垂直檔距、懸掛點應(yīng)力和雙懸垂串調(diào)長的計算與相互關(guān)系_第1頁
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垂直檔距、懸掛點應(yīng)力、懸垂角和雙懸垂串調(diào)長的計算及相互關(guān)系一、設(shè)計依據(jù)《電力工程高壓送電線路設(shè)計手冊》第二版()《110? 0架空輸電線路設(shè)計規(guī)范》 0 010(3)《懸垂線夾》 6 00二、垂直檔距和垂直荷載的計算垂直檔距的計算公式設(shè)計手冊P180《電線應(yīng)力弧垂公式一覽表》的計算公式:表中“電線最低點到懸掛點電線間水平距離”有三種計算公式,分別為懸鏈線、斜拋線、平拋線,公式中對高差和電線比載的定義不夠明確,而且公式中、的計算并不完全相同,有減、加的區(qū)別,在實際應(yīng)用中完全照搬此公式并不方便,它們可以統(tǒng)一成加法運算。設(shè)計手冊P183“垂直檔距”小節(jié)和P603“定位結(jié)果檢查”的計算公式:這兩處的公式相同,而且來自上述三種公式中的平拋線法,只是統(tǒng)一成了加法運算,公式中對高差和電線比載Y明確了定義:有正負之分,即鄰塔懸掛點低時為正,反之為負;Y為電線的垂直比載(通常意義上為重力荷載,分為無冰和有冰兩種情況)。但是,根據(jù)電線的受力分析、曲線方程和最大弧垂計算公式,由綜合比載計算的弧垂為最大弧垂,在實際設(shè)計中繪制的懸鏈線一般也是由綜合比載計算的。由垂直比載計算的垂直檔距應(yīng)該只適用于無風工況,有風時應(yīng)該按綜合比載來計算。垂直檔距和垂直荷載的計算無風時電線位于平面,也就是實際設(shè)計中看到的懸鏈線,此時垂直檔距按垂直比載計算是準確的。當有風時,如果不考慮電線左右擺動那么電線不在 平面,而是位于三維中,此時電線所處的平面也可以理解為垂直平面,只是由綜合比載控制,其由綜合比載計算的垂直檔距與在 平面的投影垂直檔距是相同的。根據(jù)設(shè)計手冊 :昴簡單的是最大弧垂比較法:當¥>彳時,最大垂直弧垂發(fā)生在覆冰時,反之發(fā)生在最髙氣溫時,*、力為覆冰時的綜合比載及應(yīng)力;兒6為最高氣溫時的自重力比載及應(yīng)力F需要說明的是,以往都是以覆冰、無風時的垂直比載旳及相應(yīng)的應(yīng)力5來比較最大弧垂,這是不夠安全的,由于覆冰時多伴有一定的風速,且弧垂有左右擺動振蕩的可能,因此這里改用覆冰有風時的綜合比載y7和相應(yīng)的應(yīng)力叭情況下的鳳偏弧垂作為可能發(fā)生聶大的垂直弧垂進行比較有風時要考慮左右搖擺,那么電線在有風綜合比載作用下經(jīng)過平面,此時就是我們設(shè)計中看到的懸鏈線,而此時垂直檔距應(yīng)由綜合比載計算,并非單一的垂直比載。但是在計算電線的垂直荷載時,不能用綜合比載,垂直荷載垂直檔距x垂直比載。(3)三種公式的比較和選用根據(jù)我在承德?隆城22山區(qū)線路的設(shè)計對比,這三種計算結(jié)果很接近,誤差最大的未超過,通過與平斷面的對比,結(jié)果基本一致,誤差很小,所以均可以采用。在缺乏計算工具時,通常用平拋線的公式,計算比較快捷。(4定位結(jié)果檢查將各個工況下的計算結(jié)果與桿塔設(shè)計條件對比,如果超過相應(yīng)工況下的垂直檔距,需要核算桿塔荷載,或者調(diào)整塔位,使計算結(jié)果不超過設(shè)計條件。三、懸掛點應(yīng)力和懸垂角(1)懸掛點綜合應(yīng)力的規(guī)定及計算公式根據(jù)設(shè)計規(guī)范第5.,.7條規(guī)定“懸掛點的設(shè)計安全系數(shù)不應(yīng)小于2.25”,與最低點的安全系數(shù)2.5相比,懸掛點應(yīng)力與最低點應(yīng)力之比不大于?倍。而根據(jù)設(shè)計手冊 、5,5如懸掛點高差過大,應(yīng)驗算懸掛點應(yīng)力,懸掛點應(yīng)力一般比最低點應(yīng)力不大于1,。%因此只要滿足設(shè)計手冊的要求,必可滿足設(shè)計規(guī)范,在工程設(shè)計中一般按照設(shè)計手冊的要求來驗算,驗算工況取最大應(yīng)力時的工況。當在稀有風速或稀有覆冰時,最低點和懸掛點的應(yīng)力在設(shè)計

規(guī)范中另有要求,在此不詳述。懸掛點的綜合應(yīng)力(即切線方向)的計算公式見設(shè)計手冊1,0其有懸鏈線、斜拋線、平拋線三種公式。公式中包含、 兩個形式,實際上可統(tǒng)一為:o懸鏈線公式:斜拋線公式平拋線公式:o=懸鏈線公式:斜拋線公式平拋線公式:o=o苗=垂直檔距0 o0==o0二仔垂直檔距2o0 oo2o01?公式中應(yīng)力和比載可分別轉(zhuǎn)換為張力和單位荷載,公式其它部分不變。2.垂直檔距為懸掛點應(yīng)力一側(cè)的垂直檔距,其計算公式見上一章節(jié)。3e0和y分別為各工況的最低點應(yīng)力和綜合比載。在承德?隆城220山區(qū)線路的設(shè)計中,并沒有采用上面的公式,而是根據(jù)懸掛點的三個受力(最低點應(yīng)力、重力、風荷載)的平方和進行開根,其計算結(jié)果與設(shè)計手冊的公式相比,相差很小,最大誤差沒有超過 0,所以也是可行的,但是建議采用設(shè)計手冊的計算公式,其中懸鏈線計算公式更為精確。o(2)懸掛點應(yīng)力的垂直分量的計算公式o計算公式見設(shè)計手冊1,0其有懸鏈線、斜拋線、平拋線三種公式。公式中包含、兩個形式,實際上可統(tǒng)一為:o懸鏈線公式:=o=oY兩個形式,實際上可統(tǒng)一為:o懸鏈線公式:=o=oY=垂直檔品距0斜拋線公式:0—Y=垂直檔距oaoooo平拋線公式:Y=垂直檔距o式中含義與上節(jié)相同。當電線受風揚起時,y如取重力比載,則計算結(jié)果為重力應(yīng)力;Y如取綜合比載,則計算結(jié)果為電線揚起平面中的垂直應(yīng)力。當考慮計算電線受風最大弧垂時,電線垂直地面,Y應(yīng)取綜合比載。在工程設(shè)計中,Y在工程設(shè)計中,Y—般取綜合比載,很少考慮電線受風揚起時的狀態(tài)。o(3懸垂角的計算公式及校驗o根據(jù)電線的受力分析, 懸垂角垂直應(yīng)力水平應(yīng)力,即o—oo 具體計算公式0見設(shè)計手冊1,1結(jié)合上節(jié)公式,懸垂角的計算公式為:o懸鏈線公式:o—oooY—垂直檔距o0斜拋線公式:o—ooY—垂直檔距o0平拋線公式:o—ooY—垂直檔距o0根據(jù)設(shè)計手冊 0中導(dǎo)線“懸垂線夾”小節(jié)的敘述,當垂直檔距較大或山區(qū)高差較大時,需要校核懸垂線夾的懸垂角,如懸垂角超過線夾的允許值時,由于附加的彎曲應(yīng)力,可能使導(dǎo)線在線夾出口處受到損傷,顯然應(yīng)校驗最大弧垂工況下的懸垂角。根據(jù)《懸垂線夾》756-20第049.1條1規(guī)定,線夾單側(cè)的最大出口角不小于25°,校核時取下限25°。當校驗結(jié)果大于線夾允許值時,可采用調(diào)整桿塔位置或呼高,也可以采用兩個懸垂線夾,或改用懸垂角較大的線夾。四、雙懸垂串調(diào)長的受力分析和計算在連續(xù)上下山或大高差的情況下,電線懸掛點兩側(cè)的懸掛角不同,若使用2個相同長度的單聯(lián)懸垂串,必然會導(dǎo)致出現(xiàn)兩串受力不均或一串受力而另一串松弛的情況,此時需要采取調(diào)整串長來平衡受力。(1)雙串調(diào)長的計算如圖所示,若采用單聯(lián)串時,掛點位于橫擔中心處,一'為單聯(lián)串長L當采用獨立掛點的雙聯(lián)串時,左側(cè)懸垂串的掛點位于A點,右側(cè)懸垂串的掛點位于B點,2個掛點距中心的距離 (為兩獨立串的間距)。此時,A聯(lián)串需增長至A'點,B聯(lián)串需增長至B'點,這樣才能保證兩串受力。設(shè)A聯(lián)串增加長度,B聯(lián)串增加長度,串長AB之差△|△△|,那么實際上將其中一串的長度增加或減少△,即可滿足兩串的受力AB要求。為了簡化計算,假定線夾有足夠的握力,兩懸垂串均垂直地面。由于兩串間距較小,A'-B'的電線可視為直線,且該段電線的水平應(yīng)力與桿塔兩側(cè)的水平應(yīng)力一致,而兩側(cè)串長的調(diào)整對兩側(cè)垂直檔距的影響很小,基本上可以忽略不計。根據(jù)懸垂角的計算公式(以懸鏈線

公式為例):ALAALAAL△丄△Uk丄△M丄4疽叢邑址L2L2L2 0 0式中:、一分別為、B側(cè)的垂直檔距;LOAOB應(yīng)力和比載可分別轉(zhuǎn)換為張力和單位荷載,公式其它部分不變;LLLLLL計算值為正時,則調(diào)長側(cè),反之調(diào)長B側(cè)。L根據(jù)計算出來的調(diào)整串長值,在工程設(shè)計中一般通過調(diào)整金具的長度來實現(xiàn)。但由于金具的長度是固定的,實際調(diào)整值不一定能夠完全做到與計算值一致,因此,只能盡量減小兩者的差值,使得兩串受力均衡。2)雙串調(diào)長后的垂直受力計算12截面積為B側(cè)的懸掛點垂直應(yīng)力,根據(jù)設(shè)計手冊的計算公式(以懸鏈線公式為例):Lbl/Lbl/L得出:L LlBL2atl0LAL2L ALA_LBL2 0因此:L0A

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