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图4-2 正定位结构图 图4-3 反定位结构
4.2.2 组合定位
组合定位是指在一个支柱上完成两组以上接触悬挂定位的定位形式。转换柱、中心柱等的定位均为组合定位,分别如图4-4,图4-5所示。
图4-4 转换柱组合定位
图4-5 中心柱组合定位
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4.3 支柱负载计算与校验
柱的负载是支柱在工作状态下所承受的垂直负载和水平负载的统称。支柱负载越大,支柱基底面处所受的弯矩也越大。支柱的负载计算,就是计算基底面处可能出现的最大弯矩值,其目的是根据计算结果来选择适当容量的支柱。我们通常所说的支柱容量,是指支柱本身所能承受的最大许可弯矩值。一个支柱容量的大小,是指承载能力的大小,它取决于支柱的自身结构。
支柱的最大弯矩,除了与支柱所在的位置、支柱类型、接触悬挂类型、线索悬挂高度、支柱跨距及支柱侧面限界有关外,还与计算气象条件有直接关系。最大弯矩可能出现在最大风速、最大附加负载(覆冰)或最低温度的时候。在计算最大弯矩时,一般应对三种气象条件进行计算,取其中最大值作为选择支柱容量的依据。一般来说,支枝的最大计算弯短多发生在最大风速及最大冰负载时。
进行支柱负载计算时,应根据支柱悬挂类型,按水平负载和垂直负载分别计算。 (1)垂直负载
①悬挂结构自置负载Q0
悬挂结构包括支持装置、定位装置、绝缘部件及其他相应悬挂零件的重量,在覆冰时,还应包括冰重Qb0。
②链形悬挂的自重nq0l
链形悬挂包括承力索及接触线的重量;在覆冰时,还应包括覆冰负载,即
Qg?nq0l?ngb0l (4-1)
式中,n――悬挂数目;
q0――链形悬挂单位长度自重负载(kN/m); gb0――锥形悬挂单位长度覆冰负载(kN/m)
l――跨距长度(m)。 (2)水平负载 ①支柱本身的风负载
支柱的风负载由下式决定,即:
2?6P0?0.615aKvd?10 (4-2)
式中,P――支柱风负载(kN);
K――风负载体型系数;
F――塔身迎风面的构件投影面积(㎡);
v――设计计算风速(m/s)。
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②线索传给支柱的风负载
线索传给支柱的风负载包括:接触线的风负载pj;承力索的风负载pc;附加导线(回流线、供电线及加强导线等)的风负载pf;
线索传给支柱的风负载由下式决定,即:
P?0.615?10?6K???V2?d?l (4-3)
'(l?l)式中l为跨距长度,其实际长度为支柱所在两侧跨距长度之半,即
2。为
计算简便,在直线区段取跨距最大值,在曲线区段取最大跨距允许值,而系数K和?分别参见表2-2和表3-2。
③曲线形成的水平分力
线索在曲线区段布置时呈折线形状。在支柱点处因线索改变方向而产生指向曲线内侧的水平分力,由曲线形成的水平分力
lPR?T (4-4)
R当支柱两侧跨距值不相等时,则
l'lPR?T(?) (4-5)
2R2R④之字值形成的水平分力
图4-5 接触线之字形布置
接触线在直线区段时是之字形布置,因而产生水平分力,简称之字力,如图4-5所示。
在支柱两侧的跨距,均以最大跨距考虑,对支柱形成的之字力为
asin???4Tj? (4-6) PZ??2Tj?·
l
⑤下锚分力
接触线或承力索下锚时,锚支对线路垂直方向将产生水平分力,简称下锚分力,当在曲线区段上时,因有曲线力同时存在,与在直线区段上时的求法不尽相同,应分别确定。锚支水平分力的大小可以用求之字水平力的方法确定。
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直线区段上的下锚水平分力:
PM??T?tan???T?B (4-7) l若为同侧下锚,转换支柱所受的下锚水平分力为:
B PM1??T1 (4-8)
l若为异侧下锚,转换支柱所受的下锚水平分力为:
B2PM2??T (4-9)
l式中B1、B2的取值视锚段关节的类型而异。 对于非绝缘转换支柱:
1A?0.2 (4-10) 21 B2?CX?A?0.2 (4-11)
2B1?CX?
对于绝缘转换支柱:
1A?0.8 (4-12) 21 B2?CX?A?0.8 (4-13)
2B1?CX?式中,CX代表支柱侧面限界;A表示锚柱地面处宽度。 在曲线区段上的下锚水平分力
在曲线区段上,对于转换支柱的受力参考直线区段上下锚水平分力公式,并考虑锚柱在曲线内外侧的位置可得:
PM?T(lb?) (4-14) 2Rl式中,负号表示转换支柱和锚柱同时位于曲线侧的情况;正号表示因下锚而产生之水平力与曲线力方向一致。则转换支柱所受的总水平力为:
PRMl?l'b?PR1?PR1?PR2?RM?(?) (4-15)
Rl'中间支柱、转换支柱及锚支柱等由于悬挂的数目不一样,受力条件也不尽相同,因此,支柱的计算负载也是不相同的。为了经济合理地使用支柱,应该是承受负载大时使用大容量的支柱;负载小时使用小容量的支柱。各种支柱的负载除与悬挂条件有关外,还受气象条件的影响。在选择支柱之前,对不同类型的支柱应经计算确定其负载。进行支柱负载计算时,一般是先假定一个已知的支柱类型。根据悬挂结构和气象
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条件,进行各力的分析计算,找出各力的力臂关系,求出各力对支柱地面处的力矩之和,则此总力矩即为选据支柱容量的依据[3]。
4.3.1 中间柱容量校验
假设中间支柱型号为H38,跨距为60m。
8.7?2.6相关参数的确定及计算: 支柱地面以上的高度H=8.7m; 接触线至地面的高度Hj=6450mm; 接触悬挂的结构高度h=1400mm;
承力索至地面高度Hc=Hj+h=6450+1400=7850mm; 支柱的侧面限界CX=2.5m; 悬挂点至支柱中心水平距离Z
H38支柱的a=267mm,拉杆长度为1600mm,则:
1Z?1600??26?72
1734mm (4-16)
接触悬挂垂直负载Qg,包括承力索、接触线、吊弦线夹和冰负载重量。
Qg?nq0l?nqbl?24.65?10?3?60?1?(6.65?10?3?2.69?10?3)?60?1?2.04kN/m接触悬挂支持及定位装置负载Q0
(4-17)
腕臂、拉杆、定位管为正定位管、定位器为型号,XWP2-6型悬式绝缘子质量为5.5kg,QBN1-25型质量为16kg则:
Q0?(12?2.79?1.12?1.51?5.5?16)?9.81?10?3?0.38kN (4-18)
支柱的风负载P0
支柱的受风面积F为2.04m2,v为25ms。
Pz?0.625KFv2?10?3?0.625?1.3?2.04?252?10?3?1.0kN (4-19)
接触线风负载pj
Pj?Pjv?l?5.98?10?3?60?0.36kN (4-20)
承力索风负载pc
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