-п.1 – портал железобетонный для ОРУ 330 кв, линейный, тип 1.
2. ПЖ-330-п.2 – портал железобетонный для ОРУ 330 кв, перемычечный, тип 2.
3. ПЖ-330-ш1-портал железобетонный для ОРУ 330 кв, шинный тип 1.
4. ПА-2-2- плита анкерная тип 2-2.

Закрепление стоек порталов производится путем заглубления их в грунт по схемам, которые приводятся в документе 3.407.9-149.0-02.

На схемам приведены варианты закрепления стоек в сверленые котлованы с засыпкой пазух песком (закрепления СП-1, СП-18) и бетоном (закрепления СБ-1, СБ-30).

Закрепление стоек в сверленые котлованы в насыпном грунте с засыпкой пазух песком (закрепление СН-1, СН-18) и бетоном (СНБ-1, СНБ-30); копаные котлованы (закрепление К-1, К-9).

При необходимости закрепление стоек производится с помощью установки подземных ригелей.

В проекте приняты три типа железобетонных ригелей по серии 3.407-115 вып. :

• 5-Р-1А размером 3×0,4 м;
• Р-1 размером 1,5×0,5 м;
•  АР6-1 размером 3,5×0,5 м.

Основным типом закрепления стоек является их установка в сверленые котлованы на щебеночной подушке толщиной 200 мм. Пазухи между стойками и стенками котлованов заполняются крупнозернистым песком, а при необходимости монолитным бетоном класса 87,5.

При отсутствии возможности устройства сверленых котлованов в работе даны варианты закрепления стоек, устанавливаемых в копаные котлованы.

Стальные порталы

Порталы ОРУ 220, 330 кв выполнены свободностоящими, в виде П-образных рам с шарнирным соединением стоек с траверсами и с жестким защемлением стоек в фундаментах.

Стойки и траверсы порталов выполнены решетчатого типа с соединением элементов на болтах для удобства транспортировки и возможности выполнения оцинковки горячим способом, за исключением элементов сечением 500×500 мм.

Нижние секции стоек выполнены переменного квадратного сечения с базами в верхней части 1×1 м в нижней части, 2,1×2,1 и 2,5×2,5 м, что позволяет применить унифицированные подножники.

Стойки шинных порталов ОРУ 220 кв выполнены постоянного сечения 0,5×0,5 м.

Траверсы выполнены сечением 0,5×0,5 м, 0,8×0,8 м и1,0×1,0м. Стальные траверсы порталов разработаны с учетом возможности их применения в порталах с железобетонными стойками.

Выбор марки стали для элементов конструкций порталов оцинковки должен производиться по СНиП ІІ-23-81 в зависимости от степени ответственности конструкций и климатического района строительства (расчетной температуры).

Сварные элементы конструкций порталов оцинковки относятся к группе 2, а болтовые к группе 3 согласно таблице 50 СНиП ІІ-23-81.

В рабочих чертежах типовой документации марки стали указаны для климатического района с расчетной температурой -40 градусов.

На монтажных схемах принята следующая маркировка стальных порталов и марок:

• ПС-330-Я1 – портал стальной для ОРУ 330 кв, ячейковый, тип 1.
• ПС-330-П2 – портал стальной для ОРУ 330 кв, перемычечный, тип 2.
• ПС-220-Ш1 – портал стальной ОРУ 220 кв, шинный, тип 1.

Закрепление стоек порталов выполняется на унифицированных подножниках по серии 3.407.1-144, вып.1 или сваях по серии 3.407.9-146.

Тип подножников или свай назначается в зависимости от действующих усилий и характеристик грунта в соответствии с рекомендациями, приведенными в данной работе.

Основные расчетные положения

Расчет порталов выполнен по методу предельных состояний. Исходным материалом для проектирования являются технологические задания, включающие схематические чертежи порталов с указанием возможных мест подвески оцинковки, тросов и значения нагрузок для различных режимов работы порталов, определенных при помощи ЭВМ.

Расчетными режимами работы для порталов ОРУ являются:

• нормальный режим при скоростном напоре ветра для ІІІ района и повторяемости один раз в сто лет q макс = 0,50 кн/м2 (50 кгс/м2) и отсутствии гололеда;
• нормальный режим при скоростном напоре ветра q = 0,25, q макс = 0.14 кн/м2 (14 кгс/м2) и гололеде в IV районе с толщиной стенки С = 20 мм;
• аварийный режим без ветра при гололеде в IV районе с толщиной стенки С = 20 мм с учетом обрыва двух смежных фаз оцинковки в одной ячейке при полых проводах и с учетом обрыва одной фазы оцинковки при применении проводов сплошного сечения.Местоположение обрываемых фаз при расчете конструкций портала назначается из условия возникновения максимальных усилий в элементах портала;
• монтажный режим при скоростном напоре ветра q = 0,625 кн/м2 (625 кгс/м2) и отсутствии гололеда.Монтажный режим для упрощения расчета (в запас прочности) принят также и среднеэксплуатационным.

Все стальные порталы рассчитаны как концевые анкерного типа на нагрузки нормальных режимов работы.

Железобетонные порталы рассчитаны на действие фактических нагрузок при двусторонней подвеске оцинковки с учетом разности или без разностей тяжений, как в нормальных режимах, так и при необходимости, в аварийном режиме при обрыве проводов.

Расчет порталов выполнен в соответствии с действующими СНиП 2.03.01-84.

Расчет закрепления стоек в грунте и оснований фундаментов выполнен с помощью ЭВМ, результаты который приводятся в документе:

• 3.407.9-149 –02;
• 3.407.1-144 0;
• 3.407.9-146 0.

Расчетные схемы порталов с нагрузками и усилия, действующие в закреплении стоек и на обрезе верха фундаментов приведены в документе 3.407.9-149.0-01 данного выпуска.

Материал конструкций

Бетон

1. Стойки следует изготавливать из тяжелого бетона (средней плотности более 2200 до 2500 кг/м3 включительно) класса по прочности на сжатие В40, марки по морозостойкости не ниже W150, по водонепроницаемости не ниже F6.
2. Цемент и инертные материалы, применяемые для изготовления бетона, должны удовлетворять требованиям ГОСТа 13015.0-83 («Конструкции и изделия бетонные и железобетонные сборные. Общие технические требования»). Наибольший размер зерен не должен превышать 20 мм.
3. Контроль прочности бетона производится в соответствии с ГОСТ 10180-78 («Бетоны. Методы определения прочности на сжатие и растяжение»). ГОСТ 10181.0-81 («Смеси бетонные. Общие требования к методам испытаний»).

Арматура

1. В качестве продольной арматуры стоек – горячекатаная арматурная сталь класса АIV по ГОСТ 5781-82.
2. В качестве монтажных элементов стоек принята арматурная сталь класса АI по ГОСТ 5781-82.
3. Поперечная арматура – из арматурной проволоки класса В-1 по ГОСТ 6727-80.
4. Закладные изделия следует выполнять из углеродистой стали обыкновенного качества по ГОСТ 380-71 марки ВСт3пс6 – при толщине проката 4-10 мм.
5. Натяжение напрягаемой арматуры производить механическим способом на упоры.

Требование к изготовлению и монтажу

1. Конструкции должны изготавливаться в строгом соответствии с требованиями СНиП ІІІ-16-80 на изготовление сборных железобетонных конструкций, общими требованиями ГОСТ 13015.0-83.
2. Конструкции должны изготавливаться в металлических опалубках.
3. Защитный слой рабочей арматуры стоек должен быть не менее 19 мм.
4. Прочность бетона к моменту его предварительного обжатия, должна быть не менее 75 % от проектной.
5. Предельные отклонения от проектных размеров не должны превышать отклонений, разрешенных ГОСТом 22687.0-85.
6. Стальные конструкции порталов оцинковки должны изготавливаться в соответствии с требованиями ТУ 34-29-10057-80.
7. Защита стальных элементов от коррозии должна выполняться на заводе-изготовителе в виде горячей оцинковки и в виде лакокрасочного покрытия в соответствии с требованиями рабочих чертежей и наряд-заказа. Толщина цинкового покрытия должна быть не менее 80 мкм. Толщина слоя лакокрасочного покрытия должна быть не менее 35 мкм.Материал лакокрасочного покрытия должен быть определен требованиями СНиП 2.03.11-85 в зависимости от конкретных условий загрязнения воздушной среды в районе строительства.
8. Для сборки стальных элементов порталов должны применяться болты классов прочности 4.4, 4.8, 8.8 из углеродистых сталей грубой, нормальной и повышенной точности исполнения 1 с крупным шагом резьбы по ГОСТ 7798-70, ГОСТ 7805-70, ГОСТ 15589-70, ГОСТ 15591-70 и ОСТ 34-13-021-77. Гайки классов 4 и 5 из углеродистой стали, грубый, нормальной и повышенной прочности по ГОСТ 5915-70, ГОСТ 5927-70 и ГОСТ 15526-70.Шайбы по ГОСТ 11371-78 и 6402-70.

Указания по применению серии

Разработанные в настоящей серии железобетонные порталы предназначены для применения при выполнении ОРУ по типовым проектам.

В качестве основного варианта в серии разработаны железобетонные порталы и в качестве вспомогательного варианта – стальные порталы, применение которых возможно при соответствующем обосновании.

Рекомендации по выбору типа закреплений стоек железобетонных порталов в грунте.

Рекомендуемые схемы закрепления стоек порталов в грунте приведены в документе 3.407.9-149.0-02(-03).

Основным вариантом закрепления является установка стоек в сверленые котлованы диаметром 650 мм на щебеночной подушке 200 мм без установки ригелей, а также с установкой одного или двух вертикальных ригелей. Вспомогательными вариантами являются установка стоек в сверленые котлованы диаметром 800 и 1000 мм с последующей обетонировкой пазух и установкой стоек в открытые котлованы при невозможности устройства сверленых котлованов.

Принимая во внимание возможность выполнения планировки земли на ОРУ срезкой и подсыпкой, в серии приведены соответствующие варианты закреплений, имеющие верхнюю часть грунта нарушенной структуры.

Для выполнения проверочных расчетов в серии приведены таблиц несущей способности оснований, рекомендуемых типов закреплений стоек в грунте.

При сооружении порталов в грунтовых условиях, отличающихся от принятых в серии (наличие пучинистых грунтов, насыпных грунтов более 1 м и т.д.) следует производить проверочные расчеты.

При применении серии для районов с большими значениями скоростного напора ветра или гололеда следует определить новые нагрузки и выполнить соответствующие расчеты.

Выбор схемы закрепления стоек порталов производится на основании расчета по предельным состояниям при действии горизонтальных и вертикальных сил:

• по первой группе – по несущей способности;
• по второй группе – по деформации.

Расчеты основания выполнены по методике, приведенной в типовых проектных решениях «Закрепление в грунте унифицированных железобетонных опор ВЛ35-500 кв», серия 407-03-282.

Все расчеты закреплений, результаты которых приведены в данной серии, выполнены с использованием разных характеристик грунтов, полученных по табличным значениям нормативных в соответствии с требованиями гл. СНиП 2.02. 01-83.

Каждой клетке таблицы 1.2 приложения 2 гл СНиП 2.20.01-83 присвоен порядковый номер в построчном направлении.

Крепление порталов ОРУ

Рекомендации по выбору анкерной плиты для закрепления оттяжек

Подбор анкерных плит для закрепления оттяжек порталов в грунте произведен в соответствии с расчетом.

По несущей способности и деформациям соответственно по формулам:

В таблице 12 документа 3.407.9 149 0-02 л.10 приводятся величины несущей способности анкерных плит, а в таблице 13 приведены предельные значения усилий в оттяжке по условиям обеспечения допускаемых деформаций оснований.

Рекомендации по выбору фундаментов стальных порталов из подножников и свай

Основания фундаментов из подножников и свай рассчитываются на выравнивание, сжатие, действие горизонтальных сил по методу предельных состояний в соответствии со СНиП 2.02.01-83 в зависимости от усилий, приведенных в таблице 5,8 документа 3.407.9.1490-01 л. 7, 8, 13, для различных климатических условий и конкретных грунтовых условий площадки ОРУ.

Выбор типа фундаментов следует производить по серии 3.407.1-144 0 и серии 3.407.9 – 146 0.