第十一章電桿的計算舉例

1、第十一章 鋼筋混凝土電桿計算舉例設(shè)計一種桿型的程序，大致有以下幾個步驟：1.根據(jù)線路的電壓和使用的導(dǎo)線型號確定電桿的結(jié)構(gòu)型式；2.按第八章的相關(guān)規(guī)定計算設(shè)計荷載并繪制荷載圖；3.計算電桿的設(shè)計彎矩和鋼筋配置；4.計算橫擔(dān)、吊桿、抱箍等鐵附件；5.根據(jù)地質(zhì)條件計算卡盤、底盤、拉線盤等基礎(chǔ)。部份例子中的最大風(fēng)速相當(dāng)于新規(guī)范距地15m的基本風(fēng)速。第一節(jié) 拔梢單桿一、設(shè)計條件1.桿型如圖11-1所示，35kV拔梢上字型直線桿，固定橫擔(dān)。2.導(dǎo)線為LGJ-70，地線為GJ-25。設(shè)計水平檔距200m，垂直檔距300m。3.電桿采用C40混凝土，鋼筋A(yù)3。4.地基為可塑亞粘土，地下5m范圍無地下水。5.氣

2、象條件如表11-1所列。表11-1 氣象條件表情況最大風(fēng)覆冰最低氣溫安裝斷線氣溫（）冰厚（mm）風(fēng)速（m/s）10025-5010-10000010000二、各種情況下的設(shè)計荷載如表11-2所示。三、主桿計算 （一）已知數(shù)據(jù)主桿為梢徑190mm，錐度1/75，桿高18m（上段10m，下段8m）的環(huán)形截面鋼筋混凝土電桿，環(huán)厚50mm；斷導(dǎo)線時地線的應(yīng)力為320N/mm²，地線金具串長為170mm；（二）正常最大風(fēng)情況主桿彎矩及縱向鋼筋的配置 圖11-1 35kV拔梢直線桿表11-2 各種情況下的荷載表最大風(fēng)情況覆冰情況最低溫度情況斷上導(dǎo)線情況斷下導(dǎo)線情況地線張力差安裝上導(dǎo)線安裝下導(dǎo)線安

3、裝地線經(jīng)比較桿頂縱向鋼筋受構(gòu)造最小配筋控制，其它受最大風(fēng)情況控制。最大風(fēng)時，電桿的彎矩按下式計算，計算結(jié)果如表11-3所列。根據(jù)正常最大風(fēng)情況的彎矩計算結(jié)果，并結(jié)合電桿構(gòu)造配筋的要求，初選配筋如圖11-2所示。根據(jù)初選配筋，按下式計算得出各截面的設(shè)計抗彎矩如表11-4所示。 根據(jù)表11-3、11-4的計算結(jié)果，比較電桿彎矩圖11-3，可見電桿的設(shè)計彎矩均大于最大風(fēng)荷載產(chǎn)生的彎矩Mdf，故在最大風(fēng)情況下，電桿的強(qiáng)度滿足要求。（三）斷導(dǎo)線情況主桿彎矩及扭矩計算1.斷上導(dǎo)線時地線的支持力桿頂截面系數(shù)為 由=0.7976查表5-47得=0.892。桿頂截面剛度 N.mm²電桿嵌固處截面系數(shù)為

4、 由=1.064查表5-47得=0.839。電桿嵌固處截面剛度 N.mm²剛度比 根據(jù)斷線張力作用點高度與地線懸點高度之比=13.95/16.15=0.864及剛度比=20.81，求得 圖11-2電桿縱向配筋 圖11-3電桿彎矩圖表11-3 大風(fēng)情況電桿彎矩計算表 單位：N.m尺寸（m）PZM0Mqx1.15Mqx注 表中PZ為桿身風(fēng)壓彎矩，M0為不平衡垂直荷載彎矩。hh1h1h3Dx1.62.353.64.66810121415.416.31.452.23.454.455.857.859.8511.8513.8515.2516.151.252.253.655.657.659.651

5、1.6513.0513.951.43.45.47.49.410.811.70.2110.2210.2380.2510.270.2970.3230.350.3770.3950.4071.5616024192626412928224483196841488510085767261956841824347281288236638505754812010066114522562561756175617561756175617561756175617561396204063828748159722657037574489986088469494751641605234673391006018368305

6、564321056348700177991886439表11-4 電桿各截面的設(shè)計抗彎矩 Mu 單位：N.m計算截面至桿頂距離（m）036101316.318電桿截面積A（mm²）21991282743298742883491665607759690主筋布筋半徑rs（mm）7090105136.5156.5178.5190主筋根數(shù)及直徑8 ø 1212 ø 1216 ø 1216 ø 1420 ø 14主筋截面積As（mm²）904.81357.21809.62462.43078相對含筋率0.4020.3130.4690.4

7、020.5360.4120.5610.4890.6110.5360.504截面設(shè)計彎矩 Mu（N.m）121291597722992272903518947175618877217387693101744109142由此可得撓度系數(shù) mm/N mm/N當(dāng)導(dǎo)線斷線時，地線應(yīng)力為320N/mm²,水平檔距200m，由圖5-20和5-21查得，。地線的最大支持力 N地線的最小支持力 N2. 斷上導(dǎo)線時地線的支持力根據(jù)斷線張力作用點高度與地線懸點高度之比=11.7/16.15=0.724及剛度比=20.81，求得由此可得撓度系數(shù) mm/N mm/N地線的最大支持力 N地線的最小支持力 N3.

8、主桿彎矩在上橫擔(dān)A處，在斷上導(dǎo)線時主桿彎矩受地線最大支持力控制，即 N.m在斷下導(dǎo)線時，主桿嵌固截面B處的彎矩受地線最小支持力控制，即 N.m地線有張力差時的彎矩 N.m斷導(dǎo)線情況，電桿各截面的彎矩曲線如圖11-3所示。由表11-4可見，主桿各截面的設(shè)計彎矩均大于斷導(dǎo)線情況或地線有張力差情況的彎矩。由圖11-3看出，正常最大風(fēng)情況對主桿產(chǎn)生的彎矩最大，故主桿彎矩由正常最大風(fēng)情況控制。（四）電桿扭矩、剪力計算及主拉應(yīng)力驗算（1）地線懸掛點至上橫擔(dān)的桿段，受地線張力差控制。扭矩 N.m剪力 N主拉應(yīng)力 N/mm²因為主拉應(yīng)力 N/mm²<=1.8 N/mm²，故

9、該段電桿的螺旋筋可以按構(gòu)造要求配置。（2）上橫擔(dān)至下橫擔(dān)的桿段，在斷上導(dǎo)線時受地線最小支持力控制。扭矩 N.m剪力 N主拉應(yīng)力 N/mm²因為主拉應(yīng)力 N/mm²>=1.8 N/mm²，故該段電桿的螺旋筋可以按構(gòu)造要求配置。（3）下橫擔(dān)至嵌固截面的桿段，在斷下導(dǎo)線時受地線最小支持力控制。扭矩 N.m剪力 N主拉應(yīng)力 N/mm²因為主拉應(yīng)力 N/mm²<=1.8N/mm²，故該段電桿的螺旋筋可以按構(gòu)造要求配置。（4）假設(shè)上橫擔(dān)至下橫擔(dān)的桿段的主拉應(yīng)力由螺旋筋承擔(dān)，螺旋筋截面積為其中 為主鋼筋直徑，為螺旋筋直徑，。假設(shè)選取螺旋

10、筋為16，則As=28.3mm²，rs =0.5(Dx-32)，螺距S及螺旋筋截面積Asv計算結(jié)果如表11-5所示。故離桿頂2.0m至5.0m這一段主桿，配置1根6mm螺旋筋，螺距取50mm。其它取單根6mm螺旋筋，螺距按構(gòu)造要求配置。表11-5 螺距及螺旋筋截面計算結(jié)果表h(m)外徑Dx（mm）主筋d1（mm）rs (mm)螺距S(mm) (°)Asv (mm²)校驗2.354.60221251121294.5109.550604.814.9814.913.5<As=28.3<As=28.3四、導(dǎo)線橫擔(dān)及吊桿計算橫擔(dān)、吊桿強(qiáng)度受斷導(dǎo)線及安裝情況控制，

11、其受力計算圖形如圖11-4所示。試選上橫擔(dān)主材為60×6角鋼，A=691 mm²；=5420mm³；=18.4mm；取 mm。已知=1.25m，h=0.75m，故，根據(jù)荷載表9-2，即可得導(dǎo)線斷線張力T引起的主材內(nèi)力N為 N垂直荷載對主材引起的內(nèi)力N''為 圖11-4 橫擔(dān)吊桿受力圖 N橫擔(dān)主材總內(nèi)力 N橫擔(dān)主材彎矩 N.mm主材實長 mm長細(xì)比 據(jù)，由表9-3查得，橫擔(dān)主材應(yīng)力 N/mm² <215 N/mm²試選下橫擔(dān)主材和上橫擔(dān)相同，其強(qiáng)度計算如下：由 mm， 得 N N N N.mm mm， N/mm²&

12、lt;215 N/mm²橫擔(dān)主材強(qiáng)度合格。橫材受力 N選用40×4角鋼，A=308.1 mm²；=1596mm³；=12.2mm。已知mm， N.mm N/mm² <215 N/mm²橫擔(dān)吊桿強(qiáng)度受安裝情況控制。上橫擔(dān)吊桿的張力 N下橫擔(dān)吊桿的張力 N選用14圓鋼做吊桿，其截面積A=154 mm²，吊桿的最大拉應(yīng)力 N/mm² <215 N/mm²五、電桿基礎(chǔ)計算（一）傾覆穩(wěn)定計算（受大風(fēng)情況控制）1.電桿的水平合力桿身風(fēng)壓 N水平合力 N合力作用點高度 m2.不加裝卡盤時基礎(chǔ)的穩(wěn)定計算已知土

13、壤為可塑性亞粘土，其計算容重=16kN/m³，計算等代內(nèi)摩阻角=30°，被動土壓力系數(shù)m=48 kN/m³，地基承載力=150kN/m²。主桿埋入土中的平均直徑=（0.395+0.43）/2=0.413m，主桿埋深h=2.6m，空間增大系數(shù)=1.81，基礎(chǔ)計算寬度=1.81×0.413=0.748m，系數(shù)，=11.73。不加裝卡盤時基礎(chǔ)的抗傾覆力矩為kN.m<1.1×79.918=87.91 kN.m故應(yīng)加裝卡盤。電桿基礎(chǔ)的抗傾覆力 N3. 加裝上下卡盤的計算設(shè)上下卡盤的=0.3m，=0.25m，上卡盤埋深y=0.9m，下卡盤埋

14、深=2.45m。上卡盤承受的被動土壓力為 N上卡盤的有效長度為 m該卡盤過長，不利于運(yùn)輸和施工，可改用兩只卡盤代替，每只卡盤的有效長度為0.77m,實際長度=0.407+0.77=1.184m，取=1.2m。上卡盤危險斷面的力矩 N.mm危險斷面尺寸：高300mm，寬200mm，混凝土C20，鋼筋A(yù)3，保護(hù)層35mm。主鋼筋截面積 mm²實際配筋為每側(cè)主筋28，截面積100.5 mm²，箍筋4200。下卡盤承受的被動土壓力為 N下卡盤的有效長度為 m實際長度l1=0.407+0.506=0.917m，取l1=1.0m。下卡盤危險斷面的力矩 N.mm危險斷面尺寸：高300mm

15、，寬200mm，混凝土C20，鋼筋A(yù)3，保護(hù)層35mm。主鋼筋截面積 mm²實際配筋為每側(cè)主筋38，截面積150.8 mm，箍筋4200。（二）底盤承壓計算電桿自重20kN，橫擔(dān)總重3kN，地線重1566N，導(dǎo)線及金具絕緣子串總重3×2096=6288N。設(shè)采用0.6×0.6×0.18底盤，mm, mm。底盤上土壤重力為 kN設(shè)底盤重量Q=1.5kN，底盤下面承受的總壓力 kN地基承載力 kN/ m<=150 kN/m底盤最大彎矩 N.mm主鋼筋截面積 mm²按構(gòu)造要求選配46鋼筋，截面積113 mm²，縱橫雙向配筋共8根6鋼筋

16、。第二節(jié) 拉線直線單桿設(shè)某110kV上字形橫擔(dān)拉線直線單桿，桿型如圖11-5所示。主桿采用300mm環(huán)形截面等徑鋼筋混凝土電桿，環(huán)厚50mm，混凝土C40，鋼筋A(yù)3，電桿每米重1.06kN，導(dǎo)線橫擔(dān)總重2kN，電桿的設(shè)計荷載如表11-6所列。試計算主桿強(qiáng)度，選擇拉線規(guī)格及拉線基礎(chǔ)。 一、桿身每米風(fēng)壓計算桿身每米風(fēng)壓最大風(fēng)情況v=30m/s, 桿身每米風(fēng)壓 N/m覆冰情況 v=10m/s, 桿身每米風(fēng)壓 N/m二、拉線固定點A處主桿彎矩計算1.正常最大風(fēng)情況MA =1806×6+3500×3.5+1536×0.3+3780×1.9+1.4×13.

17、125×6.1²/2 =33805.6 N.m2.正常覆冰情況 MA=882×6+1190×33.5+4392×0.3+8274×1.9+1.4×13.125×6.1²/2=26831.7 N.m 3.地線張力差情況 N.m 圖11-5 110kV單桿直線桿表11-6 各 種 情 況 下 的 荷 載 表正常大風(fēng)情況正常覆冰情況地線張力差斷上導(dǎo)線安裝地線安裝上導(dǎo)線4.斷上導(dǎo)線情況 N.m5.安裝地線時此時如圖11-6所示，若考慮起吊地線繞過上橫擔(dān)時，傳遞到桿上的水平荷載和垂直荷載計算如下：根據(jù)力的平衡方程式

18、 N解得 N故水平荷載為 N垂直荷載為 N當(dāng)導(dǎo)線未安裝，先安裝地線時 N.m6.安裝上導(dǎo)線時安裝上導(dǎo)線，若考慮繞過下導(dǎo)線橫擔(dān)時，計算方法同安裝地線一樣。經(jīng)計算， N，水平荷載為 N垂直荷載為 N 圖11-6 吊裝地線設(shè)地線、上導(dǎo)線和左側(cè)下導(dǎo)線已安裝時 N.m三、拉線受力計算（見圖11-7）1.正常最大風(fēng)情況 圖11-7 拉線受力 N.m拉線點A處的水平反力 N拉線受力 N2.正常覆冰情況 N.m N N3.地線張力差時 N N N N N4.斷上導(dǎo)線時 N N N N N5.安裝地線時上導(dǎo)線已安裝，地線需繞過上導(dǎo)線 N N N6.安裝上導(dǎo)線時 N.m N N四、電桿下壓力計算 1.正常最大風(fēng)情

19、況 N跨度a截面處的壓力 N跨度b截面處的壓力 N2.正常覆冰情況 N N N3.地線張力差時 N N N4.斷上導(dǎo)線時 N N N5.安裝地線時 N N N6.安裝上導(dǎo)線時 N N N五、主桿配筋選擇及跨中彎矩計算1.拉線點A以上主桿配筋拉線點A以上主桿最大彎矩發(fā)生在大風(fēng)情況，MA=33.806 N.m。設(shè)主桿自上至下按9、6、6m分段，上段9m配筋為1412mm時，其截面設(shè)計彎矩為 =37974980N.mm37.975kN.m>33.806 kN.m2. 拉線點A以下主桿的臨界壓力設(shè)拉線點A以下（即兩根6m桿段）均取最小配筋1212mm，則由=0.6698查表5-47得=0.927

20、，截面剛度 N.mm²臨界壓力 N3.計算截面a和b的彎矩表11-7 跨中a點和b點的彎矩 N.m計算情況MAq(N/m)Na (N)Nb (N)Mpa Mpb 正常大風(fēng)正常覆冰地線張力差斷上導(dǎo)線33806268372274325248118.12513.1250075943670974702854675773076836148292559392908824671180602131926398226541637519445式中 h=14.9m，各種情況下的Mpa和Mpb計算結(jié)果如表11-7所列數(shù)值。由于安裝地線情況和安裝上導(dǎo)線情況均小于其它情況，故不作計算。從計算結(jié)果看出整個主桿均受

21、正常最大風(fēng)情況控制。拉線強(qiáng)度及拉線基礎(chǔ)亦受正常最大風(fēng)控制。假設(shè)6m主桿段配筋取12根12mm，其截面As =1357 mm²，則主桿段a截面處的設(shè)計抵抗彎矩為 =33051537N.mm33052 N.m>Mpa=29088 N.m六、拉線及拉線基礎(chǔ)計算拉線選用7股鍍鋅鋼絞線，其抗拉強(qiáng)度設(shè)計值為690N/ mm²，所需拉線截面積A為A=24951/690=36.16 mm選用GJ-1×7-7.8-1175-A-GB1200-88，截面A=37.17 mm²>36.16 mm²,合格。設(shè)土壤為可塑亞粘土，計算容重=16kN/m

22、9;,上拔角=20°。選用800×400×200mm拉線盤，拉線盤重量Qf=2kN，埋深=1.5m。拉線盤的臨界埋深 m<=1.5m 拉線盤平放時的抗拔力 kN >1.1×24.951=27.446 kN,安全。斜放時 kN >1.1×24.951=27.446 kN,安全。拉線盤的彎矩 N.mm主鋼筋截面積 mm²選配4根6鋼筋，截面積113.1 mm>85.4 mm，箍筋用5 根4鋼筋即可。第三節(jié) 轉(zhuǎn)角雙桿設(shè)某35kV線路的60°轉(zhuǎn)角桿，實際轉(zhuǎn)角度數(shù)為=40°，導(dǎo)線為LGJ-185，地線

23、為GJ-35，在覆冰情況（v=10m/s，b=10mm，t=-5）時，地線最大使用張力=16kN，導(dǎo)線最大使用張力=25kN。桿塔的水平檔距和垂直檔距為m，地線金具串重100N，絕緣子串重750N（覆冰時冰重200N），地線橫擔(dān)重=3.4kN，導(dǎo)線橫擔(dān)重=4kN。轉(zhuǎn)角桿型如圖11-8所示，主桿為300mm等徑桿，導(dǎo)線拉線與地面夾角=45°，與橫擔(dān)的水平夾角=60°；地線拉線與地面夾角=60°，與橫擔(dān)的水平夾角=90°.試計算主桿強(qiáng)度及拉線受力。一、正常覆冰情況計算（一）荷載計算1.水平荷載導(dǎo)線覆冰時的風(fēng)壓及張力的角度合力 N地線覆冰時的風(fēng)壓及張力的角度合

24、力 N2.垂直荷載 圖11-8 轉(zhuǎn)角桿桿型圖(1)導(dǎo)線垂直荷載 N地線垂直荷載 N式中的1.1和1.25為考慮垂直檔距增大系數(shù)。（二）導(dǎo)線拉線受力計算1.桿身風(fēng)壓 N/m2.水平力 N3.拉線拉力 N（三）電桿的下壓力計算拉線產(chǎn)生的下壓力 N地線產(chǎn)生的下壓力 N導(dǎo)線及絕緣子串產(chǎn)生的下壓力 N地線和導(dǎo)線的橫擔(dān)重力產(chǎn)生的下壓力，每根電桿各承受一半 N主桿重量 N作用在底盤上的總下壓力 N對跨度中點b截面處的壓力 N（四）跨度中點b截面處的設(shè)計彎矩和抵抗彎矩計算1.主桿鋼筋。假設(shè)主桿配置14根14mm鋼筋，其截面積 mm²2.截面剛度計算。由，查得，第二階段剛度為 N. mm²3

25、.臨界壓力 N4.導(dǎo)線拉線偏心矩 N.m5.跨度中b截面處彎矩 N.m6.跨度中b截面處抵抗彎矩 =49885400N.mm49885kN.m48680 kN.m二、事故斷導(dǎo)線情況計算（斷外角側(cè)邊相和中相導(dǎo)線最嚴(yán)重）（一）荷載計算1.水平荷載導(dǎo)線未斷線相 N導(dǎo)線斷線相 N地線 N2.垂直荷載導(dǎo)線未斷線相 N導(dǎo)線斷線相 N地線 N3.順線路荷載導(dǎo)線斷線張力 N（二）導(dǎo)線拉線受力計算橫向水平反力 N順線路方向的反力 N拉線受力 N N計算結(jié)果說明拉線強(qiáng)度受導(dǎo)線斷線情況控制。（三）電桿下壓力計算拉線拉力產(chǎn)生的下壓力 N地線產(chǎn)生的下壓力 N導(dǎo)線及絕緣子串產(chǎn)生的下壓力 N地線和導(dǎo)線的橫擔(dān)重力產(chǎn)生的下壓力

26、 N主桿重量 N作用在底盤上的總下壓力 N對跨度中點b截面處的壓力 N將N與正常覆冰情況比較可知，底盤強(qiáng)度受正常覆冰控制。（四）荷載彎矩計算1.拉線下壓力引起的偏心彎矩橫線路方向 kN.m順線路方向 kN.m2. 跨度中點b截面處彎矩橫向分量 kN.m縱向分量 kN.m合成彎矩 kN.m考慮初偏心影響 kN.m<48680 kN.m (正常覆冰情況)三、斷地線時地線拉線受力計算地線斷線張力 N拉線點反力 N地線拉線受力 N拉線、拉線盤和底盤規(guī)格按滿足計算情況的最大值選擇，計算同前。四、改變拉線設(shè)置的計算從上面的計算結(jié)果可以看出，不設(shè)地線轉(zhuǎn)角拉線時，導(dǎo)線拉線的受力增大，其截面積也需要加大，

27、導(dǎo)致施工難度增加。電桿在拉線點還要承受地線張力的角度合力引起的彎矩。為此在轉(zhuǎn)角較大時，將桿型改為圖11-9的型式，在地線橫擔(dān)下外分角線位置增加一根拉線以承受地線張力的角度合力。這時的水平荷載和拉線受力情況計算如下。（一）正常覆冰情況計算1.水平荷載導(dǎo)線覆冰時的風(fēng)壓及張力的角度合力 =24966 N地線覆冰時的風(fēng)壓及張力的角度合力 N2.拉線受力計算地線轉(zhuǎn)角拉線拉力 N 圖11-9 轉(zhuǎn)角桿桿型圖(2)導(dǎo)線拉線水平力 N導(dǎo)線拉線拉力 N（二）事故斷導(dǎo)線情況計算1.水平荷載導(dǎo)線未斷線相 N導(dǎo)線斷線相 N地線 N導(dǎo)線斷線張力 N2.拉線受力計算地線轉(zhuǎn)角拉線拉力 N導(dǎo)線拉線橫向水平反力 N順線路方向的反

28、力 N導(dǎo)線拉線受力 N N第四節(jié) 瓷橫擔(dān)直線桿某10kV單瓷橫擔(dān)直線桿的典型設(shè)計如圖11-10所示。電桿為梢徑150、長10m錐形桿，錐度1/75。瓷橫擔(dān)為SC-185，其受彎破壞荷載為Fu=2.5kN，設(shè)計安全系數(shù)K=3.0，每根重量GJ=34N。角鋼橫擔(dān)用63×6，鋼材為A3，抗彎強(qiáng)度設(shè)計值fs=215N/mm²,單位長度重量g=56N/m，截面積A=728.8mm²，截面抵抗矩Wx=6000mm³。試求：1. 在四川零級氣象區(qū)，當(dāng)導(dǎo)線為LGJ-70/10時，瓷橫擔(dān)的水平檔距和垂直檔距；2.校核角鋼橫擔(dān)的強(qiáng)度；3.選用電桿的設(shè)計彎矩。 一、LGJ-7

29、0導(dǎo)線的單位荷載 p1=2.6988N/m. mm²， p4(23.5)=3.3446 N/m. mm²。瓷橫擔(dān)的水平檔距 (m)瓷橫擔(dān)的垂直檔距 （m）二、角鋼橫擔(dān)的設(shè)計彎矩和應(yīng)力(N.m) N/mm² fs=215N/mm²(合格) 三、電桿的設(shè)計彎矩計算導(dǎo)線風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值按瓷橫擔(dān)允許承載力計算 PK=2500/3.0=833N導(dǎo)線風(fēng)壓設(shè)計值 P=1.4PK=1.4×833=1166N電桿風(fēng)壓彎矩 PZ=0.875×0.7×23.5²×8.4×(0.15+8.4/150)×8.933=

30、5228.6 N.m電桿地面下0.533m處彎矩 圖11-10 瓷橫擔(dān)直線桿M=1.151166×(9.433+2×8.133)+5228.6=40473N.m選用的電桿的設(shè)計彎矩MJ40.5kN.m。式中的1.15為按電桿撓度15%計算的彎矩增大系數(shù)。第五節(jié) 城鎮(zhèn)多回配電線路若在四川盆地某鎮(zhèn)街區(qū)架設(shè)一條四回10kV配電線路，全線無拉線。導(dǎo)線用1)LGJ240/30，質(zhì)量m0=922.2kg/km，外徑d=21.6mm，截面積A=275.96 mm²，拉斷力Tp=75620N，彈性系數(shù)E=73000N/mm²，熱膨脹系數(shù)=1.96E-05 1/；或2)

31、JL/G1B250-10，質(zhì)量m0=880.6kg/km，外徑d=21.6mm，截面積A=275 mm²，拉斷力Tp=67010N，彈性系數(shù)E=70000N/mm²，熱膨脹系數(shù)=2.03E-05 1/（E和按第二章第一節(jié)公式和經(jīng)驗數(shù)據(jù)計算）。鋼筋混凝土電桿，直線桿采用配筋為1814的190*18m錐形桿，標(biāo)準(zhǔn)彎矩M=73.75kN.m，在地基中埋深3.0m；終端桿采用250*250*16m錐度為1/40的鋼筋混凝土方桿，M=400kN.m，T=27kN，在砼基礎(chǔ)中埋深1.4m。直線桿橫擔(dān)為63*6*800mm等邊角鋼，質(zhì)量m0=5.721kg/m，截面抵抗矩Wx=6000m

32、m3，鋼材強(qiáng)度設(shè)計值fs =215 N/ mm2；終端桿橫擔(dān)80*8*1700mm等邊角鋼，m0=9.658kg/m，Wx=12830mm3，fs =215 N/ mm2。瓷橫擔(dān)為RA2.5ET185L(S1-10/2.5，S-210)，線槽與安裝孔中心距L=440mm，額定彎曲破壞負(fù)荷Tp=2.5kN。質(zhì)量5kg。耐張絕緣子金具串為XP-702片配NY-240/30壓縮型耐張線夾，總質(zhì)量14.23kg。根據(jù)雙回10kV配電線路橫擔(dān)間垂直距離最小為0.8m的規(guī)定，考慮到導(dǎo)線最大使用張力受電桿強(qiáng)度限制，弧垂較大，故取為1.0m。因為無覆冰，直線桿和終端桿的線間距離均取1.6m，都采用雙橫擔(dān)，其在

33、電桿上的布置如圖11-11所示。求：導(dǎo)線的張力、弧垂并校核桿塔與絕緣子的承載力。解：按四川零級氣象區(qū)條件，最低氣溫-5°C，最高氣溫40°C，基本風(fēng)速23.5m/s，同時氣溫10°C，最低和最高氣溫時無風(fēng)，全年不覆冰。計算條件：在電桿處導(dǎo)線最大對地距離14.514.85m，計算導(dǎo)線風(fēng)荷載時統(tǒng)一取15m計算風(fēng)壓高度變化系數(shù)；計算電桿風(fēng)荷載時忽略橫擔(dān)和絕緣子的受風(fēng)投影面積，也不計風(fēng)壓高度變化系數(shù)。附加彎矩值取水平力作用下產(chǎn)生彎矩值的15%。電桿彎矩的合力作用點，直線桿距地面1.0m，終端桿距地面0.47m。一、導(dǎo)線的張力弧垂計算。1、根據(jù)終端桿的許用承載力計算導(dǎo)線的最

34、大使用張力：由 kN不考慮橫擔(dān)安裝位置時，由 ， kN因為廠家提供的電桿的M和T值是按照安全系數(shù)2計算的，在計算最大使用張力時不計荷載分項系數(shù)。 圖11-11 橫擔(dān)在電桿上的布置 按Tm=2324N計算，LGJ-240/30導(dǎo)線的安全系數(shù)K=0.95*75620/2324=30.91，JL/G1B-250-10導(dǎo)線的安全系數(shù)K=0.95*67010/2324=27.39，都遠(yuǎn)大于2.5。2、根據(jù)氣象條件和導(dǎo)線相關(guān)數(shù)據(jù)計算導(dǎo)線單位荷載：表11-8 LGJ-240/30和JL/G-250-10導(dǎo)線單位荷載計算表項目計算公式LGJ-240/30JL/G-250-10千米質(zhì)量m0(kg/km)(查資料

35、)922.2880.6外徑d（mm)(查資料)21.621.6自重p1(N/m)=9.80665* m0/10009.04378.6357風(fēng)壓p4(23.5)(N/m)=0.85*1.1*d*0.479*150.32*23.52/16007.9427 7.9427 綜合p6(23.5)(N/m)=(p12+ p4(23.5)2)0.512.0364 11.7329 3、計算控制條件的k值并將k值由小到大以A、B排序： 表11-9可能控制條件單位荷載p(N/m）控制張力T（N）計算因數(shù)k(1/m) 編號LGJ-240/30最低氣溫9.043723240.001945717A基本風(fēng)速12.0364

36、 23240.00258958BJL/G-250-10最低氣溫8.635723240.001857947A基本風(fēng)速11.7329 23240.002524297B4、按第二章【例2-2】計算程序求得臨界檔距：LGJ-240/30導(dǎo)線為24.58m，JL/G-250-10導(dǎo)線為25.01m 。 即LGJ-240/30導(dǎo)線在l<24.58m由最低氣溫條件控制； l24.58m由基本風(fēng)速條件控制；JL/G-250-10導(dǎo)線在l<25.01m由最低氣溫條件控制； l25.01m由基本風(fēng)速條件控制。5、根據(jù)上述計算結(jié)果，按第二章【例2-2】計算程序求得各種代表檔距和氣溫條件的張力和弧垂如表1

37、1-10和11-11： 表11-10 LGJ-240/30溫度t()代表檔距l(xiāng)(m)2024.5830405060-5張力T(N)2324.002324.002092.611923.091854.651819.81弧垂f(m)0.1950.2940.4860.9411.5262.2400張力T(N)2016.782097.541967.631863.941819.631796.48弧垂f(m)0.2240.3260.5170.9711.5552.27010張力T(N)1631.651782.091770.521760.001755.061752.36弧垂f(m)0.2770.3830.5751

38、.0291.6132.32720張力T(N)1399.001571.361621.161671.391696.831711.31弧垂f(m)0.3230.4350.6281.0831.6682.38330張力T(N)1241.331419.161503.311594.721643.961672.99弧垂f(m)0.3640.4820.6771.1351.7222.43840張力T(N)1126.111303.091407.411527.561595.691637.12弧垂f(m)0.4020.5240.7231.1851.7742.492表11-11 JL/G1B-250-10溫度t()代表檔

39、距l(xiāng)(m)2025.0130405060-5張力T(N)2324.002324.002091.621903.011827.991790.07弧垂f(m)0.1860.2910.4650.9081.4782.1750張力T(N)1988.872081.151952.581838.431790.071764.92弧垂f(m)0.2170.3250.4980.9401.5092.20610張力T(N)1582.801750.141738.411726.371720.711717.61弧垂f(m)0.2730.3860.5591.0011.5702.26720張力T(N)1345.281533.681

40、580.061632.171658.721673.88弧垂f(m)0.3210.4400.6151.0591.6292.32630張力T(N)1187.381379.531457.331551.611602.891633.29弧垂f(m)0.3640.4900.6671.1141.6862.38440張力T(N)1073.451263.101358.801481.741552.281595.49弧垂f(m)0.4020.5350.7161.1671.7412.441二、瓷橫擔(dān)許用垂直檔距LGJ-240/30 單瓷橫擔(dān) m雙瓷橫擔(dān) mJL/G-250-10 單瓷橫擔(dān) m雙瓷橫擔(dān) m二、角鋼橫擔(dān)的

41、設(shè)計彎矩和應(yīng)力1、直線桿單橫擔(dān)承載力橫擔(dān)自重gd=5.721×9.80665=56.104 N/m N.m瓷橫擔(dān)重力G=5×9.80665=49.0333N，重心距電桿軸心0.6m， N.m單橫擔(dān)極限彎矩N.mm=1290 N.m 許用導(dǎo)線垂直檔距 m由此計算得出LGJ-240/30導(dǎo)線lv=128.35m，JL/G-250-10導(dǎo)線lv=134.41m。式中，1.1為沖擊系數(shù)，1.2為固定荷載分項系數(shù)，0.8為導(dǎo)線距電桿中心的距離。2、直線桿雙橫擔(dān)許用的導(dǎo)線垂直檔距按單橫擔(dān)乘組合系數(shù)1.75 計算為LGJ-240/30導(dǎo)線lv=224.61m，JL/G-250-10導(dǎo)線l

42、v=235.23m。 計算結(jié)果表明瓷橫擔(dān)比角鋼橫擔(dān)的許用垂直檔距小，設(shè)計時要保證瓷橫擔(dān)不過載。3、耐張桿單橫擔(dān)承載力橫擔(dān)自重gd=9.658×9.80665=94.713 N/m N.m耐張串重力G=14.23×9.80665=139.549N，懸掛點距電桿軸心0.8m， N.m單橫擔(dān)極限彎矩N.mm=2758.45 N.m 由橫擔(dān)自重和絕緣子金具串的荷載引起的橫擔(dān)在垂直方向的彎矩比導(dǎo)線張力引起的水平方向的彎矩小得多，計算時只考慮水平張力。許用導(dǎo)線張力 N由此計算得出LGJ-240/30導(dǎo)線lv=128.35m，JL/G-250-10導(dǎo)線lv=134.41m。式中，1.1為

43、沖擊系數(shù)，1.2為固定荷載分項系數(shù)，1.4為可變荷載分項系數(shù)，0.8為導(dǎo)線距電桿中心的距離。4、耐張桿雙橫擔(dān)許用導(dǎo)線張力，因其通過螺栓和掛具連接，承載力比單橫擔(dān)大得多，許用導(dǎo)線張力按單橫擔(dān)乘2計算N>2324N 計算結(jié)果表明耐張桿雙橫擔(dān)選用80*8*1700mm等邊角鋼滿足要求，但需要校核過牽引情況。三、直線桿的許用水平檔距計算電桿風(fēng)壓彎矩 PZ=0.7×23.5²/1.6×15×8.5×(0.19+15/150)=8933.51N.m由LGJ-240/30和JL/G-250-10的p4(23.5) =7.9427N/m，電桿M=7375

44、0 N.m m說明按電桿的極限抵抗彎矩校核。從附錄8-2的附圖查得：下部配筋為1814的190*18m鋼筋混凝土錐形桿，在距桿頂14m處極限抵抗彎矩MJ=127kN.m；下部配筋為2825的250*250*16m錐度為1/40的鋼筋混凝土方桿，在距桿頂15.07m處極限抵抗彎矩MJ=561kN.m。對終端桿，由 kN對直線桿，由 m 計算結(jié)果與上述結(jié)果一致。第六節(jié) 10kV線路耐張桿和轉(zhuǎn)角桿在四川零級氣象區(qū)的丘陵地帶架設(shè)10kV線路時，檔距一般都較大，需按送電線路設(shè)計。當(dāng)導(dǎo)線標(biāo)稱截面為95mm²及以上，導(dǎo)線的安全系數(shù)取用2.5或3.0時，耐張桿橫擔(dān)及以上部分的彎矩較大，用190鋼筋混

45、凝土錐形電桿不能滿足要求，用大梢徑和大配筋電桿不僅造價高，而且運(yùn)輸不便，比較經(jīng)濟(jì)的辦法是采用帶拉線的300等直徑鋼筋混凝土電桿，其結(jié)構(gòu)如圖11-12所示。跳線弧垂0.5m。計算重量：絕緣子串重900N/6串；橫擔(dān)自重650N；吊桿自重300N；上抱箍重160N；下抱箍重200N；跳線橫擔(dān)50N；跳線瓷橫擔(dān)50N；五項小計2310N。電桿自重1060N/m。圖11-12 耐張桿和轉(zhuǎn)角桿一、導(dǎo)線參數(shù)（鋼芯鋁絞線） 表11-12標(biāo)稱截面計算公式35/650/870/1095/15120/20150/20185/25210/25截面積A(mm²)40.6756.2979.39109.7213

46、4.49164.50211.29236.12外徑d(mm)8.169.6011.4013.6115.0716.6718.9019.98計算質(zhì)量m0(kg/km)141.0195.1275.2380.8466.8549.4706.1789.1計算拉斷力Tp(N)1263016870233903500041000466305942065990最大使用張力Tm(N)0.95Tp/2.54799641188881330015580177202258025076自重線荷載w1(N/m)0.009807 m01.3831.9132.6993.7354.5785.3886.9257.739風(fēng)壓線荷載p4(2

47、5)(N/m)0.85×25²×1.2(1.1)d/16003.2513.8254.5425.4236.0046.6426.9037.297二、計算項目及計算公式一、正常大風(fēng)情況計算（一）荷載計算1. 導(dǎo)線水平荷載導(dǎo)線最大使用張力的角度合力 =90°，P=1.98Tm。=60°，P=1.4Tm。=40°，P=0.958Tm。=20°，P=0.486Tm。=5°，P=0.122Tm。導(dǎo)線風(fēng)壓P4=1.4p4lh=60°90°，l h=300m，P4=420p4。=0°60°，l

48、h=400m，P4=560p4。2.導(dǎo)線垂直荷載 G=1.2w1 lv+2×1.2GJ=1.2w1 lv+2.4×150=1.2w1 lv+360 N=60°90°，lv=600m，G=720 w1+360。=0°60°，lv=800m，G=960 w1+360。（二）導(dǎo)線拉線受力計算1.桿身風(fēng)壓 q=1.4×0.7×0.3×25²/1.6=114.84375 N/m2.水平力 Rx=3(P+ P4)+qh=3(P+ P4)+114.84375×11=3(P+ P4)+1263 N3.

49、拉線拉力 N=60°90°，=45°，T=1.1Rx。=0°60°，=60°，T=1.556Rx。（三）電桿的下壓力計算拉線產(chǎn)生的下壓力 N1=2Tsin45°=1.414T N導(dǎo)線、絕緣子串及鐵附件產(chǎn)生的下壓力 N2=3G+1410 N主桿重量 N3=1.2×1060×12=15264 N作用在底盤上的總下壓力 N= N1+ N2+ N3 N對跨度中點b截面處的壓力 Nb= N-0.5×1060×12=N-6360 N（四）跨度中點b截面處的設(shè)計彎矩和抵抗彎矩計算1.主桿鋼筋。假設(shè)主

50、桿混凝土為C30，配置14根14mm鋼筋，其截面積 As=14×153.9=2155 mm²2.截面剛度計算。由，查得，截面剛度為 N. mm²3.臨界壓力 N4.拉線偏心矩 N.m=60°90°，=45°，M=0.21T。=0°60°，=60°， M= 0.15T。5.跨度中點b截面處彎矩 Mpb=0.5M+Mf+N bf 桿身風(fēng)壓引起的彎矩 Mf =0.125q L0²=0.125×114.844×10.35²=1538 N.m 偏心距增大系數(shù) =Nkp/(Nkp-Nb) =538128/(538128- Nb) 計算截面