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        送電線路耐張塔基礎(chǔ)傾斜面的計(jì)算

        2012-11-15 02:26:24虞鳳歧郭青梅張玉明虞東旭
        河北電力技術(shù) 2012年4期
        關(guān)鍵詞:基面角點(diǎn)合力

        虞鳳歧,金 濤,郭青梅,張玉明,虞東旭

        (1.河北省電力勘測設(shè)計(jì)研究院,石家莊 050031;2.華北電力大學(xué),河北 保定 071000)

        在送電線路中,耐張塔承受導(dǎo)、地線張力,在合力作用下會產(chǎn)生一定的撓曲,即向內(nèi)角側(cè)或線路側(cè)方向傾斜。為保證耐張塔在運(yùn)行過程中不產(chǎn)生傾斜,施工及驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定“自立式轉(zhuǎn)角塔及終端塔應(yīng)組立在傾斜平面的基礎(chǔ)上,向受力反方向預(yù)傾斜,預(yù)傾斜值應(yīng)視塔的剛度及受力大小由設(shè)計(jì)確定。架線撓曲后,塔頂端仍不應(yīng)超過鉛垂線而偏向受力側(cè)”。為達(dá)到規(guī)范要求,就要在基礎(chǔ)施工過程中考慮基礎(chǔ)預(yù)偏的問題。

        1 耐張塔受力情況

        假定導(dǎo)、地線與橫擔(dān)軸線夾角為α,前側(cè)受力為T1,后側(cè)受力為T2,如圖1所示,并且T2>T1則:

        橫擔(dān)方向分力(X軸)TX=3T1cosα+3T2cosα

        垂直橫擔(dān)方向分力(Y軸) TY=3T1sinα-3T2sinα

        合力方向角:β=tg-1(TY/TX)

        合力方向的力(T)使耐張塔產(chǎn)生撓度 ,TX使耐張塔向內(nèi)角傾斜,TY使耐張塔向張力大的方向傾斜。耐張塔在長期運(yùn)行情況下存在各種工況的張力,如:正常大風(fēng)工況、覆冰工況、低溫工況等情況。根據(jù)耐張塔受力計(jì)算分析,往往是正常大風(fēng)工況下耐張塔產(chǎn)生的撓曲值最大,這樣只要根據(jù)正常大風(fēng)工況的合力,計(jì)算出預(yù)偏值,完全能滿足工程的需要。

        圖1 耐張塔受力示意

        2 耐張塔基礎(chǔ)的預(yù)偏值

        耐張塔基礎(chǔ)預(yù)偏值計(jì)算如下:

        h=Bf/H或h=Bη‰

        式中:f為設(shè)計(jì)提出的塔身頂面中心點(diǎn)水平偏移值,mm;H為耐張塔全高,mm;B為耐張塔基礎(chǔ)根開;η‰為設(shè)計(jì)提出的基礎(chǔ)頂部預(yù)偏值的千分?jǐn)?shù);h為耐張塔基礎(chǔ)頂部預(yù)偏值,mm。

        耐張塔基礎(chǔ)施工時(shí)要求耐張塔有一個與撓度方向相反、大小相似的預(yù)偏,所以基礎(chǔ)需在2個方向同時(shí)考慮適當(dāng)?shù)念A(yù)偏,如圖2所示。根據(jù)耐張塔預(yù)偏方向及預(yù)偏值h,力TX在C腿、D腿產(chǎn)生的預(yù)偏值為h×cosβ, 力TY在C腿、B腿產(chǎn)生的預(yù)偏值為h× sinβ。為了計(jì)算及施工方便,以A腿中心為坐標(biāo)原點(diǎn),預(yù)偏后A、B、C、D腿中心點(diǎn)坐標(biāo)為A腿坐標(biāo)(0,0,0);B腿坐標(biāo)(0,B,h×sinβ);C腿坐標(biāo)(B,B,h×sinβ+h×cosβ);D腿坐標(biāo)(B,0,h*cosβ)。

        圖2 耐張塔基礎(chǔ)主柱示意

        3 計(jì)算實(shí)例

        3.1 等長腿耐張塔基礎(chǔ)傾斜面

        3.1.1 等長腿耐張塔基礎(chǔ)傾斜面確定

        耐張塔基礎(chǔ)預(yù)偏后,基面還須以4個塔腳的基面處于同一個平面上為原則,使耐張塔組立后塔腳底板與基面之間不產(chǎn)生間隙。

        根據(jù)空間幾何,要保證4個塔腳的基面處于同一個平面,必需滿足任意3點(diǎn)構(gòu)成平面方程公式(以B、C、D三腿坐標(biāo)計(jì)算)。

        化簡后得平面方程:X×h×cosβ+Y×h×

        sinβ-bZ=0。

        基面施工中控制傾斜面可通過確定幾個點(diǎn)的標(biāo)高值來實(shí)現(xiàn),利用基礎(chǔ)傾斜平面方程又可方便地求得基面上各點(diǎn)的標(biāo)高數(shù)值。計(jì)算控制點(diǎn)一般選擇基面的4個角的標(biāo)高值,可先列出其X、Y坐標(biāo)值,然后用下列方程式計(jì)算:

        即Z=( X×h×cosβ+Y×h×sinβ)/b。

        3.1.2 等長腿耐張塔基礎(chǔ)傾斜面計(jì)算

        根據(jù)某工程終端塔的實(shí)際設(shè)計(jì)條件算得基礎(chǔ)根開b為14 000,柱尺寸為1 200,合力角β為60°,預(yù)偏值h為100。各腿的角點(diǎn)坐標(biāo)結(jié)果見表1。

        表1 各腿的角點(diǎn)坐標(biāo)結(jié)果 mm

        續(xù)表

        3.2 全方位長短腿的耐張塔基礎(chǔ)傾斜面

        3.2.1 全方位長短腿耐張塔基礎(chǔ)傾斜面確定

        全方位長短腿的耐張塔,基礎(chǔ)預(yù)偏的計(jì)算要復(fù)雜一些,首先應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)根開尺寸及合力反方向確定計(jì)算基準(zhǔn)點(diǎn),見圖3中的A點(diǎn)。當(dāng)確定整個基礎(chǔ)傾斜面時(shí),4個腿依據(jù)其與基準(zhǔn)點(diǎn)相對位置及高差的不同產(chǎn)生不同的垂直量。即根據(jù)4個腿的X、Y計(jì)算出的Z值加上相對最低點(diǎn)的高差ΔH,即Z=(X×h×cosβ+Y×h×sinβ)/b+ΔH見圖3。

        圖3 全方位長短腿基礎(chǔ)主柱示意

        3.2.2 全方位長短腿的耐張塔基礎(chǔ)傾斜面計(jì)算

        根據(jù)山區(qū)某工程轉(zhuǎn)角塔的實(shí)際設(shè)計(jì)條件算得基礎(chǔ)根開b為15 000,柱尺寸為1 200,合力角β為0°,預(yù)偏值h為100,ΔH為1 200。各腿的角點(diǎn)坐標(biāo)結(jié)果見表2。

        表2 各腿的角點(diǎn)坐標(biāo)結(jié)果

        mm

        3.3 傾斜面驗(yàn)算

        以等長腿結(jié)果為例,根據(jù)空間幾何得知, A腿四角點(diǎn)傾斜面在一平面的條件為:

        故此4個角點(diǎn)在同一個傾斜面上。

        4 結(jié)束語

        通過對基礎(chǔ)傾斜面的計(jì)算分析,送電線路耐張塔基礎(chǔ)的預(yù)偏應(yīng)根據(jù)耐張塔在工程中的實(shí)際使用情況,充分考慮耐張塔受力大小、轉(zhuǎn)角度數(shù)、基礎(chǔ)根開、基礎(chǔ)的高低位置等條件,確定合理的預(yù)偏方向及基礎(chǔ)的預(yù)偏傾斜面,以滿足耐張塔最佳受力狀態(tài),達(dá)到規(guī)范預(yù)偏要求。

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