2.5.13. Расчет усилий тяжения оптического кабеля при его прокладке в полиэтиленовом трубопроводе

Цель расчета состоит в проверке возможности прокладки кабеля при тяжении лебедкой за конец кабеля. Максимальное усилие тяжения, прилагаемое к кабелю, при его прокладке не должно превышать допустимого значения. В тех случаях, когда расчетные значения превышают допустимые или незначительно меньше последних, рассматривают различные варианты по уменьшению требуемых усилий тяжения, например, таких как изменение направления тяжения, использование промежуточных лебедок, укорочение длины участка прокладки за счет деления общей длины на несколько участков, уменьшение коэффициента трения за счет использования: жидких смазок, роликов в местах изменения направления трассы.

Для расчета усилий тяжения кабеля требуются следующие исходные данные:

- трасса кабельной линии с указанием длин участков и изменений направления прокладки в горизонтальной и вертикальной плоскости;

- коэффициент трения между оболочкой кабеля и стенками трубопровода;

- масса на единицу длины кабеля.

Последовательность расчета и расчетные формулы.Результирующее усилие тяжения можно рассчитать суммируя значения приращения усилий тяжений на каждом прямолинейном участке трассы и учета экспоненциального роста величины усилий тяжений на участках изгиба трассы кабеля. Расчет выполняется последовательным суммировпанием тяговых усилий, необходимых для протягивания кабеля на однородных участках трассы и преодоления искривлений на их стыках, начиная от места установки барабана с кабелем в направлении тяжения по следующим формулам :

участок с наклоном (13.1)

прямой горизонтальный участок (=0)(13.2)

вертикальная участок (=90)(13.3)

участок с искривлением , (13.4)

где Т– суммарное тяжение на конце участка, кН;

- тяжение в начале участка, кН;

- коэффициент трения ;

w- масса кабеля, кГ/м;

- угол наклона (берется со знаком плюс при направлении вверх и минус - вниз) , рад;

- угол поворота в горизонтальной плоскости , рад;

- длина участка, м;

g= 9,81 м/с². – ускорение свободного падения.

Пример расчёта усилий тяжения кабеля в кабельной канализации. Схема трассы кабельной канализации приведена на рис.2, а исходные данные в табл.2.13.

Таблица 2.13

кг/м		L1, м	рад	L2, м	рад	L3, м	рад	L4, м	рад	L5, м	рад	L6, м	Fдоп, кН
0,6	0,3	250	0,15	500	1,57	70	1,57	200	0,15	90	0,4	110	3

Ниже приведен расчет прироста усилий тяжения на отдельных участках трассы () и суммарной величины тяжения(Т) в конце поворота, на котором происходит изменение направления тяжения (далее для краткости – в точке поворота трассы) в направлении от А к В.

Участок А-С :

В точке «С»:

Участок С-D :

В точке «D»:

Участок D-E :

В точке «E»:

Участок E-F :

В точке «F»:

Участок F-G :

В точке G :

Участок G-B :

Результаты расчетов сведем в таблицу 2.14.

Таблица 2.14

Участок; место поворо-та	Длина,м	Горизон-тальный участок тяжение, кН	Наклоный участок		Поворот		Суммарное яяжение, кН
			Наклон, рад	Тяже-ние, кН	Угол, рад	Тяже-ние, кН
А-C	250	-	-	0,429	-	-	0,429
C		-	-	-	0,15	0,448	0,448
С-D	500	0,8829	-	-	-	-	1,331
D		-	-	-	1,57	2,132	2,132
D-E	70	0,124	-	-	-	-	2,256
E		-	-	-	1,57	3,613	3,613
E-F	200	0,353	-	-	-	-	3,966
F		-	-	-	0,15	4,149	4,149
F-G	90	-	0,15	0,236	-	-	4,385
G		-	-	-	0,4	4,944	4,944
G-B	110	-	0,4	0,289	-	-	5,233

Так как расчетное усилие тяжения равное 5,233 кН превышает допустимое значение (3,0 кН), то прокладка кабеля должна осуществляться в два этапа. Сначала весь кабель, предназначенный для прокладки на участке А-В, протягивается от пункта А до пункта Е. При этом кабель, предназначенный для прокладки на участке Е-В, укладывается вручную на грунте «восьмерками» или наматывается на специальную металлическую корзину «Фигаро». После этого кабель прокладывается от пункта Е до пункта В.