線路運(yùn)行與檢修桿塔機(jī)械力學(xué)特性技術(shù)問答題

1、線路運(yùn)行與檢修桿塔機(jī)械力學(xué)特性技術(shù)問答題 362架空送電線路的桿塔承受哪些力的作用? 桿塔作為送電線路支持物受力極為復(fù)雜，在正常情況下，承受導(dǎo)線避、雷線、絕緣子垂直壓力；受風(fēng)荷載，角度荷載，線路橫向的水平拉力；順線路方向的不平衡張力；在安裝、檢查時(shí)受承受起吊，安裝荷載和附加荷重。在事故時(shí)要承受斷線張力，上述這些作用統(tǒng)稱為桿塔荷載。 363試述桿塔荷載的計(jì)算方法。 (1)導(dǎo)地線的垂直荷載 無冰時(shí) G=g1SL2+GJx(N)覆冰時(shí) G=g3SL2+gJx；(N)式中g(shù)1、g3導(dǎo)地線自重比載及覆冰時(shí)的垂直比載，Nmmm2； GJX絕緣子及金具質(zhì)量，N； GJX絕緣子及金具覆冰重量； L2垂直檔距，

2、m； S導(dǎo)線截面積。 (2)導(dǎo)地線水平荷載 D=KdLpV2sin2/16=g4SLpsin2 式中風(fēng)向與線路方向夾角； g4導(dǎo)地線風(fēng)荷比載，Nmmm2； Lp水平檔距，m； 風(fēng)速不均勻系數(shù)； K空氣動(dòng)力系數(shù)； d導(dǎo)線直徑。 (3)角度荷載與不平衡張力 角度荷載 TJ=(T1+T2)sin(N) 不平衡張力 T=(T1-T2)cos(N)線路轉(zhuǎn)角度數(shù)； T1-T2轉(zhuǎn)角桿兩側(cè)張力。 耐張鐵塔斷線張力按最大張力的70計(jì)算，避雷線最大張力按80計(jì)算。電桿根據(jù)導(dǎo)線型號(hào)不同取最大張力的3040。 364自立式拔稍桿應(yīng)進(jìn)行哪些情況下的內(nèi)力及變形計(jì)算? (1)正常情況下內(nèi)力計(jì)算。主要是在控制氣象條件下，計(jì)算

3、主桿分段處及桿內(nèi)抽筋處的彎矩，相應(yīng)截面的剪力，主桿按純彎構(gòu)件計(jì)算配筋，并沿圓截面均勻布置。 (2)事故情況下內(nèi)力計(jì)算。事故斷線后，在桿身產(chǎn)生彎矩、扭矩?？紤]斷線時(shí)，主桿桿頂撓曲后張力變化而產(chǎn)生的地線支持力。最大地線支持力，對(duì)電桿上部會(huì)產(chǎn)生較大彎距，而地線支持力最小時(shí)，則對(duì)電桿根部嵌固點(diǎn)處會(huì)產(chǎn)生較大彎距，計(jì)算中需考慮這兩種不同情況的組合。不架設(shè)地線的拔梢單桿，在斷導(dǎo)線時(shí)，其受力狀態(tài)如同一懸臂梁，對(duì)主桿不僅產(chǎn)生彎曲，同時(shí)產(chǎn)生扭矩與剪力。 (3)安裝情況的內(nèi)力計(jì)算。主要考慮雙倍起吊導(dǎo)線及附加荷載，其彎矩對(duì)主桿不起控制作用，另外要對(duì)橫擔(dān)及吊桿進(jìn)行強(qiáng)度與穩(wěn)定計(jì)算。 (4)撓度計(jì)算?？蓪⒄麄€(gè)混凝土桿視為一

4、個(gè)一端固定的懸臂梁，其嵌固點(diǎn)近似取電桿埋深距地面13處，計(jì)算目的是核算運(yùn)行情況下的傾斜值；同時(shí)計(jì)算由于電桿變形而對(duì)主桿產(chǎn)生的附加彎矩。桿頂?shù)目倱隙?在水平力作用下的桿頂撓度+在水平力作用下，由于土壤壓縮變形引起的桿身再變位。 365在直線桿塔上為什么必須考慮縱向不平衡張力? 線路架設(shè)在直線桿塔上，當(dāng)氣象條件改變或?qū)Ь€斷線時(shí)，由于檔距、高差、荷載等的作用均能產(chǎn)生斷線張力和不平衡張力、這種不平衡張力影響桿塔強(qiáng)度使桿塔受力傾斜，使絕緣子串偏移，導(dǎo)線與桿塔構(gòu)件的電氣問隙發(fā)生變化，所以在設(shè)計(jì)時(shí)必須要計(jì)算斷線或一定氣象條件下的縱向不平衡張力。 366直線桿塔斷線時(shí)，應(yīng)如何確定斷線張力? 經(jīng)驗(yàn)和調(diào)查資料表明

5、，高壓線路斷線事故很少，沒有什么規(guī)律可循，而且導(dǎo)線截面越大，斷線概率越小，用復(fù)雜的理論計(jì)算斷線張力沒有必要，所以規(guī)程作了如下規(guī)定： (1)斷一根導(dǎo)線、而地線未斷且無風(fēng)、無冰時(shí)，單導(dǎo)線斷線桿塔張力按表4-1所列數(shù)據(jù)使用。 表4-1 單導(dǎo)線斷線張力鋼芯線鋁絞線截面(mm2)斷線張力(最大使用張力百分?jǐn)?shù))鋼筋混凝土電桿及拉線鐵塔鐵塔大跨越桿塔95及以下304060120185354060240及以上405060 兩分裂導(dǎo)線斷線張力，對(duì)于平地應(yīng)取一根導(dǎo)線最大使用張力的40，對(duì)于山地區(qū)取50。 (2)一根避雷線斷線，不平衡張力按最大使用張力的1520，拉線鐵塔為30，自立塔為50。 367直線門型雙桿應(yīng)

6、進(jìn)行哪些內(nèi)力計(jì)算? 直線門型桿有無叉梁和有又梁兩種結(jié)構(gòu)形式，要在以下兩種情況下，進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。 (1)正常情況下。無叉梁門型桿在正常及事故情況下可按分配值直接計(jì)算各點(diǎn)的力矩，主桿按受彎構(gòu)件計(jì)算，有叉梁的門型雙桿是一種超靜定結(jié)構(gòu)，首先要求出叉梁下部固定點(diǎn)與主桿嵌固點(diǎn)之間的零力矩點(diǎn)后，再對(duì)主桿進(jìn)行受彎、受壓及上拔力的驗(yàn)算。 (2)事故情況下。無地線的門型在斷導(dǎo)線時(shí)可按分配數(shù)值直接計(jì)算各點(diǎn)的力矩，按受彎構(gòu)件選擇截面配筋，有地線的門型桿，在斷導(dǎo)線情況下，考慮地線支持力的作用，然后按受彎構(gòu)件計(jì)算。 368鋼筋混凝構(gòu)件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)安全系數(shù)是如何規(guī)定的? 普通鋼筋混凝構(gòu)件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)安全系數(shù)K1.7，預(yù)應(yīng)力鋼筋

7、混凝土構(gòu)件系數(shù)1.8，預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土電桿抗裂安全系數(shù)墨10，部分預(yù)應(yīng)力混凝土桿抗裂安全系數(shù)1.0Kf0.7。按抗壓度計(jì)算的受拉、受彎構(gòu)件，強(qiáng)度設(shè)計(jì)安全系數(shù)為2.65。 369環(huán)形截面鋼筋混凝土構(gòu)件，對(duì)主筋和混凝土強(qiáng)度有何要求? 見表4-2和表4-3。表4-2 預(yù)應(yīng)力混凝土環(huán)形截面受彎構(gòu)件常用管徑的最小配筋量鋼筋標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度最小配筋量 （N/cm2）管徑（mm）65000850001500002006666652501068685300126lO686350166126106400186166126550286226166注 主筋直徑5mm，主筋間距10mm，主筋凈距30mm，鋼筋直徑12mm，主

8、 筋根數(shù)不應(yīng)少于6根。表4-3 鋼筋混凝土環(huán)形截面受彎構(gòu)件常用管徑的最小配筋量管徑(mm)200250300350400最小配筋量610lOlO121214121612注 1主筋直徑10mm，間距70mm，根數(shù)6根； 2主筋凈距30mm，主筋直徑20mm。 370桿塔在選型方面應(yīng)注意哪幾方面問題? (1)應(yīng)綜合考慮運(yùn)行安全、維護(hù)方便和節(jié)約投資，同時(shí)也要注意施工、運(yùn)輸和制造條件。 (2)在覆冰15mm及以上氣象條件的地區(qū)，不宜采用導(dǎo)線非對(duì)稱排列的單柱拉線桿塔或無拉線單桿。 (3)在檢修困難的山區(qū)，重冰區(qū)以及兩側(cè)檔距或標(biāo)高相差過大的地方，不應(yīng)使用轉(zhuǎn)動(dòng)橫擔(dān)和變形橫擔(dān)。 (4)在一條線路中，應(yīng)盡量減少

9、桿塔的種類和規(guī)格型號(hào)。 (5)為減少對(duì)農(nóng)業(yè)耕作的影響，少占農(nóng)田。一般llOkV及以上的送電線路應(yīng)盡量少用帶拉線的直線型桿塔。 371桿塔選用時(shí)應(yīng)考慮哪些因素? 有以下四種：桿塔高度；桿塔強(qiáng)度；桿塔允許線間距離；轉(zhuǎn)角桿塔。 372桿塔荷載有哪些? 桿塔荷載包括導(dǎo)線和地線作用到桿塔上的荷載、桿塔自身荷載和安裝荷載三部分。這些荷載可以分解為垂直荷載、橫向荷載、縱向荷載三個(gè)分量。 373桿塔垂直荷載有哪些? 桿塔垂直荷載包括：導(dǎo)地線、絕緣子、金具及其他附件的質(zhì)量和覆冰時(shí)的冰重；桿塔的自重和覆冰時(shí)的冰重以及附加荷重；拉線桿塔的拉線下壓力。 374桿塔橫、縱向水平荷載包括哪些? 橫向荷載有：導(dǎo)地線、絕緣子

10、、金具及其他附件所受的風(fēng)壓；桿塔本身所受風(fēng)壓；轉(zhuǎn)角桿上導(dǎo)地線張力的角度荷重，其值為P=2TQ/2式中T導(dǎo)地線的張力，N； Q線路轉(zhuǎn)角度數(shù)，()； P角度力，N。 此外，還應(yīng)考慮以下兩種風(fēng)向?qū)v、橫向荷載的影響：風(fēng)向與線路方向的夾角成60或45；風(fēng)向與線路方向相同。 縱向荷載主要指導(dǎo)地線在運(yùn)行情況下的不平衡張力和安裝情況下的緊線張力，具體有：直線桿塔兩側(cè)的檔距不同或懸掛點(diǎn)不等高時(shí)，導(dǎo)地線產(chǎn)生的不平衡張力；直線桿塔兩側(cè)導(dǎo)地線覆冰或不均勻脫冰時(shí)的不平衡張力；轉(zhuǎn)角、耐張桿塔兩側(cè)代表檔距不相等時(shí)，導(dǎo)地線的不平衡張力；終端桿塔在變電站側(cè)的導(dǎo)地線為松弛張力，非變電站側(cè)為正常張力，此二張力差所產(chǎn)生的不平衡張力

11、；在直線桿塔上架設(shè)導(dǎo)地線(如采用飛車)時(shí)產(chǎn)生的不平衡張力；導(dǎo)地線斷線時(shí)的張力；直線桿塔在斷導(dǎo)線時(shí)地線所產(chǎn)生的支持力；由于施工誤差而造成導(dǎo)地線在耐張、轉(zhuǎn)角桿塔兩側(cè)產(chǎn)生的不平衡張力。 375普通鋼筋混凝土電桿構(gòu)件需進(jìn)行哪幾方面的強(qiáng)度計(jì)算? 一般情況下需進(jìn)行以下七方面強(qiáng)度計(jì)算： (1)軸心受拉構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算； (2)軸心受壓構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算； (3)受彎構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算； (4)偏心受壓構(gòu)件及壓彎構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算； (5)剪切和扭轉(zhuǎn)計(jì)算； (6)環(huán)形截面電桿剛度計(jì)算； (7)環(huán)形截面受彎構(gòu)件的抗裂性計(jì)算。 376已知環(huán)形截面等徑電桿的外徑D=30cm，內(nèi)徑d=20cm，混凝土桿號(hào)為C25。鋼筋為I級(jí)鋼筋(A3

12、)，縱筋配筋為，F(xiàn)g=1357cm2，配置在桿壁厚度的中央ra=（r1+r2）/2=125(cm)，電桿的計(jì)算彎距M=2(tm)，試問該桿是否安全可靠? 解：查表得C25號(hào)混凝土的RW=220kg/cm2，I級(jí)鋼筋Ra=2400kgcm2。 環(huán)形截面積 Fh=(D2-d2)/4=3.14(302-202)/4 =3927(cm2) 得出電桿受彎時(shí)的極限彎距MJ=1RwFh(r1+r2)2+(Rg+Rg)Fgra/sinRgFg/RwFn（Rg+Rg）Fg =12.5392.7220+2240013.57sin =376810-5(kgcm) =3768(Tm) 由于MJ=kM，所以M=MJ/K

13、=3.768/1.7=2.216(Tm)M=2(Tm) 答：由以上計(jì)算可以得出該桿是安全可靠的。 377目前鐵塔塔身的內(nèi)力計(jì)算有哪些? (1)塔身受彎計(jì)算。 (2)塔身受扭計(jì)算。 378鐵塔內(nèi)力計(jì)算時(shí)有哪些假定? (1)將空問立體桁架，假定分解為平面桁架。 (2)假定桁架節(jié)點(diǎn)都是理想鉸接，構(gòu)件軸線假設(shè)在一平面上，且匯交于一點(diǎn)。 (3)輔助材按非受力材考慮，由長(zhǎng)細(xì)比確定其規(guī)格。 (4)由于鐵塔撓度所產(chǎn)生附加彎距很小，可以不計(jì)。 (5)塔腿與基礎(chǔ)連接假定為不可移動(dòng)鉸接。 (6)將動(dòng)荷載或沖擊荷載用荷載系數(shù)來計(jì)算。 379怎樣用截面法計(jì)算鐵塔桿件內(nèi)力? 將擬計(jì)算桿件內(nèi)力的桁架截成兩部分，根據(jù)力矩平衡

14、原理，移走一部分，研究留下一部分，列出力矩方程求解。但一次截取未知內(nèi)力桿件數(shù)，不應(yīng)超過三個(gè)。在求任意一桿內(nèi)力時(shí)，取另外兩桿交點(diǎn)為力矩中心，用各桿的內(nèi)力代替移去部分對(duì)留下部分的作用，計(jì)算的內(nèi)力為正時(shí)表拉桿；內(nèi)力為負(fù)時(shí)表壓桿。 380鐵塔桿件的允許長(zhǎng)細(xì)比是怎樣規(guī)定的? 主材和塔腿受壓斜材長(zhǎng)細(xì)比為150；其它受壓材為220；輔助材為250；受拉材為400。 381目前鐵塔塔頭的內(nèi)力計(jì)算有哪些? (1)單柱塔塔頭的內(nèi)力計(jì)算 1)橫擔(dān)與塔身連接處橫擔(dān)內(nèi)力計(jì)算； 2)塔頭主柱斜材內(nèi)力計(jì)算； 3)導(dǎo)線橫擔(dān)及避雷線頂架的內(nèi)力計(jì)算； (2)酒杯型塔頭內(nèi)力計(jì)算： 1)受鐵塔正面承受垂直荷重、側(cè)向風(fēng)壓及角度荷載的內(nèi)力計(jì)算； 2)事故情況下的