Опоры освещения металлические граненые
Опоры освещения металлические граненые: конструкция, применение и технические аспекты
Металлические граненые опоры освещения представляют собой специализированные конструкции, предназначенные для установки светильников наружного освещения на заданной высоте. Их ключевая особенность — коническая многогранная форма ствола, изготавливаемого методом гибки и сварки из листовой оцинкованной стали. Данная конструкция обеспечивает оптимальное соотношение прочности, массы, ветровой устойчивости и долговечности, что делает их основным типом опор для организации освещения автомобильных дорог, магистралей, городских улиц, площадей, территорий промышленных объектов и аэропортов.
Конструктивные особенности и технология производства
Ствол граненой опоры представляет собой пространственную конструкцию в форме усеченной многогранной пирамиды (чаще всего 8, 12 или 16 граней). Количество граней напрямую влияет на приближение формы к идеальному конусу, что повышает эстетику и улучшает аэродинамические свойства.
Основные этапы производства:
- Раскрой и гибка: Листовая сталь (обычно марки 09Г2С по ГОСТ 19281 или аналоги) раскраивается на трапециевидные заготовки, которые затем на гибочных прессах формируют в грани.
- Сварка: Грани соединяются продольными сварными швами по всей длине ствола. Качество и непрерывность этого шва критичны для прочности.
- Горячее цинкование: Готовый ствол погружается в ванну с расплавленным цинком (по ГОСТ 9.307-89). Толщина покрытия 80-120 мкм обеспечивает защиту от коррозии на 25-30 лет и более.
- Установка комплектующих: Монтируются кронштейны (консоли), дверца для доступа к коммутационной аппаратуре, крепежные элементы, кабельные вводы.
- Ствол (мачта): Несущий конический элемент с фланцевым или прямостоечным (закладная деталь) способом установки.
- Кронштейн (консоль): Для крепления светильников. Бывают торсионные (жесткие) и трубчатые. Длина консоли определяет вылет светового прибора.
- Опора (стакан): Для фланцевых опор — массивная фундаментная деталь, забетонированная в основании.
- Коммутационная коробка: Располагается за дверцей в нижней части ствола для размещения аппаратов защиты, управления (фотореле, контакторы, УЗИП).
- Фланцевые (прямостоечные): Устанавливаются на заранее забетонированный анкерный фундамент или готовый железобетонный стакан. Крепление осуществляется через фланец в основании опоры. Преимущество — возможность замены опоры без разрушения фундамента.
- Силовые (закладные): Ствол опоры напрямую бетонируется в фундамент на расчетную глубину. Образуют более жесткое и монолитное соединение, часто используются на высоконагруженных магистралях.
- Опоры уличного освещения (ОГК, ОГВ, СТО, МГФ): Стандартные модели высотой от 4 до 12 метров, рассчитанные на 1-4 светильника с консольным или торшерным креплением.
- Магистральные и дорожные опоры (ОГМ, МГ): Усиленные конструкции высотой 9-12 метров, предназначенные для скоростных трасс. Имеют повышенную стойкость к ветровым и вибрационным нагрузкам.
- Опоры площадного освещения (высотой 16-50 м): Высокие мачты с системой подвеса светильников на растяжках или многоконсольными траверсами для освещения крупных транспортных развязок, стадионов, ж/д станций.
- Некоммутируемые: Линия питания управляется извне.
- С коммутационной аппаратурой: С фотореле или таймером внутри корпуса.
- С интеллектуальным управлением: С возможностью диммирования и удаленного контроля (системы Smart City).
- — для светильников с парусностью не более 0.3 м².
- ГОСТ Р 54382-2011: Опоры освещения дорог. Общие технические условия. Основополагающий стандарт.
- СП 52.13330.2016 (СНиП 23-05-95*): Естественное и искусственное освещение.
- СП 98.13330.2018: Автомобильные дороги.
- ГОСТ 9.307-89: Покрытия цинковые горячие.
- Стандарты организаций (СТО): Например, СТО 36554501-020-2010, разработанный РЖД.
- Ветровая нагрузка: Основная переменная нагрузка. Рассчитывается по СП 20.13330.2016 с учетом района, высоты, типа местности, коэффициента аэродинамического сопротивления Cx граненого ствола (около 0.7).
- Вес светильников и оборудования: Постоянная нагрузка.
- Гололедная нагрузка: Учитывается для соответствующих регионов.
- Коэффициент надежности: Применяется к нагрузкам (обычно 1.2-1.4).
- Коэффициент условий работы: Учитывает ответственность объекта.
- Подготовка фундамента: Устройство котлована, монтаж арматурного каркаса и закладной детали (анкерных болтов) с точным выверением геометрии по осям и высоте.
- Бетонирование: Заливка бетоном класса не ниже В25 (М300) с вибрированием. Набор прочности — 28 суток.
- Установка опоры: Строповка, подъем и установка ствола на анкерные болты. Выверка по вертикали (отвесом или лазерным нивелиром).
- Крепление и затяжка: Установка и затяжка гаек с требуемым моментом (по проекту).
- Прокладка кабеля и подключение: Ввод кабеля через кабельный ввод, разводка внутри ствола, подключение к клеммнику в коммутационной коробке и к светильникам на консоли.
- Плановый визуальный осмотр ствола, сварных швов, покрытия, консолей — 1 раз в 6 месяцев.
- Контроль затяжки анкерных болтов и болтовых соединений консолей — 1 раз в год.
- Измерение сопротивления заземления — 1 раз в 6 лет (или по графику ЭТЛ).
- Очистка коммутационной коробки от пыли, влаги, насекомых.
- Контроль состояния цинкового покрытия. Локальные повреждения (царапины, сколы) должны быть незамедлительно окрашены цинкнаполненной краской.
- Интеллектуализация: Интеграция в опоры датчиков контроля среды, камер видеонаблюдения, точек доступа Wi-Fi, зарядных устройств для электромобилей. Оснащение системами дистанционного управления освещением (РСО).
- Энергоэффективность: Оптимизация конструкции под установку светодиодных светильников, имеющих меньший вес и парусность, что позволяет в некоторых случаях облегчать конструкцию.
- Специализация: Разработка опор для конкретных объектов: антивандальные для парков, с повышенной стойкостью к агрессивным средам для промзон, архитектурно оформленные для исторических центров.
- Совершенствование материалов: Применение высокопрочных сталей (S355, S420), позволяющих уменьшить толщину стенки и массу без потери прочности. Развитие комбинированных покрытий (цинк + полимерная покраска).
Ключевые конструктивные элементы:
Классификация и технические параметры
Граненые опоры классифицируются по нескольким ключевым признакам.
1. По способу установки:
2. По назначению и нагрузке:
3. По типу управления:
| Тип опоры | Высота, м | Количество граней | Толщина металла, мм | Длина консоли (вылет), м | Макс. кол-во светильников* | Ветровая нагрузка, Па (район III) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| СТО 6.0 | 6.0 | 8 | 3.0 | 1.5 | 2 | 600 |
| МГФ 9.0 | 9.0 | 12 | 4.0 | 2.0 | 2 | 800 |
| ОГМ 12.0 | 12.0 | 16 | 5.0 | 2.5 | 4 | 1100 |
| Мачта 25.0 | 25.0 | 16-20 | 6-8 (сечение) | Траверса 6м | 12-18 | Спецрасчет |
Нормативная база и расчет нагрузок
Проектирование и производство граненых опор регламентируется комплексом национальных и отраслевых стандартов:
Расчет на прочность включает определение действующих нагрузок:
Расчет ведется на предельные состояния: по прочности (первая группа) и по деформациям (вторая группа — прогиб вершины опоры не должен превышать 1/200 от ее высоты).
Монтаж, эксплуатация и обслуживание
Этапы монтажа фланцевой опоры:
Эксплуатационные требования:
Преимущества и недостатки по сравнению с другими типами опор
| Тип опоры | Преимущества | Недостатки |
|---|---|---|
| Граненые металлические | Высокая прочность и жесткость. Отличная ветроустойчивость. Долговечность (цинкование). Современный внешний вид. Широкий типоразмерный ряд. Возможность замены без разрушения фундамента (фланцевые). | Относительно высокая стоимость. Необходимость качественного фундамента. Риск хищения (цветной металлолом). Требуется спецтехника для монтажа. |
| Трубчатые круглые | Более низкая стоимость. Проще технология производства. Меньший вес при аналогичной высоте. | Меньшая жесткость на изгиб (при равной массе). Менее стойкое лакокрасочное покрытие (чаще, чем цинкование). Более сложное обслуживание (требуется покраска). |
| Железобетонные | Низкая стоимость. Устойчивость к коррозии. Невосприимчивость к вандализму. | Большая масса. Хрупкость при транспортировке и ударах. Сложность монтажа и замены. Ограниченный срок службы (карбонизация бетона). Неэстетичный вид. |
| Композитные | Коррозионная стойкость. Малый вес. Диэлектрические свойства. Не требуют покраски. | Очень высокая стоимость. Ограничения по высоте и нагрузке. Вопросы по долговечности УФ-стабилизации. Горючесть. |
Тенденции и перспективы развития
Современный рынок граненых опор развивается в следующих направлениях:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Какой минимальный срок службы граненой оцинкованной опоры?
При соблюдении условий производства (качественное горячее цинкование) и отсутствии агрессивного воздействия (например, вблизи морского побережья или химзаводов) срок службы ствола опоры составляет не менее 25-30 лет. Срок службы фундамента — 50 лет и более.
2. Чем отличается опора типа МГФ от СТО?
МГФ (Мачта Граненая Фланцевая) — общее обозначение типа. СТО (Стандарт Организации) — конкретный технический документ, часто с ужесточенными требованиями (например, СТО РЖД). Опоры, изготовленные по СТО, как правило, имеют более высокие гарантированные характеристики и предназначены для ответственных объектов железнодорожного и магистрального транспорта.
3. Нужно ли заземлять металлическую опору освещения?
Да, в обязательном порядке. Сопротивление заземляющего устройства должно соответствовать ПУЭ (Глава 1.7). Обычно для сетей освещения оно не должно превышать 30 Ом. Заземление выполняется для защиты от поражения электрическим током при повреждении изоляции в светильнике или кабеле.
4. Как рассчитать фундамент для фланцевой опоры?
Расчет фундамента — задача проектной организации. Он учитывает: полную массу опоры с оборудованием, ветровую и гололедную нагрузку, тип грунта (несущая способность, пучинистость), глубину промерзания. Типовые проекты фундаментов приводятся в каталогах производителей опор, но их применение требует проверки привязки к местным грунтовым условиям.
5. Можно ли на существующую опору установить дополнительные кронштейны или более тяжелые светильники?
Любое изменение конфигурации нагрузки на опору требует проведения поверочного расчета на прочность и устойчивость. Установка дополнительного оборудования увеличивает момент изгиба у основания и может привести к превышению допустимых напряжений или недопустимому прогибу. Самовольная модернизация запрещена.
6. Что делать, если повреждено цинковое покрытие (глубокая царапина, скол)?
Поврежденное место необходимо незамедлительно очистить от окислов механическим способом (щетка) и обезжирить. После этого нанести в 2-3 слоя ремонтную краску с содержанием цинка не менее 94% (так называемые «цинковые карандаши» или цинкнаполненные составы холодного цинкования). Обычные эмали не обеспечивают катодной защиты и малоэффективны.
7. Каковы требования к маркировке опор?
На каждую опору должна быть нанесена несмываемая маркировка, включающая: товарный знак или наименование производителя, тип опоры, номер партии, дату изготовления, массу. Маркировка наносится на внутреннюю поверхность дверцы или приваренную табличку.