10KV电杆承载力计算.doc
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10kV电杆校验计算说明书
一、工程概况
本工程为10kV3回架空电力线路工程,采用单杆直线电杆,电杆高度15m,由上下两节组成,上面一节长9m,下面一节长为6m,埋深2m,导线采用JKLGYJ-185/10型,档距为70m,主杆顶径为,底径为,壁厚为50mm。
杆柱混凝土为C30级,钢筋采用12的Ⅰ级光圆钢筋。
二、结构计算依据
(1)《输电杆塔及基础设计》(陈祥和、刘在国)
(2)《架空输电线路设计》(孟遂民、孔伟)
(3)《66kV及以下架空电力线路设计规范》(GB50061-2010)
三、结构荷载取值
1.导线的计算参数
JKLGYJ-185/10型导线的截面面积:
210.93mm2,单位质量1016.37kg/km
2.导线无冰风压综合比载:
;
3.导线垂直综合比载:
;
四、结构静力计算分析
1、荷载分析
(1)运行情况:
直线杆塔第一种荷载组合情况为最大设计风速、无冰、未断线。
a、导线重力:
b、导线风压:
(2)断线情况:
断一根导线的荷载组合情况为无冰、无风。
导线重力:
未断导线相:
断上导线相:
断线张力:
JKLGYJ-185/10型导线计算拉断力为,
故导线最大使用张力为
导线最大使用张力百分比为35%,则
(3)安装情况Ⅰ:
起吊上导线,荷载组合情况为有相应风,无冰。
导线重力:
导线风压:
挂上导线时,导线越过下横担须向外拉开,其拉力与水平线的夹角为20°,并假设上下横担间导线水平拉开1.3m。
,则
,得
,则
得
联立上面两式可得,
引起的垂直荷载和横向荷载为:
(4)安装情况Ⅱ:
起吊下导线。
正在起吊下导线时下横担处的总重力为:
(5)杆身风压计算
根据已知条件:
风压高度变化系数取,构件体形系数取,杆塔风荷载调整系数取。
1)正常情况大风时
上横担处单位长度杆身风压为:
中横担处单位长度杆身风压为:
下横担处单位长度杆身风压为:
电杆接头处单位长度杆身风压为:
地面处单位长度杆身风压为:
2)安装情况
上横担处单位长度杆身风压为:
中横担处单位长度杆身风压为:
下横担处单位长度杆身风压为:
电杆接头处单位长度杆身风压为:
地面处单位长度杆身风压为:
2、正常情况下的弯矩计算
(1)运行情况(大风)
杆头荷载如下图(a)所示,截面1、2、3、4、5处的弯矩为:
(2)断上导线情况
因为断上导线对杆身产生的弯矩比断下导线要大得多(即断上导线起控制作用),故只计算断上导线时杆柱的弯矩。
首先计算断导线时的设计荷载,
断导线张力为:
横担转动后断线张力为:
嵌固点处的弯矩为:
据配筋图可知电杆通常布置竖向钢筋1212,电杆采用C30级混凝土,,π,,,,,,
所配钢筋能承担的弯矩为:
故电杆配筋能满足电杆断上导线在嵌固点处产生的弯矩要求,但不能满足大风情况电杆的弯矩要求。
(3)电杆在安装导线时的强度验算
根据导线安装情况时引起的荷载对杆柱进行强度验算,即检查杆柱在安装荷载作用下各处弯矩是否满足配筋的抵抗弯矩,安装导线时杆头设计荷载如图(c)、(d)所示。
Ⅰ、安装上导线时各处的弯矩为:
Ⅱ、安装下导线时各处的弯矩为:
安装时产生的最大弯矩,,
(4)电杆正常情况运行的裂缝宽度验算
结合实际情况知,电杆配筋图的嵌固点处配置1212光面Ⅰ级钢筋,采用4Ⅰ级螺旋钢筋,螺距为S=50mm。
电杆根部,,,
π,,
,,光面钢筋
a、验算裂缝宽度应采用弯矩标准值(即荷载标准值引起的弯矩)
,
b、计算开裂弯矩
c、计算裂缝宽度
故电杆的裂缝宽度不能满足容许裂缝宽度要求。