Многогранная опора - опора со стойкой (стойками), выполненными в виде полых усечённых пирамид из стального листа с поперечным сечением в виде правильного многогранника.

Многогранные опоры ЛЭП производятся на напряжения: 10 кВ, 35 кВ, 110 кВ, 220 кВ, 330 кВ, 500 кВ

Многогранные опоры могут применяться во всех климатических условиях по СНиП 23-01.

Виды многогранных опор и их элементов

По конструктивному решению многогранные опоры могут быть свободно стоящими и опорами на оттяжках.

Свободностоящие опоры могут быть одностоечными или многостоечными (двух- и трёхстоечными).

Двухстоечные свободностоящие опоры могут быть портальными с внутренними связями: гибкими или жёсткими.

По типу соединения секций между собой опоры разделяются на опоры с телескопическим и опоры с фланцевым соединениями. Траверсы многогранных опор могут быть выполнены многогранными, решётчатыми или изолирующими. В случае многогранного исполнения траверс их соединение со стойкой опоры выполняется фланцевым. Многогранные траверсы могут крепиться к стойке опоры перпендикулярно или наклонно вверх или вниз. Сами траверсы могут быть прямыми или изогнутыми. В случае решётчатого исполнения траверс соединения траверс со стойкой и элементов траверс между собой выполняются болтовыми соединениями.

Изолирующие траверсы, предназначенные для изоляции и крепления проводов к опоре, крепятся к стойке опоры с помощью специально разработанных узлов крепления на основе сварного и болтового соединений.

Провода фаз могут крепиться к траверсам с использованием изоляторов или непосредственно к изолирующим траверсам. При креплении проводов фаз с использованием изоляторов возможны следующие варианты: вертикальная, V-образная и Λ-образная гирлянды изоляторов. V-образные гирлянды изоляторов располагаются поперёк оси ВЛ в межфазном пространстве. Λ-образные гирлянды располагаются вдоль оси ВЛ.

Базовые конструкции многогранных опор ЛЭП

• Одноцепная и двухцепная одностоечные промежуточные опоры.
• Двухцепные одностоечные анкерноугловые опоры.
• Одноцепные одностоечные анкерно-угловые опоры.
• Одноцепная двухстоечная промежуточная опора с внутренними связями.
• Одноцепные трёхстоечные анкерно-угловые опоры.

Конструкции многогранных опор (примеры ВЛ 330 кВ)

• Одноцепная промежуточная промежуточная опора ВЛ 330 кВ МП330-1.
• Двухцепная промежуточная опора ВЛ 330 кВ МП330-2.
• Одноцепная анкерно-угловая опора ВЛ 330 кВ МУ330-1
• Двухцепная анкерно-угловая опора ВЛ 330 кВ МУ 330-2

Стандарты организации ОАО «ФСК ЕЭС» по многогранным опорам:

• «Руководство по проектированию многогранных опор и фундаментов к ним для ВЛ напряжением 110-500 кВ» СТО 56947007-29.240.55.054-2010
• «Методические указания по оценке эффективности применения стальных многогранных опор и фундаментов для ВЛ напряжением 35-500 кВ». СТО 56947007-29.240.55.096-2011
• «Элементные сметные нормы и единичные расценки по монтажу многогранных опор для ВЛ напряжением 110-500 кВ и фундаментов к ним»

Существует конструктивно-техническое решение опор ВЛ, объединяющее в себе решётчатые и многогранные конструкции. Верхняя часть комбинированной стойки представляет собой многогранник из стального листа, нижняя более интенсвно расширяющаяся к основанию для передачи нагрузок на закрепление из нескольких фундаментов, имеет решетчатую конструкцию.

Основные узлы многогранных опор

Телескопический стык многогранных секций

Узел примыкания многогранной траверсы к стойке опоры

Фундаменты для многогранных опор лэп

Многогранные опоры и фундаменты к ним должны проектироваться на основе и с учётом:

• результатов инженерно-геологических изысканий для строительства;
• сведений о сейсмичности района строительства;
• данных, характеризующих назначение, конструктивные и технологические особенности опор и фундаментов и условий их эксплуатации;
• действующих на опоры и фундаменты нагрузок;
• условий существующей застройки и влияния на неё нового строительства;
• экологических требований;
• размеров земельных участков для размещения ВЛ;
• технико-экономического сравнения возможных вариантов проектных решений для принятия варианта, обеспечивающего наиболее эффективное использование опор и фундаментов.

Соединения опоры с фундаментом осуществляется с помощью фланцевого соединения. Большинство существующих решений является индивидуальными конструкциями, рассчитанными на конкретные грунтовые условия и нагрузки от конкретной опоры.

Ниже приведены примеры фундаментов многогранных опор ВЛ напряжением 35-500 кВ.

Примеры фундаментов:

• Фундамент из одиночной стальной сваи-оболочки, погружаемой в пробуренный котлован
• Фундамент из сваи-оболочки, усиленный двумя ригелями
• Фундамент из вибропогружаемой свои-оболочки

• Фундамент из буронабивной сваи.
• Двенадцатисвайный фундамент из буронабивных свай.

• Фундамент из винтовых свай с металлическим ростверком.
• Фундамент из винтовых свай с монолитным железобетонным ростверком.

Проектирование многогранных опор лэп

Стальные конструкции многогранных опор следует проектировать в соответствии с требованиями СНиП II-23 и ПУЭ. Промежуточные опоры могут быть гибкой и жесткой конструкции; анкерные опоры должны проектироваться жёсткими. К опорам жёсткой конструкции относятся опоры, отклонение верха которых (без учёта поворота фундамента) при воздействии расчётных нагрузок по второй группе предельных состояний не превышает 1/100 высоты опоры. При отклонении верха опоры более 1/100 высоты опоры относятся к опорам гибкой конструкции.

Минимальная толщина стенки стальных многогранных опор ВЛ напряжением 110-500 кВ должна быть не менее 5 мм. Нижний диаметр стойки многогранной опоры (диаметр фланца) должен приниматься с учётом предполагаемого типа и габаритных размеров фундамента (с учётом сортамента стальных труб, используемых в фундаментных конструкциях типа свая-оболочка). Стойки многогранных опор могут состоять из одной, двух или нескольких секций в зависимости от требуемой высоты опоры. Максимальная длина секций (длина отправочных элементов), как правило, составляет не более 12 м и обуславливается удобством их транспортировки.При соединении секций между собой возможно два варианта исполнения: фланцевое и телескопическое соединение.

При соединении секций многогранных опор с помощью телескопического стыка ориентировочная длина стыка принимается в зависимости от диаметров соединяемых секций: равной полутора - двум диаметрам (ориентировочно 1.8 среднего диаметра соединяемых секций). Данный размер уточняется расчетом и результатами испытаний. При проектировании необходимо учесть возможное отклонение длины стойки за счёт допуска на длину телескопического стыка при соединении секций при монтаже. Допускаемое отклонение составляет 10-12% от длины стыка.

Конструкции опор с телескопическим соединением должны иметь детали для стягивания секций опоры и обеспечения плотной посадки. Стягивание секций рекомендуется производить возрастающей нагрузкой с шагом, зависящим от диаметра соединяемых секций, до прекращения перемещения секций относительно друг друга.

В конструкциях многогранных опор используются фланцевые соединения с расположением болтов по окружности (в стыках секций стоек между собой и с фундаментом) и по контуру прямоугольника (в узлах примыкания многогранных траверс к стойке опоры).

Фланцевое соединение секций стойки между собой обеспечивает точное соответствие высоты стойки, полученной при монтаже опоры, её проектному значению

Расчёт фланцевых соединений выполняется методом конечных элементов с учётом требований СНиП II-23. Для уменьшения концентрации напряжений в пластине фланца (уменьшения её толщины) рекомендуется усиливать фланец рёбрами жёсткости.

Количество и диаметр болтов, толщины фланцевых плит определяются расчётом и уточняются по результатам испытаний. По усилиям в болтах должна быть проверена прочность швов, прикрепляющих ребра к фланцу и ребра к стойке по методике СНиП II-23.

Соединения продольных стыковых швов секции опоры выполняются в заводских условиях автоматической сваркой под слоем флюса по ГОСТ 11533 или полуавтоматической сваркой в среде защитного газа по ГОСТ 11533. Другие сварные соединения элементов опоры допускается выполнять полуавтоматической сваркой в среде защитного газа по ГОСТ 11533. Сварочные материалы по своим механическим характеристикам должны соответствовать применяемым маркам стали.

При проектировании сварных соединений следует:

• Обеспечивать свободный доступ к местам выполнения швов с учетом выбранного способа и технологии сварки;
• Выбирать такой способ сварки, назначать толщину швов и их взаимное расположение так, чтобы в конструкциях возникали возможно меньшие собственные напряжения и деформации от сварки;
• Избегать сосредоточенности большого числа швов в одном месте;
• Принимать минимально необходимое число и минимальные размеры сварных швов;
• Продольные стыковые сварные швы наружной стороны нижней секции и внутренней стороны верхней секции в местах телескопического соединения, должны быть зачищены заподлицо с основным материалом;
• Размеры и форму сварных угловых швов следует принимать по указаниям п. 12.8 СНиП II-23.

При выборе расположения фаз проводов необходимо учитывать большую деформативность одностоечных многогранных опор по сравнению с решётчатыми стальными опорами. В соответствии с ПУЭ деформации опор при воздействии нагрузок второй группы предельных состояний не должны приводить к нарушению установленных ПУЭ наименьших изоляционных расстояний от проводов до заземленных элементов опоры, до поверхности земли и пересекаемых инженерных сооружений.

При изготовлении, транспортировании, монтаже и эксплуатации многогранных элементов опоры (секций стойки и траверс) необходимо обеспечить пространственную неизменяемость, прочность, устойчивость и жёсткость опор в целом и их отдельных элементов.

Нижние сечения секций стоек должны иметь временные съемные диафрагмы для сохранения геометрических размеров поперечных сечений секций при транспортировке.

При проектировании новой многогранной опоры необходимо задать следующие параметры опоры:

• Количество стоек опоры и наличие связей между ними;
• Общую высоту стойки опоры;
• Количество секций стойки опоры;
• Высоту каждой секции стойки;
• Толщину каждой секции стойки;
• Количество граней секций;
• Верхний и нижний диаметры стойки;
• Материал изготовления опоры (расчётное сопротивление стали);
• Тип соединения секций опоры (фланцевое или телескопическое);
• Геометрические параметры траверс и способ их соединения со стойкой.

04.03.2019