一种索道式跨越架承载绳受力计算方法技术

本发明专利技术涉及一种索道式跨越架承载绳受力计算方法。该方法：首先，建立索道式跨越架承载绳受力模型；然后，根据现有孤立档电线弧垂计算公式及孤立档电线应力状态方程推导出索道式跨越架承载绳的弧垂、水平应力及水平张力，从而完成索道式跨越架承载绳的受力计算。本发明专利技术方法通过计算索道式跨越架的承载绳张力、危险点弧垂，使索道式跨越架施工的工器具配置有依据、安全有保证。

【技术实现步骤摘要】
一种索道式跨越架承载绳受力计算方法
本专利技术涉及一种索道式跨越架承载绳受力计算方法。
技术介绍
由于我国的社会经济不断发展，交通道路和电力线路间；电力线路间的走廊纵横交错，交通运输繁忙及供电可靠性的要求日益提高，新建送电线路或旧线路改造交叉跨越施工大多数需要采用不封闭交通道路或带电跨越电力线施工，但施工现场地形条件限制无法采取传统搭设跨越架的形式进行跨越施工，大多数适合采用较大跨距的索道式跨越架形式进行跨越施工。为了解掌握索道承载绳的受力状态及合理选择工器具确保跨越施工安全，需要准确计算承载绳在各种状态下的力学数据，本文利用电力工程高压送电线路关于具有非均布（n个集中）荷载的孤立档导线应力、弧垂计算公式，推导出索道式跨越架的承载绳张力、危险点弧垂的计算公式，以供施工方案设计计算。如图1所示为现有两侧相同绝缘子串间n个集中荷载计算模型图，电力输电线路中孤立档结构方式是两端为耐张铁塔，导线两侧经绝缘子串与铁塔连接，当孤立档间导线上加载单个或多个集中荷载时导线的弧垂和张力就会发生变化，因此需要计算有了集中荷载时导线是否安全（如导线上有施工人员或飞车时）；索道式跨越架结构方式是两端为钢管跨越架或利用新建线路（跨越处两侧）的铁塔上设置临时固定承载绳的横担来固定承载绳，然后封网装置通过滑车倒挂在承载绳上，使承载绳承受单个或多个集中荷载，这两种受力状态极为相似，因此可以利用孤立档导线承受单个或多个集中荷载应力、弧垂计算公式推导出索道式跨越架的承载绳受力计算公式。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种索道式跨越架承载绳受力计算方法，该方法通过计算索道式跨越架的承载绳张力、危险点弧垂，使索道式跨越架施工的工器具配置有依据、安全有保证。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种索道式跨越架承载绳受力计算方法，包括如下步骤，步骤S1：建立索道式跨越架承载绳受力模型，该承载绳受力情况可视为电力输电线路中孤立档两端没有绝缘子串，且封网荷载分布在倒挂滑车与承载绳接触点上n个集中荷载的情况；步骤S2：求索道式跨越架承载绳在任意点处的弧垂：孤立档导线弧垂计算公式为：当≦x≦a1时，fx=+当ai-1≦x≦ai时，fx=+当an≦x≦时，fx=+上述公式中，a、b分别为集中荷载距左右两端悬挂点的水平距离，且a=l-b；a取a1、a2……ai、an，a1、a2……ai、an分别为n个集中荷载与左悬挂点的水平距离；b取b1、b2……bi、bn，b1、b2……bi、bn分别为n个集中荷载与右悬挂点的水平距离；x为任意点与左端悬挂点的水平距离；因索道式跨越架跨越处条件满足ai-1≦x≦ai，且由于孤立档两端没有绝缘子串的情况下，，故而根据上述孤立档电线弧垂计算公式，可得索道式跨越架承载绳在任意点处的弧垂计算公式：fx=+步骤S3：求索道式跨越架承载绳水平应力：孤立档导线应力状态方程：=Kn该应力状态方程中K值计算公式为：K=｛｝因施工时承载绳温度无变化，即tm=tn；将tm-tn=0及，分别代入上述两式，此时l1=l，可得索道式跨越架承载绳水平应力计算公式及应力状态方程式中的K值计算公式如下所示：=KnK=｛｝步骤S4：求索道式跨越架承载绳水平张力，由此完成索道式跨越架承载绳的受力计算；其中，fx为距左悬挂点水平距离为x处的导线或承载绳弧垂，为左右两悬挂点的高差角，为导线或承载绳水平应力，为档距，为绝缘子串水平投影长度，为绝缘子串长度，为导线或承载绳比载，为绝缘子串比载，G为绝缘子串荷载，A为导线或承载绳截面面积，Q为集中荷载，q=Q/A为集中荷载的单位截面荷载，、分别为已知情况和待求情况的导线或承载绳的水平应力，、E分别为导线或承载绳的温度线膨胀系数和弹性系数，Km、Kn分别为已知情况和待求情况的K值，K即导线或承载绳的线长参数，tm、tn分别为已知情况和待求情况的气温，l1为导线或承载绳所占档距长，为导线或承载绳单位截面上的荷载，为导线或承载绳水平投影比载。相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术方法通过计算索道式跨越架的承载绳张力、危险点弧垂，使索道式跨越架施工的工器具配置有依据、安全有保证。附图说明图1为现有两侧相同绝缘子串间n个集中荷载计算模型图。图2为本专利技术索道式跨越架承载绳受力计算模型图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的技术方案进行具体说明。如图2所示，本专利技术的一种索道式跨越架承载绳受力计算方法，包括如下步骤，步骤S1：建立索道式跨越架承载绳受力模型，该承载绳受力情况可视为电力输电线路中孤立档两端没有绝缘子串，且封网荷载分布在倒挂滑车与承载绳接触点上n个集中荷载的情况；步骤S2：求索道式跨越架承载绳在任意点处的弧垂：孤立档导线弧垂计算公式为：当≦x≦a1时，fx=+当ai-1≦x≦ai时，fx=+当an≦x≦时，fx=+上述公式中，a、b分别为集中荷载距左右两端悬挂点的水平距离，且a=l-b；a取a1、a2……ai、an，a1、a2……ai、an分别为n个集中荷载与左悬挂点的水平距离；b取b1、b2……bi、bn，b1、b2……bi、bn分别为n个集中荷载与右悬挂点的水平距离；x为任意点与左端悬挂点的水平距离；因索道式跨越架跨越处条件满足ai-1≦x≦ai，且由于孤立档两端没有绝缘子串的情况下，，故而根据上述孤立档电线弧垂计算公式，可得索道式跨越架承载绳在任意点处的弧垂计算公式：fx=+步骤S3：求索道式跨越架承载绳水平应力：孤立档导线应力状态方程：=Kn该应力状态方程中K值计算公式为：K=｛因施工时承载绳温度无变化，即tm=tn；将tm-tn=0及，分别代入上述两式，此时l1=l，可得索道式跨越架承载绳水平应力计算公式及应力状态方程式中的K值计算公式如下所示：=KnK=｛｝步骤S4：求索道式跨越架承载绳水平张力，由此完成索道式跨越架承载绳的受力计算；其中，fx为距左悬挂点（C点）水平距离为x处的导线或承载绳弧垂，为左右两悬挂点（C、D点）的高差角，为导线或承载绳水平应力，为档距，为绝缘子串水平投影长度，为绝缘子串长度，为导线或承载绳比载，为绝缘子串比载，G为绝缘子串荷载，A为导线或承载绳截面面积，Q为集中荷载，q=Q/A为集中荷载的单位截面荷载，、分别为已知情况和待求情况的导线或承载绳的水平应力，、E分别为导线或承载绳的温度线膨胀系数和弹性系数，Km、Kn分别为已知情况和待求情况的K值，K即导线或承载绳的线长参数，tm、tn分别为已知情况和待求情况的气温，l1为导线或承载绳所占档距长，为导线或承载绳单位截面上的荷载，为导线或承载绳水平投影比载。由上述各步骤可以得出：索道式跨越架承载绳张力及任意处的弧垂计算公式如下：1、索道式跨越架承载绳在任意点处的弧垂计算公式：fx=+（当ai-1≦x≦ai）其中，a、b分别为集中荷载距左右两端悬挂点的水平距离，且a=l-b；a取a1、a2……ai、an，a1、a2……ai、an分别为n个集中荷载与左悬挂点的水平距离；b取b1、b2……bi、bn，b1、b2……bi、bn分别为n个集中荷载与右悬挂点的水平距离；x为任意点与左端悬挂点的水平距离；2、应力状态方程式中的K值计算公式：K=｛｝3、索道式跨越架承载绳水平应力计算公式：=Kn4、索道式跨越架承载绳水平张力计算公式：公式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种索道式跨越架承载绳受力计算方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤S1：建立索道式跨越架承载绳受力模型，该承载绳受力情况可视为电力输电线路中孤立档两端没有绝缘子串，且封网荷载分布在倒挂滑车与承载绳接触点上n个集中荷载的情况；步骤S2：求索道式跨越架承载绳在任意点处的弧垂：孤立档导线弧垂计算公式为：当≦x≦a1时， fx=+当ai‑1≦x≦ai时，fx=+当an≦x≦时，fx=+上述公式中，a、b分别为集中荷载距左右两端悬挂点的水平距离，且a=l‑b；a取a1、a2……ai、an，a1、a2……ai、an分别为n个集中荷载与左悬挂点的水平距离；b取b1、b2……bi、bn，b1、b2……bi、bn分别为n个集中荷载与右悬挂点的水平距离；x为任意点与左端悬挂点的水平距离；因索道式跨越架跨越处条件满足ai‑1≦x≦ai，且由于孤立档两端没有绝缘子串的情况下，，故而根据上述孤立档电线弧垂计算公式，可得索道式跨越架承载绳在任意点处的弧垂计算公式：fx=+步骤S3：求索道式跨越架承载绳水平应力：孤立档导线应力状态方程：=Kn该应力状态方程中K值计算公式为：K=｛｝因施工时承载绳温度无变化，即tm =tn；将tm‑tn=0及，分别代入上述两式，此时l1=l，可得索道式跨越架承载绳水平应力计算公式及应力状态方程式中的K值计算公式如下所示：=KnK=｛｝步骤S4：求索道式跨越架承载绳水平张力，由此完成索道式跨越架承载绳的受力计算；其中，fx为距左悬挂点水平距离为x处的导线或承载绳弧垂，为左右两悬挂点的高差角，为导线或承载绳水平应力，为档距，为绝缘子串水平投影长度，为绝缘子串长度，为导线或承载绳比载，为绝缘子串比载，G为绝缘子串荷载，A为导线或承载绳截面面积，Q为集中荷载，q=Q/A为集中荷载的单位截面荷载，、分别为已知情况和待求情况的导线或承载绳的水平应力，、E分别为导线或承载绳的温度线膨胀系数和弹性系数，Km、Kn分别为已知情况和待求情况的K值，K即导线或承载绳的线长参数，tm、tn分别为已知情况和待求情况的气温，l1为导线或承载绳所占档距长，为导线或承载绳单位截面上的荷载，为导线或承载绳水平投影比载。...

【技术特征摘要】
1.一种索道式跨越架承载绳受力计算方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤S1：建立索道式跨越架承载绳受力模型，该承载绳受力情况可视为电力输电线路中孤立档两端没有绝缘子串，且封网荷载分布在倒挂滑车与承载绳接触点上n个集中荷载的情况；步骤S2：求索道式跨越架承载绳在任意点处的弧垂：孤立档导线弧垂计算公式为：当λ0≦x≦a1时，当ai-1≦x≦ai时，当an≦x≦l-λ0时，上述公式中，a、b分别为集中荷载距左右两端悬挂点的水平距离，且a＝l-b；a取a1、a2……ai、an，a1、a2……ai、an分别为n个集中荷载与左悬挂点的水平距离；b取b1、b2……bi、bn，b1、b2……bi、bn分别为n个集中荷载与右悬挂点的水平距离；x为任意点与左端悬挂点的水平距离；因索道式跨越架跨越处条件满足ai-1≦x≦ai，且由于孤立档两端没有绝缘子串的情况下，λ0＝0，故而根据上述孤立档电线弧垂计算公式，可得索道式跨越架承载绳在任意点处的弧垂计算公式：步骤S3：求索道式跨越架承载绳水平应力：孤立档导线应力状态方程：该应力状态方程中K值计算公式为：

【专利技术属性】
技术研发人员：林忠钦，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网福建省电力有限公司，福建省送变电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11