Опоры несиловые граненые

Опоры несиловые граненые конические: конструкция, назначение и применение

Опоры несиловые граненые конические (ОНГК) представляют собой специализированные металлоконструкции, предназначенные для монтажа и поддержания различного оборудования связи, освещения, сигнализации и наблюдения. Их ключевое отличие от силовых опор линий электропередачи (ЛЭП) заключается в функциональном назначении: ОНГК не предназначены для подвески токонесущих проводов воздушных линий электропередачи напряжением выше 0.4 кВ. Они воспринимают преимущественно вертикальные нагрузки от веса оборудования и горизонтальные ветровые нагрузки, но не несут механических напряжений от тяжения проводов ЛЭП.

Конструктивные особенности и технология изготовления

Конструкция ОНГК является результатом инженерных решений, направленных на достижение оптимального соотношения прочности, массы, долговечности и стоимости. Основные элементы конструкции включают:

• Ствол (тело опоры): Изготавливается из листовой конструкционной стали (чаще всего Ст3) методом радиальной гибки с последующей автоматической сваркой продольного шва. Форма ствола – усеченный многогранный конус (обычно 8 или 12 граней), что обеспечивает высокую устойчивость к изгибающим моментам при минимальном расходе металла. Коничность позволяет оптимально распределить материал по высоте, увеличивая сечение в наиболее нагруженной нижней части.
• Фундаментный стакан (прямой или наклонный): Нижняя часть ствола, предназначенная для установки опоры в фундамент. Наклонный стакан используется для установки в грунт без бетонирования (методом бурения и обратной засыпки), прямой – для крепления к анкерным болтам залитого бетонного фундамента.
• Оголовок (траверса): Верхняя часть опоры, к которой непосредственно крепится оборудование. Конструкция оголовка варьируется в зависимости от назначения: может иметь монтажные площадки, отверстия, кронштейны для светильников, крепления антенн или кабельных стоек.
• Люк обслуживания: Располагается в нижней части ствола, обеспечивает доступ к внутреннему пространству для монтажа кабелей, коммутационных устройств и их обслуживания.
• Система заземления: Обязательный элемент, включающий заземляющий болт на стволе и внутреннюю шину для соединения с заземляющим контуром фундамента.

Для защиты от коррозии применяется горячее цинкование по ГОСТ 9.307-89. Этот метод обеспечивает долговечное покрытие (срок службы до 50 лет в умеренно агрессивной среде) как с внешней, так и с внутренней стороны ствола за счет полного погружения конструкции в расплав цинка.

Классификация и основные параметры

ОНГК классифицируются по ряду ключевых параметров, которые определяют их выбор для конкретного проекта.

По способу установки:

• Фланцевые (прямостоечные): Монтируются на заранее подготовленный бетонный фундамент с помощью анкерных болтов, проходящих через фланец в нижней части опоры. Обеспечивают максимальную устойчивость и несущую способность.
• Методом бурения (со стаканом): Устанавливаются в пробуренную скважину с последующей фиксацией инертным материалом (щебень, песчано-цементная смесь). Сокращают сроки монтажа и объем земляных работ.

По типу сечения ствола:

• Восьмигранные: Наиболее распространенный тип, оптимальный по соотношению технологичности изготовления и механических характеристик.
• Двенадцатигранные (гладко-конические): Визуально приближены к круглому конусу, имеют более эстетичный вид, часто используются в городской среде. Обладают несколько повышенной устойчивостью к ветровым нагрузкам.

По назначению (конфигурации оголовка):

• Осветительные (для консольного или торшерного размещения светильников).
• Для антенн связи (сотовой, радиорелейной, TETRA).
• Многофункциональные (универсальные, с монтажными площадками).
• Кабельные (для подвески самонесущих оптических кабелей).

Основные параметры выбора ОНГК регламентируются сериями стандартов, такими как СТО 56947007-29.120.70.101-2011. Ключевые из них:

Параметр	Типовые значения / Описание	Влияние на выбор
Высота, H	От 4.5 м до 40 м и более	Определяется зоной покрытия (для связи) или освещаемой территорией. Учитывается глубина заделки в фундамент (обычно 10% от H + 0.5 м).
Длина уширения в основании, A	От 200 мм до 1200 мм и более	Зависит от высоты и расчетной нагрузки. Определяет устойчивость опоры.
Длина в верхнем сечении, B	От 80 мм до 300 мм	Определяется габаритами устанавливаемого оборудования.
Толщина стенки, δ	От 3 мм до 6 мм (стандартно 4-5 мм)	Влияет на прочность, массу и стоимость. Подбирается по расчету нагрузок.
Масса	От 100 кг (для H=6м) до 2500 кг (для H=30м)	Критична для логистики, монтажа и расчета фундамента.
Расчетная нагрузка в вершине, F	От 1.0 кН до 20 кН и более	Суммарная ветровая нагрузка на оборудование + вес оборудования. Главный расчетный параметр.

Области применения и требования к монтажу

ОНГК являются инфраструктурной основой для различных отраслей:

• Уличное и архитектурное освещение: Магистрали, площади, дворы, пешеходные зоны. Используются опоры с консолями или торшерного типа.
• Сети связи 4G/5G: Установка антенно-модульного оборудования сотовых операторов. Требуют высокой несущей способности и наличия кабельного люка.
• Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС): Подвеска самонесущих оптических кабелей (ССК) вдоль трасс.
• Системы безопасности и видеонаблюдения: Монтаж камер, датчиков, громкоговорителей.
• Интеллектуальные транспортные системы (ИТС): Размещение датчиков дорожного движения, информационных табло.

Монтаж ОНГК требует строгого соблюдения проектных решений и нормативов (ПУЭ, СНиП, серия 3.407.1). Основные этапы:

1. Подготовка фундамента: Для фланцевых опор – заливка бетонного фундамента с точным позиционированием анкерных болтов. Для установки методом бурения – подготовка скважины расчетной глубины и диаметра.
2. Установка опоры: С применением автокрана. Контроль вертикальности по отвесу или уровню.
3. Фиксация: Затяжка гаек на анкерных болтах (для фланцевых) или трамбовка закладочного материала (для установки в грунт).
4. Монтаж заземления: Присоединение опоры к контуру заземления сопротивлением не более 10 Ом.
5. Прокладка кабелей и установка оборудования: Внутренняя прокладка кабелей через люк, крепление оборудования на оголовке согласно паспорту.

Преимущества и недостатки по сравнению с альтернативными конструкциями

По сравнению с силовыми опорами (железобетонными, решетчатыми металлическими) и трубчатыми опорами круглого сечения, ОНГК имеют ряд преимуществ:

• Высокая прочность и жесткость: Граненая коническая форма обеспечивает лучшее сопротивление ветровым и изгибающим нагрузкам, чем цилиндрическая труба того же веса.
• Оптимальный расход материала: Распределение толщины металла по высоте соответствует диаграмме изгибающих моментов.
• Эстетичность и компактность: Меньшие габариты в плане по сравнению с решетчатыми конструкциями, современный внешний вид.
• Удобство монтажа кабелей: Наличие внутренней полости и люка для защищенной прокладки.
• Долговечность: Горячее цинкование обеспечивает комплексную защиту, исключая необходимость регулярной окраски.

Недостатки:

• Более высокая стоимость по сравнению с железобетонными опорами (на этапе закупки, но не с учетом монтажа и обслуживания).
• Необходимость в качественном проектировании фундамента под каждую конкретную нагрузку и грунт.
• Зависимость от качества изготовления (точность гибки, качество сварного шва, целостность цинкового покрытия).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем принципиально отличается несиловая опора от силовой?

Несиловая опора (ОНГК) рассчитана на нагрузки от веса и ветрового давления смонтированного на ней оборудования (антенны, светильники). Силовая опора ЛЭП, помимо этого, предназначена для восприятия значительных односторонних тяжений от проводов и тросов в анкерных пролетах и при обрыве провода. Конструкция силовых опор, как правило, мощнее, а их расчет ведется по иным нормативным документам.

Как правильно подобрать высоту и несущую способность опоры для базовой станции сотовой связи?

Высота определяется задачами покрытия с учетом рельефа и застройки. Несущая способность (допустимая нагрузка в вершине) рассчитывается как сумма:
F = F_ветр + F_вес, где F_ветр – ветровая нагрузка на все антенные панели, обтекатели и сам ствол (рассчитывается по СП 20.13330.2016 для данного ветрового района), F_вес – суммарный вес оборудования. К полученному значению применяется коэффициент запаса прочности (обычно 1.2-1.5). Все данные по парусности и весу предоставляются производителем оборудования.

Можно ли на несиловую граненую опору подвесить СИП или провода?

Да, но с серьезными ограничениями. На ОНГК допускается подвеска самонесущих изолированных проводов (СИП) и оптических кабелей только в промежуточных пролетах магистральных линий уличного освещения или абонентских ответвлений. Подвеска проводов ВЛ напряжением 0.4 кВ и выше должна осуществляться на специализированные силовые опоры. Нагрузка от натяжения проводов должна быть строго рассчитана и не должна превышать паспортную нагрузку на вершину ОНГК.

Что важнее при выборе: толщина стенки или марка стали?

Оба параметра критичны. Толщина стенки напрямую влияет на момент сопротивления сечения, а следовательно, на изгибную прочность. Марка стали (например, Ст3, 09Г2С) определяет предел текучести и общую прочность материала. В стандартных условиях для ОНГК используется сталь Ст3сп/пс толщиной 4-5 мм. В условиях крайнего севера или при особых требованиях к массе применяются низколегированные стали (09Г2С), позволяющие при той же прочности уменьшить толщину стенки.

Какой срок службы у горячеоцинкованной ОНГК и от чего он зависит?

Номинальный срок службы качественно оцинкованной ОНГК составляет 50-70 лет. Реальный срок зависит от агрессивности окружающей среды (городская среда с брызгами противогололедных реагентов, морское побережье, промышленные зоны). Скорость коррозии цинкового покрытия в умеренном климате составляет 1-6 мкм/год при толщине покрытия 60-100 мкм. Повреждение покрытия при монтаже (задиры, сварка) необходимо немедленно устранять цинкнаполненными составами.

Каковы требования к заземлению несиловой опоры?

Каждая ОНГК должна быть заземлена. Сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 10 Ом (ПУЭ, гл. 1.7). Заземление выполняет две функции: защиту от поражения электрическим током при возможном пробое изоляции питающего кабеля внутри ствола и молниезащиту (отвод части тока молнии). Опора соединяется с контуром заземления, как правило, расположенным у основания фундамента, посредством гибкой медной шины через специальный заземляющий болт.

Допустима ли установка ОНГК методом бурения в слабые и пучинистые грунты?

Установка методом бурения (в грунт) требует тщательного анализа грунтов. В слабых, обводненных и пучинистых грунтах (глины, суглинки, торф) такая установка не рекомендуется, так как не может быть обеспечена необходимая несущая способность и устойчивость против сил морозного пучения. В таких условиях обязательна установка на бетонный фундамент ниже глубины промерзания с проведением полного расчета основания.