Железобетонные (жб) опоры лэп и столбы: основные разновидности, установка, монтаж

Классификация по назначению

Электрические опорные ЖБИ рассчитываются так, чтобы с запасом принимать на себя главную часть нагрузки от натянутых прямых проводов и при их отводах, изгибах и поворотах.

Нормами ПУЭ и ГОСТ для реализации требуемых параметров по натяжению и удержанию проводов воздушных линий выделено несколько видов опорных конструкций по назначению:

• специальные;
• концевые;
• угловые;
• анкерные;
• промежуточные.

Специальные

Их делают следующих типов:

1. С целью прохода естественных или искусственных препятствий — переходные.
2. Противоветровые — используются в зонах с сильными ветрами.
3. Для реализации пересечений воздушных линий с разных сторон — перекрестные.
4. Транспозиционные — применяются для изменения положения проводов.
5. Чтобы подключать новых абонентов, ставят ответвительные сооружения.

Концевые

Они могут быть отнесены к разновидности анкерных систем, но в специальном исполнении для одностороннего тяжения. Их обозначает литера «К».

Такие конструкции размещают на кабельных вставках, а также в начале и конце воздушных линий.

Угловые

Используют в местах поворота ВЛ. Условное обозначение — «У». На больших углах ставят изделия анкерного типа, на малых — промежуточные. Суммарная нагрузка с двух соседних пролетов наибольшая в середине поворотного угла.

Анкерные

«А» — принятое обозначение конструкции. В натяжении линий такие сооружения несут основное усилие.

При монтаже ВЛ с помощью анкерных систем осуществляют тяжение проводов на прямых участках.

Кроме того, опоры размещают, когда меняется сечение линии, при переходах через преграды, реки, дороги, железнодорожные ветки.

Промежуточные

«П» — условное обозначение. На них нагрузка распределяется по горизонтали и вертикали.

Назначение данных конструкций — поддерживать провода, а не натягивать. Но их все равно на случай аварий делают с запасом прочности.

Промежуточные сооружения устанавливают между анкерными без изгибов и поворотов. 85% опор в воздушной линии являются промежуточными.

Преимущества и недостатки опор

Популярность опор освещения из железобетона обусловлена низкой стоимостью и продолжительным сроком использования. При соблюдении технологии изготовления, правил транспортировки и установки столбы сохраняют функциональность не менее 50 лет. Для железобетонных опор также характерно:

• устойчивость к воздействию химических веществ и открытого огня;
• отсутствие склонности к появлению коррозии и образованию плесени и грибка;
• низкие расходы при эксплуатации опор;
• способность выдерживать нагрузки при установке опор в сейсмически активных зонах.

Однако в некоторых ситуациях при прокладке осветительных линий выбирают металлические опоры. Причиной тому — недостатки опор из железобетона, среди которых можно выделить:

• Значительный вес. В отличие от сравнительно легких металлических конструкций железобетонные опоры весят не менее 700 кг. Из-за массивности и громоздкости опор транспортировка и процесс монтажа усложняются и сопровождаются дополнительными расходами. Для перевозки опор освещения из железобетона понадобятся транспортные средства большой грузоподъемности, доступ которых в некоторые районы ограничен.
• Трудоемкость демонтажа опор. Для переработки и утилизации кусков бетона понадобятся дополнительные средства, а для освобождения металлического каркаса необходимо специальное оборудование.
• Трудоемкость монтажа. Для установки металлической опоры нужно меньше людей и спецтехники.
• Неэстетичный внешний вид. Металлические опоры можно сделать в любом архитектурном стиле, просто добавив декоративные элементы, покрасив или доработав конструктив — так появились граненые, круглые конические опоры, изогнутые и пр.
• Невозможность усовершенствования функциональности конструкции. Металлические опоры можно сделать складывающимися, при установке в труднодоступных местах или на объектах, где не предусмотрена спецтехника, кроме лестницы.

Еще одна проблема, из-за которой отдают предпочтение металлическим опорам, заключается в недостаточной устойчивости столбов из железобетона к воздействию осадков и перепадам температуры.

Преимущества и недостатки использования железобетонных стоек в качестве опор освещения

Железобетонные стойки в качестве опор для установки светильников имеют следующие преимущества:

• Стойкость к коррозии, химическим составам, гниению;
• Огнестойкость и сейсмостойкость;
• Долговечность. При соблюдении технологии производства столбов, их транспортировки и монтажа они простоят более 50 лет;
• Технологичность изготовления;
• Низкие расходы на эксплуатацию;
• Невысокая стоимость конструкции (дешевле только деревянные опоры).

Недостатки:

• Тяжелый вес. Одна опора весит от 700 и выше килограммов. Их сложнее грузить, транспортировать и монтировать;
• Сложность демонтажа. Не составит труда сбить опору трактором или другим транспортом, но сложности возникают при высвобождении металлического каркаса и последующей переработке кусков бетона. В первом случае надо применять дорогостоящую установку, во втором – много платить за полную утилизацию;
• Слабая сопротивляемость механическим нагрузкам. Железобетонные опоры «боятся» резких толчков, ударов и прочих нагрузок.

Железобетонные опоры появились после деревянных и сейчас все еще активно используются. Однако все чаще их заменяют металлическими опорами, которые по сравнению с ними имеют больше положительных свойств.

Заземление

Конструктивно заземление во всех столбах освещения и стойках ВЛ выполняется на заводской производственной площадке. Сверху и снизу изделия выводится наружу арматура, имеющая в диаметре 10 мм, стальной прут которой проходит по всей длине столба.

После заземления арматуры заземляют нулевой провод (повторное заземление). Проводник обязан иметь диаметр более 6 мм.

Заземляющее устройство должно иметь сопротивление менее 30 Ом. В населенной местности, если сопротивление грунта менее 100 Ом/м, — до 10 Ом.

Для железобетонных конструкций к PEN-проводнику подсоединяют арматуру и подкосы опор, крюки и штыри фазных проводов. Если имеются оттяжки, они тоже используются в качестве проводников заземления к арматуре.

Заземлитель устанавливается в железобетонные столбы в соответствии с проектом:

1. Стандартная глубина траншеи 1 м при ширине 0,5 м.
2. Формируются контуры и осуществляется обварка элементов.
3. Выполняется защита стыков от коррозии.
4. Монтируется заземляющий спуск.

Для опор освещения с питающим кабелем заземление делают через его оболочку.

Габариты опор

Высота, ширина и масса изделий определяются материалом, из которого они произведены. В качестве примера можно привести такие данные:

1. Столбы из дерева выпускают в пяти вариантах: 6,5 м, 7,5 м, 9,5 м и 11 м. Диаметр опор колеблется между 14 и 24 см. По весу деревянные опоры разделяют на три группы: легкие, средние и тяжелые.
2. Бетонные столбы отличаются большой массой. В зависимости от размеров, изделие может весить от 300 кг до тонны. Ширина столба — от 10 до 40 см. Высота конструкции — в пределах 4-11 м.
3. Железобетонные опоры предлагаются таких же размеров, как и бетонные. Однако весят изделия из железобетона значительно больше, поскольку имеют металлическую составляющую. Вес стандартной конструкции может быть в рамках 450-1200 кг.
4. Для металлических изделий принята минимальная высота в 1,5 м (в случае с торшерными светильниками). Толщина, диаметр и масса осветительной системы определяются ее задачами и конфигурацией.

Количество секций в металлической мачте освещения зависит от ее высоты. Трехсекционная мачта имеет 21-метровую высоту. Мачты с четырьмя секциями имеют высоту 28 м, на пять секций — 35 м, 6 секций — 45 м.

Маркировка опор из бетона

Маркировка ЖБ изделий состоит из ряда букв и цифр.

На назначение опоры указывают первые буквы:

1. Ответвление анкерное — ОА.
2. Угловые ответвительные анкерные — УОА.
3. Анкерные концевые — АК.
4. Переходная угловая анкерная — ПУА.
5. ПОА — переходная анкерная ответвительная.
6. ПП — переходная промежуточная.
7. О — ответвительная.
8. Угловые промежуточные — УП.
9. Промежуточные — П.

Первая цифра характеризует линию, для которой предназначена конструкция. Например, это 35 — линия электропередач 35 кВ.

Следующая цифра — размер. «1» предполагает, что опора сделана на основе столба СВ-105 и имеет высоту 10,5 м. Если использован столб 110, то будет стоять «2».

Стойки, из которых делаются бетонные опоры, обозначаются СВ (В — вибрированные). Потом добавляется длина в дециметрах, изгибающий момент и несущая способность (условная), например СВ 164-2-2.

В обозначении столбов могут быть еще буквы (а, в, с, ав, аг — различия по методу изготовления) и римские цифры (III, IV — класс армирования), например СВ 95-3с-IV.

https://youtube.com/watch?v=eP2ZvW4QiQ4

Размеры и вес изделий

Изготовление ЖБ стоек наружного освещения большинством производителей до сих пор ведется в рамках ГОСТ 23613-79, ГОСТ 26071-84 «Стойки железобетонные вибрированные для опор высоковольтных линий электропередачи», ГОСТ 22687.1-85 «Стойки конические железобетонные центрифугированные для опор высоковольтной линии электропередачи», несмотря на отмену этих стандартов.

Также используются разработанные в СССР типовые проекты, к примеру, Серия 3.407.1-143 «Железобетонные опоры ВЛ 10 кВ» или Серия 3.407.1-136 «Железобетонные опоры ВЛ 0,38 кВ».

Опоры СВ

СВ (стойка вибрированная) – наиболее популярный вид ЖБ опор. Призматические изделия разработаны для прокладки ВЛ напряжением до 35 кВ, а шестигранные получили широкое распространение в качестве стоек для уличных светильников.

Шестигранные железобетонные опоры освещения:

• с воздушной подводкой – СВ-1.2-10;
• с кабельной подводкой – СВ-0.8-10.

Наименование	Длина, L	Высота, h	Ширина, B	Масса, кг
СВ-1,2-10	10 000	170	320	1100
СВ-0,8-10	10 000	170	320	1100

Опоры СВН

Стойки СВН также относятся к граненым железобетонным опорам наружного освещения – ее сечение представляет собой полый внутри восьмигранник.

Восьмигранные стойки:

• с воздушной подводкой – СВН 9-1, 1-2;
• с кабельной подводкой – СВН 9-1, 1-2у

Наименование	Длина, L	Высота, h	Ширина, B	Масса, кг
СВН 9-1, 1-2	9000	160	320	810
СВН 9-1, 1-2у	9000	160	320	810

Опоры СКЦ

Стойки СКЦ – это круглые в сечении (конические) железобетонные опоры освещения, полые внутри, которые изготавливаются из тяжелого бетона методом центрифугирования.

Опоры СКЦ с воздушной подводкой

Наименование	Длина, L	Высота, h	Ширина, B	Масса, кг
СКЦ-9-2,5-1	9000	170	335	700
СКЦ-10-2,5-1	10000	170	335	820
СКЦ-11-2,5-1	11000	170	335	940

Опоры СКЦ с кабельной подводкой

Наименование	Длина, L	Высота, h	Ширина, B	Масса, кг
СКЦ-9-2,5-1К	9000	170	335	700
СКЦ-10-2,5-1К	10000	170	335	820
СКЦ-11-2,5-1К	11000	170	335	940

Производство опор

Опоры уличного освещения железобетонные производятся в несколько этапов:

Подготовка арматуры

Этот этап включает в себя рубку арматуры определенного класса по типоразмерам при помощи специального станочного оборудования, высадку анкерных головок, навивку спиралей контура, гнутье стержней заземляющего контура и петель.

Замес бетонной смеси

Для приготовления бетонной смеси готовят инертные компоненты,  химические добавки и цемент. Все это засыпают в бетономешалку, заливают водой и приступают к замешиванию. По истечении нескольких минут, когда раствор примет нужную консистенцию, его выливают в бетоноукладчик.

Подготовка форм и стержней

Для производства опор используют специальные формы. Их очищают и смазывают, после чего укладывают туда заранее изготовленные спирали. После этого приступают  к приготовлению стержней. Их нагревают, протягивают через спирали,  укладывают на упоры формы и фиксируют. Далее растягивают спирали и в 3 местах крепят их к стержням, на торцах фиксируют вкладыши, устанавливают технологические трубки и петли, фиксируя их к опалубке.

Заливка фундамента в формы

Теперь дело за малым. Из бетоноукладчика выливают бетон в формы, при помощи глубинного вибратора уплотняют его, после чего выравнивают поверхность при помощи мастерка или иным способом.

Сушка изделий

Изделия накрывают полиэтиленом по всей длине, предварительно проложив между залитыми формами длинные доски. Затем запускают систему прогрева заготовок и через определенное время снимают пленку.

Опоры готовы. При помощи тельфера их перемещают в определенное место,  складируют и проверяют на качество. Далее приваривают к ним стержни контуров  заземления, производят покраску, определяют прочность бетона, наносят маркировку и ставят  штамп. Опоры готовы к использованию и продаже.

Особенности монтажа, заземления и эксплуатации опор

Установку железобетонных опор осуществляют в соответствии с разработанным проектом наружных осветительных линий. При использовании автокрана с насадкой-буром или другой спецтехники монтаж опор предусматривает:

• Разметку и бурение отверстий, размер которых должен быть больше аналогичного параметра опор, а глубина составляет 1,5 м.
• Установку опоры.
• Засыпание ямы песком.

После установки на опоре закрепляют кронштейны и светильники, и подключают их к электрической сети. При монтаже полых опор кабель заводят в особое отверстие в нижней части конструкции, в иных случаях провод крепят к стойке или проводят воздушные линии.

Для защиты опор железобетонных ВЛ до 1 кВ используют заземляющие устройства, которые предохраняют от перенапряжений. Корпуса светильников также заземляют, соединяя с заземляющим контуром. Его выполняют из металлических стержней сечением 6 мм или уголков, которые заглубляют в грунте и соединяют полосой металла. Сопротивление устройства для заземления опор из бетона не может превышать более 30 Ом.

Для обнаружения неисправностей железобетонных опор проводя следующие проверки:

• Осматривают стойки 1 раз в 6 лет, выявляя трещины конструкции.
• Оценивают состояние элементов из металла 1 раз в 3 года.
• Проверяют прочность болтовых соединений опор не реже 1 раза за 2 года.

Кроме того, регулярно заменяют светильники, оборванные провода и проверяют аппаратуру железобетонных стоек.

Виды ЖБ опор освещения

Характеристики железобетонных опор освещения зависят от варианта исполнения изделий.

Стойки для светильников различаются:

• по способу изготовления (вибрированные и центрифугированные);
• продольная форма (конические, цилиндрические, призматические, пирамидальные);
• форма поперечного сечения (круглые, прямоугольные, граненые);
• наличие внутренней полости (сплошные и с полостью);
• разные формы армирования (с обычным армированием, предварительно напряженные).

От способа армирования и типа арматуры во многом зависит такой параметр опоры, как расчетный изгибающий момент – он определяет несущую способность. Марка бетона влияет на проницаемость (нормальная/пониженная/особо низкая). Учитывая эти характеристики, подбираются изделия для эксплуатации в условиях повышенных ветровых нагрузок, воздействия агрессивных сред и т.д.

Опоры со сплошным стволом используются для подвески ВЛ и могут задействоваться в тех случаях, когда электропитание светильников осуществляется с помощью воздушных линий. Стойки с внутренней полостью позволяют подвести к приборам уличного освещения электрический кабель, проложенный под землей либо по воздуху. Опоры для светильников с кабельной подводкой снабжены люком для монтажа и обслуживания электрокоммутирующего оборудования, а стойки для воздушной подводки люка не имеют.

Классификация

Опоры принято классифицировать по ряду признаков. В частности, по методу ввода токоведущих кабелей столбы делят на силовые и несиловые. Первые используют при организации воздушных линий, вторые — подземных.

Силовые конструкции применяют там, где подземная проводка по каким-либо причинам невозможна. Внутренняя часть конструкции включает питающий кабель. Высота расположения воздушных сетей определяется Строительными нормами и правилами (СНиП).

Для установки используют кронштейны для светильников. Помимо кронштейнов, составной частью опор являются цоколи, выполняющие защитные (предохраняют кабель от повреждений и воздействия внешней среды) и эстетические функции.

Несиловые опоры предназначены для подземной прокладки кабелей. Максимальная разрешенная высота для такого рода столбов — 12 м. Кабель следует заглублять в грунт не меньше чем на 80 см. Если же речь идет о прокладке под автомагистралью, глубина закладки устанавливается в 125 см.

Обратите внимание! Несиловые столбы не применяют для монтажа высоковольтных линий. По методу установки опоры подразделяют на прямостоечные и фланцевые

Установка последних начинается с размещения закладного элемента в грунт и его дальнейшего бетонирования. Когда закладная установлена, к ней при помощи анкерного крепежа фиксируется наземная часть конструкции

По методу установки опоры подразделяют на прямостоечные и фланцевые. Установка последних начинается с размещения закладного элемента в грунт и его дальнейшего бетонирования. Когда закладная установлена, к ней при помощи анкерного крепежа фиксируется наземная часть конструкции.

Прямостоечные опоры — целостная конструкция, монтаж которой осуществляется в заранее подготовленную нишу в грунте. Затем отверстие заливают бетоном.

Обратите внимание! Соотношение вкопанной в грунт и наружной частей колонны определяется производителем. Данная информация сообщается в маркировке столба

По форме различают следующие типы опор:

• конические граненые;
• конические круглые;
• трубчатые цилиндрические;
• трубчатые складывающиеся.

Установка металлических опор

Установка опорных конструкций из металла — вне зависимости от их разновидности — отличается лишь объемом работ и небольшими деталями. В целом же технологический процесс очень похож.

Подготовительные работы

Прежде чем приступать к работе, подготавливают траншею для укладки силового кабеля. Углубление должно иметь квадратное сечение, где сторона будет равна 1 м. Глубина ямы — 80 см или больше (зависит от разновидности устанавливаемого столба).

Далее пробуривают скважину на дне траншеи. Глубина ее определяется типом опоры и должна примерно на 100 мм превышать ее в диаметре.

Дно ямы засыпают слоем песка, смешанного со щебнем. Если используют только песок, его смачивают водой. Такую основу легче утрамбовывать.

Прокладка силового кабеля

Следующий этап — подводка к осветительному прибору силового кабеля. Делается это подземным или наземным способом. Чаще всего кабель подводят под землей. Под него подсыпают прокладку из чистого песка. Сверху укладывают сигнальную ленту. Ее наличие позволит предотвратить случайное повреждение магистрали и поражение электричеством.

Крепление кронштейнов

В нижней части опоры имеется специальное отверстие. Через него заводят силовой кабель, протягивая его затем вверх. Когда эта операция выполнена, вверху опоры закрепляют кронштейны под светильники. Количество рожков на кронштейне подбирают заранее — до начала монтажа. Далее светильники подключают и монтируют в них лампочки.

Монтаж металлических опор

В скважину устанавливают столб, центрируют его, выравнивают по вертикали и закрепляют временными распорками. Правильность установки проверяют при помощи строительного уровня. Заполняют имеющиеся в скважине пустоты бетоном. Когда он полностью высохнет, убирают подпорки. Опорная конструкция для уличного освещения установлена.

Однако прежде чем запустить опору в эксплуатацию, необходимо провести еще ряд работ, в том числе проверить целостность кабеля. Также необходимо создать заземление. Без него систему нельзя считать безопасной в эксплуатации.

Для организации заземления понадобится заземляющий трос. Один его конец прикрепляют к болту (находится в нижней части столба), куда осуществляется ввод силового кабеля. Второй конец фиксируют к заземлительному контуру.

Обратите внимание! Сопротивление контура заземления должно составлять не менее 40 Ом. Наиболее востребованы на сегодняшний день два типа заземлительных систем:

Наиболее востребованы на сегодняшний день два типа заземлительных систем:

1. Трехфазные сети с наглухо заземленными нейтралями. TN-S качественно защищают от удара электрическим током. Такие системы монтируют рядом со школами и многолюдными улицами.
2. Для уличного освещения рекомендуется использовать изолированные проводники с четырьмя жилами сечением 25 мм. Внутри кабеля находится стальная оцинкованная лента, выступающая в качестве заземляющего устройства.

Столбы устанавливают таким образом, чтобы они находились на не слишком сырых участках земли. Дистанция между опорами выбирается так, чтобы осветительные приборы полностью освещали все нужные зоны. При этом светильники не должны отдавать мощные потоки света в окна близлежащих зданий. Следует избегать перехлестов световых потоков от разных светильников. Во-первых, это напрасная трата электричества, во-вторых, на таких участках освещение будет слишком ярким.

Установка фланцевых опор

После установки закладных блоков (фланцевых опор) их центрируют. Делают это с использованием арматуры, забиваемой в стенки траншеи. Далее в отверстия заливают бетон, уплотняемый вибратором. К закладным прикрепляют стойку на болты. Завершается установка креплением кабеля сип к сфг (силовая фланцевая граненая).

Бетонные опоры по количеству удерживаемых цепей

В зависимости от числа цепей опоры делятся:

1. На одноцепные — данный вид используется для всех номинальных напряжений ВЛ. В том числе применяются и как световые опоры железобетонные. Их ригель устроен так, что он дает возможность зацепить только одну линию электропередачи.
2. На двухцепные — для линий 35-330 кВ. Ригель на таких изделиях чаще всего размещен с двух сторон.
3. На многоцепные — используются в районах с большой плотностью населения и высокой ценой земельных участков. Примером такой системы может служить 6-цепная опора, где на нижней траверсе расположены 2 цепи 110 кВ, над ними 2 цепи 220 кВ и на 2 верхних ярусах 2 цепи 380 кВ.