5.3. Windbelasting

Algemeenheden

Dit hoofdstuk geeft de noodzakelijke elementen om het windeffect op de verschillende bovenleidingen, de AT’s, de Feeders en de Constructies te bepalen.

Op het einde worden de belastingsgevallen weergegeven.

Vereenvoudigde formule ω

[N/m]

Vb,0: Constructies

Voor de berekeningen van de bovenleidingsconstructies neemt men vb,0 = 26 m/s (= 93,6 km/h) voor gans België.

Vb,0: Draden en Kabels

vb,0 is zoals hieronder bepaald:

Windkracht

In de belastingsgevallen worden 3 niveaus van windkracht gebruikt (naast het geval “geen wind”):

Omschrijving Beauforts

Terugkeer-periode (j)

Benaming in de belastingsgevallen

6 = Krachtige wind

33,3%.qp(2ans)

Low

8 = Stormachtig

2

Medium

10 = Storm

50

High

Gelineariseerde qp(z) (formules)

Formule voor vb,0 = 26m/s:

0m ≤ z ≤ 12m

12m ≤ z ≤ 30m

Formule voor vb,0 = 25m/s:

0m ≤ z ≤ 12m

12m ≤ z ≤ 30m

Formule voor vb,0 = 24m/s:

0m ≤ z ≤ 12m

12m ≤ z ≤ 30m

Formule voor vb,0 = 23m/s:

0m ≤ z ≤ 12m

12m ≤ z ≤ 30m

In [N/m²].

Gelineariseerde qp(z) (grafiek)

Factoren G en C: Constructies

  1. Paal H of I : G = 1 en Cstr = 1,4;
  2. Twee gekoppelde U profielen met tussenschotten: G = 1 en

Aaero = G.Cstr.A

Factoren G en C: AT en Feeder

Kabel

Aaero = G.C.A

[mm²/m]

Trekkracht

T (bij 15°C)

[N]

AT Cu-50mm²

8.100

3.500

AT Cu of Br 95mm²

11.340

6.000

AT Al-75mm²

10.125

3.500

4.000

AT Al-117mm²

12.600

5.000

6.000

AT Al-181mm²

15.750

6.000

Langsfeeder 366mm²

22.365

8.300

Neg. feeder 228mm²

17.640

7.850

Neg. feeder 288mm²

19.845

8.300

Factoren G en C: Bovenleidingen

Bvl. type

Aaero = G.C.A

[mm²/m]

Totale trekkracht

T (bij 15°C)

[N]

T1-100

10.890

10.000

T2-100

19.602

20.000

T1-107

10.260

10.000

T2-107

18.468

20.000

S1-100

22.734

20.406

S2-100

31.446

33.824

S3-100

31.518

33.824

S1-107

22.104

20.406

S2- en S3-107

30.312

33.824

C-100

42.696

42.424

C-107

41.562

42.424

Cm-120

42.732

52.685

Ca-100

40.986

39.074

Ca-107

39.852

39.074

R3-100

31.617

34.154

R3-107

30.438

34.154

R3-120

32.031

42.693

R3-150

33.957

52.594

R3-107 gem.

30.528

38.769

R1-200

24.075

33.864

R1-120

20.205

24.054

R1-300

22.136

33.864

R1-300m

24.026

37.788

R1-300r

24.026

39.750

R1-350

22.136

43.674

R1-350r

24.026

49.560

Factoren G en C: Draden, kabels en isolatoren

Componenten

Diameter [mm]

C

G

Hoofddraagkabel 95 mm²

12,6

1,20

0,75

Hoofddraagkabel 65 mm²

10,5

1,20

0,75

Hulpdrager 104 mm²

11,5

1,20

0,75

Hulpdrager 72 mm²

9,6

1,20

0,75

Vaste hanger 10 mm²

4,0

1,20

0,75

Vaste hanger 12 mm²

4,5

1,20

0,75

Vaste hanger 16 mm²

5,0

1,20

0,75

Schuivende hanger

20,0

1,20

0,75

Rijdraden 100mm²

1

12,1

1,20

0,75

2

12,1

2,16

0,75

Rijdraden 107mm²

1

11,4

1,20

0,75

2

11,4

2,16

0,75

Rijdraden 120mm²

1

12,3

1,20

0,75

2

12,3

2,16

0,75

Rijdraden 150mm²

1

13,6

1,20

0,75

2

13,6

2,16

0,75

Isolatoren en klemmen

variabele

1,20

1,05

Belastingsgevallen SLS

Belastingsgeval

Belasting in rekening te brengen

SLSa

Neutrale temperatuur

Geen wind

  • Permanente belasting;

  • Temperatuur = 15°C;

  • Geen wind.

Dit geval bepaalt de tegenpijl bij plaatsing van de palen

SLSb

Neutrale temperatuur

Wind “Medium”

  • Permanente belasting;

  • Temperatuur = 15°C;

  • Wind:

    • met terugkeerperiode van 2 jaar;

    • dwars op de bovenleiding;

    • in de 2 richtingen: vandaar SLSb→ en SLSb←

SLSc

Minimum- temperatuur

Wind “Low”

  • Permanente belasting;

  • Temperatuur = −20°C;

  • Wind:

    • 33,3% × met terugkeerperiode van 2 jaar;

    • dwars op de bovenleiding;

    • in de 2 richtingen: vandaar SLSc→ en SLSc←.

Vervormingscriteria SLSa, SLSb en SLSc

De criteria waaraan bovenstaande belastingsgevallen moeten voldoen zijn:

  1. Vervorming horizontale dwarsbalk/console: maximaal L/300 (L: lengte dwarsbalk of console)
  2. Vervorming verticale paal:

Met:

  • L = lengte van de paal boven het massief;

  • x = de hoogte boven het massief;

  • ft = verplaatsing top van de paal;

  • λ = verplaatsing van de paal ter hoogte van de dwarsbalk die erbij komt door:

    • de windbelasting in het geval SLSb;

    • de windbelasting en lage temperatuur (dus hogere trekkrachten) in het geval SLSc.

Aan alle volgende condities moet voldaan zijn:

  • ft = maximaal L/150;

  • de vervorming van de paal moet tussen 2 parabolische curven liggen, met een maximale afwijking van maximaal L/300 t.o.v. de rechte voet-top paal:

    • Curve 1: vervorming

    • Curve 2: vervorming

  • λ = maximaal 4 cm;

Belastingsgevallen ULS

In onderstaande tabel wordt een opsomming gemaakt van de te overwegen belastingsgevallen bij het uitvoeren van de structurele analyse. Voor ieder geval wordt gespecifieerd welke belasting en onder welke omstandigheden deze belasting in rekening moet worden gebracht.

Belastingsgeval

Belasting in rekening te brengen

A

Minimum temperatuur

  • Permanente belasting;

  • Temperatuur = −20°C;

  • Wind: geen.

    Dit geval is steeds minder streng dan geval D2.

B

Wind “High”

  • Permanente belasting;

  • Temperatuur = 15°C;

  • Wind:

    • met terugkeerperiode van 50 jaar;

    • in de 4 richtingen: vandaar B→ B← B↓ B↓

C

Ijsbelasting
Opmerking: Aangezien voor het Infrabel-netwerk geen ijslast in rekening wordt gebracht, is belastingsgeval C niet van toepassing.

D1

Lage temperatuur

Wind “Medium”

  • Permanente belasting;

  • Temperatuur = −5°C;

  • Wind:

    • − met terugkeerperiode van 2 jaar;

    • in de 4 richtingen: vandaar D1→ D1← D1↓ D1↓

  • Geen ijsbelasting.

D2

Minimum- temperatuur

Wind “Low”

  • Permanente belasting;

  • Temperatuur = −20°C;

  • Wind:

    • 33,3% × met terugkeerperiode van 2 jaar;

    • in de 4 richtingen: vandaar D2→ D2← D2↓ D2↓

  • Geen ijsbelasting.

E

Constructie- en onderhoudsbelasting

  • Permanente belasting;

  • Temperatuur = −5°C;

  • Wind: idem geval D1;

  • Constructie- en onderhoudsbelasting;

  • Geen ijsbelasting.

F

Uitzonder-lijke belasting

  • Permanente belasting;

  • Temperatuur = −20°C;

  • Wind: idem geval D2;

  • Breuk van een component.

Toepassing van belastingsgevallen op de verschillende elementen van de bovenleiding

Type structuur

Belastingsgeval

A

B

C

D

E

F

Beweegbare arm

X

X

X

X

X

-

Vaste console

X

X

X

X

X

X

Soepele portiek

X

X

X

X

X

Xa

Vaste portieken / dwarsbalken

X

X

X

X

X

X

Ophangketen

X

X

X

X

X

-

Steunarm zijwaartse bevestiging + richtstangen

X

X

X

X

X

-

Vast punt verankering

X

X

X

X

X

X

Structuur vast punt

X

X

X

X

X

-

Palen voor soepele, vaste portieken en consoles

X

X

X

X

X

Xa

Richtpalen

X

X

X

X

-

X

Palen met spantoestellen

X

X

X

X

X

Xc

Palen longitudale feeder

X

X

X

X

X

Xe

Palen die bijkomende elektriciteitsleidingen dragen

X

X

X

X

X

X

Verankeringspalen

Xd

Xd

Xd

Xd

Xd

Xd

Funderingen

X

X

X

X

X

X
  1. indien vast punt
  2. zie ook EN 50341-1
  3. als de contactdraden eindigen in twee tegengestelde richtingen
  4. afhankelijk van het type verankering
  5. indien nodig