垂直檔距和水平檔距的定義和計(jì)算

1、一、水平檔距和水平荷載在線(xiàn)路設(shè)計(jì)中，對(duì)導(dǎo)線(xiàn)進(jìn)行力學(xué)計(jì)算的目的主要有兩個(gè)：一是確定導(dǎo)線(xiàn)應(yīng)力大小，以保證導(dǎo)線(xiàn)受力不超過(guò)允許值；二是確定桿塔受到導(dǎo)線(xiàn)及避雷線(xiàn)的作用力，以驗(yàn)算其強(qiáng)度是否滿(mǎn)足要求。桿塔的荷載主要包括導(dǎo)線(xiàn)和避雷線(xiàn)的作用結(jié)果，以及還有風(fēng)速、覆冰和絕緣子串的作用。就作用方向講，這些荷載又分為垂直荷載、橫向水平荷載和縱向水平荷載三種。 為了搞清每基桿塔會(huì)承受多長(zhǎng)導(dǎo)線(xiàn)及避雷線(xiàn)上的荷載，則引出了水平檔距和垂直檔距的概念。懸掛于桿塔上的一檔導(dǎo)線(xiàn)，由于風(fēng)壓作用而引起的水平荷載將由兩側(cè)桿塔承擔(dān)。風(fēng)壓水平荷載是沿線(xiàn)長(zhǎng)均布的荷載，在平拋物線(xiàn)近似計(jì)算中，我們假定一檔導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)等于檔距，若設(shè)每米長(zhǎng)導(dǎo)線(xiàn)上的風(fēng)壓荷載為P

2、，則AB檔導(dǎo)線(xiàn)上風(fēng)壓荷載 ,如圖2-10所示：則為，由AB兩桿塔平均承擔(dān)；AC檔導(dǎo)線(xiàn)上的風(fēng)壓荷載為，由AC兩桿塔平均承擔(dān)。圖2-10水平檔距和垂直檔距如上圖所示：此時(shí)對(duì)A桿塔來(lái)說(shuō)，所要承擔(dān)的總風(fēng)壓荷載為（247）令則式中P每米導(dǎo)線(xiàn)上的風(fēng)壓荷載 N/m; 桿塔的水平檔距，m;計(jì)算桿塔前后兩側(cè)檔距，m;導(dǎo)線(xiàn)傳遞給桿塔的風(fēng)壓荷載，N。因此我們可知，某桿塔的水平檔距就是該桿兩側(cè)檔距之和的算術(shù)平均值。它表示有多長(zhǎng)導(dǎo)線(xiàn)的水平荷載作用在某桿塔上。水平檔距是用來(lái)計(jì)算導(dǎo)線(xiàn)傳遞給桿塔的水平荷載的。嚴(yán)格說(shuō)來(lái),懸掛點(diǎn)不等高時(shí)桿塔的水平檔距計(jì)算式為只是懸掛點(diǎn)接近等高時(shí)，一般用式其中單位長(zhǎng)度導(dǎo)線(xiàn)上的風(fēng)壓荷載p，根據(jù)比載的

3、定義可按下述方法確定，當(dāng)計(jì)算氣象條件為有風(fēng)無(wú)冰時(shí)，比載取g4，則p=g4S； 當(dāng)計(jì)算氣象條件為有風(fēng)有冰時(shí)，比載取g5，則p=g5S，因此導(dǎo)線(xiàn)傳遞給桿塔的水平荷載為：無(wú)冰時(shí)（248）有冰時(shí)（249）式中 S導(dǎo)線(xiàn)截面積，mm2。 二、垂直檔距和垂直荷載如圖2-10所示，O1、O2分別為檔和檔內(nèi)導(dǎo)線(xiàn)的最低點(diǎn)，檔內(nèi)導(dǎo)線(xiàn)的垂直荷載（自重、冰重荷載）由B、A兩桿塔承擔(dān)，且以O(shè)1點(diǎn)劃分，即BO1段導(dǎo)線(xiàn)上的垂直荷載由B桿承擔(dān)，O1A段導(dǎo)線(xiàn)上的垂直荷載由A桿承擔(dān)。同理，AO2段導(dǎo)線(xiàn)上的垂直荷載由A桿承擔(dān)，O2C段導(dǎo)線(xiàn)上的垂直荷載由C桿承擔(dān)。在平拋物線(xiàn)近似計(jì)算中，設(shè)線(xiàn)長(zhǎng)等于檔距，即則(2-50)式中G導(dǎo)線(xiàn)傳遞給桿

4、塔的垂直荷載，N；g導(dǎo)線(xiàn)的垂直比載，N/m.mm2；計(jì)算桿塔的一側(cè)垂直檔距分量，m；計(jì)算桿塔的垂直檔距，m；S導(dǎo)線(xiàn)截面積， 。由圖2-10可以看出，計(jì)算垂直檔距就是計(jì)算桿塔兩側(cè)檔導(dǎo)線(xiàn)最低點(diǎn)O1、O2之間的水平距離，由式(2-50)可知，導(dǎo)線(xiàn)傳遞給桿塔的垂直荷載與垂直檔距成正比。其中m1、m2分別為檔和檔中導(dǎo)線(xiàn)最低點(diǎn)對(duì)檔距中點(diǎn)的偏移值，由式(2-38)可得 結(jié)合圖2-10中所示最低點(diǎn)偏移方向，A桿塔的垂直檔距為綜合考慮各種高差情況，可得垂直檔距的一般計(jì)算為(2-51)式中g(shù)、0計(jì)算氣象條件時(shí)導(dǎo)線(xiàn)的比載和應(yīng)力，N/m.mm2； MPa ；h1、h2計(jì)算桿塔導(dǎo)線(xiàn)懸點(diǎn)與前后兩側(cè)導(dǎo)線(xiàn)懸點(diǎn)間高差，m。垂直

5、檔距表示了有多長(zhǎng)導(dǎo)線(xiàn)的垂直荷載作用在某桿塔上。式(2-51)括號(hào)中正負(fù)的選取原則：以計(jì)算桿塔導(dǎo)線(xiàn)懸點(diǎn)高為基準(zhǔn)，分別觀測(cè)前后兩側(cè)導(dǎo)線(xiàn)懸點(diǎn)，如對(duì)方懸點(diǎn)低取正，對(duì)方懸點(diǎn)高取負(fù)。式(2-50)中導(dǎo)線(xiàn)垂直比載g應(yīng)按計(jì)算條件選取，如計(jì)算氣象條件無(wú)冰，比載取g1，有冰，比載取g3，而式(2-51)中導(dǎo)線(xiàn)比載g為計(jì)算氣象條件時(shí)綜合比載。垂直檔距是隨氣象條件變化的，所以對(duì)同一懸點(diǎn)，所受垂直力大小是變化的，甚至可能在某一氣象條件受下壓力作用，而當(dāng)氣象條件變化后，在另一氣象條件則可能受上拔力作用?！纠?-2】某一條110KV輸電線(xiàn)路，導(dǎo)線(xiàn)為L(zhǎng)GJ150/25型，導(dǎo)線(xiàn)截面積為S=173.11mm2，線(xiàn)路中某桿塔前后兩

6、檔布置如圖2-11所示， 圖2-11例2-2示意圖導(dǎo)線(xiàn)在自重和大風(fēng)氣象條件時(shí)導(dǎo)線(xiàn)的比載分別為g134.04710-3 N/m.mm2；g444.95410-3 N/m.mm2；g656.39210-3 N/m.mm2。試求：(1)若導(dǎo)線(xiàn)在大風(fēng)氣象條件時(shí)應(yīng)力0=120MPa，B桿塔的水平檔距和垂直檔距各為多大？作用于懸點(diǎn)B的水平力和垂直力各為多大？ (2) 當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)應(yīng)力為多大時(shí)，B桿塔垂直檔距為正值？ 解：水平檔距 垂直檔距水平力垂直力在本例中，B懸點(diǎn)兩側(cè)垂直檔距分量分別為所以，這時(shí)垂直力計(jì)算結(jié)果為負(fù)值，說(shuō)明方向向上，即懸點(diǎn)B受上拔力作用。按式(2-50)和圖2-11所示情況，要求0，即導(dǎo)線(xiàn)應(yīng)力在此可以看到，在比載不變時(shí)，對(duì)于低懸點(diǎn)，垂直檔距隨應(yīng)力增加而減