電纜橋架載荷試驗(yàn)、電纜支承系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析及計(jì)算

1、電纜支承系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析及計(jì)算電纜支承系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行整體作用效應(yīng)分析；同時(shí)應(yīng)對(duì)支承系統(tǒng)中受力狀況特殊部位進(jìn)行深化分析。當(dāng)電纜支承系統(tǒng)在施工和使用期的不同階段有多種受力狀況時(shí)，應(yīng)分別對(duì)各種工況進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，并確定其最不利的狀況。戶外電纜支承系統(tǒng)可能遭遇颶風(fēng)、雪載荷等偶然作用時(shí)， 尚應(yīng)按照國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求新增工況進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。結(jié)構(gòu)分析的模型尚應(yīng)符合下列要求:1 結(jié)構(gòu)分析采用的計(jì)算簡(jiǎn)圖、幾何尺寸、計(jì)算參數(shù)，邊界條件、網(wǎng)格劃分、結(jié)構(gòu)材料性能指標(biāo)以及構(gòu)造措施等應(yīng)符合工作狀況；2 結(jié)構(gòu)上可能的作用和變形狀況等，應(yīng)符合結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀況；3 各種近似假定和簡(jiǎn)化， 應(yīng)有理論、試驗(yàn)依據(jù)或經(jīng)工程實(shí)踐驗(yàn)證；計(jì)算結(jié)果的精

2、度應(yīng)符合工程設(shè)計(jì)的要求。結(jié)構(gòu)分析應(yīng)符合下列要求：1 滿足力學(xué)平衡條件；2 節(jié)點(diǎn)和邊界的約束條件；3 結(jié)構(gòu)分析應(yīng)采用彈性分析方法。結(jié)構(gòu)分析所采用的計(jì)算軟件應(yīng)經(jīng)考核和驗(yàn)證，其技術(shù)條件應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。同時(shí)應(yīng)對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行判斷和校核，以保證分析結(jié)果的合理性。模型結(jié)構(gòu)分析宜按空間體系進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體分析，并宜考慮結(jié)構(gòu)單元的彎曲、軸向、剪切和扭轉(zhuǎn)等變形對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響。當(dāng)進(jìn)行簡(jiǎn)化分析時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：1 體型簡(jiǎn)單、規(guī)則，傳力明確的空間結(jié)構(gòu)，可沿不同方向分解為平面結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行分析，但應(yīng)考慮平面結(jié)構(gòu)的空間協(xié)同工作；2 構(gòu)件的軸向、剪切和扭轉(zhuǎn)變形對(duì)整體結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析影響不大時(shí)，可不予考慮。托盤、梯架應(yīng)

3、采用空間體系進(jìn)行整體分析，并應(yīng)符合下列計(jì)算原則：1 托盤計(jì)算模型單元應(yīng)采用板單元；2 梯架側(cè)邊為板時(shí)宜采用板單元，梯架側(cè)邊為型鋼時(shí)宜采用梁或?qū)嶓w單元。3計(jì)算模型的板單元的網(wǎng)格劃分大小不宜大于10mm。電纜支承系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算均應(yīng)滿足現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) GB 50017 及相關(guān)規(guī)程的要求。附錄 B電纜橋架載荷試驗(yàn)B.1 托盤、梯架載荷試驗(yàn)的目的一、批量生產(chǎn)階段的載荷試驗(yàn)?zāi)康挠糜诋a(chǎn)品出廠前的抽檢：檢查在各種載荷等級(jí)、跨距條件下，托盤、梯架的抽樣樣品是否滿足規(guī)定的安全工作載荷（即額定均布載荷）以及極限載荷的要求。樣品的抽樣取樣按本規(guī)程的規(guī)定進(jìn)行。二、設(shè)計(jì)階段的載荷試驗(yàn)?zāi)康墨@得并檢驗(yàn)在各種載荷

4、等級(jí)、跨距條件下，托盤、梯架的極限均布載荷，據(jù)此推算出該型托盤、梯架的安全工作載荷。設(shè)計(jì)計(jì)算得到的結(jié)果應(yīng)與試驗(yàn)結(jié)果基本保持一致。條文說明：兩個(gè)階段的試驗(yàn)?zāi)康牟煌?批量生產(chǎn)階段的試驗(yàn)作為生產(chǎn)工藝質(zhì)量的控制以及產(chǎn)品合格的證據(jù)。 設(shè)計(jì)階段的試驗(yàn)可以加載到使樣品失效（產(chǎn)生永久變形、翻邊、塑性曲屈、皺折等現(xiàn)象） ，以便獲得極限載荷，利于新產(chǎn)品的試制。試樣托盤、梯架板材厚度、側(cè)邊高度、橫檔或底板與側(cè)邊的連接或任何部件的外形不同，都構(gòu)成不同的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，需要進(jìn)行試驗(yàn)。對(duì)每一種結(jié)構(gòu)的托盤、 梯架取一件無拼接的直線段作為試樣。對(duì)于托盤、梯架的接頭位于跨距中部的實(shí)際安裝情況，須增加一個(gè)含接頭的直線段作為試樣。試驗(yàn)

5、支承型式與跨距試驗(yàn)支承型式為簡(jiǎn)支梁，托盤、梯架兩端及兩側(cè)不受任何約束；試驗(yàn)支承跨距采用設(shè)計(jì)跨距（L），允許的試驗(yàn)跨距上下偏差為=0.01 ×L，且 30mm。對(duì)每一種結(jié)構(gòu)的托盤、 梯架取一件無拼接的直線段作為試樣，如圖所示。對(duì)于托盤、梯架的接頭位于跨距中部的實(shí)際安裝情況，須增加一個(gè)含接頭的直線段作為試樣，如圖所示。LSL±LS托盤、梯架試件30× 10扁鋼30圓鋼(上端 120°V字形槽 )鋼制底座圖無拼接直線段試樣的試驗(yàn)型式LSL±LS托盤、梯架試件連接件圖含接頭直線段試樣的試驗(yàn)型式條文說明：現(xiàn)場(chǎng)安裝的情況多種多樣， 而接頭部位可能是橋架強(qiáng)度

6、的薄弱環(huán)節(jié)之一。含接頭直線段試樣的試驗(yàn)就是針對(duì)接頭位于跨距中部的情況，保證接頭部位與橋架本體強(qiáng)度的一致性，以確保橋架服役的安全。試樣定位試樣水平置放在支架上， 兩端用扁鋼支撐， 兩個(gè)圓鋼中心距離為試驗(yàn)跨距長(zhǎng)度（ L±），試件兩端的外伸段長(zhǎng)度 Ls100mm。外伸段長(zhǎng)度不滿足要求時(shí)，允許用連接件將試樣端部接長(zhǎng)， 如圖 B.1.3所示。LSL±連接件托盤、梯架試件圖試樣端部接長(zhǎng)的示意圖條文說明：托盤、梯架為薄壁結(jié)構(gòu)，試樣支撐處存在應(yīng)力集中，規(guī)定最小外伸段長(zhǎng)度的目的是避免由于應(yīng)力集中引發(fā)的局部失穩(wěn)， 導(dǎo)致試驗(yàn)失敗。當(dāng)托盤、 梯架的長(zhǎng)度規(guī)格與安裝支吊架的跨距相同時(shí)，試樣端部接長(zhǎng)之后

7、才有可能進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)載荷用材料試驗(yàn)采用人工加載。載荷用材料可用鋼條、砝碼塊或其他材料。鋼條可用厚 3mm、寬 3050mm、長(zhǎng)度不大于 1000mm的扁鋼。其他載荷材料寬度不大于 125mm，長(zhǎng)度不大于 300mm，單件重量不超過 5kg。為便于對(duì)梯架試樣加載，允許用厚1mm，長(zhǎng)度不大于 1000mm的鋼板或網(wǎng)板置放在支架跨距內(nèi)的橫檔上，兩塊鋼板之間不能搭接， 鋼板重量應(yīng)計(jì)入載荷總重量。試驗(yàn)載荷試驗(yàn)載荷應(yīng)按本規(guī)程第條確定。試驗(yàn)的加載首先按額定的安全工作載荷的10%預(yù)加載和卸載，觀察支架、撓度測(cè)量等是否正常。預(yù)加載和卸載后將撓度測(cè)量量具的指針調(diào)零。在正式試驗(yàn)加載時(shí)， 可根據(jù)載荷用材料的具體情況

8、，將試驗(yàn)載荷分M次加載（批量生產(chǎn)階段的試驗(yàn)取 M3，設(shè)計(jì)階段的試驗(yàn)取 M10），每次增加的載荷值相等。例如首次加載值試驗(yàn)載荷 /M（N/m）；二次加載值首次加載值 2（N/m）；三次加載值首次加載值 3（N/m）；其余依次類推。加載時(shí)，試驗(yàn)載荷用材料必須均勻分布在跨距 L之內(nèi)。條文說明：批量生產(chǎn)階段與設(shè)計(jì)階段的試驗(yàn)?zāi)康牟煌?因此加載次數(shù)不同。在正常情況下，在達(dá)到極限載荷之前，批量生產(chǎn)階段的托盤、梯架處于彈性受力的狀態(tài)， 可取較少的加載次數(shù)或較大的載荷增加值；而設(shè)計(jì)階段的試驗(yàn)?zāi)康闹皇峭ㄟ^試驗(yàn)得到極限載荷， 因此加載次數(shù)較多，載荷增加值較小。特別地，當(dāng)施加載荷達(dá)到并超過設(shè)計(jì)計(jì)算的額定工作載荷時(shí)

9、，應(yīng)適當(dāng)減小每次繼續(xù)增加的載荷。試驗(yàn)的卸載與數(shù)據(jù)記錄托盤、梯架每次加載完成后，保持一段時(shí)間（ 5 分鐘），再按的要求測(cè)量撓度值，并做好記錄。隨即卸載并保持一段時(shí)間（5 分鐘），使托盤、梯架復(fù)原。觀察卸載后的撓度測(cè)量量具的指針是否歸零，如果指針歸零，再進(jìn)行下一次加載并再次測(cè)量、記錄、觀察指針是否歸零。依次類推。如果出現(xiàn)指針不能完全歸零的情況，說明試樣已經(jīng)開始產(chǎn)生永久變形。撓度測(cè)量采用游標(biāo)高度尺或百分表等量具測(cè)量撓度，量具精度不低于0.02mm。撓度測(cè)量方向與托盤、梯架試樣縱向軸線垂直，測(cè)點(diǎn)位于跨距中點(diǎn)兩個(gè)側(cè)邊的中心，每次加載后（保持一段時(shí)間5 分鐘），測(cè)量?jī)蓚€(gè)測(cè)點(diǎn)的讀數(shù)， 取平均值即為該載荷下的

10、撓度值（撓度值與跨距之比為相對(duì)撓度）。試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)一、批量生產(chǎn)階段的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)1）按在試樣上加載至安全工作載荷，試樣中心點(diǎn)產(chǎn)生的相對(duì)撓度值不得大于試樣跨距的1/200 ；2）按在試樣上加載至1.5 倍的安全工作載荷（極限載荷），卸載后試樣的永久變形， 即產(chǎn)生的永久變形相對(duì)撓度值不大于試樣跨距的 1/200 ；條文說明：試樣卸載后產(chǎn)生一定的永久變形（規(guī)定不大于試樣跨距的1/200），說明在極限載荷作用下， 試樣中部截面上存在一定塑性變形?？紤]到不銹鋼具有較強(qiáng)的應(yīng)變強(qiáng)化（加工硬化）特點(diǎn)以及彈性卸載規(guī)律，再次加載時(shí)只要不超過極限載荷，即1.5 倍的安全工作載荷，試樣并不會(huì)產(chǎn)生新的永久變形，因而是安全的。

11、該規(guī)定有利于發(fā)揮材料的潛力。3）在以上的加載過程中，一旦試樣發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象，即出現(xiàn)翻邊或側(cè)邊的曲屈、皺折等現(xiàn)象，即判定該試樣不合格，需要重做試驗(yàn)。條文說明：托盤、梯架為薄壁結(jié)構(gòu)，試樣失穩(wěn)是比較危險(xiǎn)的失效形式，有可能在彈性受力的狀態(tài)下發(fā)生，所以一旦發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象， 即判定該試樣不合格。二、設(shè)計(jì)階段的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)1）按逐次加載至試樣出現(xiàn)永久變形，即卸載后試樣產(chǎn)生1/200 跨距的相對(duì)撓度值，這時(shí)的載荷數(shù)值為極限均布載荷，極限載荷的數(shù)值除以 1.5 ，即得到該型托盤、梯架的安全工作載荷試驗(yàn)值。如果試驗(yàn)值小于安全工作載荷的設(shè)計(jì)計(jì)算值，則需要檢查計(jì)算結(jié)果，修改或改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2）在以上的加載過程中，一旦試樣發(fā)生

12、失穩(wěn)現(xiàn)象，即出現(xiàn)翻邊或側(cè)邊的曲屈、皺折等現(xiàn)象，必須修改橋架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。含接頭直線段試樣的試驗(yàn)與無拼接直線段試樣試驗(yàn)的規(guī)定相同。載荷特性及撓度曲線應(yīng)根據(jù)計(jì)算及試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行繪制。條文說明：按設(shè)計(jì)階段的試驗(yàn)?zāi)康囊?guī)定了試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。無論出現(xiàn)試樣失穩(wěn)或者驗(yàn)值小于安全工作載荷的設(shè)計(jì)計(jì)算值，都必須修改橋架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。試驗(yàn)載荷的選擇當(dāng)支吊架的實(shí)際距離大于產(chǎn)品規(guī)定跨距時(shí)，許用的工作載荷需按下式進(jìn)行折算：qGqE2LLG式中 qG 許用的工作載荷（ N/m）；qE 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的安全工作載荷（N/m）；L 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的跨距（ m）；LG 實(shí)際跨距，即支吊架的實(shí)際距離（m）。許用的工作載荷進(jìn)行折算后， 在進(jìn)行載荷試驗(yàn)時(shí)的最大

13、載荷需要同步進(jìn)行折算?？紤]了 1.5倍的安全系數(shù)之后，對(duì)于2m、3m、4m、6m四種設(shè)計(jì)的跨距，其最大試驗(yàn)載荷分別列于表B1至B4。表 B12 米橋架試驗(yàn)載荷（ N/m ）實(shí)際跨距（ mm）150020002500系 數(shù)1.781.000.64載A: 650N/m1735975624荷B: 1800N/m480627001728等C: 2600N/m694239002496級(jí)D: 3250N/m867848753120表 B23 米橋架試驗(yàn)載荷（ N/m ）實(shí)際跨距（ mm）250030003500系 數(shù)1.441.000.73載A: 500N/m639650475荷B: 1500N/m324

14、022501643等C: 2000N/m432030002190級(jí)D: 2500N/m540037502738表 B34 米橋架試驗(yàn)載荷（ N/m ）實(shí)際跨距（ mm）350040004500系 數(shù)1.311.000.79載A: 500N/m852650514荷B: 1500N/m294822501778等C: 2000N/m393030002370級(jí)D: 2500N/m491337502963表 B46 米橋架試驗(yàn)載荷（N/m ）實(shí)際跨距（ mm）550060006500系 數(shù)1.191.000.85載A: 500N/m774650553荷B: 1500N/m267822501913等C:

15、2000N/m357030002550級(jí)D: 2500N/m446337503188B.2 支吊架載荷試驗(yàn)試樣對(duì)每種型式、結(jié)構(gòu)、規(guī)格的支（吊）架（包括托臂、立柱、吊桿、螺栓等附件），各取一套作為試樣。支吊架固定體和試樣定位支、吊架固定體及試樣定位方式，如圖、所示。支吊架固定體應(yīng)為剛性結(jié)構(gòu)，并滿足試驗(yàn)載荷要求。支架托臂a支架固定體W圖支架固定體和定位方式吊架托臂abW吊架固定體圖吊架固定體和定位方式 -1吊架托臂bab吊架固定體W圖吊架固定體和定位方式 -2支吊架試驗(yàn)載荷托臂試驗(yàn)載荷按式（）確定。WL(n 0qE十G)式中：W托臂試驗(yàn)載荷，單位為牛（N）；L 支、吊架相鄰兩側(cè)等跨布置時(shí)的跨距，單位為米（m）；qE每層托盤、梯架的額定均布載荷，單位為牛每米（N/m）；G 托盤、梯架及蓋板、附件自重，單位為牛每米（N/m）；n0安全系數(shù)，取1.5 。加載1）