XXIV Konferencja Naukowo-Techniczna XXIV Szczecin-Międzyzdroje, maja awarie budowlane

Transkrypt

1 XXIV Konfeencja Naukowo-Techniczna XXIV Szczecin-Międzyzdoje, 6-9 maja 009 awaie budowlane Pof. d inŝ. ANDRZEJ AJDUKIEWICZ, andzej.ajdukiewicz@polsl.pl D inŝ. LESZEK SZOJDA, leszek.szojda@polsl.pl Kateda InŜynieii Budowlanej, Politechnika Śląska Gliwice ZAGROśENIA I ZABEZPIECZENIA SŁUPÓW ELEKTROENERGETYCZNYCH LINII PRZESYŁOWYCH W WARUNKACH DEFORMACJI PODŁOśA HAZARD AND PROTECTION OF ELECTRICAL POWER TRANSMISSION LINE PYLONS IN CASE OF SUBSOIL DEFORMATION Steszczenie Linie elektoenegetyczne znajdujące się w ejonach defomacji podłoŝa naaŝone są na zwiększone obciąŝenia. W pzypadku baku zabezpieczenia oaz odpowiedniego zapasu nośności moŝe dojść do awaii pojedynczego słupa lub całej sekcji linii. Obecnie, ze względu na dobze ozpoznane niebezpieczne wpływy oaz na podstawie dokładnych pognoz defomacji podłoŝa wywołanych podziemną eksploatacją góniczą, moŝliwe jest okeślenie dodatkowych oddziaływań na słupy. Paamety opisujące nieckę osiadań góniczych pozwalają okeślać zmiany długości pzęseł linii, jak ównieŝ towazyszące dodatkowe obciąŝenia w punktach zawieszenia pzewodów. Z dugiej stony, pzemieszczenia podpó gałęzi słupa mogą powodować dodatkowe obciąŝenia dolnej części słupów. Szczegółowa analiza wszystkich oddziaływań i zastosowanie odpowiednich metod zabezpieczenia konstukcyjnego zapobiegają katastofom, ale pewne dugozędne uszkodzenia konstukcji są nieuniknione. Abstact Electical powe tansmission lines eected in egions of subsoil defomations ae endangeed with incease of loading. In case of lack of potection o lack of pope safety magin the damages of an individual pylon o a whole section of the line may happen. Nowadays, due to well ecognized dange impacts and on the basis of accuate pognoses of subsoil defomations caused by undegound mining activity, the detemination of additional actions on pylons is possible. The paametes descibing the mining subsidence tough allow to define changes of span lengths of the line, as well as coesponding additional loads in points of conductos suspension. On the othe hand, displacements of suppots of the pylon legs may cause additional loading of the lowe pat of the pylon stuctue. The detailed analysis of all actions and application of pope methods of stuctual potection ae taking pecautions against collapses, but some seconday stuctual damages ae unavoidable. 1. Wpowadzenie do tematu W polskiej gospodace pzemysł góniczy i enegetyka są ze sobą nieozewalnie połączone. Stategia ozwoju polskiej enegetyki opiea się z konieczności na wzoście podukcji enegii elektycznej uzyskiwanej z węgla. NaleŜy liczyć się więc z dalszym ozwojem wydobycia tej kopaliny, a co za tym idzie, ozszezaniem się obszaów poddanych defomacjom pochodzenia góniczego. Dotychczas większość elektoenegetycznych linii wysokiego napięcia o watości 0 kv i 400 kv zlokalizowana była poza obszaami aktywności góniczej okalały one Góny Śląsk i tylko nieliczne z nich pzecinały ten obsza. W wyniku pzeglądów paszpotów linii pod zaządem PSE Południe pozostaje 1048 słupów z czego 135

2 Refeaty poblemowe obiektów linii 0 kv i 5 linii 400 kv moŝe znajdować się w stefie defomacji teenu pochodzenia góniczego (stan na ok 1999). W kajowych waunkach oddziaływania defomującego się podłoŝa na konstukcje występują nie tylko w ejonach wpływów gónictwa węglowego, ale ównieŝ gónictwa ud i innych kopalin, a takŝe na skutek zmian waunków wodnych, jak i zjawisk o chaakteze katastofalnym np. powodzi lub osuwisk. Rozpatywanie wpływu defomacji podłoŝa pochodzenia góniczego jako głównych oddziaływań podłoŝa na konstukcje budowlane jest jednak podyktowane tym, Ŝe są one najsilniejsze w naszym kaju, a zaazem najdokładniej ozpoznane i opisane. MoŜna więc w posty sposób adaptować je w części lub w całości do ozwaŝań innych pzypadków oddziaływań budowla-podłoŝe. Gónicze defomacje podłoŝa moŝna podzielić na kilka części. Największą ich część stanowią defomacje o chaakteze ciągłym. W znacznie mniejszym zakesie występują defomacje nieciągłe, któe jednak chaakteyzują się badzo duŝą lokalną intensywnością, a zabezpieczenie konstukcji linii pzed takimi wpływami jest badzo kosztowne i tudne. Z tego teŝ powodu w takcie pojektowania unika się powadzenia linii elektoenegetycznych pzez takie teeny. Inną gupę oddziaływań stanowią wstząsy pochodzenia góniczego, zaliczane do obciąŝeń wyjątkowych tansmitowanych pzez podłoŝe, któe jednak są stosunkowo mało niebezpieczne dla linii elektoenegetycznych. Ciągłe defomacje teenu opisane są pięcioma paametami. Zalicza się do nich: W osiadanie, T pochylenie, K kzywiznę teenu, U poziome pzemieszczenie teenu, ε odkształcenie poziome teenu. Do wyznaczenia tych paametów zostały zastosowane zaleŝności geometyczno-całkowe pzedstawione w fundamentalnych pacach Budyka [1] i Knothego [], z niewielkimi późniejszymi modyfikacjami. PowyŜsze zaleŝności moŝna opisać wzoami: W W ma = e π d (1) T dw d W π ma = = e () K d W d π π W 3 ma = = e (3) U dw d W ma = B = e (4) π π gdzie: ε du d W ma maksymalne osiadanie teenu [m], pomień zasięgu wpływów [m] π π W ma = = e (5) W obiektach kubatuowych wpływ na konstukcję maja pzede wszystkim: odkształcenie poziome teenu ε i kzywizna teenu K. W pzypadku linii elektoenegetycznych znaczna wysokość słupów, a takŝe duŝa ich odległość między sobą powodują, Ŝe linie te są waŝliwe na pochylenie teenu T oaz poziome pzemieszczenie podłoŝa U, któe wywołują zmiany długości pzęseł i naciągów pzewodów. Z tych powodów defomacje pochodzenia góniczego wywołują w konstukcji znaczny wzost watości sił wewnętznych, co moŝe dopowadzić do uszkodzenia pojedynczego słupa lub całej sekcji linii o kilku pzęsłach. 18

3 Ajdukiewicz A. i inni: ZagoŜenia i zabezpieczenia słupów elektoenegetycznych linii.... Wpływ defomacji podłoŝa na zmianę długości pzęsła Pojektowanie konstukcji wspoczych linii napowietznych naleŝy do zadań złoŝonych. Pzeznaczenie obiektów powoduje, Ŝe istnieje konieczność spełnienia wymagań ochony pzeciwpoaŝeniowej i zachowania odpowiednich odległości od pzekaczanych pzeszkód. Jest to pzyczyną, dla któej pojektowanie odbywa się na podstawie odębnych nom. W obecnym czasie obowiązuje noma euopejska [3] waz z pzygotowanym załącznikiem kajowym [4]. W amach tych dokumentów konstukcje wspocze słupów pojektuje się jako tzw. mocne ozganiczające sekcje obocze, oaz pzelotowe podtzymujące pzewody na odcinkach postych linii. KaŜdy odzaj słupów analizowany jest dla óŝnego odzaju kombinacji obciąŝeń, któe z acji chaakteu konstukcji są w decydującej części wywołane cięŝaem oaz naciągiem pzewodów. Nomy zakładają ównieŝ konieczność uwzględnienia obciąŝeń wywoływanych pzez wpływy śodowiskowe wiat i oblodzenie konstukcji słupów i pzewodów. NaleŜy ównieŝ uwzględnić moŝliwość powstania zakłóceń w postaci óŝnych kombinacji zewania pzewodów, jak ównieŝ obciąŝeń związanych z montaŝem konstukcji i całej linii. Wpływy defomacji podłoŝa powodują zmiany napęŝeń w pzewodach, na któe zutują łącznie pochylenia konstukcji T oaz pzemieszczenia poziome obiektów U w okesie pzechodzenia kawędzi niecki, związanej z pzechodzeniem fontu eksploatacji podziemnej. Sytuacja powstawania dodatkowych napęŝeń od odkształceń podłoŝa jest zazwyczaj dynamiczna i po pzejściu fontu eksploatacyjnego powaca w pzybliŝeniu do stanu piewotnego. Wyjątkiem SA słupy znajdujących się na kawędzi zasięgu eksploatacji, gdzie sytuacja odkształceń podłoŝa jest twała. Analizując wpływ defomacji na posty odcinek linii moŝna wyóŝnić następujące fazy: FAZA I połoŝenie linii na skaju zasięgu wpływów. Początkowa geometia zawieszenia pzewodów (ys. 1). Stan wyjściowy do dalszej analizy. Rys. 1. Wpływ pzejścia niecki na linię enegetyczną Faza I FAZA II linia wchodzi w stefę defomacji podłoŝa, następują zmiany zwisów i napęŝeń wywołane zmianą ozpiętości pzęseł (ys. ). Zmiana odległości spowodowana jest pochyleniem T słupa ( a ) oaz pzemieszczeniem poziomym guntu U w stosunku do sąsiadujących słupów ( a ). Rys.. Wpływ pzejścia niecki na linię enegetyczną Faza II 19

4 Refeaty poblemowe FAZA III słup pzejściowo wchodzi w stefę symetii wobec punktu pzegięcia niecki (ys. 3). W pzypadku ozpiętości pzęseł a mniejszych niŝ pomień zasięgu wpływów jednakowe pzemieszczenia guntu U i pzechyły słupów T spawiają, Ŝe pzęsło waca do quasi nomalnych waunków pacy. Dla ozpiętości a słupa większych od pomienia zasięgu wpływów powstaje największe oddziaływanie zmiany a napęŝeń pzewodów na słup Rys. 3. Wpływ pzejścia niecki na linię enegetyczną Faza III FAZA IV wyjście ozpatywanego słupa/pzęsła ze stefy wpływów defomacji teenu (ys. 4). Rys. 4. Wpływ pzejścia niecki na linię enegetyczną FAZA IV Analizę nasuwania się niecki osiadania pzepowadza się pzy załoŝeniu kilku uposzczeń ułatwiających ilustację zjawisk. NaleŜą do nich: ównoległy kieunek nasuwania się niecki do kieunku linii, sztywna (nie spęŝysta) konstukcja wspocza, pzewody zamocowane na słupach w sposób niepzesuwny. Pzedstawiony model obejmuje skajnie niekozystny pzypadek układu obciąŝeń, zachodzący dla dwóch sąsiadujących sekcji jednopzęsłowych. Wyznaczenie sił wewnętznych w konstukcji w ten sposób daje oszacowanie z nadmiaem. W celu dokładnego okeślenia wzostu napęŝeń w pzewodach naleŝy uwzględnić spę- Ŝyste ugięcie konstukcji słupa, a co za tym idzie pzemieszczenia punktów zawieszenia pzewodów. To zaś spowoduje zmianę siły wywołującej pzemieszczenie. Z tego powodu naleŝy wyznaczyć zeczywiste zmiany sił wywołane defomacjami podłoŝa na dodze iteacyjnej. 3. Wyznaczenie zmian napęŝeń w pzewodach Zmianę odległości między punktami zawieszenia pzewodów związaną z pochyleniem słupa wyznacza się z zaleŝności: gdzie: a ' = h T (6) ma h wysokość zawieszenia ozpatywanego pzewodu [m] 0

5 Ajdukiewicz A. i inni: ZagoŜenia i zabezpieczenia słupów elektoenegetycznych linii... W pzypadku, gdy linia elektoenegetyczna wchodzi w zasięg wpływów eksploatacji góniczej, dla ozpiętości pzęsła a : Dla pzęseł o ozpiętości 0,4 < a < : a " Uma = 0, 4 Wma = (7) a a " = 0,4 Wma 0, 6 Wma (8) Znając całkowitą wielkość wydłuŝeń a = a' + a" oaz pzyjmując, Ŝe zmianom długości pzęsła odpowiadają zmiany długości pzewodu moŝna wypowadzić uposzczone ównanie stanów pzęsła o ozpiętości a, któe pzedstawia się następująco, wg [5]: a a g g 0 ( σ σ ) a = ( t t ) ± 4 α σ 0 E a σ (9) gdzie: g 0, g cięŝa pzewodu na jednostkę długości i jednostkę pzekoju w stanie początkowym i aktualnym [kn/m 3 ], σ 0,σ napęŝenie początkowe i aktualne w pzewodzie [MPa], α współczynnik liniowej ozszezalności temicznej mateiału pzewodu [1/C ], E moduł spęŝystości mateiału pzewodu [MPa]. Z powyŝszego ównania wyznacza się napęŝenie aktualnie panujące w pzewodzie σ, co stanowi podstawę do wyznaczenia sił naciągu obciąŝających bezpośednio konstukcję słupa. NaleŜy zauwaŝyć, Ŝe wpływ zmiany napęŝeń w pzewodach wywołany defomacjami góniczymi jest tym większy im kótsze jest pzęsło lub sekcja obocza. Z tego powodu wskazane jest stosowanie w takich obszaach sekcji oboczych o kilku długich pzęsłach, w skład któych wchodzą słupy pzelotowe. W większości pzypadków nasuwanie się niecki odkształceń pzebiega ukośnie w stosunku do tasy linii. JeŜeli odcinek tasy linii twozy z kieunkiem nasuwania się niecki kąt ϕ to moŝna pzyjąć: ϕ a' s = a' cos n a" s = a" cosϕn (10) stąd: as a a = cosϕn (11) a W sytuacji eksploatacji ukośnej wielkość wspomnianego kąta ϕ ma szczególnie duŝe znaczenie pzy okeślaniu wpływów na słupy naoŝne. Jak pokazano na ysunku 5 watości odkształceń w pzęśle pomiędzy słupami i 3 będą mniejsze niŝ w pzęśle 1 i. 1

6 Refeaty poblemowe Rys. 5. Wpływ kieunku eksploatacji na linię enegetyczną W paktyce nie zawsze dokładnie znany jest kieunek pzesuwania się fontu eksploatacji, a tym badziej pzesuwania się niecki osiadań. W sytuacji baku tych danych do analizy pzyjmuje się kieunek najbadziej niekozystny z uwagi na pzyost defomacji. 4. Wpływ defomacji teenu na konstukcję słupa Słupy linii elektoenegetycznych o napięciach 0 kv i 400 kv wykonane są zazwyczaj jako stalowe pzestzenne konstukcje pętowe. Ze względu na znaczne obciąŝenia oaz konieczność umieszczania pzewodów na stosunkowo duŝych wysokościach (ochona pzeciw pzeskokowi napięcia) podstawy konstukcji mają zazwyczaj duŝe wymiay w zucie. Z tego powodu fundamenty gałęzi słupów tych linii są niezaleŝne i w zaleŝności od wielkości obciąŝeń wykonuje się ja na miejscu budowy lub w zakładzie pefabykacji. Znaczne ozmiay podstawy, a tym samym duŝe odległości pomiędzy poszczególnymi fundamentami powodują, Ŝe konstukcje te podlegają takim samym wpływom, jak obiekty kubatuowe [6], [7], [8], [9]. Najbadziej niekozystne wpływy to poziome odkształcenia podłoŝa ε oaz kzywizna teenu K (pomień kzywizny R=1/K). Pochylenia T w pzypadku analizy odosobnionego obiektu i nie połączonego z pozostałymi konstukcjami słupów, nie wywołują znacznych zmian napę- Ŝeń, poniewaŝ sama konstukcja stalowa nie jest cięŝka, a zmiany połoŝenia zutu śodka cięŝkości w stosunku do śodka podstawy są niewielkie. Słupy linii o mniejszych napięciach (np. 110 kv) mają konstukcję tzonów o mniejszych wymiaach i posadowione są zwykle na jednym wspólnym fundamencie. W ostatnim czasie pojawiają się konstukcje pełnościenne uowe, któe ównieŝ posadowione są na pojedynczym fundamencie. Dla tego odzaju posadowienia obiektów nie ma zagoŝenia wywołanego odkształceniem poziomym podłoŝa ε oaz kzywizną teenu K. Ma natomiast znaczenie pochylenie T ze względu na mały, w poównaniu z liniami 0 kv i 400 kv, zut podstawy. W amach wytycznych dla pojektantów została opacowana instukcja [10], mająca na celu wskazanie najwłaściwszych ozwiązań konstukcyjnych oaz okeślenie dodatkowych obciąŝeń wynikających z defomacji teenu. W opacowaniu tym okeślono sposoby zabezpieczenia i elementy zabezpieczające w zaleŝności od intensywności pognozowanych wpływów defomacji podłoŝa. WyóŜniono kilka pzypadków intensywności wpływów.

7 Ajdukiewicz A. i inni: ZagoŜenia i zabezpieczenia słupów elektoenegetycznych linii... PRZYPADEK I odkształcenia poziome teenu 0,5 < ε < 1,5, pomień kzywizny teenu R > 0km Pzy takich defomacjach wystaczy zabezpieczyć dolną część słupa za pomocą poziomych stalowych stęŝeń. Pzykłady takich am pzedstawiono na ysunkach 6 i 7. Rys. 6. Pzykłady stalowego stęŝenia koony fundamentów dla słupów pzelotowych o małej podstawie Rys. 7. Pzykłady stalowego stęŝenia koony fundamentów dla słupów odpoowo-naoŝnych o śedniej podstawie W pzypadkach znacznych wymiaów zutu podstawy słupa naleŝy stosować stęŝenia wykonane na podstawie indywidualnych pojektów. Elementy stalowe wymagają zastosowania twałych powłok antykoozyjnych, gdyŝ połoŝone są bezpośednio pzy guncie. 3

8 Refeaty poblemowe PRZYPADEK II odkształcenia poziome teenu 1,5 < ε < 3,0, pomień kzywizny teenu 0km > R > 1km Dla pzewidywanych znacznych poziomych defomacji teenu konieczne jest zastosowanie stęŝeń w poziomie stóp fundamentowych. Najbadziej uzasadnione ze względów eksploatacyjnych i technologicznych jest zastosowanie stęŝeń w postaci stalowych kształtowników o odpowiednich pzekojach. Połączenia kształtowników stalowych ze stopami fundamentowymi moŝna zealizować popzez stalowe obejmy fundamentów (ys. 8 i 9). W obydwu typach ozwiązań konieczne jest wykonanie stęŝeń wzdłuŝ boków postokąta wyznaczonego pzez zut podstawy, ale takŝe zapewnienie niezmienności zutu, na pzykład pzez wpowadzenie stęŝeń ównoległych do pzekątnych (ys. 9). PRZEKRÓJ 1-1 PRZEKRÓJ Rys. 8. Stalowa ama usztywniająca w poziomie odsadzki fundamentu Rys. 9. Stalowa ama usztywniająca w poziomie koony fundamentu PRZYPADEK III odkształcenia poziome teenu 3,0 < ε < 9,0, pomień kzywizny teenu 1km > R > 4km Pzy tak duŝej intensywności defomacji konieczne jest nie tylko zamontowanie am stęŝających, lecz takŝe zabezpieczenie konstukcyjne pzed osiadaniami. Zastosowanie stęŝeń w poziomie stóp fundamentowych nie zabezpiecza konstukcji pzed osiadaniami teenu. Równomiene osiadanie teenu, to znaczy takie, gdy płaszczyzna wyznaczona pzez pzeguby nie ulegnie deplanacji, nie zagaŝa bezpośednio konstukcji słupa. Badzo niebezpiecznym zjawiskiem jest nieównomiene osiadanie podpó, poniewaŝ powadzi do znaczących zmian sił w elementach słupa. Poces nieównomienych osiadań pzebiega stosunkowo wolno w czasie, a zatem juŝ we wstępnej fazie powinien być zaobsewowany w pomiaach kontolnych (niwelacyjnych). W pzypadku pojawienia się nieównomienych osiadań lub stwiedzonych zagoŝeń wystąpienia defomacji nieciągłych (ujawnienie się uskoków i lejów) naleŝy podjąć działania zabezpieczające. Jedynym sposobem pozwalającym na eliminację tego typu oddziaływań w istniejących konstukcjach słupów jest zastosowanie ektyfikacji połoŝenia pzegubów słupów. Pzykład ektyfikatoa, któy moŝna zastosować w miejsce istniejących 4

9 Ajdukiewicz A. i inni: ZagoŜenia i zabezpieczenia słupów elektoenegetycznych linii... pzegubów słupów pzedstawiono na ysunku 10. KaŜdoazowo naleŝy dostosować konstukcję ektyfikatoa do istniejącego układu podpacia nóg słupa Rys. 10. Rektyfikato do zamontowania w podstawie istniejącego słupa PRZYPADEK IV pzekoczenie paametów defomacji podłoŝa okeślonych w Pzypadku III oaz istnienie moŝliwości wystąpienia defomacji nieciągłych W pzypadkach pognoz znacznych ciągłych defomacji teenu naleŝy pzewidzieć moŝliwość zmiany pzebiegu linii elektoenegetycznej. JeŜeli ze względów lokalizacyjnych nie jest moŝliwa zmiana pzebiegu linii naleŝy zastosować fundamenty słupów, któe umoŝliwiają egulację kompensującą nieównomiene pionowe uchy teenu. W tego typu ozwiązaniach pzewiduje się wykozystanie dotychczas stosowanych stóp fundamentowych wykonywanych w miejscu ich posadowienia. Stopy takie muszą być jednak między sobą połączone za pomocą Ŝelbetowych ściągów ułoŝonych w poziomie posadowienia. Ściągi powinny łączyć stopy fundamentowe takŝe po pzekątnej zutu Pzykładowe ozwiązanie tego typu pzedstawiono na ysunku 1. Jest to analogia do zabezpieczeń innych obiektów budowlanych na teenach góniczych [6], któe mają juŝ wieloletnią tadycję. Rozwiązanie takie nie zabezpiecza konstukcji pzed nieównomienym osiadaniem podpó. Konieczne jest zastosowanie takiego sposobu połączenia konstukcji stalowej słupa z fundamentami, któe umoŝliwiałoby ektyfikacją podpó. Połączenie części stalowej słupa z fundamentem, któe powoduje najmniejsze zmiany w wykonywaniu konstukcji pzedstawiono w Pzypadku III (ys. 10). Innym ozwiązaniem opatym na tej samej zasadzie jest wykonanie stopy fundamentowej z osadzonym pzegubem, któy ma moŝliwość pzemieszczeń pionowych (ys. 11). kliny zakotwienie koona fundamentu Rys. 11. Rektyfikato wbudowany w fundament nowopojektowanego słupa 5

10 Refeaty poblemowe Sposób ektyfikacji słupa, powadzonej pomiędzy stopą fundamentową a pzegubem, powoduje jedynie zmianę konstukcji elementu zabetonowanego w stopie, pozostawiając nie zmienioną część stalową konstukcji. PRZEKRÓJ 1-1 PRZEKRÓJ Rys. 1. śelbetowe stęŝenie fundamentów Rys. 13. śelbetowa pół-skzynia fundamentowa W pzypadkach tak duŝych osiadań lub defomacji nieciągłych, Ŝe sama ektyfikacja słupa będzie niewystaczająca, najwłaściwsze jest zastosowanie opócz ektyfikatoów wspólnego nieodkształcalnego fundamentu, w postaci Ŝelbetowej pół-skzyni pod wszystkimi podpoami słupa. Pzykład takiego fundamentu pokazano na ysunku 13. Powiezchnia zutu fundamentu jest zbliŝona do powiezchni czteech stóp fundamentowych. DąŜyć tu naleŝy do wykozystania dopuszczalnych nacisków na gunt, bowiem na teenach góniczych niewielkie uplastycznienia podłoŝa pod fundamentami są zjawiskiem kozystnym, wyównującym naciski i edukującym wpływy na konstukcję. Punkty podpacia połączone są między sobą pionową ścianą na wysokość całego fundamentu. Dodatkowe skosy pzy połączeniu ścian fundamentowych mają na celu stwozenie sztywnego węzła amy, któy ma zabezpieczać fundament pzed zmianą kształtu. W pojekcie takiego fundamentu moŝna pzewidzieć takŝe mo- Ŝliwość usunięcia się guntu pod częścią zutu (w pzypadku wpływów nieciągłych) i odpowiednio wzmocnić jego konstukcję. W takim sztywnym fundamencie nie jest konieczne stosowanie pzegubów z moŝliwością ektyfikacji, poniewaŝ płaszczyzna podpacia konstukcji stalowej nie ulegnie wygięciu, a pzechyłka całego słupa łącznie z fundamentem nie ma znaczącego wpływu w zakesie obsewowanych wielkości pochyleń teenu. W wyjątkowym pzypadku, gdy pochylenia słupów są jednak zbyt duŝe i nie jest moŝliwe zmniejszenie oddziaływań pzewodów na konstukcję popzez zmianę naciągu, konieczne jest zastosowanie metody postowania konstukcji popzez podcinanie guntu. 6

11 Ajdukiewicz A. i inni: ZagoŜenia i zabezpieczenia słupów elektoenegetycznych linii Podsumowanie Pojektowanie linii wysokiego napięcia na teenach poddanych defomacjom podłoŝa jest badzo złoŝone. Wymaga to od pojektanta wzięcia pod uwagę, niezaleŝnie od kilkudziesięciu kombinacji obciąŝeń nomowych, dodatkowych oddziaływań wynikających z okesowych lub twałych pzemieszczeń podłoŝa. Wyznaczenie tych dodatkowych oddziaływań najlepiej jest wykonać na podstawie metod stosowanych w ejonach aktywności góniczej, bazując na pognozach defomacji, wynikających z planów eksploatacji zakładów góniczych. Pognozy te obecnie w zadowalający sposób oddają zeczywiste defomacje guntu. W amach tych pognoz wyóŝnia się defomacje ciągłe, nieciągłe oaz zjawiska dodatkowe, takie jak wstząsy czy zalewiska. Dwa ostatnie wpływy są spoadyczne, a ze względu na intensywność defomacji nieciągłych teeny te są omijane w pocesie pojektowania linii. Najczęstszym oddziaływaniem odkształcającego się podłoŝa, wymagającym uwzględniania w pojektowaniu, są defomacje ciągłe. Paamety okeślające te defomacje zobowiązują pojektanta zaówno do ozwaŝania konstukcji linii jako całości, jak teŝ pojedynczego słupa. W wyniku pochyleń T oaz poziomych pzemieszczeń teenu U zmieniają się długości pzęseł, czyli odległości pomiędzy punktami zawieszenia pzewodu. Wywołuje to zmiany napęŝeń, co wiąŝe się z dodatkowymi siłami pzyłoŝonymi w miejscu zawieszenia pzewodów. Zmiany napęŝeń w pzewodzie wyznacza się na podstawie ównania stanu pzewodu. Wyniki obliczeń pzepowadzonych w ten sposób dają watości z naddatkiem. W celu dokładnego okeślenia napęŝeń w pzewodzie obliczenia naleŝy pzepowadzać iteacyjnie. Ze względu na skończoną sztywność konstukcji wspoczej (słupów), dochodzi do ugięcia konstukcji i zmiany połoŝenia punktów zawieszenia pzewodów. Powoduje to spadek napę- Ŝeń w pzewodzie, co wywołuje mniejsze ugięcie słupa. Stąd potzeba iteacji. Dodatkowym utudnieniem w dokładnym okeśleniu zmiany napęŝeń w pzewodzie jest właściwe uwzględnienie kieunku odkształceń podłoŝa w stosunku do linii elektoenegetycznej. Oddziaływania defomacji podłoŝa wpływające na samą konstukcję słupa to odkształcenia poziome ε oaz kzywizna teenu K. Obydwa paamety wywołują znaczące wzosty sił wewnętznych w dolnych elementach tzonu konstukcji katowej kawęŝnikach i skatowaniach. Konstukcja stalowa nie jest w stanie pzenieść tych oddziaływań bez dodatkowych elementów zabezpieczających. W zaleŝności od intensywności oddziaływań naleŝą do nich stalowe amy w poziomie pzegubów połączenie z fundamentami, aŝ do Ŝelbetowej skzyni fundamentowej pod wszystkimi podpoami. Skutecznym sposobem eliminacji deplanacji zutu podstawy konstukcji wywołanej kzywizną teenu K jest zastosowanie ektyfikatoów. Wszystkie powyŝsze pzyczyny powodują, Ŝe pojektowanie linii w obszaze spodziewanych defomacji podłoŝa jest szczególnie złoŝone. Nie ma jednoznacznych wytycznych pokazujących ścieŝkę pzepowadzania analiz. Instukcja [10] nie ma chaakteu obowiązującego, a jedynie ukieunkowujący pojektanta, co do konieczności uwzględnienia dodatkowych obciąŝeń. Wymagane jest więc od pojektanta lub ekspeta zajmującego się analizą konstukcji pzyłoŝenie szczególnej uwagi i wyczucia, tak aby nie wyciągnąć pochopnych niewłaściwych wniosków. Pzedstawiony tu mateiał został zebany ze źódeł wykozystywanych w pojektach i ekspetyzach wykonywanych pzez autoów oaz we współpacy badawczej z Polskimi Liniami Enegetycznymi. W pzeszłości niektóe indywidualne pzypadki awaii były juŝ pezentowane, np. w pacy [11]. 7

12 Refeaty poblemowe Liteatua 1. Budyk W.: Wyznaczanie wielkości poziomych odkształceń teenu. Achiwum Gónictwa i Hutnictwa 1953, t.1, z.1.. Knothe S.: Równanie pofilu ostatecznie wykształconej niecki osiadania. Achiwum Gónictwa i Hutnictwa 1953, t.1, z PN-EN :005 Elektoenegetyczne linie napowietzne pądu pzemiennego powyŝej 45kV. Część 1: Wymagania ogólne Specyfikacje wspólne. 4. PN-EN Elektoenegetyczne linie napowietzne pądu pzemiennego powyŝej 45kV. Część 3-: Zbió nomatywnych waunków kajowych. Nomatywne waunki kajowe Polski pojekt po ankietyzacji (wzesień 007.). 5. Kończykowski S., Mayzel B.: Konstukcje wspocze linii napowietznych, Akady, Waszawa Instukcja ITB n 86 Wytyczne pojektowania budynków o ścianowym układzie nośnym podlegających wpływowi eksploatacji góniczej. Waszawa Instukcja ITB n 416/006 Pojektowanie budynków na teenach góniczych. Waszawa Instukcja ITB n 364/007 Wymagania techniczne dla obiektów budowlanych wznoszonych na teenach góniczych. Waszawa Ochona obiektów budowlanych na teenach góniczych, paca zbioowa pod kieunkiem J. Kwiatka, Wydawnictwo Głównego Instytutu Gónictwa, Katowice Instukcja zabezpieczeń i napaw linii pzesyłowych na teenach góniczych, Waszawa mateiały wewnętzne PSE Waszawa. 11. Ajdukiewicz A., Bol J., Góski M., Kzywoń R., Szojda L.: Stany awayjne słupów enegetycznych linii pzesyłowych na teenach góniczych. XIX Konfeencja Naukowo-Techniczna Awaie Budowlane, Szczecin-Międzyzdoje, 19 maja 1999, t.1, s