Расчет нагрузки на опору освещения

Опора наружного освещения – это сооружение, назначением которого является размещение на нем осветительного оборудования для обеспечения безопасности передвижения пешеходов и водителей автотранспорта в темное время суток. Металлические столбы с навесом из фонарей и кабелей питания должны не только выдерживать весовые нагрузки, но и сопротивляться влиянию внешних разрушающих факторов – подвижных грунтов, ветра, вибраций от проходящих мимо автомобилей, критических температур, химической коррозии. 

Выбор типа, размера и конфигурации металлоконструкций зависит, прежде всего, от суммарной нагрузки, действующей на опоры освещения. При разработке проекта уличного освещения учитываются все требования к безопасности, регламентируемые нормативными документами СН 541-82. Одним из них является необходимость проведения расчета нагрузки на опорную стойку. Правильно проведенный расчет нагрузки позволит выбрать вариант металлоконструкции, максимально отвечающий стандартам прочности и безопасной эксплуатации осветительного оборудования. 

Какие виды нагрузок действуют на опоры освещения

Расчет нагрузки на опору освещения требует учета всех видов нагрузок, которые будут воздействовать на ее конструкцию – постоянных и периодических, вертикальных и горизонтальных, статических и динамических. Кроме механического воздействия, металлические стойки подвергаются разрушению от воздействия химически активных компонентов окружающей среды. В число основных факторов, влияющих на прочность опоры, входит:

• суммарная масса опорного столба с консолями, оголовниками, навесным осветительным оборудованием и кабелями электропитания;
• рельеф местности, плотность и подвижность грунтов – определяется инженерно-геологическими изысканиями. Качества грунтов влияют на тип и конструкцию фундамента под опоры. Так глинистые грунты и пески требуют строительства отмостки, проведения усиленной гидроизоляции и др. защитных мер;
• уровень сейсмоактивности в регионе – требования к прочности опор определяются CП 14.1ЗЗЗ0.2014. Устойчивость опор в таких зонах требует не только сооружения особо прочных фундаментов, но и применения креплений повышенной надежности;
• ветровые нагрузки – конструкция опор освещения выбирается с учетом требований CП 20.1ЗЗЗ0.2016 с учетом давления, создаваемого господствующими в регионе воздушными потоками;
• климатический регион – определяет воздействие на металл критических температур, количество осадков и относительная влажность воздуха, уровень оледенения и др. нагрузки;
• условия эксплуатации – устанавливают степень химической коррозии, уровень вибрации от проходящего по дороге транспорта, риски механических повреждений и пр.;
• тип подключения к сети питания, количество ВЛ электрических проводов и светильников, а также способ их обслуживания.

Так как опоры наружного освещения являются унифицированными конструкциями, то и суммарные номинальные нагрузки на них строго регламентированы. Для их окончательного расчета используются коэффициенты, установленные СНиП 2.01.07-85. 

Как рассчитать высоту опоры освещения

Расчетная высота столба уличного освещения ограничена весом конструкции и показателем соотношения площади ее проекции в плоскости действия ветровой нагрузки к общей массе (парусность). Минимальная высота опорных металлоконструкций устанавливают Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ):

• высота размещения источника света над автодорогой не должна быть меньше 6.5 м. При запланированном обслуживании осветительного оборудования с применением автовышки, длина консоли на высоте 8.0-9.0 м должна составлять минимум 0.6 метров. При этом выносное оборудование может располагаться. Как над, так и под линиями электропередач. Другой вид обслуживания позволяет установку светильников ниже уровня размещения электрокабелей;
• в зоне передвижения пешеходов высота монтаж светильников на опорные столбы производится на высоте от 3м;
• правила не ограничивают высоту установки светильников и прожекторов на мачтах, освещающих транспортные развязки, площади, стадионы и др. объекты. 

Светильники могут размещаться на опорах, установленных ниже уровня грунта при устройстве отмостки, систем дренажа и водоотведения.

Методы определения устойчивости

От показателя устойчивости зависит не только прочность и эксплуатационный резерв металлоконструкции опоры, но и безопасность окружающих. Устойчивость определяется типом фундамента, способом его армирования и выбором марки бетона, соответствующей условиям эксплуатации. Если перед установкой опор на местности не проводились геодезические мероприятия, в расчетах устойчивости применяют стандартный показатель прочности 150 Нм2. 

Определение показателя прочности конструкции производится заводом-производителем с использованием лабораторно-технических испытаний на скручивание и изгиб, воздействие ударных нагрузок, опрокидывание. На основании полученных результатов в проект могут быть внесены изменения или конструкция принята для проведения ее монтажа.

Поделиться статьей

шумозащита звукоизоляция заборы