負(fù)載及其計(jì)算PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1 負(fù)載及其計(jì)算負(fù)載及其計(jì)算 6設(shè)計(jì)冰負(fù)載的選擇設(shè)計(jì)冰負(fù)載的選擇 中國的覆冰重點(diǎn)地區(qū)在云貴川和湘鄂贛等省份。 覆冰溫度一般為0 -6之間，設(shè)計(jì)溫度一般選取-5； 覆冰厚度可達(dá)120mm！ 線索覆冰厚度不得小于該地區(qū)實(shí)際觀測(cè)到每五年一遇每五年一遇的最大冰厚（建議取建議取10年一遇年一遇）。 覆冰考慮為圓筒形沿導(dǎo)線表面等厚度分布,不考慮導(dǎo)線截面的不規(guī)則形狀,設(shè)計(jì)資料中只給出承力索 覆冰厚度。接觸網(wǎng)計(jì)算時(shí)一般不考慮吊弦及其線夾的覆冰載荷,考慮到受電弓滑板運(yùn)行中的刮冰作用,計(jì) 算接觸線冰厚時(shí)應(yīng)折算為承力索覆冰厚度的一半。 線索覆冰的密度因地區(qū)和結(jié)冰情況不同而異,為統(tǒng)一起見,一般取為0.9g/cm

2、3。 簡(jiǎn)單說來，冰對(duì)接觸網(wǎng)的影響有兩方面：增加線索的機(jī)械負(fù)荷；影響正常供電。 1.11.1高速接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)氣象條件高速接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)氣象條件 第一章第一章 高速接觸網(wǎng)的附加負(fù)載及其計(jì)算高速接觸網(wǎng)的附加負(fù)載及其計(jì)算 第2頁/共19頁第1頁/共19頁 7隧道內(nèi)氣象條件隧道內(nèi)氣象條件 整個(gè)錨段均在隧道內(nèi)時(shí)，隧道內(nèi)最高溫度比外部低10； 部分錨段在隧道外時(shí)，按全部在隧道外的條件計(jì)算； 不計(jì)冰、風(fēng)負(fù)載時(shí)，隧道內(nèi)最低溫度比外部高5。 接觸線無弛度時(shí)的溫度低于平均溫度，其目的是減少接觸線的負(fù)弛度。 簡(jiǎn)單鏈形懸掛： 彈性鏈形懸掛： 吊弦及定位器處于正常位時(shí)的溫度 該溫度取全年保持時(shí)間最長的溫度，設(shè)計(jì)時(shí)取最高溫度

3、和最低溫度的平均值 1.11.1高速接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)氣象條件高速接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)氣象條件 第一章第一章 高速接觸網(wǎng)的附加負(fù)載及其計(jì)算高速接觸網(wǎng)的附加負(fù)載及其計(jì)算 第3頁/共19頁第2頁/共19頁 I區(qū)：南方沿海易受臺(tái)風(fēng)侵襲的浙江 、福建東部、廣東、廣西等沿海地 區(qū)； II區(qū)：安徽、山東、江蘇等大部分華 東地區(qū) ； III區(qū)：西南部非重冰地區(qū)以及福建 、廣東等受臺(tái)風(fēng)影響較弱地區(qū) IV區(qū)：西北大部分地區(qū)區(qū)：西北大部分地區(qū)、華北及京 、津、唐等地區(qū)； V區(qū)：華東、中南和西南三個(gè)地區(qū)的 廣大山區(qū)； VI區(qū)： 泛指湖北、湖南、河南以及 華北平原的大部分地區(qū)； VII區(qū)： 適用于寒潮風(fēng)較強(qiáng)烈的地帶 ，如東北大部分

4、地區(qū)，河北的承德 、張家口一帶； VIII區(qū)： 適用于覆冰嚴(yán)重的地區(qū)，如 山東、河南的大部分地區(qū)，湘中、 粵北重冰地帶； IX區(qū)：云貴高原重冰地區(qū)。 為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，減少設(shè)計(jì)工作量，劃分九 大氣象區(qū)。 該數(shù)據(jù)只供參考，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貧庀髼l件確定！該數(shù)據(jù)只供參考，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貧庀髼l件確定！ 8典型氣象區(qū)典型氣象區(qū) 第一章第一章 高速接觸網(wǎng)的附加負(fù)載及其計(jì)算高速接觸網(wǎng)的附加負(fù)載及其計(jì)算 第4頁/共19頁第3頁/共19頁 1.21.2冰風(fēng)荷載對(duì)接觸網(wǎng)線索的作用冰風(fēng)荷載對(duì)接觸網(wǎng)線索的作用 風(fēng)會(huì)給接觸網(wǎng)帶來附加負(fù)載，嚴(yán)重時(shí)會(huì) 吹斷線和支柱，破壞接觸網(wǎng)系統(tǒng)的正常工作 。 設(shè)計(jì)風(fēng)速是接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)最基本的設(shè)計(jì)參

5、 數(shù)之一。但要準(zhǔn)確選定設(shè)計(jì)風(fēng)速是一件非常 困難的事情，因?yàn)樗鼤?huì)因地而生、因地而變 。 在接觸網(wǎng)中是以10米記錄10min的平均 風(fēng)速作為設(shè)計(jì)依據(jù)的。 最大瞬時(shí)風(fēng)速和最大平均風(fēng)速間有1.5倍 （平均而言）的關(guān)系。 地形與風(fēng)速地形與風(fēng)速 風(fēng)隨著它在地表面的高度、地形等種種 因素而變化。 在地表面附近，由于地表面地形地物不 規(guī)則產(chǎn)生的摩擦作用，高度增加風(fēng)速也增加 ，反之，減小。它們之間有如下關(guān)系： 第一章第一章 高速接觸網(wǎng)的附加負(fù)載及其計(jì)算高速接觸網(wǎng)的附加負(fù)載及其計(jì)算 1 1風(fēng)對(duì)接觸網(wǎng)的作用風(fēng)對(duì)接觸網(wǎng)的作用 第5頁/共19頁第4頁/共19頁 （1 1）過荷載：接觸懸掛的實(shí)際重量超過設(shè)計(jì)值）過荷載：接

6、觸懸掛的實(shí)際重量超過設(shè)計(jì)值, ,從而導(dǎo)致接觸網(wǎng)機(jī)械和電氣事故。從而導(dǎo)致接觸網(wǎng)機(jī)械和電氣事故。 （a）垂直荷載）垂直荷載 覆冰條件下，冰的重量會(huì)增加支持結(jié)構(gòu)和線索的垂直負(fù)載,線索弛度加大，低壓線與高壓線間 因風(fēng)吹擺動(dòng)而引起短路事故；覆冰增加的導(dǎo)線張力將傳到支柱上，增加所有支柱及其基礎(chǔ)的扭矩, 造成支柱變形、基礎(chǔ)下沉。 （b）水平荷載）水平荷載 導(dǎo)線因覆冰使迎風(fēng)面增大,因此,風(fēng)吹覆冰導(dǎo)線所產(chǎn)生的水平荷載也隨之增加。覆冰期間的最大最大 水平荷載水平荷載將在風(fēng)速與冰量的某種關(guān)系下發(fā)生。 2覆冰對(duì)導(dǎo)線的主要危害覆冰對(duì)導(dǎo)線的主要危害 第一章第一章 高速接觸網(wǎng)的附加負(fù)載及其計(jì)算高速接觸網(wǎng)的附加負(fù)載及其計(jì)算

7、1.21.2冰風(fēng)荷載對(duì)接觸網(wǎng)線索的作用冰風(fēng)荷載對(duì)接觸網(wǎng)線索的作用 第6頁/共19頁第5頁/共19頁 （c）縱向荷載）縱向荷載 因?yàn)榻佑|網(wǎng)跨距不一，懸掛高度不同，或相鄰各跨之間安裝質(zhì)量不同，,使導(dǎo)線在覆冰時(shí) 引起縱向靜力不平衡，產(chǎn)生縱向荷載。 當(dāng)覆冰不均勻、自行脫落或被擊落時(shí),導(dǎo)線的懸掛點(diǎn)處會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊荷載,造成導(dǎo)線脫 落,線夾斷裂； （d）振動(dòng)荷載）振動(dòng)荷載 冰和雪花在導(dǎo)線表面的不同積聚形狀會(huì)引起導(dǎo)線對(duì)風(fēng)所引起的振動(dòng)的敏感性,產(chǎn)生振動(dòng)荷 載。當(dāng)導(dǎo)線上凝聚霜淞?xí)r,其載面增大,形狀仍保持為均勻圓形, 而霜層幾乎不改變導(dǎo)線阻尼,因 此,一定的風(fēng)力所引起的導(dǎo)線振動(dòng),其頻率低于裸線時(shí)的頻率,而振幅比

8、裸線時(shí)小,并且,頻率下降 可能低到防振裝置的有效運(yùn)行范圍以下。 第一章第一章 高速接觸網(wǎng)的附加負(fù)載及其計(jì)算高速接觸網(wǎng)的附加負(fù)載及其計(jì)算 1.21.2冰風(fēng)荷載對(duì)接觸網(wǎng)線索的作用冰風(fēng)荷載對(duì)接觸網(wǎng)線索的作用 2覆冰對(duì)導(dǎo)線的主要危害覆冰對(duì)導(dǎo)線的主要危害 第7頁/共19頁第6頁/共19頁 (2)(2)不同期脫冰或不均勻覆冰事故不同期脫冰或不均勻覆冰事故 相鄰跨距的導(dǎo)線覆冰不均或脫冰不同步，會(huì)產(chǎn)生張力差,使導(dǎo)線在線夾內(nèi)滑動(dòng)。不均勻覆冰產(chǎn)生的 張力差是靜負(fù)荷,故線索斷口有縮頸現(xiàn)象；不同期脫冰產(chǎn)生的張力差是動(dòng)負(fù)荷,線股斷口無縮頸現(xiàn)象。 脫冰會(huì)使導(dǎo)線跳躍,。 (3)(3)絕緣子串冰閃事故絕緣子串冰閃事故 絕緣子

9、覆冰或被冰凌橋結(jié)后，絕緣強(qiáng)度下降,泄漏距離縮短, 融冰時(shí),絕緣子的局部表面電阻增加, 形成閃絡(luò)事故,閃絡(luò)發(fā)展過程中持續(xù)電孤燒傷絕緣子,引起絕緣子絕緣強(qiáng)度降低。 (4)(4)導(dǎo)線覆冰舞動(dòng)事故導(dǎo)線覆冰舞動(dòng)事故 因?qū)Ь€不均勻覆冰,在風(fēng)的作用下產(chǎn)生舞動(dòng),覆冰導(dǎo)線的低頻高幅舞動(dòng)會(huì)造成金具損壞,導(dǎo)線斷股,相 間短路及桿塔傾斜或倒塌等嚴(yán)重事故。 電力輸電線有舞動(dòng)幅度達(dá)電力輸電線有舞動(dòng)幅度達(dá)10m，接觸線的舞幅可使懸掛側(cè)翻到支柱一側(cè)！，接觸線的舞幅可使懸掛側(cè)翻到支柱一側(cè)！ 第一章第一章 高速接觸網(wǎng)的附加負(fù)載及其計(jì)算高速接觸網(wǎng)的附加負(fù)載及其計(jì)算 1.21.2冰風(fēng)荷載對(duì)接觸網(wǎng)線索的作用冰風(fēng)荷載對(duì)接觸網(wǎng)線索的作用

10、2覆冰對(duì)導(dǎo)線的主要危害覆冰對(duì)導(dǎo)線的主要危害 第8頁/共19頁第7頁/共19頁 單位計(jì)算負(fù)載單位計(jì)算負(fù)載是指每米接觸懸掛的自重以及冰、風(fēng)在其上形成的附加負(fù)載。 2單位負(fù)載的分類單位負(fù)載的分類 垂直負(fù)載，水平負(fù)載，合成負(fù)載。（從計(jì)算角度分） 垂直負(fù)載包括：承力索和接觸線的單位自重、覆冰重量、吊弦均布重量； 水平負(fù)載包括：覆冰時(shí)的風(fēng)負(fù)載、最大風(fēng)時(shí)的風(fēng)負(fù)載； 合成負(fù)載包括：懸掛在無冰無風(fēng)時(shí)的單位合成負(fù)載、在覆冰時(shí)的單位合成負(fù)載、在最大 風(fēng)時(shí)的單位合成負(fù)載。 從負(fù)載的變化情況可分為：永久載荷和可變載荷，前者包括：接觸網(wǎng)線索、腕臂、絕緣 子及其附件、結(jié)構(gòu)構(gòu)件等，線索張力引起的載荷，土壓力等。后者為冰、風(fēng)等

11、載荷。 1 1單位計(jì)算負(fù)載的定義與分類單位計(jì)算負(fù)載的定義與分類 單位計(jì)算負(fù)載的計(jì)算是整個(gè)接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)單位計(jì)算負(fù)載的計(jì)算是整個(gè)接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)! ! 1.31.3接觸懸掛的單位負(fù)載及其計(jì)算接觸懸掛的單位負(fù)載及其計(jì)算 第一章第一章 高速接觸網(wǎng)的附加負(fù)載及其計(jì)算高速接觸網(wǎng)的附加負(fù)載及其計(jì)算 第9頁/共19頁第8頁/共19頁 3各類計(jì)算負(fù)載的計(jì)算公式各類計(jì)算負(fù)載的計(jì)算公式 關(guān)于單位自重！關(guān)于單位自重！ 在高速接觸網(wǎng)中，在高速接觸網(wǎng)中， 應(yīng)足夠重視單位負(fù)載應(yīng)足夠重視單位負(fù)載 計(jì)算的準(zhǔn)確性，因?yàn)橛?jì)算的準(zhǔn)確性，因?yàn)?該數(shù)據(jù)是整個(gè)設(shè)計(jì)計(jì)該數(shù)據(jù)是整個(gè)設(shè)計(jì)計(jì) 算的最基本數(shù)據(jù)，它算的最基本數(shù)據(jù)，它 直接

12、涉及接觸網(wǎng)工程直接涉及接觸網(wǎng)工程 參數(shù)的誤差控制。參數(shù)的誤差控制。 第一章第一章 高速接觸網(wǎng)的附加負(fù)載及其計(jì)算高速接觸網(wǎng)的附加負(fù)載及其計(jì)算 1.31.3接觸懸掛的單位負(fù)載及其計(jì)算接觸懸掛的單位負(fù)載及其計(jì)算 第10頁/共19頁第9頁/共19頁 3各類計(jì)算負(fù)載的計(jì)算公式各類計(jì)算負(fù)載的計(jì)算公式 關(guān)于0.615的來歷； 關(guān)于風(fēng)速不均勻系數(shù)的取值； 關(guān)于結(jié)構(gòu)體型系數(shù)。 關(guān)于承力索和接觸線風(fēng)負(fù)載的計(jì)算直徑 第一章第一章 高速接觸網(wǎng)的附加負(fù)載及其計(jì)算高速接觸網(wǎng)的附加負(fù)載及其計(jì)算 1.31.3接觸懸掛的單位負(fù)載及其計(jì)算接觸懸掛的單位負(fù)載及其計(jì)算 第11頁/共19頁第10頁/共19頁 4關(guān)于風(fēng)壓計(jì)算的說明： 風(fēng)

13、負(fù)載是由風(fēng)的動(dòng)能形成的，在計(jì)算接觸網(wǎng)線索風(fēng)壓時(shí)作了以下幾點(diǎn)假設(shè)： （1）假設(shè)風(fēng)速恒定； （2）假設(shè)風(fēng)向垂直于接觸網(wǎng)的縱向布置，且不發(fā)生改變； （3）在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，單位體積的風(fēng)吹在單位面積上所形成的風(fēng)壓為風(fēng)壓計(jì)算系數(shù)； 因此、當(dāng)實(shí)際條件不滿足以上假設(shè)時(shí)，需進(jìn)行修正；用于修正的系數(shù)有： (1) 風(fēng)速不均勻系數(shù)與風(fēng)速、風(fēng)向、地形地貌、跨距大小有關(guān)； (2) 風(fēng)壓高度變化系數(shù)與地面高度或海拔高度有關(guān)； (3) 風(fēng)荷載體型系數(shù)與受風(fēng)體的幾何形狀和受風(fēng)面面積有關(guān)。 第一章第一章 高速接觸網(wǎng)的附加負(fù)載及其計(jì)算高速接觸網(wǎng)的附加負(fù)載及其計(jì)算 1.31.3接觸懸掛的單位負(fù)載及其計(jì)算接觸懸掛的單位負(fù)載及其計(jì)算 第

14、12頁/共19頁第11頁/共19頁 5關(guān)于“基本風(fēng)壓”的說明： 2 2 1 vq 615.0q 基本風(fēng)壓：?jiǎn)挝惑w積內(nèi)的空氣作用于單位面積上形成的空氣壓力，其理論計(jì)算公式 在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、溫度+15、空氣密度為1.23kg/m3時(shí)，單位空氣動(dòng)力（稱為理論風(fēng)壓系數(shù)） 注意：嚴(yán)格講來，各地的“理論風(fēng)壓”是不相同的，它主要取決于空氣實(shí)際密度。 不同的海拔高度，其值不同，為此、05版牽引供電設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定基本風(fēng)壓取為1/1600， 而在計(jì)算風(fēng)壓公式中加入風(fēng)壓高度變化系數(shù)進(jìn)行修正風(fēng)壓高度變化系數(shù)進(jìn)行修正。 第一章第一章 高速接觸網(wǎng)的附加負(fù)載及其計(jì)算高速接觸網(wǎng)的附加負(fù)載及其計(jì)算 1.31.3接觸懸掛的單位負(fù)載及

15、其計(jì)算接觸懸掛的單位負(fù)載及其計(jì)算 第13頁/共19頁第12頁/共19頁 98版鐵路電力牽引供電設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定暫不考慮風(fēng)速不均勻系數(shù)，其原文如下： 在線索風(fēng)載計(jì)算時(shí)，對(duì)于應(yīng)否考慮風(fēng)速不均勻系數(shù)的問題進(jìn)行了探導(dǎo)，認(rèn)為在計(jì)算接觸網(wǎng)線索的風(fēng) 負(fù)載時(shí)，假定風(fēng)載是沿線索均勻分布的，而風(fēng)速的風(fēng)頭一般寬為20米，因此，其不均勻程度與跨距 有關(guān)，跨距越大，沿跨距的風(fēng)壓分布就越不均勻。參考原蘇聯(lián)有關(guān)資料介紹，在架空電力線路計(jì)算 跨距長度為100米以上的風(fēng)負(fù)載時(shí)，才應(yīng)采用風(fēng)速不均勻系數(shù)。另據(jù)原蘇聯(lián)電氣化設(shè)計(jì)規(guī)范 有關(guān)導(dǎo)線的風(fēng)負(fù)載的計(jì)算條款中未規(guī)定需考慮風(fēng)速不均勻系數(shù)。鑒于我國接觸網(wǎng)的最大跨距不超過 65米，按架空電力

16、線路風(fēng)速不均勻系數(shù)取值顯然是不太合理的，從提高接觸網(wǎng)的安全可靠性考慮， 風(fēng)速不均勻系數(shù)設(shè)為“1”。 ) 81 ( MnC BHTn 6關(guān)于“風(fēng)速不均勻系數(shù)”的說明： 第一章第一章 高速接觸網(wǎng)的附加負(fù)載及其計(jì)算高速接觸網(wǎng)的附加負(fù)載及其計(jì)算 1.31.3接觸懸掛的單位負(fù)載及其計(jì)算接觸懸掛的單位負(fù)載及其計(jì)算 第14頁/共19頁第13頁/共19頁 7關(guān)于風(fēng)壓高度變化系數(shù)說明： 05版設(shè)計(jì)規(guī)范前，我國均沒有考慮風(fēng)速隨高度的變化情況，將風(fēng)壓高度變化系數(shù)取 為1，這對(duì)大部分線路是可以的，但當(dāng)線路位于高架橋、高路堤時(shí)，這樣考慮就偏于不安全。 借鑒建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001）并將其納入接觸網(wǎng)的設(shè)

17、計(jì)中。其取值如下： 離地面或海平面高度 地面粗糙度 ABCD 51.171.000.740.62 101.381.000.740.62 151.521.140.740.62 201.631.250.840.62 301.801.421.000.62 401.921.561.130.73 A：海島、海岸、湖岸、近海和沙漠地 區(qū)； B：鄉(xiāng)村、田野、叢林、丘陵以及房屋 比較稀的鄉(xiāng)鎮(zhèn)或城市郊區(qū)； C：有密集建筑的城市市區(qū)； D：有密集建筑群且建筑較高的城市市 區(qū)。 另對(duì)接觸網(wǎng)還應(yīng)考慮具體地形的修正， 如與風(fēng)向一致的谷口、山口，修正系數(shù) 應(yīng)取1.21.5。 第一章第一章 高速接觸網(wǎng)的附加負(fù)載及其計(jì)算高速接觸網(wǎng)的附加負(fù)載及其計(jì)算 1.31.3接觸懸掛的單位負(fù)載及其計(jì)算接觸懸掛的單位負(fù)載及其計(jì)算 第15頁/共19頁第14頁/共19頁 8關(guān)于體型系數(shù)的說明： 線索風(fēng)負(fù)載、支柱風(fēng)負(fù)載、絕緣子風(fēng)負(fù)載線索風(fēng)負(fù)載、支柱風(fēng)負(fù)載、絕緣子風(fēng)負(fù)載 序號(hào)類別體型體型修正系數(shù) 1 混凝土支柱 環(huán)形截面0.60 2矩形或工字形截面1.30 3 實(shí)腹式鋼柱 環(huán)形截面0.90 4H形截面1.30 5 格構(gòu)式鋼柱 由角鋼組成的矩形斷面鋼柱0.80 6由鋼管組成的矩形斷面鋼柱0.64 7 格構(gòu)式橫梁 由角鋼組成的矩形斷面橫梁0.80 8由