Как на опоры влияют ЧП, стихийные бедствия и ДТП

Опоры освещения и ЛЭП постоянно подвергаются воздействию атмосферных факторов, среди которых перепады температуры, перенапряжения из-за грозовых явлений, ветер, гололедные образования на проводах, химически агрессивные вещества, содержащиеся в воздухе.

Также конструкциям приходится выдерживать более серьезные нагрузки, связанные с действием стихии. Вспомнить хотя бы недавние события в Сочи, где после обрушившихся на регион дождей произошел крупный потоп. Стихия привела к множеству разрушений, включая поваленные столбы освещения и электросети, что даже стало причиной прерывания электроснабжения и железнодорожного сообщения. Чтобы избежать таких ситуаций, необходимо выбирать надежные опоры и иметь представление, что с ними может быть при чрезвычайном происшествии или стихийном бедствии.

В зависимости от региона опоры освещения и ЛЭП могут испытывать воздействие широкого спектра температуры — от -40 до +40 °C. Провода, подвешенные на силовые опоры или опоры ЛЭП, при понижении температуры несколько сжимаются, из-за чего в фиксированных точках крепления кабеля повышаются механические напряжения, а при повышении удлиняются, что приводит к увеличению стрелы провеса и, как следствие, нарушению изоляционных расстояний, уменьшению безопасности и надежности ЛЭП.

Следующее, что влияет на опоры освещения и ЛЭП, — это ветер. Его действие создает дополнительную горизонтальную силу, которая увеличивает механическую нагрузку на сами конструкции, а также на провода и тросы, что приводит к увеличению тяжения последних и росту механического напряжения их материала.

При особенно сильном ветре возникающие изгибающие усилия могут стать причиной поломки опор. Чтобы этого избежать, важно очень прочно укреплять фундамент конструкций в грунте. С точки зрения устойчивости к шквалистому и ураганному ветру предпочтительнее фланцевый метод монтажа. Также при использовании такой технологии столб проще вернуть в вертикальное положение после мощной ветровой атаки.

Кроме того, необходимо еще при проектировании опор проводить расчеты, учитывать ветровые нагрузки в зависимости от ветрового района региона, где будет установлена конструкция. В устойчивости к ветровым нагрузкам выигрывают металлические опоры. В отличие от железобетонных, они имеют пустотелый ствол, который показывает более высокую стойкость к воздействию сильного ветра. Кроме того, существуют граненые опоры, где грани выступают ребрами жесткости, обеспечивающими столбу еще большую устойчивость и надежность. Если опора еще и конусообразная, т. е. с сужением ствола кверху, то она обладает пониженной парусностью, что позволяет ей устоять даже под действием ветра со скоростью 40 м/с.

Слабый ветер тоже не так безобиден для опор. Он вызывает мелкие колебания проводов, т. е. вибрации, которые в свою очередь приводят к «усталости» материала проводов, что в итоге может привести к разрывам в местах их закрепления на столбах, ослаблению сечения и даже обрыву.

Не менее негативное воздействие оказывают вещества, содержащиеся в загрязненном воздухе. Частички золы, цементная пыль, химические соединения, в том числе соли, которых особенно много в приморских районах, снижают механическую прочность проводов и вызывают коррозию. Во избежание возникновения коррозионных процессов опоры должны иметь качественную антикоррозийную защиту, которую обеспечивают путем цинкования и дополнительного полимерного окрашивания.

Не менее важна безопасность опор в ситуации, когда на них наезжает автомобиль, т.е. в дорожно-транспортных происшествиях. Все потому, что наезд на малоэнергоемкие элементы, к которым относятся и опоры освещения, особенно железобетонные, приводит к особенно тяжелым травмам. Согласно статистике, количество смертельных случаев при наезде авто на жесткую массивную опору в 4 раза выше, чем на легкие ограждения. Поэтому конструкции опор на производстве уделяют особое внимание.

Степень безопасности конструкций определяют в ходе расчетов методом конечных элементов с обязательным приведением эпюр сжимающих усилий, изгибающего момента, поперечной силы и перемещений. Кстати, подобный расчет показывает, что металлические опоры безопаснее железобетонных. В последних при наезде авто возникают усилия, близкие к допускаемым, что даже при небольшом отклонении от расчетных параметров, например, превышении скорости может привести к обрушению конструкции и ее падению на автомобиль.

В случае с металлической опорой освещения риск упомянутой ситуации в несколько раз ниже. В том числе по той причине, что часть кинетической энергии автомобиля переходит в энергию деформации самой опоры. В комплексе все это делает металлическую опору более безопасной для водителя и пассажиров в сравнении с железобетонной.

Дмитрий Петров