Типы мачт освещения: классификация и области применения

Разные типы мачт освещения применяются на территориях и объектах определенного назначения и конфигурации. Выбор той или иной конструкции зависит от предполагаемой ветровой нагрузки, площади, особенностей рельефа и многих других параметров.

Мачты освещения различаются по материалам, применяемым при их изготовлении, месту установки и типу короны (конструкции, в которой устанавливаются приборы освещения). О том, какие требования предъявляются к осветительным мачтам, как они изготавливаются и устанавливаются, вы узнаете из нашего материала.

Назначение и конструкция мачты освещения

Для организации наружного освещения на различных объектах светотехника размещается на отдельно стоящих конструкциях. Последние называют осветительными опорами или мачтами, их высота обычно бывает от 16 м. Их используют для установки сразу ряда прожекторов, число которых может доходить до сотни.

Особый подход требуется при благоустройстве обширных пространств. В подобном случае не обойтись без специального светотехнического оборудования, то есть разных типов мачт освещения. Такими конструкциями оснащаются:

• парковки;
• открытые склады;
• городские площади;
• транспортные развязки, дороги;
• мосты;
• склоны с горнолыжными трассами;
• поля для гольфа;
• аэропорты;
• ж/д и автобусные вокзалы;
• стадионы;
• погрузочные площадки.

Также мачты нередко играют роль вышек мобильной связи и защиты в случае грозы. Молниеотводы являются обязательным элементов при установке системы освещения на больших открытых площадках, ведь там мачтовые опоры становятся самыми высокими, а значит, наиболее уязвимыми объектами.

За счет своей конструкции, вне зависимости от типа, мачты освещения могут похвастаться особой прочностью и устойчивостью. Опоры выполняют свои функции на больших территориях, таких как спортивные сооружения, промышленные объекты, аэропорты, железнодорожные перегоны, развязки, площади перед ТЦ и другими объектами, где не обойтись без осветительного оборудования.

Ствол мачты включает в себя несколько секций длиной по 8–10 м – их конкретное количество зависит от необходимой высоты. В разобранном виде опору проще перевозить и монтировать. Для изготовления секций используют стальной прокат с граненой поверхностью конусной формы. Поверхность металла обязательно обрабатывается при помощи технологии горячего цинкования, за счет чего мачта служит не менее 30 лет. К ее вершинке крепится корона, также известная как рама, а уже на нее устанавливаются прожекторы.

Требования, предъявляемые к мачтам освещения

Для нормальной эксплуатации разных типов мачт освещения и молниеотводов требуются особые инженерно-геологические и климатические условия:

• Средняя температура воздуха в наиболее холодный период продолжительностью в пределах пяти дней до -45 °C. Минимальная рекомендуемая температура эксплуатации составляет -55 °С.
• Оптимальное ветровое давление равно 500 Па для конструкций, монтируемых на ОРУ при напряжении не более 330 кВ. Данный показатель замеряется в десяти метрах от земли каждые десять лет. Если давление составляет 550 Па, а опора установлена на ОРУ, при этом напряжение находится в пределах 500 кВ, то через 15 лет эти цифры проверяют.
• В качестве основания опоры могут выступать только непучинистые, однородные и непросадочные грунты, согласно классификации СНиП 2.02.01-83.
• Сейсмичность по шкале ГОСТ 6249-52 не должна превышать шести баллов.
• Невозможна установка любых типов мачт освещения в регионах вечной мерзлоты и на участках, которым свойственны оползни и карсты.
• В конструкцию опор и молниеотводов входят железобетонные либо стальные центрифугированные стойки. Прожекторные мачты используются преимущественно для обеспечения освещения строительных площадок в ночное время и защиты от молний. Доступ обслуживающего персонала к осветительным приборам обеспечивается при помощи лестниц и площадок.
• Металлические осветительные мачты представляют собой сборные конструкции из сварных блоков, в верхней части которых находятся прожекторные площадки. Число блоков освещения подбирается в соответствии с высотой опоры. Площадки и ходовые лестницы монтируются внутри блока.

Классификация типов мачт освещения по материалам изготовления и месту установки

При выборе определенного типа мачт освещения для различных объектов специалисты отталкиваются от особенностей места установки и от поставленных задач. Модель подбирается при помощи соотношения ее характеристик с требованиями к проектируемой системе. Все существующие на данный момент мачты для осветительных приборов принято делить на типы, исходя из таких характеристик:

1. По материалам изготовления опор:

• Металлические, где в качестве сырья обычно используется сталь, чугун, алюминий.

  Алюминиевые изделия отличаются относительно малым весом и гибкостью. Эти качества оказываются очень важны в случае столкновения автомобиля с такой опорой – железобетонная конструкция окажется гораздо более опасна для транспортного средства и находящихся внутри людей, чем выполненная из легкого материала. Также металл не боится воздействия жары, осадков, колебаний, ветра.

  Обеспечить большую защиту поверхности мачты удается за счет нанесения специального покрытия. Грамотный подход к изготовлению конструкции позволяет ей служить в течение 30 лет и более.

• Железобетонные опоры сегодня считаются устаревающим типом мачт освещения. Дело в том, что конструкции из стали и алюминия превосходят их по эксплуатационным показателям. Немаловажно, что опоры из железобетона более громоздки и боятся ржавчины. Такой столб может иметь коническую, круглоконическую и трубчатую геометрию.

Для изготовления высокомачтовых опор используется преимущественно листовой металл по ГОСТу 14637-89. Листы изгибают и скрепляют при помощи сварки, а конкретная марка стали подбирается на основании погодных условий в регионе установки мачты:

• 09Г2С (С345) – для холодных районов;
• Ст3 (С245) – для мест, характеризующихся умеренным климатом.

Обезопасить металл от коррозии и агрессивного воздействия среды позволяет метод горячего цинкования по ГОСТу 9.307, который обеспечивает срок службы опоры до 30 лет. Конструкцию дополнительно окрашивают в оттенки из каталога RAL, чтобы придать ей приятный внешний вид.

2. По месту установки мачты бывают:

• Уличные – их используют в качестве городской иллюминации, обычно находятся во дворах, парках, на пешеходных зонах и тротуарах.
• Садово-парковые – устанавливают в спортивно-оздоровительных зонах, на детских площадках.
• Декоративные – отличаются необычным дизайнерским решением, необходимы для оформления внутренних дворов, частных участков.
• Магистральные – освещают автомобильные трассы, ж/д пути, территорию аэропортов. Так как они призваны обеспечивать безопасность людей, опоры обладают повышенной прочностью и большим сроком службы.
• Особого назначения – монтируются на стадионах, важных государственных объектах, в промышленных зонах.

На верхушке мачты устанавливается конструкция, известная среди специалистов как корона. Это и есть место крепления осветительных приборов.

Тип короны на мачте освещения

1. Мачты с мобильной короной.

Мобильную корону при необходимости можно опустить за счет специального механизма или лебедки. Последняя находится в нижней части мачты за люком, закрытым на замок с антивандальной защитой. Кроме того, у основания опоры есть электрощит, позволяющий подключить ее к линии питания.

В верхнем положении мобильная корона удерживается за счет фиксаторов. Также используются не менее трех тросов – они необходимы лишь для перемещения данного элемента конструкции, поэтому их срок службы достаточно велик.

Мобильная корона опускается до уровня, на котором со светотехникой можно работать непосредственно с земли без дополнительных подъемных устройств. Именно это качество является основным достоинством такого типа мачт освещения.

2. Мачты со стационарно-мобильной короной.

Данный тип короны имеет маркировку МГФ-СР-М. Главное его отличие от предыдущего состоит в том, что конструкция опускается для обслуживания только до уровня площадки. Тогда как специалисты должны подняться на эту площадку по лестнице с ограждением, обеспечивающим их безопасность. Подобные опоры используются для освещения футбольных полей, стадионов, открытых складов, промышленных территорий, аэродромов, автомобильных и железнодорожных развязок.

3. Мачты со стационарной короной.

В этом случае прожекторы обслуживаются со специальных площадок. Стационарная корона может иметь наклонную или иную форму, обеспечивая удобство регулировки положения осветительных приборов, которых нередко бывает до нескольких десятков.

Определить ключевые характеристики мачты позволяет ее маркировка. Для высокомачтовых опор с мобильной короной используют сочетание ВМО-H (N), в котором:

• ВМО обозначает мачту и мобильный тип короны;
• H – высота опоры (в метрах);
• N – максимальное доступное количество светильников.

Допустим, «ВМО-16 (6)» говорит о том, что перед нами опора высотой 16 м, на которую можно установить 6 прожекторов. Аналогичный принцип маркировки работает для конструкций с неподвижной короной, с той лишь разницей, что у них «ВМО» заменено на «ОВС». В общем виде обозначение данного типа мачты освещения выглядит таким образом: ОВС-H (N).

Удобство обслуживания достигается за счет таких составляющих интересующей нас конструкции:

• промежуточных площадок для отдыха специалистов во время подъема;
• лестниц с защитным ограждением/без него;
• площадок для установки оборудования.

Такие опоры чаще всего задействуются для освещения территорий промышленных объектов: нефтеперерабатывающих заводов, мест добычи, открытых складов и площадок, аэропортов. За счет снабжения мачты с мобильной или стационарной короной молниеприемником, она получает дополнительную защитную функцию.

4. Мачты со складывающимся стволом.

Подобный формат упрощает обслуживание осветительных приборов, находящихся на большой высоте, и обозначается как МС, П-ФГ. Чтобы опустить верхнюю часть опоры до уровня земли, достаточно одного работника, поскольку в конструкции предусмотрен шарнирный узел, балансир и трос из полимеров. Максимальная высота этого типа мачт освещения составляет 40 м. Они устанавливаются в труднодоступных местах, таких как горнолыжные склоны и другие спортивные объекты с непростым рельефом.

Процесс изготовления мачт освещения

В конструкцию мачты входит от одной до нескольких секций – все зависит от высоты, на которой нужно установить прожекторы. Предельная длина секции составляет 12 м, поскольку более длинные элементы сложнее доставлять на место сборки и монтировать.

Допускается два типа соединения частей мачты освещения: фланцевое и телескопическое. Первый вариант прост, тогда как для работы со вторым специалистам необходимы дополнительные профессиональные навыки.

Чтобы телескопическое соединение обеспечивало надежность опоры, нужно выполнить следующие условия:

• Длина телескопического стыка равна номинальной с учетом допустимого отклонения. Последнее фиксируется в конструкторской документации и обычно не превышает 10–12 % от длины стыка.
• Секции стягивают возрастающей нагрузкой с шагом, который выбирается в соответствии с диаметром соединяемых частей, до того момента, пока они не перестанут смещаться относительно друг друга.

Так как конструкция имеет форму конуса, то стягиваемая нагрузка обеспечивает плотное скрепление ее частей и передачу изгибающего момента без сдвига. Подобное соединение сопоставимо с болтовым с контролируемым моментом затяжки. Специалисты уверены, что минимальная стягиваемая нагрузка должна составлять 10 т.

Заводы-производители мачт обычно наносят метки, позволяющие контролировать длину телескопического стыка. Именно в пределах таких меток (с учетом допускаемого отклонения) секции должны заклиниться в процессе сборки. Если отметина не предусмотрена, ее ставят монтажники, отталкиваясь от инструкции или схемы, предоставленной предприятием-изготовителем и приложенной к отгрузочным документам.

Сборка упрощается за счет предусмотренных на секциях проушин – они необходимы для закрепления ручных талей или домкратов, обеспечивающих стягивание. Во время стягивания секций такого типа мачты освещения домкратами или талями важно контролировать равномерность приложения нагрузки. Только тогда получится не допустить завалов и преждевременного заклинивания фрагментов, которое чревато серьезными проблемами.

Без проушин опору собирают посредством лебедки: трос прокладывают внутри секций и прикрепляют к стягивающему ригелю и опорному фланцу.

Сборка мачты предполагает выполнение таких правил:

• Прежде чем приступить к работам, важно убедиться, что в зоне телескопического стыка нет грязи и неровностей.
• Секции поочередно укладывают на деревянные горизонтальные подкладки на месте установки и монтажа.
• Фрагменты опоры стягивают по инструкции, предоставленной изготовителем.

Нужно понимать, что мачта освещения любого типа является более сложной конструкцией, чем обычный фонарный столб. Поэтому их устанавливают на ЖБИ основание, вкопанное в грунт. Подготовка основания для мачты является ответственным процессом, предполагающим рытье траншеи, бетонирование и армирование.

Мачта соединяется с основанием при помощи фланцевого соединения. Его вполне достаточно, поскольку конструкция состоит из элементов из гнутой листовой стали и имеет относительно небольшой вес. Также за счет фланца удается точно отрегулировать вертикаль мачты.