曹善鵬 劉 瑩 唐鴻洋 王 儒 張書(shū)豪 孫 巍

（遼陽(yáng)市忠旺集團(tuán)有限公司，遼寧 遼陽(yáng) 111003）

1 前言

在電力工程建設(shè)中，電纜橋架是敷設(shè)電纜的重要設(shè)備之一，常見(jiàn)的材質(zhì)有鍍鋅鋼、鋁合金及玻璃鋼[1]。電纜橋架的支撐跨距一般為1.5m-3m[2]，在不便設(shè)置橋架支撐的地方電纜橋架的支撐跨距可達(dá)6m-9m，此時(shí)常用大跨距鋼制電纜橋架解決不便設(shè)置橋架支撐的問(wèn)題。但大跨距鋼制電纜橋架由于自身材料的問(wèn)題，有不耐腐、重量過(guò)重、不便安裝、維護(hù)成本高等缺陷，而這與市場(chǎng)所需的重量輕、強(qiáng)度高、防腐性能好、成本低的電纜橋架相違背[3]，因此有必要開(kāi)發(fā)新的大跨距電纜橋以取代原有的鋼制電纜橋架。

2 新型大跨距鋁合金電纜橋架的斷面設(shè)計(jì)

由于鋁合金的抗彎性能較差，為保證大跨距鋁合金電纜橋架在支撐跨距較大時(shí)仍能保證撓度變形符合標(biāo)準(zhǔn)，且方便生產(chǎn)，該新型大跨距鋁合金電纜橋架設(shè)計(jì)成為分體結(jié)構(gòu)，側(cè)壁采用F型結(jié)構(gòu)，底板采用長(zhǎng)方形內(nèi)加筋的結(jié)構(gòu)，如圖1所示。采用此種結(jié)構(gòu)后，與同種規(guī)格的鋼制大跨距電纜橋架相比重量減輕約32%。

3 建模與模擬

由于該新型大跨距鋁合金電纜橋架的斷面結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，采用CECS-106-2000《鋁合金電纜橋架技術(shù)規(guī)程》中相關(guān)公式計(jì)算校核的結(jié)果與實(shí)際測(cè)試結(jié)果偏差較大，因此，為了獲得該大跨距電纜橋架準(zhǔn)確的校核結(jié)果，本文用三維制圖軟件建立了橋架模型，應(yīng)用模擬分析軟件對(duì)該電纜橋架模型進(jìn)行了模擬分析，具體模擬情況如下。

3.1 建立幾何模型

本文用三維制圖軟件建立了新型大跨距鋁合金電纜橋架的三維模型，如圖2所示。

圖1 新型大跨距鋁合金電纜橋架

圖2 新型大跨距鋁合金電纜橋架的三維模型

3.2 加載條件

該新型大跨距鋁合金電纜橋架的具體加載條件見(jiàn)表1、表2。

表1 底板正向加載條件

表2 側(cè)板正向加載條件

3.3 模擬結(jié)果

經(jīng)模擬分析軟件模擬分析后，獲得如圖3及圖4所示結(jié)果，從這兩個(gè)圖中可以看出應(yīng)力最大點(diǎn)出現(xiàn)在與托臂相接觸的地方，最大應(yīng)力為111.673MPa；撓度最大處出現(xiàn)在橋架中部位置，最大撓度為4.205mm。

圖3 應(yīng)力模擬校核結(jié)果

圖4 位移模擬校核結(jié)果

3.4 結(jié)果分析

6005A-T6的屈服強(qiáng)度為215MPa（空心型材）～225MPa（實(shí)心型材），而本文所設(shè)計(jì)的大跨距鋁合金電纜橋架模擬出的最大應(yīng)力值遠(yuǎn)低于6005A-T6的屈服強(qiáng)度值，因此，該大跨距鋁合金電纜橋架符合強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求。

鋁合金電纜橋架設(shè)計(jì)要求中規(guī)定，鋁合金電纜橋架的變形撓度應(yīng)小于總長(zhǎng)的1/300，按照本文橋架的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，撓度應(yīng)小于20mm。而本文所設(shè)計(jì)的大跨距鋁合金電纜橋架模擬出的最大撓度值遠(yuǎn)低于規(guī)定撓度值，因此，該大跨距鋁合金電纜橋架符合撓度設(shè)計(jì)要求。

由此可見(jiàn)，該種大跨距鋁合金電纜橋架結(jié)構(gòu)是一種切實(shí)可行的結(jié)構(gòu)方案。

4 結(jié)論

本文應(yīng)用模擬分析的方法，對(duì)一種新型大跨距鋁合金電纜橋架進(jìn)行了模擬分析，分析結(jié)果表明：采用了該種結(jié)構(gòu)的大跨距鋁合金電纜橋架不僅滿足了日常工程中的使用要求，還使其相較于普通鋼制電纜橋架減重了約32%，該種大跨距鋁合金電纜橋架結(jié)構(gòu)是一種切實(shí)可行的結(jié)構(gòu)方案。