10KV电杆承载力计算

10kV10kV 电杆校验计算说明书电杆校验计算说明书 1 工程概况工程概况 本工程为 10kV 3 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 0 190Dmm 390 H Dmm 级 钢筋采用12 的 级光圆钢筋 二 结构计算依据二 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 1 47 2 10a m d MP 3 导线垂直综合比载 3 4 92 47 10a m d MP 四 结构静力计算分析四 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 3 1 47 2 10210 93 70696 9 DDD GA LN b 导线风压 3 4 92 47 10210 93 701365 3 DDD PA LN 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 s 0 7 断上导线相 1 348 45 2 DD D A L GN 断线张力 JKLGYJ 185 10 型导线计算拉断力为 45020 P TN 故导线最大使用张力为 max 45020 18008 2 5 P T TN K 导线最大使用张力百分比为 35 则 max 35 18008 0 356302 8 D TTN 3 安装情况 起吊上导线 荷载组合情况为有相应风 无冰 导线重力 696 9 D GN 导线风压 3 10410 8 892 10210 93 70131 3 DDD PA LN 挂上导线时 导线越过下横担须向外拉开 其拉力 2 T 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 0 x 则 12 22 1 3 cos20 1 30 9 TT 得 12 1 14TT y 0 则 12 22 0 9 sin20 1 30 9 D TGT 得 122 1 58 696 90 342 1223 40 6 0 9 TTT 联立上面两式可得 2 2265 6TN 12 1 141 14 2265 62582 7TTN 1 T 引起的垂直荷载 1T G 和横向荷载 1T P 为 1 0 9 2582 71471 2 1 58 T GN 1 1 3 2582 72125 1 58 T PN 1 2001 1 696 9 1471 2 3002002884 9 DTF GK GGGN 110 1 1 2125 131 32468 8 TD PKPPN 4 安装情况 起吊下导线 正在起吊下导线时下横担处的总重力为 2001 1 696 93002001266 6 DF GKGGN 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 z 1 s 0 7 取 z 1 1 正常情况大风时 上横担处单位长度杆身风压为 100 0 2310 231 390 190 190193 1 1515 H DDDDmm 2 010 0 190 19330 1 0 0 7 175 4 21 6 zszf PA WN m 中横担处单位长度杆身风压为 200 1 11 1 390 190 190204 7 1515 H DDDDmm 2 020 0 1930 20530 1 0 0 7 178 4 21 6 zszf PA WN m 下横担处单位长度杆身风压为 300 2 912 91 390 190 190228 8 1515 H DDDDmm 2 030 0 2050 22930 1 0 0 7 1 085 4 21 6 zszf PA WN m 电杆接头处单位长度杆身风压为 400 99 390 190 190310 1515 H DDDDmm 2 040 0 2290 3130 1 0 0 7 1106 1 21 6 zszf PA WN m 地面处单位长度杆身风压为 500 1313 390 190 190363 3 1515 H DDDDmm 2 050 0 31 0 36330 1 0 0 7 1132 5 21 6 zszf PA WN m 2 安装情况 上横担处单位长度杆身风压为 2 010 0 190 193 10 1 0 0 7 18 4 21 6 zszf PA WN m 中横担处单位长度杆身风压为 2 020 0 1930 20510 1 0 0 7 18 7 21 6 zszf PA WN m 下横担处单位长度杆身风压为 2 030 0 2050 22910 1 0 0 7 19 5 21 6 zszf PA WN m 电杆接头处单位长度杆身风压为 2 040 0 2290 31 10 1 0 0 7 111 8 21 6 zszf PA WN m 地面处单位长度杆身风压为 2 050 0 31 0 363 10 1 0 0 7 114 7 21 6 zszf PA WN m 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 1 1 15 75 4 0 45 0 232 06MN m 2 2 1 15 1365 3 0 9 278 4 0 45 1 13 2878 0MN m 3 2 696 9 0 5250 8750 475 1 151365 3 1 89 20 991 4 10170 7 85 4 0 45 2 12 MN m 4 2 696 9 0 5250 8750 475 1 151365 3 8 7727 8746 88 3 98399 2 106 1 0 45 9 MN m 5 2 696 9 0 5250 8750 475 1 151365 3 12 77 2 11 87 4 10 88 3 153759 3 132 5 0 45 13 MN m 500500 450 1200 450 1200 475525 875 231 5 900991 0 1 2 3 4 6877 54000 2000 5 1 37N m 13079 5N m 138669 6N m 213639 7N m M N m 3546 6N m 大风情况电杆弯矩示意图 1696 8N 1398 3N 运行情况 a 699 15N 300N 断线情况 b 6302 8N 1696 8N 1398 3N 1696 8N 1398 3N 1696 8N 1398 3N 1696 8N 1398 3N 1696 8N 1398 3N 1696 8N 1398 3N 1696 8N 1398 3N 1696 8N 1398 3N 1398 3N 1398 3N 1398 3N1398 3N 1398 3N 1398 3N 1398 3N 1398 3N 安装情况 c 6387 2N 5285 3N 安装情况 d 1696 8N 1398 3N 1696 8N 1398 3N 1696 8N 1398 3N 1696 8N 1398 3N 1696 8N 1398 3N 1696 8N 1398 3N 1696 8N 1398 3N 1696 8N 1398 3N 1696 8N 1398 3N 1696 8N 1398 3N 1696 8N 1398 3N 1696 8N 1398 3N 1696 8N 1398 3N 1696 8N 1398 3N 1696 8N 1398 3N 1696 8N 1398 3N2038 13N 1696 8N 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 1 4 6302 88823 9 D TN 横担转动后断线张力为 0 80 8 8823 97059 14 DD TTN 嵌固点处的弯矩为 41 1 15 a 1 150 75 1 7059 14 8 77 348 45 300 0 553769 1 CDDF MKT hGG N m 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 2 16 5 cm fN mm c A 22222 21 3 14 195145 53380rrmm 2 1357 2 s Amm 2 195rmm 1 145rmm 170 s rmm 2 210 y fN mm 210 1357 2 0 1960 3 216 5 533802 210 1357 2 ys cmys f A fAf A sin sin 0 196 180 0 58 所配钢筋能承担的弯矩为 12 c sin195 1450 58 2 16 5 533802 210 1357 2 170 45556 78 223 14 cmys s rr MfAf A rNm 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 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 安装上导线时各处的弯矩为 2 1 2884 9 0 5696 9 0 58 4 0 5 0 23 0 91749 3MNm 2 202 5285 3 0 5 1398 3 0 56387 2 0 9 1696 8 0 90 5 1 13 0 98301 48MPNm 2 303 5285 3 0 5 1398 3 0 56387 2 1 89 1696 8 1 89 20 99 4 0 5 2 120 926830 84MPNm 安装下导线时各处的弯矩为 2 101 0 5 0 230 90 17MPNm 2 202 1696 8 0 90 5 1 13 0 91531 88MPNm 2 303 2038 13 1398 3 0 525 1398 3 0 875 0 475 1696 8 1 89 2 0 99 4 0 5 2 120 9 10442 06MPN m 安装时产生的最大弯矩 1 1749 3MNm 2 8301 48MNm 3 26830 84MNm 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 级钢筋 采用4 级螺 旋钢筋 螺距为 S 50mm 电杆根部 2 195rmm 1 145rmm 170 s rmm c A 22222 21 3 14 195145 53380rrmm 2 1357 2 s Amm 光面钢筋 2 29 5 c EkN mm 2 210 s EkN mm 2 1 2 0 tk fN mm 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 2 5 1 151696 8 12 77 2 11 87 4 10 88 3 1398 3 0 8750 4750 525 78 87 0 5 13212 5MkNm 210 7 12 29 5 s E c E E 2 0 1 53380 7 12 1 1357 261686 064 cEs AAAmm 22223 0 12 6168