直线单杆转动横担强度计算

1、直线单杆转动横担强度计算 许荣生一般直线单杆的横担多采用转动横担，转动横担的作用在于断线时，横担的剪切螺栓剪断，横担绕电杆旋转90°，从而减小对电杆的扭力，修复时只要换掉被剪切的螺栓就可以了，比较容易，同时采用转动横担有明显的经济效果，因此使用比较广泛。下图是35kV单回路的头部图，导线型号LGJ-240/30，导线重量9.0437N/m,垂直档距250m, 转动横担启动力：3000；悬式绝缘子串垂重量：85.5N;槽钢横担自重=140N。试选择剪切螺栓，固定螺栓，横担截面。1. 上横担结构强度计算 拔稍直线单杆头部尺寸图上横担尺寸图1. 1上横担剪切螺栓的截面计算：剪切螺栓的切力的

2、设计值计算：当横担绕固定螺栓转动时，剪切螺栓承受切力的计算式为式：=.式中=1，结构重要性系数，按架空送电线路杆塔结构设计技术规定DL/T 5154-2002第规定取值。“一级：特别重要的杆塔结构应取1.1；二级：各级电压线路的各类杆塔，应取1.0；三级：临时使用的各类杆塔，应取0.9”。式中=0.75，直线型杆塔断线情况，可变荷载组合系数；（见GB 50061-201066kV及以下架空电力线路设计规范条规定。（可变荷载组合系数，运行情况，应取1.0；耐张型杆塔断线工况和各类杆塔的安装工况应取.9；直线杆塔断线情况和各类杆塔验算工况，应取0.75）。=1.4，可变荷载的分项系数；=3000，

3、转动横担启动力;=1300-205-90=1005mm导线悬挂点至剪切螺栓的距离;90mm，固定螺栓与剪切螺栓的距离。代入式中得剪切螺栓的切力的设计值：=.=1×0.75×1.4=1.05×36500=38325。剪切螺栓的截面计算的计算式为=式中=3804.8级螺栓的单剪破坏强度值；=38325剪切螺栓的切力的设计值。代入式中得剪切螺栓的截面面积：=100.85526mm，转换剪切螺栓的直径=2=2=11.332mm。根据GB 50061-201066kV及以下架空电力线路设计规范第的构造要求：螺栓直径不宜小于12mm,取剪切螺栓的直径=12mm。1.2固定螺栓

4、的截面计算：固定螺栓的因断线引起的切力的设计值计算：已知剪切螺栓选用=12mm，其截面积为S=113.1；M12剪切螺栓实际承受的剪力为：=.=380×113.1=42977，按此M12剪切螺栓实际承受的剪力42977，反推算其实际的启动力。根据力矩平衡原理：.（+）=.，=3532。以剪切螺栓为支点，根据力矩平衡原理，.=.，当启动力=3532，计算固定螺栓的切力：=39441， 固定螺栓的因横担、导线及绝缘子串的垂直荷载引起的切力的设计值按下列式计算：=.(+).式中的=1，二级结构重要性系数；=1.2永久荷载分项系数（垂直荷载为永久荷载）；=+导线重量与绝缘子串重量之和；=9.

5、0437N/m×250m×=1507N,导线重量；=85.5N绝缘子串垂重量=+=1507N+85.5N=1593N导线重量与绝缘子串重量之和；=140N, 横担自重;=130cm,导线悬挂点与杆塔中心的距离；=60cm吊杆高度；代入得=.(+).=1×1.2 (1593+)=4324 N；将横担方向的固定螺栓切力=4324 N，及垂直横担方向的固定螺栓切力=39441代入固定螺栓的总切力=39677 N已知4.8级螺栓的抗剪设计强度为170，求固定螺栓的截面积=233其直径=2=2=17.247mm.近似取M20螺栓。1.3上横担强度计算上横担强度按下式计算=式

6、中的=4324N，因横担、导线及绝缘子串的垂直荷载作用产生的横担轴向压力设计值；式中的断导线启动力产生的弯矩设计值：=.=1.0×0.75×1.4×3000×1005=3165750.mm=316.5758号槽钢的截面积A=10.24，抗弯截面矩=25.3，回转半径=1.27，横担计算长度cm,构件的长细比=78.74，查表得=0.795。式中压杆稳定强度折减系数，槽钢在此取1.0；受弯构件稳定强度折减系数，槽钢在此取1.0。按受压同时受弯的局部稳定计算：=0.531+12.51=13.04/=130.4钢材Q235抗压和抗弯的强度设计值215。结论：横

7、担采用8#普通槽钢安全。2.下横担结构计算：下横担尺寸图横担剪切螺栓的截面计算：剪切螺栓的切力的设计值计算：当横担绕固定螺栓转动时，剪切螺栓承受切力的计算式为式：=.式中=1； 式中=0.75；=1.4；=3000;=1500-205-90=1205mm导线悬挂点至剪切螺栓的距离;90mm，固定螺栓与剪切螺栓的距离。代入式中得剪切螺栓的切力的设计值：=.=1×0.75×1.4=1.05×36500=43166。剪切螺栓的截面计算的计算式为=式中=3804.8级螺栓的单剪破坏强度值；=43166剪切螺栓的切力的设计值。代入式中得剪切螺栓的截面面积：=113.6mm，

8、转换剪切螺栓的直径=2=2=12mm。2.固定螺栓的截面计算：2.1固定螺栓的因断线引起的切力的设计值计算：已知剪切螺栓选用=12mm，其截面积为S=113.1；M12剪切螺栓实际承受的剪力为：=.=380×113.1=42977，按此M12剪切螺栓实际承受的剪力42977，反推算其实际的启动力。根据力矩平衡原理：.（+）=.，=2987。以剪切螺栓为支点，根据力矩平衡原理，.=.，当启动力=2987，计算固定螺栓的切力：=39993， 2.2固定螺栓的因横担、导线及绝缘子串的垂直荷载引起的切力的设计值按下列式计算：=.(+).式中的=1，二级结构重要性系数；=1.2永久荷载分项系数

9、（垂直荷载为永久荷载）；=+=1593N导线重量与绝缘子串重量之和；=159N, 横担自重;=150cm,导线悬挂点与杆塔中心的距离；=60cm吊杆高度；代入得=.(+).=1×1.2 (1593+)=4989 N；将横担方向的固定螺栓切力=4989N，及垂直横担方向的固定螺栓切力=39993 代入固定螺栓的总切力=40303 N已知4.8级螺栓的抗剪设计强度为170，求固定螺栓的截面积=237其直径=2=2=17.37mm.近似取M20螺栓。3.下横担强度计算下横担强度按下式计算=式中的=4989 N，因横担、导线及绝缘子串的垂直荷载作用产生的横担轴向压力设计值；式中的断导线启动力产生的弯矩设计值：=.=1.0×0.75×1.4×3000×1205=3795750.mm=379.5758号槽钢的截面积A=10.24，抗弯截面矩=25.3，回转半径=1.27，横担计算长度