Введение
Натяжной трос, предназначенный для придания устойчивости свободно стоящей конструкции.
Вантовый трос, оттяжка, растяжка, или просто ванта, – это натяжной трос, предназначенный для придания устойчивости свободно стоящей конструкции. Они широко используются для мачт судов, радиомачт, ветрогенераторов, опор линий электропередач и палаток. Тонкая вертикальная мачта, поддерживаемая вантами, называется вантовой мачтой. Конструкции, поддерживающие антенны, часто имеют решетчатую структуру и называются "башнями". Один конец ванта крепится к конструкции, а другой – закрепляется в земле на некотором расстоянии от основания мачты или башни. Натяжение в диагональном вантовом тросе, в сочетании с прочностью конструкции на сжатие и устойчивостью к изгибу, позволяет конструкции выдерживать боковые нагрузки, такие как ветер или вес консольных конструкций. Ванты устанавливаются радиально, обычно под равными углами относительно конструкции, группами по три или четыре. Когда башня немного наклоняется под действием ветра, увеличение натяжения в вантах преобразуется в силу сжатия в башне или мачте и силу, противодействующую ветровой нагрузке. Например, антенные мачты часто удерживаются тремя вантами под углом 120°. Конструкции с предсказуемыми боковыми нагрузками, такие как опоры линий электропередач, могут требовать только одного ванта для компенсации бокового натяжения проводов в месте их изменения направления. Проводящие ванты для радиоантенн могут искажать диаграмму направленности антенны, поэтому их электрические характеристики необходимо учитывать при проектировании. Обычно такие проводящие ванты поглощают часть излучаемой энергии и переизлучают ее в нежелательном направлении. Чтобы этого избежать, вант разбивается на несколько изолированных секций, которые не могут функционировать как антенны из-за разницы в длине и отсутствия резонанса на частоте передачи.
Парусный спорт
Парни, поддерживающие мачту парусника, называются "стоячим такелажем", а в современных лодках изготавливаются из нержавеющей стальной проволоки. Парни крепятся к носу и корме, как правило, по одному. Боковые расчалки прикрепляются к "швартовым уткам" по левому и правому борту, которые крепятся к корпусу. Обычно устанавливается несколько расчалок со шкотами, чтобы мачта оставалась прямой ("в колонне"). Временные расчалки также используются на парусниках. Передний расчалок – это термин для фала (троса), прикрепленного к свободному концу реи и предназначенного для управления им. На современных шлюпах с симметричным спинакером спинакерный гик – это рей, которой чаще всего управляют с помощью одного или нескольких расчалок.
Провода для подъемных штанг
Столбы линий электропередач зарыты в землю и обладают достаточной прочностью, чтобы стоять самостоятельно; оттяжки необходимы на некоторых столбах только для поддержки несбалансированных поперечных нагрузок, создаваемых прикрепленными к ним проводами, или для противодействия смещению грунта. Оттяжки особенно необходимы на тупиковых (анкерных) столбах, где заканчивается длинный прямой участок проволочной линии или она отклоняется в другом направлении. Для защиты населения от повреждений, которые могут привести к электрификации кабеля, оттяжки линий электропередач обычно оснащаются керамическим изолятором натяжения ("Johnny ball") или изолятором натяжения из стекловолокна, установленным в верхней части, чтобы гарантировать, что опасное напряжение не достигнет нижнего конца провода, доступного для населения. Нижняя часть, где кабель входит в землю, часто заключена в отрезок желстого пластикового отражателя для повышения видимости, чтобы люди или транспортные средства не наезжали на него. В городских районах, где площадь земли вокруг столба ограничена, часто используется вариант, называемый тротуарной оттяжкой. В этом типе оттяжка проходит по диагонали от вершины столба к горизонтальному распорному кронштейну, выступающему из середины столба, а от него продолжается вертикально к земле. Таким образом, нижняя часть оттяжки вертикальна и не препятствует проходу, поэтому тротуар может проходить между столбом и оттяжкой. Альтернативой оттяжкам, иногда используемой на тупиковых столбах, является столб с распорной опорой – второй столб, установленный под углом в земле и упирающийся по диагонали в боковую часть вертикального столба.
Мачты антенны
Электромагнитные поля от антенн усложняют конструкцию растяжек, поддерживающих мачтовые антенны. Проводящие растяжки из металла, длина которых близка к кратным четвертям длины волны передаваемой частоты, могут искажать диаграмму направленности антенны. Это также относится к растяжкам соседних мачт или металлических конструкций, расположенных поблизости. Для предотвращения этого каждая растяжка разделяется штыревыми изоляторами на несколько секций, каждый сегмент которых не резонирует на передаваемой длине волны. Обычно используются цилиндрические или яйцевидные фарфоровые изоляторы типа "Johnny ball" (также называемые "яйцевидными изоляторами"). Часто применяются непроводящие растяжки из кевларового волокна (Phillystran) или экструдированного стеклопластика, чтобы не нарушать диаграмму направленности антенн. Прочность и низкое удлинение кевларового волокна приближаются к характеристикам стали. Однако кевлар очень чувствителен к ультрафиолетовому излучению, поэтому он заключен в пластиковую оболочку, устойчивую к УФ-излучению. Отдельные секции проводящих растяжек могут накапливать значительные заряды статического электричества, особенно на высоких мачтах. Напряжение, вызванное этим статическим электричеством, может в несколько раз превышать напряжение, генерируемое передатчиком. Чтобы избежать опасных и непредсказуемых разрядов, изоляторы должны быть рассчитаны на выдерживание этого высокого напряжения, что на высоких мачтах приводит к применению изоляторов увеличенных размеров. На каждом штыревом изоляторе требуется устройство защиты от импульсных перенапряжений в виде воздушного промежутка для защиты от ударов молнии. Изоляторы и устройства защиты от перенапряжений необходимо тщательно обслуживать, поскольку повреждение изолятора может привести к обрушению мачты. Яйцевидные изоляторы обеспечивают сжатие фарфора, и в случае его разрушения концевые петли растяжек остаются переплетенными. Радиовещательные мачты часто оснащаются изоляторами у основания мачты, куда подается радиочастотная энергия. Некоторые из них также изолированы в средней части для подачи радиочастотной энергии в этой точке. Часто используются стальные канаты в качестве растяжек, сегментированные изоляторами в нескольких точках. Для изолированных мачт требуется комплексная защита от молний. На антеннах для длинных и сверхдлинных волн растяжки могут выполнять электрическую функцию, например, для емкостного увеличения длины мачты или для подачи энергии излучения на мачту. В этих случаях растяжки крепятся к мачте без изолятора, но при необходимости в растяжке предусматривается хотя бы один изолятор. Если растяжки используются для подачи высокочастотной энергии на мачту, часто можно использовать заземленную мачту. Энергия на растяжки подается по проводам, идущим от согласующего устройства к точке подключения на растяжках.
Кранные линии
При эксплуатации крана к неуклюжим грузам могут быть присоединены оттяжки, известные как "таг-линии", позволяя наземной бригаде контролировать вращение и раскачивание, сохраняя при этом безопасное расстояние.
Пожарная служба
Парней можно использовать для подъема выдвижной лестницы с помощью техники, называемой "церковный подъем".
Анкеры
В заземлённых растяжках конструкцией, которая крепит растяжку к земле, называется якорь. Якорь должен быть рассчитан на сопротивление максимальной растягивающей нагрузке растяжек, включающей как постоянную нагрузку от натяжения троса, так и максимальную возможную временную нагрузку от ветра. Поскольку растяжка оказывает усилие под углом, на якорь действуют как вертикальные, так и горизонтальные силы. Якорь опирается на сопротивление сдвигу грунта, чтобы противостоять силам от всех прикреплённых к нему растяжек. Существует несколько типов якорей:
Мертвые якоря
В этом типе выкапывается яма, в которую помещают объект с большой площадью поверхности с прикрепленным оттяжкой, после чего яма засыпается землей или бетоном. В исторической конструкции якоря-мертвеца бревно закапывают горизонтально в траншею, а оттяжка прикрепляется перпендикулярно к его центру. Современные конструкции включают пластинчатый якорь, в котором оттяжка крепится к стержню с ушком, выступающему из центра стальной пластины, закопанной по диагонали, перпендикулярно направлению оттяжки. В бетонном якоре диагональный стержень с ушком, направленным в сторону оттяжки, забетонирован в яму, заполненную железобетоном. Достаточно массивный бетонный блок, установленный на поверхности земли, также может использоваться в качестве якоря-мертвеца.
Шнуровые якоря
Этот тип состоит из стержня с широкими винтовыми лопастями на конце и ушка на другом конце для оттяжки. Он вкручивается глубоко в землю под тем же углом, что и оттяжка, с помощью буровой машины, установленной на грузовике. Они широко используются в качестве анкеров для опор линий электропередач, поскольку их быстро устанавливать с помощью гидравлического бура, приводимого в действие с грузовика.
Расширяющие якоря
Стержень с шарнирно закрепленным лезвием на конце вбивается в землю. Когда оттяжка прикрепляется и натягивается, ее сила раскрывает лезвие, "закрепляя" его в грунте. Их часто используют военные для быстрого монтажа мачт.
Анкеры с заклеенными завязками
Они используются как в почве, так и в скальных породах. Просверливается отверстие под углом натяга. Вставляется стальной анкерный стержень с ушком, а пространство вокруг него заполняется жидким раствором, состоящим из бетона и расширяющего агента или конструкционной эпоксидной смолы. После затвердевания или расширения раствора анкер надежно закрепляется.
Структуры с гаями
Исторически, мачтовые конструкции с расчалками были одними из самых высоких сооружений, созданных человеком в мире. Существуют также многие сооружения, состоящие из свободно стоящей нижней части и расчаленной верхней части. Это либо частично расчаленные башни, либо башни с дополнительной расчалкой, последние из которых могут временно использоваться для поддержки высоких зданий во время строительства.