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关于电缆托架应用复合材料的汇报1. 轨道交通项目中弱电电缆托架使用场合（1）矩形隧道区间低压配电电缆托架布置示意图 （附图一）（2）圆形隧道区间低压配电电缆托架布置示意图 （附图二）（3）马蹄形隧道区间低压配电电缆托架布置示意图 （附图三）（4）车站区间弱电电缆托架布置示意图 （附图四）（5）矩形隧道区间弱电电缆托架布置示意图 （附图五）（6）圆形隧道区间弱电电缆托架布置示意图 （附图六）（7）马蹄形隧道区间弱电电缆托架布置示意图 （附图七）（8）高架区间弱电电缆托架布置图同矩形隧道区间外形图 （附图八）（9）地下区间弱电电缆托架悬挂泄漏同轴电缆布置示意图 （附图九）附图一 矩形隧道区间低压配电电缆托架布置示意图附图二 圆形隧道区间低压配电电缆托架布置示意图附图三 马蹄形隧道区间低压配电电缆托架布置示意图附图四 车站区间弱电电缆托架布置示意图 附图五 矩形隧道区间弱电电缆托架布置示意图附图六 圆形隧道区间弱电电缆托架布置示意图 附图七 马蹄形隧道区间弱电电缆托架布置示意图附图九 地下区间弱电托架悬挂泄漏同轴电缆布置示意图 附图八 高架区间弱电电缆托架示意图2. 目前各地轨道交通单位使用弱电托架的使用种类（1）选用复合材料为基材，通过模压工艺制成复合材料弱电电缆支架，使用单位以广州地铁为代表。图示：图纸与产品图片。圆形隧道区间弱电5层电缆托架车站区间15层弱电电缆托架（2） 以Q195Q235钢材及63x37x4 槽钢为基材通过3mm钢板折弯成槽，经点焊热锌防腐处理的钢制弱电电缆托架。以上海地铁为代表。图示：图纸与产品图片。3层钢电缆托架3. 复合材料电缆托架与钢电缆托架的差异点比较以复合材料与金属材料为基材的托架性能比较序号 支架种类性能钢地铁托架SMC复合材料地铁托架SMC地铁电缆托架的优越性1密度7.80 g/cm3 ，质量重1.75 g/cm3 , 改进型低密度SMC可低到1.35 ，轻质同一规格SMC电缆支架可减重50%；减轻盾构的载荷2承载能力强强设计时，复合托架比钢基材托架有更高的力学要求3耐热性不变软负荷变形温度200完全满足长期耐热条件4耐冷性无低温脆性无低温脆性完全满足长期高寒条件5吸水性不吸水02%（100,24h）完全满足潮湿雨雪条件6防雷性（绝缘性）良导体，须作防雷接地措施绝缘体，无须防雷接地措施 节约了材料成本； 明显减少人工费用7着火危险性不燃 A级难燃 B1级完全满足着火危险性的条件8耐腐蚀自然界中的盐零和酸雨，易引起表面点蚀和应力腐蚀开裂因材料本身特性，不会受任何酸、盐雾和雨水的侵蚀 优越的耐腐蚀性，无须像钢质支架那样 定期的维护费用9耐老化是是/10抗蠕变抗抗/11工艺性承载面和安装配合面均需多道后序加工完成楞角易损伤电缆一次成型全部要精密配合的结合面表面光滑圆顺不损伤电缆优越的工艺性，从而带来加工成本的节省；架设电缆安全性深受施工队欢迎12维护不方便，成本高免维护13安装施工不方便方便快捷14平均使用寿命 年1015年2030年具有很大优势，长寿命、免维护产品15防盗性能具有回收价值，有可能被盗，增加了防盗成本已有被盗案例, 引起隧道内大火, 损失惨重无回收价值无需增加防盗成本16生产能耗的相对指标 假定生产SMC制品能耗为18.81.0符合当前低碳经济，能源节约型社会的要求17环流温升的影响电缆架设使用金属支架时, 电流流经电缆过程会产生磁场, 导致两个支架角钢之间形成磁场闭合回路(环流) 使电缆温度升高, 电流损失加大, 并进一步使环流温度升高. 尤其当电缆通过大电流时, 温度迅速升高, 往往会形成强大的弧光而损毁金属支架.SMC电缆支架无此影响, 更不需要为了输电安全而加粗电缆等措施, 使输电设备的制造成本增大.特别说明一：电缆托架的防火性能设计要求为B1（即难燃材料），复合材料电缆托架已完全能达到要求。（见：六、附广州地铁用复合材料电缆托架技术要求）特别说明二：电缆托架的力学要求，一般单层最大160kg，整体最大载荷为300kg。考虑到复合材料的均质性问题，复合材料电缆托架的力学要求，一般单层最大300kg，整体最大载荷为200kg x 层数，完全满足并超越钢电缆托架的承载能力。4. 复合材料电缆托架与钢电缆托架的价格比较复合材料电缆托架与钢电缆托架的投标价格比较。数据选自广州地铁三北线的中标价与杭州地铁1号线中标价。序号电缆托架名称复合材料电缆托架/单价（元）钢电缆托架/单价（元）1圆形隧道弱电支架5层100982矩形隧道弱电支架5层100983车站弱电支架1161105. 建议增强型复合材料电缆托架强度较高、重量轻、表面光滑摩擦系数小、整体绝缘好、安全环保无毒、防腐蚀、不生锈、使用寿命较长，可在轨道交通弱电系统中做电缆托家用。而且，目前城市轨道交通工程弱电系统已经开始采用复合材料做电缆托架，未来复合材料的发展更具有代表性。所以宁波地铁工程弱电系统可以采用增强型、质量好、性价比高的复合材料做弱电电缆托架。六、附：广州地铁用复合材料电缆托架技术要求6.1工程概况供电系统正线电缆托架采用高性能热固性复合材料，复合材料电缆托架设置范围为全线所有正线轨行区。车站站台板下轨底风道旁设置3层电缆托架。地下区间在行车方向的左侧设置消防疏散平台，在疏散平台下方设置供电系统2层电缆托架。高架区间在行车方向的右侧设置供电系统3层电缆托架。地下区间行车方向的右侧隧道壁设置弱电系统电缆托架（区间为5层，车站为15层），高架区间在行车方向的左侧设置5层弱电系统托架。弱电托架设置范围为全线所有轨行区（包括车站），均采用高性能热固性复合材料。低压配电系统区间电缆托架采用高性能热固性复合材料，复合材料电缆托架设置范围为地下部分区间以及高架部分区间。地下区间在行车方向的左侧设置消防疏散平台，在疏散平台上方2m以上设置低压配电系统2层或者3层电缆托架。6.2 环境条件工作条件： 隧道内、隧道外正常环境温度： 隧道内-5+45；隧道外-5+60（阳光直射）最大风速：35m/s海拔高度： 1000m空气中杂质：二氧化硫、硫酸、盐雾、臭氧、酸雨覆冰厚度： 2mm相对湿度： 30%100%地下水： 呈弱酸、弱碱性振动： f10Hz时，振幅为0.3mm；10Hzf150Hz时，加速度为1m/s2。地震烈度： 7度6.3 采用标准地铁设计规范 (GB 50157-2003)电力工程电缆设计规范 (GB 50217-1994)钢结构设计规范 (GB 50017-2003)材料产烟毒性分级 (GA132-1996)建筑材料燃烧性能分级方法 (GB 8624-1997)建筑材料难燃性试验方法 (GB/T 8625-1988)建筑材料燃烧或分解的烟密度试验方法 (GB/T 8627-1999)玻璃纤维增强塑料燃烧性能试验方法 氧指数法(GB/T 8924-1988)纤维增强塑料结构件失效分析一般程序 (GB/T16778-1997)玻璃纤维增强塑料弯曲性能试验方法 (GB1449-1983)玻璃纤维增强塑料层间剪切强度试验方法 (GB/T1450.1-1983)玻璃纤维增强塑料冲压式剪切强度试验方法(GB/T1450.2-1983)玻璃纤维增强塑料压缩性能试验方法 (GB/T1448-1983)玻璃纤维增强塑料拉伸性能试验方法 (GB/T1447-1983)纤维增强塑料密度和相对密度试验方法(GB/T1463-2005)纤维增强塑料吸水性试验方法(GB/T1462-2005)玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法 (GB/T2577-1989)玻璃纤维增强塑料湿热试验方法 (GB/T2574-1989)玻璃纤维增强塑料耐水性试验方法(GB/T2575-1989)玻璃纤维增强塑料耐水性加速试验方法(GB/T10703-1989)玻璃纤维增强塑料大气暴露试验方法 (GB2573-1993)玻璃纤维增强塑料老化试验方法 (GB2574-1989）塑料弯曲负载热变形温度试验方法(GB/T 1634-2004)非金属固体材料导热系数的测定 (GB/T 10297-1998)漆膜耐热性测定法 （GB/T1735-1979）6.4 技术要求6.4.1材料性能要求表1 电缆支架用复合材料性能要求名称项目单位隧道内隧道外耐久性能使用年限年3025机械性能弯曲强度Mpa220弯曲弹性模量Mpa1.1104压缩强度Mpa80冲击强度kJ/m2150吸水率%0.2耐水试验后弯曲强度保留率%90热性能1501h后弯曲强度保留率%90热变形温度200绝缘性绝缘电阻1.01012防火性能燃烧性能等级级B（不允许有燃烧滴落物引燃滤纸GB86242006）100cm燃烧平均剩余长度cm3515燃烧烟气毒性全不致死浓度mg/L25烟密度SDR3575氧指数32平均烟气温度峰值125200热值MJ/kg6热释放量MJ/m2306.4.1.1以上才能性能要求，必须以所提供的型式试验报告为准，任何一项达不到要求，则视为材料达不到要求；6.4.1.2必须保证材料型式试验所采用的检验品为通过结构荷载型式试验的支架上取样，保证材料性能与力学性能的关联；6.4.1.3隧道外使用电缆支架必须具备抗紫外线的能力，提高耐久性和使用寿命，必须满足3.采用标准所列的相关标准，模拟条件的型式试验报告应不低于6000小时；报告必须为支架整体的报告，不得使用各种涂料的性能代替型式试验报告；6.4.1.4产品材料的密度由生产商提供，并提供每个支架的重量，同种支架的重量误差不得超过5%。6.4.2 产品要求概述6.4.2.1复合材料电缆支架安全系数：连续断面材料设计安全系数不小于 3断面开孔处材料设计安全系数不小于 4考虑施工荷载时材料设计安全系数不小于 26.4.2.2复合材料电缆支架支撑强度按永久荷载与可变荷载进行荷载组合考虑设计，承载力必须满足下式：作用应力许用应力极限强度/安全系数。6.4.2.3复合材料电缆支架刚度要求：支架每层托臂在正常使用状态下容许相对挠度值为1/100。6.4.2.4复合材料电缆支架承载力应满足某一个支架失效后，相邻复合材料电缆支架可承担失效支架的电缆，避免产生电缆从支架坠落，冲击电缆支架体系。6.4.2.5产品设计中应注意材料的各向异性、非匀质性、脆性、离散性及较低的层间剪切、应力应变线性关系破坏等不利因素的影响，充分利用“性能可设计性”来弥补其性能的弱点。6.4.2.6复合材料电缆支架产品设计必须以功能设计为基础，满足使用环境条件（隧道内、隧道外）、使用功能、防火性能、耐久性能、强度和刚度要求、形状和尺寸要求、安全性要求、方便安装及调整。6.4.2.7结构设计应考虑避免以下现象：扭转变形引起垂直纤维方向破坏先于沿纤维方向破坏；高应力区纤维断裂引发临近区域纤维断裂造成破坏；由于冲击荷载而引起的结构分层；在交变荷载作用下疲劳问题；高温和高湿度的联合作用对力学性能的降低；消除和减缓截面和孔的应力集中。提供具体措施，并予以详细说明。6.4.2.8提供复合材料电缆支架防老化（防紫外线）措施和型式试验报告，对于电缆支架使用寿命提供权威机构测试报告。6.4.2.9产品结构设计必须满足功能设计的尺寸、形状要求，并设计构件截面、细部尺寸和产品中各零部件的连接等。6.4.2.10复合材料电缆支架，托臂可根据现场需要进行切割。6.4.2.11架托臂的外形需满足电缆刚性卡子固定和接地扁钢固定的需要。同时，应提供电缆在托臂上电缆刚性卡子和接地扁钢固定的实现方法，如在托臂上开孔固定或其它固定措施。6.4.2.12缆支架固定用螺栓数量及位置生产商提供方案，客户确认。每个支架从上往下第一个安装螺栓孔为圆孔。6.4.2.13用于圆形和马蹄形的电缆支架，其立柱的弧度应和土建结构相吻合。由于隧道误差，供货范围应包含支架立柱与土建结构缝隙间的支撑垫，不单独报价，包含在总价中。详细规格在设计联络时确定。6.4.2.14下区间强电电缆支架上层固定用螺栓与疏散平台支撑共用螺栓，所有电缆支架立柱长度设计时应考虑安装需要的长度。6.4.2.15下区间弱电电缆支架最上层托臂和最下层托臂需加装通信用泄漏同轴电缆，应设计相应的安装形式，详见附图十五。6.4.3 荷载要求6.4.3.1电缆支架支撑强度必须按电缆安装施工及运营过程中的受荷情况组合考虑设计，支架上的荷载分永久荷载和可变荷载。永久荷载：电缆及安装附属件总荷重。可变荷载：施工时可变荷载为电缆敷设时施工荷载，考虑水平及垂直作用力同时作用于托臂末端；运营时可变荷载为活塞风荷载，检修维护施工荷载。6.4.3.2复合材料电缆支架必须考虑的四种受荷工况：工况一：电缆敷设施工时永久荷载考虑电缆及安装附属件荷重，施工荷载考虑水平及垂直力同时集中作用在托臂末端（即模拟450斜拉）。工况二：地铁正常运营时在支架上实际电缆自重和风荷载作用在电缆上的荷载进行组合。工况三：运营检修时按在支架上实际电缆自重和检修维护荷载组合。工况四：地铁运营时在支架上实际电缆自重和电缆故障（短路时）产生的电动力作用在支架上的荷载进行组合。（可包含在其他工况中）表3 弱电电缆支架荷载工况表（每一层托臂）弱电支架工况荷载托臂长度 (m)集中荷载 (kN)集中荷载作用点到托臂根部距离(m)安全系数n15层托臂92mm工况1电缆自重0.060.20.0483垂直施工荷载0.060.20.0482横向水平施工荷载0.060.30.0482工况2电缆自重0.060.20.0483活塞风0.060.420.0482工况3电缆自重0.060.20.0483检修维护荷载0.060.40.0482地下段5层托臂310mm、300mm工况1电缆自重0.250.350.123垂直施工荷载0.250.40.252横向水平施工荷载0.250.30.252工况2电缆自重0.250.350.123活塞风0.250.420.152工况3电缆自重0.250.350.123检修维护荷载0.250.90.252高架段5层托臂250mm工况1电缆自重0.250.350.123垂直施工荷载0.250.320.252横