《10KV电力贯通线路跨越档距大于300m的设计方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《10KV电力贯通线路跨越档距大于300m的设计方法.pdf（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、收稿日期: 20020118 作者简介: 张永金( 1960) ) , 男, 工程师, 1989 年毕业于大连铁道学院 电气自动化专业。 10 kV 电力贯通线路跨越档距大于 300 m 的设计方法 张永金 ( 沈阳铁路局锦州勘测设计院 辽宁锦州 121000) 摘 要 阐述 10 kV 电力贯通线路跨越档距大于 300 m 时几种设计方案的比选, 介绍电杆大跨越的设计方法。 关键词 设计 工程 方案 计算 跨越 几年来, 笔者先后主持并参与了5锦承线义县至朝 阳、 朝阳至叶柏寿、 凌源至平泉6、 5京通线赤峰至通 辽6、 5新义线阜新至义县6、 5沈山线山海关至绥中6等 10 kV 电力贯通
2、线路的设计, 在工程设计中, 经常涉及 跨越河流并且跨越档距大于 300 m 以上的实际问题。 对此问题如何解决呢? 5铁路电力设计规范6( TB10008 99) 第 5. 1. 1 条的第 6 款/ 跨越河流的电力线路跨越 档距大于 300 m 时, 可采用桥梁电力支架或电缆敷 设0。笔者根据几年来的工作实践, 觉得用桥梁电力支 架或电缆敷设都有维修困难和投资大的问题, 因而提 出在河床内设电杆基础墩, 基础墩上立电杆跨越( 简称 电杆大跨越的设计方法) 。 1 工程概述 工程位于辽宁省义县县城东北侧, 新义线 K127+ 724 处, 该处河床宽度 1 005 m, 是辽宁省西部地区最大
3、 的河流。 2 方案确定 在河床内设 3 处H 型电杆基础墩, 基础墩按百年 一遇洪水频率进行设计, 顶面高于百年一遇洪水位1. 5 m。电杆基础墩采用 2根直径为1 m 钻孔灌注桩, 两柱 顶设承台梁, 承台梁上安装 2 根 9 m 带法兰盘钢筋混 凝土电杆。河床外, 采用三联杆组成的耐张杆, 电杆采 用直接埋地, 杆底加卡盘和底盘, 电杆四周设四方拉 线, 以防电杆倾斜和下沉。横担采用2 根 L75 8热镀 锌铁横担, 河床内直线杆金具采用 XP7C 悬式绝缘 子和悬垂线夹, 河床外耐张杆金具采用 XP7C 耐张 绝缘子串, 导线跨越档采用 GJ50 镀锌钢绞线, 非跨 越档采用 LGJ3
4、5钢芯铝绞线, 见图 1 图 3。 该方案主要优点是施工方便, 工期短, 投资少; 在 运行中, 一旦发生故障, 抢修及时, 在很短的时间内就 图 1 电杆跨越方案平面示意( 单位: m) 图 2 H型电杆基础墩立面示意( 单位:mm) 图 3 耐张杆杆顶组装( 单位: mm) 80 铁道标准设计 RAILWAY STANDARD DESIGN 2002( 6) #其它# 可以恢复供电。因此日后维修方便, 日常维修费用低。 缺点是由于在河床内修建 3 处电杆基础墩, 在某种程 度上阻碍河流的正常流动, 特别是洪水期间要影响泄 洪。经与铁路工务部门、 地方水利部门协商研究后, 现 以实施。 3
5、方案实施 3. 1 工程计算 本工程架空电力贯通线路导线为GJ 50镀锌钢绞 线, 导线安全系数 K = 4, 档距 L = 302 m。 ( 1) 气象条件 该地区属于东北地区, 为 气象区, 按 气象区确 定气象条件。 ( 2)GJ50 镀锌钢绞线物理特性及计算参数( 表 1) 表 1 GJ- 50 镀锌钢绞线物理特性及计算参数 名 称计 算 参 数 瞬时破坏应力/MPa1 177. 2 线膨胀系数/ (1/ e ) 11. 5 10- 6 最大允许拉力/kN14. 568 线材单位长度重力/ (N#m- 1) 3.942 弹性系数/MPa181 485 安全系数4 允许应力/MPa294
6、. 3 计算截面/mm249. 5 导线外径/mm9 ( 3)GJ50 导线比载计算( 表 2) 表 2 GJ- 50 导线比载计算N/ m#mm2 比载名称 比载 符号 计算公式及计算结果符号说明 自重比载 g1 g1= W/ S = 79. 26 10- 3 W: 线材单位长度重力 S: 计算截面 冰重比载 g2 g2= 0. 0 028 b( d+ b)/ S = 105.4 10- 3 b: 冰层厚度 d: 线材外径 自重、 冰重 综合比载 g3 g3= g1+ g2 = 184.66 10- 3 风压比载g4 g4= 0. 613A KTV2 10- 3d/ S = 83. 59 1
7、0- 3 A : 风速不均匀系数, A= 1 KT: 体型系数, KT= 1. 2 V: 设计风速, V = 25m/ s 覆冰时 风压比载 g5 g4= 0. 613A KTVf2 10- 3( d+ 2b)/ S = 43. 1 10- 3 Vf: 覆冰时风速, Vf= 10m/ s 无冰时 综合比载 g6 g6=g12+ g42 = 115.2 10- 3 有冰时 综合比载 g7 g7=g32+ g52 = 189.6 10- 3 ( 4)GJ50 导线应力和弧垂计算 GJ50 导线应力计算 a) 临界档距 Llj Llj= Rmax 24A ( thmax- tmin) g 2 hma
8、x- g12 式中 Rmax) ) 导线最大使用应力, Rmax= R0= 294. 3 MPa; A ) ) 线膨胀系数, A= 11. 5 10- 6/ e ; thmax) ) 最大外部荷重时温度, thmax= Tf= - 5 e ; tmin) ) 最低温度, tmin= - 40 e ; ghmax) )最大外部荷重时比载, ghmax=g7= 189. 6 10 - 3N/ m#mm2; g1) ) 自重比载, g1= 79. 26 10- 3N/m #mm2。 代入数据计算得 Llj= 166. 7 m。 由于临界档距(Llj= 166. 7 m) 小于计算档距( L = 30
9、2 m), 导线的最大使用应力发生在最大外部荷重 时, 即导线覆冰且有风的情况下。 b) 平均运行应力 Rpj 按导线状态方程式计算如下 Rn- L2gn2E2cos3U 24 Rn2 =Rm- L2gm2E cos3U 24Rm2 -A E( tn- tm)cos U 其中:L =302 m, gn=g1=79. 26 10 - 3 N/m #mm2, E = 181 485 N/mm2。 cosU= 1, gm=g7= 189. 6 10- 3N/ m # mm2, tn= - 5 e , tm= - 5 e , Rm= 294. 3MPa。 将这些数据 代入公式进行计算后得 Rpj= 1
10、64. 6 MPa 导线的最大允许平均运行应力 Rpj.max= 294. 3 MPa, 大于平均运行应力。 c) 导线在- 5 e 覆冰有风时的应力 R5 按导线状态方程式计算如下 R5- L 2g52E cos3U 24R52 =Rm- L 2g2 mE cos3U 24Rm2 -A E( tn- tm) cos U 已知数据同上, 算得 R5= 110. 2MPa, 小于平均运 行应力。 d) 导线在- 5 e 覆冰无风时的应力 R3 按导线状态方程式计算如下 R3- L2g32E cos3U 24R32 =Rm- L 2gm2E cos3 U 24R32 -A E( tn- tm) c
11、osU 已知数据同上, 算得 R3= 289. 2MPa, 小于平均运 行应力。 GJ50 导线弧垂计算 a) 临界温度 tlj tlj= t3+ R3(1- g1 g3) A E 其中: t3= - 5 e (覆冰时温度), R3= 289. 2MPa, 代 入公式进行计算后得 tlj= 76 e , 大于最高气温 40 e 。 81 铁道标准设计 RAILWAY STANDARD DESIGN 2002(6) #其它# 收稿日期: 20020305 作者简介: 霍存宝( 1960) ) , 男, 工程师, 1998 年毕业于河北建工学院 工业与民用建筑专业。 建筑设计中车辆荷载的计算 霍存
12、宝 (北京铁路分局住宅建设工程部 北京 100860) 摘 要 阐述作用车辆荷载时, 小区道路下沟盖板及用作道路和停车场的地下室顶板的计算, 并对消防车荷 载的取值和计算提出自己的看法。 关键词 车辆荷载 消防车道 分项系数 动力系数 在建筑设计工作中, 经常遇到需要考虑机动车辆 荷载的情况, 如小区内停车场、 道路下的管沟盖板, 当 建筑物的地下室面积比地上面积大时, 地下室顶板经 常用作停车场、 小区内道路、 消防通道, 以及一些地上 停车库。车辆荷载是移动的, 由车轮传来的集中力一 般在建筑设计计算( 特别是结构整体计算) 中按均布载 考虑, 且不考虑荷载的移动性, 这给设计造成了一定的
13、 困难。现根据以往工作经验谈一点体会。 1 小区内管沟盖板 荷载一般按小区内 4 级道路车辆荷载确定, 按汽 车- 10 级荷载考虑。沟盖板宽 500 600mm, 跨长1 1. 6 m, 所以, 一块盖板上只能作用一个轮压。一般沟 盖板上有 300 500 mm 厚覆土, 传递到盖板上的荷载 经扩散, 扩散后面积为: a = 200+ 2dtanA; b = 500+ 2dtanA。 式中, d 为覆土厚度; A为土的扩散角, 一般取30 b。 2 建筑物地下室顶板作为停车场、 小区道路的情况 地下室顶板作为停车场或道路时应考虑车辆荷 载, 若一般只作为小轿车停车场和小区内道路, 可按汽 车
14、 10 级车辆荷载考虑。根据业主要求, 若为货车停 车场或有货车通过, 应根据具体要求选用车辆荷载。 在进行结构整体计算时, 一般按均布荷载值考虑。 根据停车位的布置, 将一个区格内车辆总重除以总面 积, 就可得到一个均布荷载值; 若停车位没有确定, 则 可根据有关规范规定的车间距, 算出每辆车所占面积, b) 最大弧垂fmax 由于最高气温低于临界温度, 因此导线最大弧垂 发生在最大外部荷重时, 即导线覆冰且有风。 fmax= g7L2 8Rmax = 7. 34 m (5) 导线线间距计算 S = 0. 18+ 0. 003 Ue+ 0. 008 L 其中, S 为导线线间最小距离; Ue
15、= 10kV; L = 302 m。 导线线间距按 3 m 进行设计, 经计算, S = 2. 626 m 。 3. 2 材料选用 ( 1) 导线 两耐张杆间( 跨越档内) 为镀锌钢绞线 GJ50, 耐张杆以外( 非跨越档) 为镀锌钢芯铝绞线 LGJ35。 ( 2) 金具 河口内基础墩上电杆金具为 XP7C 悬式绝缘子带悬垂线夹, 横担为 L75 8 镀锌角钢( 此 横担只承受导线的重力, 不承受拉力) , 耐张杆上电杆 金具为XP7C 耐张绝缘子串。由于耐张绝缘子串固 定在杆顶上, 横担不承受导线的任何外力, 只起三联杆 连接之用, 考虑施工备料方便, 横担也选用 L75 8 镀 锌角钢。
16、( 3) 电杆 河床内基础墩上的电杆利用 18 m 两段 杆的上半段, 即 9 m 带法兰盘电杆, 电杆与基础墩上预 埋螺栓连接。为了增加基础墩上两电杆的稳定性和强 度, 在两电杆间设斜撑, 斜撑用角钢制作; 河床外耐张 杆用 3 根 15 m 电杆组成三联杆。电杆采用直接埋地, 设底盘和卡盘, 以防电杆下沉和倾斜。 ( 4) 拉线 河床外耐张杆四周设四方拉线, 拉线选 用GJ50镀锌钢绞线。 4 结语 本设计现已施工完毕并交付使用, 经过几年来的 运行, 效果良好。接受单位和有关部门一致认为该方 案施工方便、 工期短、 投资少, 并且为将来维修创造了 有利条件。因此, 10 kV 电力贯通线路跨越档距大于 300 m 时, 采用在河床内设基础墩, 基础墩上立电杆跨 越( 简称电杆大跨越的设计方法) 是比较适宜的。 82 铁道标准设计 RAILWAY STANDARD DESIGN 2002( 6) #其它#
