110kV构架吊装技术参数计算书10.16.doc

110kV西坡（城北）变电站工程 110kV构架吊装技术参数计算书110kV西坡（城北）变电站工程 110kV构架吊装技术参数计算书永昌县金兴电力工程有限责任公司110kV西坡（城北）变电站工程项目部永昌县金兴电力工程有限责任公司110kV西坡（城北）变电站工程施工项目部 批 准： 年 月 日审 核： 年 月 日编 写： 年 月 日目录一、构架柱吊点计算-1二、 人字构架柱吊点计算-4三、 钢梁稳定性计算-5 附表-7110kV构架吊装技术参数计算书一、构架柱吊点计算选择有代表性的柱Z-13进行计算。1.1构架柱重心计算：GiLiGL=L1L2L3LiG1G2G3Gi图1 构架柱重心计算简图 L:重心到弯矩计算点的距离； Li:第i号杆件到弯距计算点的距离； Gi:第i号杆件的自重； G: 构件的总重。 L=(GiLi)/G=（G15.95+ G216.4+ G325.4+G434.77+ G542.07+ G651.65）/76.77=21.88m1.2构架柱稳定性计算：1.2.1对钢柱所受的荷载进行计算，由于格构式钢柱是变截面结构，故应分段计算每段的均布荷载。q1 = 27.719.8/11.9 = 22.82kN/mq2 = 14.339.8/9.00 = 15.60kN/mq3 = 9.869.8/9.00 = 10.74kN/mq4 = 10.659.8/9.74 = 10.71kN/mq5 = 7.879.8/4.859 = 15.87kN/mq6 = 6.359.8/14.5 = 4.29kN/mq1q5：第一段到第5段钢柱所受的均布荷载。1.2.2 将均布荷载转换为集中荷载作用在上弦杆的各个节点上，绘制构架柱吊装受力计算简图（详见图2 750kV格构式构架柱吊装计算简图）。图2 构架柱吊装计算简图按以下公式计算各节点所受集中荷载：P1=(22.822.9+（22.824.519）/2) /2 = 58.87kNP3=（22.824.519）/2+（22.824.51775）/2)/2 = 51.55kNP5= （22.824.51775）/2+（15.604.51775）/2)/2 = 43.39kNP7= （15.604.51775）/2+（15.604.51775）/2)/2 =35.24kNP9=（15.604.51775）/2+（10.744.51775）/2)/2 = 29.75kNP11=（10.744.51775)/2 =24.26kNP13=（10.744.51775）/2+（10.714.849）/2)/2=25.11kNP15=（10.714.849）/2+（10.714.849）/2)/2 = 25.97kNP17=（10.714.849）/2+（15.874.859）/2）/2 = 43.01kNP19=（15.874.859）/2 +（4.2914.5）/2 = 50.38kN1.2.3 求各支座反力1.2.3.1 构架柱在起吊过程中，根据滑轮组的物理特性，可以分析出支座A、B、C、D的支座反力存在以下关系：2FB= 2FC= FD1.2.3.2 由于钢构架的长宽比很大，可以将其简化为杆件结构计算支座反力根据力矩平衡联立方程组FA+FB+FC+FD =376.17kNFD39.706+ FC30.008 + FB16.455+ FA7.419+376.1721.88=0 FB = FC = 114.57kN FA=-82.11kN FD=229.13kN1.2.4 桁架内力计算1.2.4.1 由于钢构架的长宽比很大，可以将其简化为平面桁架结构，根据平面桁架的受力特性，可以假设以上桁架各杆只受轴力作用，荷载和支座只作用在节点上，忽略节点刚性产生的次内力，联合利用节点法和截面法求解出各杆件内力。从110kV构架吊装计算间图中可以分析出，杆件2-3；18-20；19-20均为单杆。根据单杆的受力特性，当节点无荷载时，单杆内力必定为零，故以上杆件的内力为零。采用截面法，依次对每个竖向截面取出右侧部分桁架为隔离体。其中被截断的上、下弦杆和斜杆的轴力均为拉力： X=0； Y=0； M=0 分别计算出杆件的内力，内力如下：（压力为负，拉力为正）N1-4=-73.59 N2-3=0N1-3=44.15 N3-5=44.15kNN2-4=0 N3-4=-133.66kN N4-5=167.07kN N5-6=-177.05kNN4-6=-144.39kN N5-7=144.39kNN6-7=221.31kN N6-8=-277.17kN N8-7=-97.72kN N8-9=122.15kNN9-7=277.17kN N8-10=-350.46kNN9-11=350.46kN N9-10=-127.47kN N10-11=159.34kN N10-12=-446.06kNN11-13=446.06kN N11-12=-151.73kNN12-13=189.67kN N12-14=-559.86kNN13-14=-62.27kN N14-15=79.83kNN13-15=559.86kN N14-16=-610.15kNN15-16=-88.24kN N16-17=113.12kNN15-17=610.15kN N17-18=97.87kNN18-16=-681.42kN N18-19=-125.50kNN17-19=681.42kN 1.2.4.2从起吊过程中的受力分析看，对于钢结构来说，结构稳定性起控制作用，因此对拉杆不必进行验算，对压杆应验算其稳定性是否符合要求。受力最不利的主材为杆件1618，N16-18=-681.42kN;受力最不利的腹杆为杆件56，N34=-177.05kN; 对受力最不利的杆件进行稳定性验算杆件16-18轴心压力N=-681.42kN截面毛面积A=266.91cm2 回转半径i=0.35（D+d）/2=24.78cm计算长度L=485.9cm长细比=L/i=19.61按b类截面查得稳定系数=0.962=N/（A）=26.54N/mm2310 N/mm2=f故杆件16-18的稳定性满足要求杆件5-6轴心压力N3-4=-177.05kN 截面毛面积A=53.03cm2回转半径i=0.35（D+d）/2=7.385cm计算长度L=600.0cm长细比=L/i=81.25按b类截面查得稳定系数=0.599=N/（A）=55.74N/mm2310 N/mm2=f故杆件5-6的稳定性满足要求故按计算简图的方式布置吊点，结构的稳定性满足要求，变形可以控制在允许范围内，结构无需进行补强。1.3吊具验算根据滑轮组的物理特性，可以分析出吊点B、C、D的拉力存在以下关系： NC=NB; NC+NB=ND; 对整个构架柱建立Y方向的平衡方程; NB+ND+NC =76.89.8/2 联立求解以上方程组，解得吊点C、D、E的拉力NC、ND、NE： NB=94.08kN; NC=94.08kN; ND=188.16kN;对于直径为65的637钢丝绳，允许拉力Fg按下式计算： Fg=Fg/K=2195.00.82/6=261.03kNND=188.16kN故构架柱主吊索采用65的637钢丝绳满足要求。对于直径为36.5的637钢丝绳，允许拉力Fg按下式计算： Fg=Fg*/K=705*0.82/6=96.35kNNB=94.08KN故构架柱分吊索采用36.5的637钢丝绳满足要求。二、人字构架柱吊点计算选择有代表性的柱Z-3、Z-7进行计算。2.1吊具验算 110kV人字构架柱受力简图见下图（图3）：qABCD5m15.4m9m10m4.5m图3 750kV人字构架柱受力计算简图28.5m根据滑轮组的物理特性，可以分析出吊点B、C、D的拉力存在以下关系： NC=NB; NC+NB=ND; 对整个构架柱建立Y方向的平衡方程; NB+ND+NC =27.89.8/2 联立求解以上方程组，解得吊点C、D、E的拉力NC、ND、NE： NB=34.06kN; NC=34.06kN; ND=68.11kN;对于直径为34.5的637钢丝绳，允许拉力Fg按下式计算： Fg=Fg/K=624.50.82/6=85.35kNND=68.11kN故构架柱主吊索采用34.5的637钢丝绳满足要求。对于直径为28的637钢丝绳，允许拉力Fg按下式计算： Fg=Fg/K=4120.82/6=56.31kNNB=34.06KN故构架柱分吊索采用28的637钢丝绳满足要求。2.2 吊点选择后A型杆（柱Z-3、柱Z-7）稳定性验算：A型杆采用4滑轮六点吊，经计算最大弯距值为：Mmax = 91.90106N.mm/mm2f = 310N/mm2（其中 柱整体稳定性系数，取值1.0W 按受压纤维确定的柱毛截面模量，经计算W = 4.38106mm3）故满足要求。三 、钢梁稳定性计算选择有代表性的钢梁L-5进行稳定性计算。3.1吊具验算qABCL1LLL1钢梁受力简图见下图（图4）：q=（13527.07+383.38） 9.8/40=3.41kN/mL=11.5m; L1=8.5m根据结构理学原理，此结构为一次超静定结构，利用力法求解出支座反力。NANC=0.375qL+qL1=43.70kNNB=G-NA-NC=48.92kNNB=48.92kN60 kN故6吨倒链满足要求，为避免腹杆局部受弯变形，应使用两条10吨尼龙吊带绑扎在主材上。吊索与水平面的夹角取300故吊索拉力FAFBNA/(2sin)=43.70kN100 kN 故钢梁采用10吨尼龙吊带满足要求。3.2对钢梁所受梁所受均布荷载进行计算。q = 3.41kN/m3.3吊点处节点集中荷载为：P= 3.411.75/2 = 2.98kN3.4 求各吊点反力钢梁在起吊过程中，可以分析出吊点支座反力为：NANC =43.70 kNNB=48.92kN3.5 钢梁吊点处竖向支撑杆内力计算N = NB P = 45.94kN (压力)截面毛面积A = 20.61cm2回转半径i=0.35（D+d）/2=2.87cm计算长度L=249.9cm长细比=L/i=87.07按b类截面查得稳定系数=0.668 =N/（A）=33.38N/mm2215 N/mm2=f故所有竖向支撑杆件稳定性均满足要求，变形可以控制在允许范围内，结构无需进行补强。附表1：钢丝绳的安全系数用 途安全系数用 途安全系数作缆风3.5作吊索、无弯曲时67用于手动起重设备4.5作捆绑吊索810用于机动起重设备56用于载人的升降机14附表2：钢丝绳破断拉力换算系数钢丝绳结构换算系数6190.856370.826610.80附表3：钢丝绳的报废标准采用的安全系数钢 丝 绳 种 类619637661交互捻同向捻交互捻同向捻交互捻同向捻6以下1262211361867147261338197以上16830154020附表4：钢丝绳夹使用数量和间距绳夹公称尺寸（mm）（钢丝绳公称直径d）数量（组）间距18368倍钢丝绳直径19274283753844645607附表5：637钢丝绳的主要数据（技术性能）直径钢丝总断面积参考重量钢丝绳公称抗拉强度(N/mm2)钢丝绳钢丝14001550170018502000钢丝破断拉力总和(mm)(mm2)(kg/100m)(kN)不小于8.711.013.015.017.519.521.524.026.028.030.032.534.536.539.043.047.552.056.060.565.00.40.50.60.70.80.91.01.11.21.31.41.51.61.71.82.02.22.42.62.83.027.8843.5762.7485.39111.53141.16174.27210.87250.95294.52341.57392.11446.13503.64546.63697.08843.471003.801178.071366.281568.4326.2140.9658.9880.57104.8132.7163.3198.2235.9276.8321.1368.6419.4473.4530.8655.3792.9943.61107.41234.31474.339.060.987.8119.5156.0197.5243.5295.0351.0412.0478.0548.5624.5705.0790.0975.51180.01405.01645.01910.02195.043.267.597.2132.0172.5213.5270.0326.5388.5456.5529.0607.5691.5780.5875.01080.01305.01555.01825.02115.02430.047.374.0106.5145.0189.5239.5296.0358.0426.5500.5580.5666.5758.0856.0959.51185.01430.01705.02000.02320.02665.051.580.6116.0157.5206.0261.0322.0390.0464.0544.5631.5725.0825.0931.51040.01285.01560.01855.02175.02525.02900.055.787.1125.0170.5223.0282.0348.5421.5