110kV門型直線桿鋼管叉梁設計

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上110kV門型直線桿鋼管叉梁設計1.叉梁適用條件：1.1適用桿型MZ-21門型直線桿；1.2導線規(guī)格JL/G1A-240/30；1.3避雷線規(guī)格GJ-80；1.4氣象條件：最大風速30m/s,無冰，未斷線，風向垂直線路；1.5水平檔距330m。2.叉梁結構圖：3.最大風速30m/s,時的叉梁荷載標準值：3.1一根避雷線在最大風速、無冰時，垂直于線路方向的水平風荷載的標準值：=（1）（1）式中=0.75，風壓不均勻系數(shù)，按架空送電線路桿塔結構設計技術規(guī)定DL/T5154-2002表5.6-1的規(guī)定選定。表5.6-1風壓不均勻系數(shù)風速m/s101520V3030V3535

2、計算桿塔荷載1.01.00.850.750.7式中=0.56（2）最大風速30m/s時的基本風壓標準值；=1，風壓高度變化系數(shù)，按110kV750kV架空輸電線路設計規(guī)范GB/50545-2010表10.1-22的規(guī)定選定選用；表10.1-22風壓高度變化系數(shù)離地面或海面高度（m）地面粗糙度類別注：地面粗糙度類別：ABCDA類指接近海面、海島、海岸、湖岸、沙漠地區(qū)；B類指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)；C類指有密集建筑群的市區(qū)；D類指有密集建筑群且房屋較高的市區(qū)；51.171.000.740.62101.381.000.740.62151.521.140.740.6220

3、1.631.250.840.62301.801.421.000.62401.921.561.130.73502.031.671.250.84602.121.771.350.93=1.2，導地線體型系數(shù)；（按架空送電線路桿塔結構設計技術規(guī)定DL/T5154-2002第5.6條的規(guī)定選定。線徑小于17mm,或覆冰時取1.2，大于或等于17mm時，取1.1，GJ-80鋼絞線直徑12，小于17mm，故取1.2）；=0.012m,地線外徑；=330m,桿塔的水平檔距；=90，風向與導地線方向的夾角；代入（1）式得=0.750.561.20.012330=2；3.2一根導線在最大風速、無冰時，垂直于線路方

4、向的水平風荷載的標準值：式中=0.75，=0.56，=1，=1.1，=0.0216m, =330m,=90，代入（1）式=0.750.561.10.0216330=3.33.3絕緣子串大風荷載的標準值=+1)B（3）（3）式中=1，一相導線所用的絕緣子串數(shù)；=7每串絕緣子的片數(shù);=0.56，最大風速30m/s時的基本風壓標準值；=1，風壓高度變化系數(shù)，=0.04每片的受風面積，（單裙取0.03，雙裙取0.04）;+1表示金具受風面積，相當于1片絕緣子。代入（3）式=+1)=1（7+1）0.5610.04=0.18。3.4主桿風荷載標準值：已知主桿是等徑桿，其外徑0.3m,每米長主桿自身大風荷載

5、標準值：=（4）（kN）（4）式中=0.56，最大風速30m/s時的基本風壓標準值；=1，風壓高度變化系數(shù)=0.7環(huán)形截面鋼筋混凝土桿體型系數(shù)，=1.0桿塔風荷載調整系數(shù)。=0.3m1m=0.31米長300mm等徑混凝土電桿承受風壓投影面積。代入（4）式=0.5610.710.3=0.1176;4.叉梁安裝的最佳位置計算叉梁安裝的最佳位置應該在滿足電氣間隙圓要求的情況下，使叉梁與主桿上、下節(jié)點的彎矩相等，即=，對于MZ-21桿型，=0.552W（h+2.45）+3(+)h+(h+2.6)（5）（5）式中的W=2 一根避雷線在最大風速垂直于線路方向的水平風荷載標準值；=3.3 一根導線在最大風速

6、垂直于線路方向的水平風荷載的標準值；=0.18一相導線所用的絕緣子串大風水平荷載；=0.11761米長300mm等徑混凝土電桿大風水平荷載；h叉梁與主桿上節(jié)點至導線橫擔的垂直距離（待求值）；代入（5）式得=0.5522(h+2.45）+3(3.3+0.18)h+0.1176(h+2.6)=0.5514.746+20+0.0588=0.55（6）（6）式中=2W+3(+)+218.4=22+33.48+20.117618.4=18.767所有水平力之和；=1.15零力矩點偏離系數(shù)；=0.5（=0.4333+4.240.5h=4.6730.5h，零力矩點至叉梁與主桿下節(jié)點的距離。代入（6）=0.5

7、5=0.5518.7671.15(4.6730.5 h)=0.55（100.8510.79h）=，14.746h+20+0.0588=100.8510.79h，整理后得一元二次方程式：0.0588+25.536 h80.85=0求解此一元二次方程h=m將h=3.143，代入=0.5514.746h+20+0.0588=0.55（14.7463.143+20+0.0588）=36.81將h=3.143代入=0.55（100.8510.79h）=36.81=結論：21米門型桿的叉梁與主桿的上節(jié)點應距離導線橫擔3.143米處。叉梁的位置如左下圖。同理，對于MZ-18的叉梁位置為：=0.5514.74

8、6h+20+0.0588=0.55（5）=2W+3(+)+215.4=22+33.48+20.117615.4=18.062所有水平力之和；=0.5（=0.4333+30.5h=3.43330.5h，零力矩點至叉梁與主桿下節(jié)點的距離。代入（6）=0.55=0.5518.0621.15(3.43330.5 h)=0.55（71.31410.386h）=，14.746h+20+0.0588=71.31410.386h，0.0588+25.13251.314=0h=m結論：18米門型桿的叉梁與主桿的上節(jié)點應距離導線橫擔2.032米處，但考慮到電氣間隙圓要求，仍采用h=2.2米。5.叉梁在大風情況下承

9、受軸向拉力或受壓力在大風情況下，叉梁承受中心受拉或受壓。其內力按下式計算：=，公式（7）（7）式中所有水平力對零力矩點的力矩之和，；=7.32m叉梁與主桿上、下節(jié)點間距；=645叉梁軸線與水平線的夾角；=2.45m避雷線懸掛點至橫擔的距離；=3.143m橫擔至叉梁上節(jié)點的距離；=7.32m叉梁與主桿上、下節(jié)點間距；=6.204m叉梁下節(jié)點至主桿在地下嵚固點的距離。0力矩點位置的確定：對Z=2根避雷線風荷載在0力矩點的力矩：=22(2.45+3.143+7.32+3.102)=416.015=64.06.m;3根導線風荷載在0力矩點的力矩：=3（3.3+0.18）(3.143+7.32+3.10

10、2)=10.4413.565=141.62.m;兩根主桿風荷載在0力矩點的力矩：=20.1176=30.73.m;代入所有水平力對零力矩點的力矩之和，；=+=64.06+141.62+30.73=236.41=40.642kN在大風情況下，叉梁中心承受的拉、壓力。因風荷載是可變荷載，風荷載的設計值等于荷載的標準值乘以分項系數(shù)1.4荷載的設計值：=k公式（8）（8）式中k=1.4可變荷載分項系數(shù)，=40.642kN在大風情況下，叉梁中心承受的拉、壓力的標準值。代入公式（8）=1.440.642 kN=56.9 kN 6叉梁穩(wěn)定、剛度與強度的驗算6.1叉梁的計算長度：L=（9）=3949mm叉梁的

11、實際長度；=1.4計算長度系數(shù)； L=1.43949=5529mm叉梁的計算長度;6.2鋼管叉梁的慣性矩：=（10）式中=159mm鋼管叉梁外徑，=1594.54.5=150mm鋼管叉梁內徑；=,6.3鋼管叉梁的回轉半徑：=（11）=（R）=（79.5）=2184桁架四根主材總截面積；=54.6mm,6.4叉梁的長細比：=公式（12）=101150,滿足剛度要求（按架空送電線路桿塔結構設計技術規(guī)定DL/T5154-2002第7.2.3鋼結構構件最大的長細比：受壓主材150的規(guī)定選定）。根據(jù)=101查Q235鋼b類截面軸心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù)得=0.549Q235鋼b類截面軸心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù)0

12、12345678901.0001.0001.0000.9990.9990.9980.9970.9960.9950.994100.9920.9910.9890.9870.9850.9830.9810.9780.9760.973200.9700.9670.9630.9600.9570.9530.9500.9460.9430.939300.9360.9320.9290.9250.9220.9180.9140.9100.9060.903400.8990.8950.8910.8870.8820.8780.8740.8700.8650.861500.8560.8520.8470.8420.8380.833

13、0.8280.8230.8180.813600.8070.8020.7970.7910.7860.7800.7740.7690.7630.757700.7510.7450.7390.7320.7260.7200.7140.7070.7010.694800.6880.6810.6750.6680.6610.6550.6480.6410.6350.628900.6210.6140.6080.6010.5940.5880.5810.5750.5680.5611000.5550.5490.5420.5360.5290.5230.5170.5110.5050.4991100.4930.4870.4810

14、.4750.4700.4640.4580.4530.4470.4421200.4370.4320.4260.4210.4160.4110.4060.4020.3970.3921300.3870.3830.3780.3740.3700.3650.3610.3570.3530.3491400.3450.3410.3370.3330.3290.3260.3220.3180.3150.3111500.3080.3040.3010.2980.2950.2910.2880.2850.2820.2791600.2760.2730.2700.2670.2650.2620.2590.2560.2540.2511

15、700.2490.2460.2440.2410.2390.2360.2340.2320.2290.2271800.2250.2230.2200.2180.2160.2140.2120.2100.2080.2061900.2040.2020.2000.1980.1970.1950.1930.1910.1900.1882000.1860.1840.1830.1810.18001780.1760.1750.1730.1722100.1700.1690.1670.1660.1650.1630.1620.1600.1590.1582200.1560.1550.1540.1530.1510.1500.1490.1480.1460.1452300.1440.1430.1420