跨越架计算模板

1.跨越架高度的确定2.跨越架宽度计算3.导线风偏的计算4.跨越架搭设长度的确定5.跨越架架面间的水平距离1.跨越架风险分析2.正常工况下的荷载3.事故工况下的荷载4.大风工况下的跨越架风荷载1.事故集中荷载跨越架水平衡杆强度校核计算2.事故垂直荷载对连接扣件抗滑移校核3.事故集中荷载跨越架立杆稳定性的校核4.集中荷载对立杆地基承载力计算5.事故水平荷载、风荷载对拉线强度的影响及计算1.4地锚受力验算1.地锚受力验算1.跨越架稳定性校核计算1.封网的受力状态2.封网绳的规格选择式中K,-封顶网垂直间距增大系数，当跨距为20m及以下，且封顶网为网绳时，取K,=1.2,封顶网为网杆时，取K,=1.1,当跨距大于20m时，且封顶网为网绳时，取K,=1.6,封顶网为网杆时，取K,=1.2。此参数主要考虑在事故状态S₁-封顶网中点与被跨越物的安全距离，m;本工程跨越内环快速路，但由于该道路车流量较大，在进行各项安全距离控制时，均按照跨越高速的要求进行控制，后续不在进行赘述。根据《安规》要求，封顶网最低点距离公路路面根据公式(1)妈贤甲乙线、妈怀甲乙线跨越架高度为原创力文档2011《建筑施工扣件式钢管钢管脚手架安全技术规范》中宽高比不大于3的要求，本工程跨越架高度为22m,则跨越架搭设宽度不应小于7.3米，根据《安规》要求，钢管跨越架立杆间距不得大于2m,则应搭设5排架，架体宽度为结论：妈贤甲乙线、妈怀甲乙线跨越架架体宽度为8m。式中式中μ-风载体型系数，当d<17mm,取值为1.2;当d≥17mm时，取值为1.1,本工程取1.1。处的导线风偏为2.6m。4.跨越架搭设长度的确定需要根据跨越架的搭设方向、风偏、放线滑车悬挂宽度确定。跨越架沿被跨越物方向的有效遮护长度：式中β-跨越交叉角，(°),本工程妈贤甲乙线与妈怀甲乙线与内环路的跨越交叉角均为69°;Zx-安装气象条件下施工线路导线在跨越点处的风偏距离，m;b-跨越架所遮护的最外侧导、地线间在施工线路横线路方向的水平宽度，m,由于本工程地线、光缆侧跨越架为一个整体，故可不考虑光缆、地线与最外侧导线的距离，根据本工程耐张金具串组装图可知，双分裂导线间距为0.5m;C-《安规》规定的裕度，2m。如上图所示，在计算跨越架长度时，除了需要考虑新建线路在导线展放过程中的风偏及保护裕度，还应充分考虑在将旧导线平移至新塔过程中对导线旧环路跨越点处的水平距离为8m。由于该处跨越架架体较高，为确保跨越架架体稳定性，考虑将双回路跨越架连成整体，根据X15塔型图可知，双回线路导线挂点水平距离为13.6m,加之旧导线在跨越点处与新导线的水平距离2m,故在跨越点处考虑将新旧导线同时保护进去，实际被保护双回线路的水平距离为15.6m,在被跨越物方向上的投影距离为15.6/sin69°=16.7m,则妈贤甲乙线双回线路跨越架长度为26.4m,取整数为26m。同理可计算出妈怀甲乙线跨越架长度为36.74m,取整数37m。结论：妈贤甲乙线跨越架长度为26m,妈怀甲乙线跨越架长度为37m。5.跨越架架面间的水平距离跨越铁路、公路等跨越架架体间的水平距离为式中B,-被跨越铁路、公路的路面宽度，m;S₀-跨越架架面至跨越铁路、公路边的水平距离，m,根据《安规》要求，妈贤甲乙线妈怀甲乙线计算结果与妈贤甲结论：妈贤甲乙线、妈怀甲乙线跨越架架面的水平距离均为37.5m。1.跨越架风险分析在跨越施工过程中，可能出现以下危险状态：(1)搭设跨越架时倒架。在搭设钢管跨越架过程中，架体不是一个整体，容易发生倒架，施工时应予以注意。(2)断线(绳)。断线(绳)指导引绳、牵引绳或者导线连接系统断开(例如网套连接器断开等),导线断线和牵引绳断线对跨越架的危害程度大。(3)跑线。跑线可能发生在牵张系统，如张力机误操作。也可能是临锚或者紧线系统发生问题，如卡线器脱线、手扳葫芦跑链、临锚架及地锚等损坏，跑线故障点距离跨越架越近，其危险影响越大。(4)风荷载影响。跨越架及封顶网遭到大风袭击时可能造成跨越架倒架。2.正常工况下的荷载(1)自重荷载。在搭设的立杆间距、横杆间距、斜撑、剪刀撑间距一定时，自重荷载是一个定值。自重荷载依据JGJ130-2011《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》,见下表：0.256学续表步距方(2)封网荷载。封网荷载主要包括封网绳及封网杆的自重荷载，以及由于自身荷载引起的水平荷载，自重荷载按照单位面积的重量(kN/m²)进行计算。(3)拉线荷载。拉线荷载主要集中在平衡封网的水平荷载。由于拉线对地有一定的夹角，将在拉线绑扎位置产生集中荷载。该荷载可以分解成垂直荷载3.事故工况下的荷载除了正常工况下的荷载外，在顺线路方向发生导线或者绳索跑线，集中荷载作用在跨越架上，跨越架应能同时满足垂直荷载及水平荷载的强度及稳定要求，此时风速在10m/s及以下。(1)垂直荷载(压力):集中作用在架顶，作用点可沿架全宽移动(活荷载)。荷载计算公式为(2)顺线路水平荷载(水平力);作用在垂直压力的作用点，水平力计算公式为为非滚动横梁，横梁为金属材料，取0.4-0.5,架顶为非滚动横梁，横梁为非金属材料，取0.7-1.0。原创力文档(3)综合荷载。作用在一点上的综合荷载需要求其合力T,即将对应的摩阻系数带入，具体计算值见下表导线对越线架架顶的摩阻系数产综合受力荷载素数(i+jP);架顶为滚动横梁架顶为非滚动横梁。横梁为金属材料架顶为非滚动横梁，横梁为非金属材料事故工况下的综合荷载为集中荷载，用于验算跨越架集中荷载位置的局部强度和跨越架整体强度。4.大风工况下的跨越架风荷载(1)按照导则计算跨越架风荷载。在输电线路架线施工中，作用在距离地面2/3架高处的风压为H-跨越架全架面风压，N;K-风载体型系数，跨越架使用圆形杆件取0.7,使用在架面上为平面的杆件取1.3;2A-架面杆件总投射面积，一般可取架面轮廓面积的30%-40%,m²。按照上式计算出的单片跨越架与多片跨越架的计算数值相同，并未考虑跨越架排数的影响，当排数较多时，挡风面积将会增大较多。(2)根据GB50009-2012《建筑结构荷载规范》计算风荷载。编制跨越架的风荷载计算程序，根据计算结果与式(10-35)对比，确定适用范围。1)进行跨越架风荷载计算。a.基本风压。可以通过全国各城市的雪压、风压和基本气温表查询10年重现期的风压值，也可以根据设计风速进行计算。计算公式为V-取设计风速。b.风压高度变化系数。见下表离地面或海平面高度地面粗糙度类别离地画政海平面高度地面粗糙度类别ABCDACD5离地面或海平而高度地面框糙度类别离地面或海平面高度地面粗精度类别ABCDABCD式中式中表10-16#系数体克1246表10-17*表通情况再/G=25立杆间距较大时Hw=noμ₅o式中算妈贤甲乙线跨越架架体风荷载受力计算序号分类名称公式单位数值1基本风压标准空气密度P基本风速V基本风压2风压高度变化系数风压高度变化系数3风荷载钢管直径dB立杆纵距2立杆步距hⅢ挡风面积迎风面积挡风系数系数n1跨越架排数#5体型变化步距和直径比钢管体型系数n排跨越架整体系数4风荷载标准值风荷载标准值5架体面积长m高m架体面积6架体受力架体受力上表以妈贤线为例进行的多排跨越架风压计算，根据公式(8)计算出来的,可以看到考虑到多排跨越架承受的风压后计算结果与只考虑单排跨越架的情况有较大差距。根据工程进度安排及停电计划，本工程跨越架搭设完成到拆除约在3月中旬至4月中旬，历时约1个月，由于前海地区邻海，跨越架搭设必须考虑台风对本工程的影响。查询深圳市气象局资料及《南方电网沿海地区设计基本风速分布图》前海地区历年台风多发在7-8月，占到总台风总数的70%以上。实际施工过程中由于最大风速是概率事件，导则中取得的风速为最大的设计风速，就是考虑到概率问题。在JGJ130-2011《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》中，一般取10年重现期的风压值，该数值一般为50年重现期风压值的文档下载高清无水印文档下载高清无水印年重现期最大风速为37m/s,计算时可取37×0.7=25.9m/s。若按25.9m/s的最大风速进行计算，妈贤线跨越架全架面风压为(1)妈贤甲乙线风荷载计算表妈贤甲乙线跨越架架体风荷载受力计算序号分类名称公式单位数值1基本风压标准空气密度P基本风速V基本风压2风压高度变化系数风压高度变化系数3风荷载钢管直径d田立杆纵距Ⅲ2立杆步距Ⅲ挡风面积迎风面积挡风系数系数?1跨越架排数n5体型变化步距和直径比钢管体型系数n排跨越架整体系数4风荷载标准值风荷载标准值5架体面积长1高Ⅲ预览于源义一致架体面积6架体受力架体受力(2)妈怀甲乙线风荷载计算表妈怀甲乙线跨越架架体风荷载受力计算序号分类名称公式单位数值1基本风压标准空气密度P基本风速V基本风压2风压高度变化系数风压高度变化系数3风荷载钢管直径d即立杆纵距l册2立杆步距Ⅲ挡风面积迎风面积挡风系数中=1.2A,/A,系数71跨越架排数n5体型变化步距和直径比钢管体型系数P₄on排跨越架整体系数4风荷载标准值风荷载标准值5架体面积长Ⅲ高Ⅲ架体面积6架体受力架体受力1.事故集中荷载跨越架水平衡杆强度校核计算对横杆抗弯强度校核。对横向水平杆的影响，主要进行受弯强度计算和连接扣件的抗滑承载力计算(经过计算，挠度变形不受控制，主要控制的时受弯强度)。按照GB50009-2012《建筑结构荷载规范》受弯强度计算公式为式中M-弯矩设计值，Nomm;f-钢的抗弯强度设计值，一般钢管采用Q235钢，其抗拉、抗压和抗弯强度设计值取205N/mm²:纵向、横向水平杆抗弯矩设计值计算公式为在不考虑钢管自重产生的弯矩，则可以计算出不同立杆间距时的钢管允许抗弯受力。集中荷载作用在横梁的中间位置弯矩最大。按此条件进行计算L-立杆间距(简称纵距),m。将上式带入，则可以求出根据纵距L即可以求出对应的允许受力值。不同纵距对应的允许受力值：从上边可以看出，立杆间距为2m时，单根横杆允许的抗弯受力仅为1540N,显然远远不能满足在事故状态下跨越架所承受的垂直荷载，现场实际搭设的跨越架为5排架，所允许的垂直荷载为7700N,根据事故状态下荷载计算出的妈贤甲乙线、妈怀甲乙线垂直荷载为5117N。结论：妈贤甲乙线、妈怀甲乙线现场搭设的跨越架水平横杆强度能满足足力文档结论：妈贤甲乙线、妈怀甲乙线现场搭设的跨越架水平横杆强度能满足足2.事故垂直荷载对连接扣件抗滑移校核由于事故垂直荷载需要通过连接扣件传递到立杆，需要校核扣件的抗滑移承载力。计算公式为式中N₁-横杆传递给扣件的压力，N;Re-扣件抗滑承载力设计值，一个直角扣件取8000N。则可以求出单个扣件的抗滑承载力不超过5714N。当横杆抗弯不受控制时，应以抗滑承载力为控制条件确定最大的允许受力。结论：根据对跨越架事故状态下受力计算的结果，跨越架垂直荷载为5117N,未超过单个扣件的允许受力值，且现场搭设的跨越架为5排架，显然能满足连接扣件抗滑移要求。3.事故集中荷载跨越架立杆稳定性的校核(1)立杆的稳定性不组合风荷载时组合风荷载时式中N-计算立杆段的轴向力设计值；2011《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表A.0.6获取。λ-细长比，一般要求细长比不得大于250;i-截面回转半径，钢管为15.9mm;M-计算立杆由风荷载设计值产生弯矩，f-钢材的抗压强度设计值，取205N/mm²;W-钢管的截面模量，取5260mm²;1.191,30～36m时k取1.204;μ按照满堂脚手架选取，步距为1.2m,立杆间距为2.0×2.0,取2.505)。不组合风荷载时组合风荷载时立杆稳定性，按照事故荷载计算。以妈贤甲乙线跨越架为例，跨越架高度22m,立杆间距为2m,排距为2m,步距为1.2m,根据JGJ130-2011《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》表A.0.2可知，跨越架每米自重荷载约为199.3N/m,自重荷载为4384.6N,事故垂直荷载为5526N。帐厚f惯性矩截面模量甲回转半径单位重量1)不组合风荷载时由于λ>250,则满足了细长比要求，但在验算稳定性时还需要考虑立杆计算长度附加系数k,随着高度的增加而增大，对应的支撑临界荷载下降。N=1.2×4384.6+1.4×5526=12997.9N2)组合风荷载时在实际施工过程中，一般不可能在最大风速的情况下进行导线展放，故一般不考虑组合风荷载的情况。妈怀甲乙线跨越架高度、立杆纵距、横杆步距以及事故状态下综合荷载相同，在此不再重复计算。结论：根据验算结果，事故集中荷载跨越架立杆稳定性满足要求。4.集中荷载对立杆地基承载力计算根据Q/GDW11957.2—2020《国家电网有限公司电力建设安全工作规程第2部分：线路》中规定，“钢管立杆底部应设置金属底座或垫木，并设置扫地杆。”(1)立杆基础地面的平均压力应满足R-立杆基础地面的平均压力标准值，kPa。N₄-上部结构传至立杆基础顶面的轴向压力标准值，kN;1)当为天然地基时，应按照地质勘察报告选用；当为回填土地基时，应对地质勘察报告提供的回填土地基承载力特征值乘以折减系数0.4。2)由荷载试验或工程经验确定。础底面积为62500mm²,,根据地勘报告，跨越架搭设所在位置的地质为砾质粘性土，地基承载力特征值为210kPa。结论：在跨越架底部使用250mm×250mm的金属底座或垫木满足要求。5.事故水平荷载、风荷载对拉线强度的影响及计算(1)事故水平荷载、风荷载的大小对比。一般风荷载出现时不考虑与事故荷载重合时。为了验算拉线强度，应以二者的最大值为计算标准进行确定。通过前面的计算可知，事故状态水平荷载为2.047KN,而妈贤甲乙线最大风荷载为196KN,妈怀甲乙线的最大风荷载更是达到了279KN。事故状态水平荷载尚不足最大风荷载的1%。故应以风荷载进行验算。(2)以风荷载校核对拉线的选择，妈贤甲乙线跨越架为5排架，22m高、26m长的跨越架，25.9m/s风速时，风向由右向左吹，由拉线全部承受风荷载，进而计算拉线强度，如下图所示。地夹角为45°,下层拉线对地夹角为26.57°(在跨越架一半高度)。由于风荷载为集中荷载，作用点位于跨越架高度的中间位置，以跨越架底部为旋转中心，则两层拉线水平分力的合力为N=N,12+N;12=Nr,对上下两层拉线受力进行向量平移，移至同一受力点，则有Nr₁=2Nr₂不小于3。为保证拉线钢丝绳满足受力要求，本工程跨越架拉线选择φ13钢丝绳，破断拉力为106.5KN。妈贤甲乙线上下层各设置5根拉线，则169.8÷5×3=101.88KN,满足使用要求。钢丝绳满足受力要求，上、下设置7根φ13钢丝绳拉线。241.76÷7×3=103.6KN,满足使用要求。结论：妈贤甲乙线每侧跨越架上、下各设置5根φ13钢丝绳拉线，妈怀甲乙线每侧跨越架上、下各设置7根①13钢丝绳拉线。1.4地锚受力验算根据设计地勘报告，本工程跨越点处的地质类型为砾粘性土，且质地较硬，土壤计算容重约为1700kg/m³,计算抗拔角(内摩擦角)为20°。根据地锚允许抗拔力计算公式其中d-地锚的宽度，m,本工程使用50KN钢板地锚，宽度为0.3m;9-土壤的计算抗拔角，°,取20°;Y0-土壤密度，kg/m²,取1700kg/m²;K-安全系数，根据《安规》要求，取值为2;α-地锚受力方向与地面的夹角，根据上下层拉线受力示意图可知，上下层拉线的合力对地夹角实为39°。将以上参数带入式(24)、(25)可得妈贤甲乙线、妈怀甲乙线地锚允许抗拔力为78.3KN,妈贤甲乙线上、下层拉线受力合力为50.36KN,妈怀甲乙线上、下层拉线受力合力为51.19KN。均小于所使用地锚的允许抗拔力。结论：妈贤甲乙线、妈怀甲乙线所使用的的50KN级钢板地锚满足使用要求，地锚尺寸1.5m×0.3m,地锚埋深2.2m。1.5跨越架稳定性校核计算跨越架施工用的钢管脚手架属于满堂脚手架，满堂脚手架有两种可能的失稳形式：整体失稳和局部失稳。整体失稳破坏时，满堂脚手架呈现出纵横立杆脚手架稳定性在JGJ130-2011《建筑施工