עמודי מתכת של קווי חשמל עיליים (PTL)

תחום היישום של תומכי מתכת של קווי חשמל עיליים (PTL) נקבע בעיקר על ידי מספר יתרונות משמעותיים המבדילים לטובה תומכים עשויים מתכת מתומכים עשויים עץ ובטון מזוין.

היתרונות של תומכי מתכת בהשוואה לתומכי עץ הם כדלקמן:

• חיי שירות ארוכים יותר;

• היכולת לעמוד באש והרס מפליטות ברק בתמיכה;

• תמיכה בכבלים רבים יותר ובגבהי תמיכה כמעט בלתי מוגבלים;

• אמינות תפעולית גבוהה וקלות תחזוקה;

• התנאים הטובים ביותר להארקה ותליית כבלי מגן;

• העיצוב האדריכלי הטוב ביותר של העמוד;

• הרכבה גדולה, המאפשרת ייצור של רכיבי תמיכה ראשיים שלמים או חלקים בודדים במפעלים, מה שמפחית באופן משמעותי את העבודה עתירת העבודה על המסילה. בנוסף, תומכי מתכת בעלי אותם עומסים וגובה הם קלים יותר בקירוב מאלו מעץ ובטון מזוין.

החסרונות של תומכי מתכת הם:

• הצורך בצביעה תקופתית שלהם למניעת חלודה;

• שימוש לקוי בקיבולת הרכב בעת הובלת אביזרים;

• הצורך בביצוע עבודות מיוחדות על המסילה (התקנה, קידוח ולעיתים ריתוך של מבני מתכת), המצריכה כוח אדם מיומן של התמחויות שונות ומקשה על ההתקנה;

• עלויות בניית קו ראשוני מוגדלות.

תומכי מתכת עשויים:

• בקווים שבהם נדרשת אמינות תפעולית גבוהה, חיי תפעול ארוכים של התמיכה נדרשים, וכן עם קווי שרשרת כפולים;

• במעברים גדולים דרך מבנים הנדסיים שונים או דרך נהרות;

• באזורים עירוניים ותעשייתיים ובאזורים הרריים שבהם לא ממוקמים תמיכות עץ בשל ממדי התוכנית הגדולים שלהם.

אלמנטים מבניים של תומכי מתכת

תמיכת המתכת מורכבת מארבעת האלמנטים המבניים העיקריים הבאים:

• קרן;

• תמיכה של עמוד ראשי או פיר;

• לַחֲצוֹת;

• חבלים או קרני תמיכה.

בסיס כף הרגל משמש לעיגון בפאונד ומעניק יציבות לכף הרגל. במקרים מסוימים, הבסיסים של התומכים עשויים ממתכת.

העמוד הראשי, כתמיכה לחיזוק אדני וחבלים בגובה מסוים מהקרקע, קולט את כל העומסים החיצוניים מחוטים וכבלים ומעביר אותם לבסיס.

לפי התכנון, העמוד הראשי או פיר התמיכה הוא מסבך חלל סריג קל משקל עם חתך מלבני או מרובע. כמעט בכל סוגי התומכים, מידות החתך של עמוד התמיכה יורדות מלמטה למעלה.

המסבך המרחבי, המשמש כמתלה תמיכה, מורכב מ:

• ארבעה מוטות ראשיים (צלעות), המכונים אקורדים, הנושאים את רוב העומס;

• מערכות של מוטות עזר או רשתות הממוקמות על ארבעת צידי התמיכה ומחברות בין החגורות;

• מספר מערכות של סוגריים אופקיים הממוקמים בחתכים נפרדים של התומך ונקראים דיאפרגמות.

המפרקים של מוטות הסריג עם החגורה או זה עם זה נקראים צמתים. מרכז הצומת הוא נקודת החיתוך של צירי האורך של הסורגים המתכנסים בצומת נתון.

תמיכת שתי שרשרת ביניים מתכתית

החלק של האקורד שנמצא בין שני צמתים סמוכים נקרא פאנל, והמרחק בין מרכזי הצמתים הללו הוא אורך הפאנל.

הסריג והגרניט של העמודים נבדלים על ידי מיקומם ביחס לציר הקו.

הפנים הרוחביים או הקדמיים (סריגים) הם פני התמיכה הממוקמים על פני ציר הקו, והפנים האורכיים או הרוחביים הם הפרצופים המקבילים לציר הקו.

לעתים קרובות לרשתות בשני הצדדים של עמודה או אפילו בארבעה יש אותה תצורה (דיאגרמה).

אדני תמיכה נועדו להדק חוטים לתמיכה באמצעות מבודדים עם חיזוק במרחק מסוים ביניהם ומפיר התמיכה.

ברוב הקונסטרוקציות של אדני 35 ו-110 קילוואט אדני עשויים מפינות בצורת מבני שלוחה קטנים משולשים המחוברים לפיר התומך. לעתים רחוקות יותר, המעברים עשויים מערוצים. מסבכים הם לרוב בצורת מסבכים מרחביים ארוכים עם חתך מרובע או מלבני.

חבל עמיד או קרניים משמשים להדק כבלי מגן במרחק מסוים מעל המוליכים. הם עשויים בצורה של מבנים קלים המהווים את החלק העליון של התמיכה.

מסבכים מרחביים, המהווים את החלקים העיקריים של התומכים, נבדלים ממסבכי מתכת לבנייה קונבנציונלית:

• הקלות של צירי המבנה, המורכבת ממוטות העשויים כמעט אך ורק מזויות בודדות, לרוב פרופילים קטנים ובינוניים;

• גדל פי 1.5 - פי 2 מהגמישות של שני מוטות בודדים ושל המסבך כולו בכללותו;

• ממדים רוחביים משמעותיים של המסבך וגובהו הרב.

בשל המאפיינים שצוינו, למבני המתכת של התומכים של קווי חשמל עיליים יש משקל נפחי נמוך, היוצר מקדם ניצול נמוך של כושר נשיאת העומס של כלי רכב במהלך ההובלה. כמו כן, הימצאותן של פינות קטנות במבנה, בעלות מקדם גמישות מוגברת, יוצרת קשיים משמעותיים בשימורן מפני נזקים בעת העמסה, פריקה והובלה.

בתהליך הייצור וההתקנה של תומכי מתכת, לשיטת חיבור המוטות חשיבות ייצורית לא פחותה מסוג הקונסטרוקציה. חיבורי הרצועה הבאים חלים על מכלולי תמיכה במפעל ומתכת כאחד:

• סִמרוּר;

• הַלחָמָה;

• חיבורים מוברגים.

שיטת החיבור נבחרת בתכנון הטכני, ובמהלך התכנון המפורט של התומכים, מפתחים עיצובי הצומת המתאימים. נסיבה זו צריכה להילקח בחשבון על ידי ענף הבנייה ויש לפתור את שאלת שיטת החיבור המתאימה ביותר לתנאי הבנייה של קו זה.

בעבר, חיבורים מסמרות היו אחת השיטות העיקריות לחיבור מוטות בתומכים, וכעת, מטעמי ייצור, הם מוחלפים לחלוטין בריתוך או ברגים, לא רק במהלך ההתקנה, אלא אפילו במפעל.

ריתוך היא אחת השיטות הנפוצות למוטות חיבור בבניית תומכי מתכת. העלות הנמוכה של ריתוך במפעל, פישוט משמעותי של תהליך הייצור של מבנים מרותכים והפחתה מסוימת במשקלם קובעים את השימוש הרחב בשיטת הצטרפות זו, שיש לה יתרונות משמעותיים על פני אחרים.

בייצור תומכי מתכת, חיבור המוטות מתבצע כמעט אך ורק על ידי ריתוך קשת חשמלי. קשיים משמעותיים באספקת שורה של יחידות ריתוך כלונסאות, עלות הדלק הנוזלי ותחזוקת המכשיר על ידי צוות מוסמך, כמו גם הצורך לסובב בעת ריתוך מבנים, מגבילים את האפשרות להשתמש בריתוך בהתקנה.

חיבורים מוברגים משמשים בהתקנת תומכים על קווים עקב קשיים בייצור מסמרות וריתוך חשמלי של רפידות.

השימוש במפרקים מוברגים במכלולי תמיכה נובע ממספר היתרונות הבאים על פני ריתוך וריתוך:

• פישוט גדול של תהליך התקנת תומכים, שאינו דורש מבנים הטיה, כלים מיוחדים, ציוד או מנגנונים;

• היכולת ליצור חיבורים מוברגים ללא שימוש בכוח אדם מיומן (מסמרות או רתכים);

• צמצום משמעותי של הזמן המושקע בהרכבת התומכים.

החסרונות של חיבורי בריח שחור כוללים:

• הפחתה מסוימת באמינות של מפרק מוברג לעומת מרותך או מרותך, עקב חלוקת כוחות לא אחידה בין הברגים;

• עלויות משמעותיות עבור חומרה (ברגים, אומים ודסקיות), שמספרם וגדליהם גדולים יותר מאשר עבור מסמרות בעלות חוזק שווה.