【doc】高杆灯的总体设计

1、高杆灯的总体设计1999年第2期中国照明电器chinallght8lllghting的个例,灯杆的造型以圆台形为佳,也可做成正12棱台形圆台形杆体的风阻系数为07左右.正12棱台形的风阻系数为0.96,且杆体截面积相同的圆台形与正任何边形的棱台形杆体相比,风阻系数最小.但正12棱台形杆体适合于做成套接式灯杆,省去了各节灯杆间的焊接组合,但也因套接增加了整体灯杆的实际总长度(30m高杆灯,做成三节灯杆,二处套接,实际增长杆体1.52.0m),这样既增大了成本,也增长了杆根的负荷,有利有弊在灯杆的整体设计时,应以科学的风荷载铡算为依据参照拟定的高杆灯的抵抗风速,经受的风荷载作用力,各节灯杆杆根处的

2、风荷载弯矩,杆根处的抵抗矩,应力等参数,复核验算各节灯杆上,下端的外径,壁厚和基础承载情况,牵涉到整基高杆灯的稳定程度,整体灯杆的斜率和杆体钢材的安全系数.一般要求:(1)整基高杆灯地上部分的重心在风荷载作用时的位移xeo小于灯杆杆根处底板的半径r;(2)灯杆的整体斜率tga在0.00550.007之间,即0.0055tga0.007灯盘的自重越大,tga的值越接近上限值;(3)各节灯杆钢材的安全系数b.原则上,最下面一节灯杆的安全系数岛不小于1.64,且依次向上各节灯杆钢材的安全系数值呈n>&>&>p.>1.64.笔者从手头掌握的有关高杆灯资料发现,国

3、内有些高杆灯的设计似乎颇注重增大杆体的壁厚,却忽视了tga的合理性.而有的壁厚合理了,tga的值又偏大,杆体的自重增大,既不经济,对基座的压强也增大,高杆灯受风荷载作用时因杆体的扰度而带来的附加弯矩也增大,势必增大了基础预埋螺栓的轴向拉力.对灯杆的制作,安装,基础的修建和安全使用都有诸多不利!tga值偏小,杆根外径必然小.对整基高杆灯的自重稳定程度,杆根截面的抵抗矩等一系列情况必然带来影响,同时也可能隐伏着患害.笔者设计的30m高杆灯,设计最大风速为33.5m/s;基本风压一0.7014kn/m;灯盘自重go75okg;灯盘的直径d3.5m,三节灯杆的壁厚分别为5,6,8mmtgn一0.005

4、8,杆梢350mm,杆体的钢材选用q235a型,则各节灯杆杆根处的安全系数分别为3.21,1.94,1.68,实践表明较理想如果这台高杆灯要求能经受的最大风速为36m/s以上,灯盘的直径,重量,灯杆的上,下端的外径都不变的话,则三节灯杆的壁厚则需分别取6,8,10mm,其杆根处钢材的安全系数为1.64;而设计抗风速为45m/s,灯盘的情况不变,灯杆壁厚仍然取6,8,10mm,钢材的型号也依旧,要保证杆根处钢材的安全系数大于1.64,则要重新调整tga的值,并且增大杆根处的外径由此可以看到,在不同地区,不同抗风速要求,即使同样高度,同样灯盘情况的高杆灯,其整体灯杆的斜率,各节灯杆的壁厚和灯杆上,

5、下端处的外径不一定相同.在此,我们不妨核算一下有些高杆灯生产厂善显褊镐嚣嘏是器黯中国照明电器1998年第2期家提供的30m高杆灯,上杆梢直径350mm;下杆梢直径650mm;整杆斜率tg0=0.005;灯盘的重量g直达l200kg以上直径3.5m.如果灯盘的造型为满足装饰型需求做蘑菇形,牵牛花形的话,那么对设计抗风速为45m/s,杆体钢材也仅是选用q235a型,是否欠佳,值得探讨.2灯盘鉴于高杆灯使用场所不同,灯盘造型可分为满足现场照明需求为主的功能型和富有审美情味的装饰型.功能型灯盘整体表现为简洁明了的框架结构形式;装饰型灯盘则是在完成主结构造型的支撑下,装饰成款式繁多的牵牛花形,蘑菇形,圆

6、盘形,飞碟形等等但无论如何,以风荷载计算及制作,使用的实践来看,灯盘能小则小,漏孔系数能大则尽量大.这样,相应的风荷载作用就越小,对杆体和基座的威胁也越小.基于这一点,有些厂家用钢管把灯盘做成圆环状,照明灯具均匀地安装在圆环上.沪宁高速公路上的高杆灯就是这种方式而飞碟形灯盘巧妙地集功能和审美于一体,一则造型美观,线条流畅二则当它悬挂在杆顶经受风荷载作用时,由于其科学的整体造型及空气动力学原理,无形中受到一个向上的举力(此举力当然小于灯盘的重力),从而减轻了灯杆和基座的负荷.这两种灯盘值得借鉴,推广.在制作灯盘时,也有些人为了追求美观,学着飞碟形灯盘全封闭的款式,用铝板或其它材料把圆盘形,椭圆形

7、灯盘的周围与底面封闭起来,但这样适得其反.3灯盘的升降系统灯盘的升降系统即卷扬机有电器控制,电动机,减速机,传动齿轮,轮轴,钢索和滑轮组成.设计制作好升降系统并保障其正常运作,是高杆灯技术中的一个重大问题.这里要注重两个方面的内容.3.1理性地设法减小电动机的功率和选择好配套工作的减速机及其输出力矩,及减小体积,便于在杆根内部安装作业.利用动滑轮省力一半(但不省功)的原理,在许可的灯盘提升时间及减速机能够承受的输出力矩之内,可大幅度缩减电动机的功率.把装饰型灯盘尽可能做成分解式,卷扬机只提升其装置灯具的一部分,另一部分固定在灯杆的杆顶上,从而减小提升负荷.科学地构思灯盘的主结构,从整体上减轻灯

8、盘的重量,减小提升力.3.2升降系统的安全保护措旋利用行程开关,有效地控制好灯盘安全升降的行程,以免发生灯盘上升冲顶或下降结束时撞毁的可能.选择具有自锁功能的减速机,使升降系统在运转中,因突发意外时,减速机能迅速自锁.分管升降动作的两只交流接触器采用线路互锁或直接选择机械互锁式,避免升降操作中错按升降按钮而损坏控制电路.在此需说明的是,目前国内高杆灯盘在升降系统动力选择时,电机功率p.不要超出实际需求功率的5,更不要出现大马拉小车的现象.否则,在灯盘上升至杆顶或下降结束时,行程开关一旦失灵,有可能撞毁灯盘.4灯盘的挂,脱钩装置综观国内外一些大同小异的高杆灯灯盘返转式的挂脱钩装置,应该说是成功的

9、,但存在着一个共同的缺点,即灯盘上升到杆顶处,很易导制三只挂钩未能顺利返转而无法理想挂钩,主要原因是灯盘不平衡引起返转时间差移,使其中一只挂钩无法完成返转而造成的.为此,不得不反复升降灯盘,以完成挂钩动作.有些厂家只好在产品说明书上规定,如遇有风日,不能上挂灯盘(因有风时,灯盘受风荷载作用较大,更易引起灯盘的不平衡)而有些厂家为避免上述情况则直接用钢索把一些自重尚不是太大的灯盘直接悬吊在杆顶区,这在行家看来是可行的,但未免欠安全.为此笔者和所在单位的技术人员研制了电磁阀挂,脱钩装置.用电磁力促使三只挂钩具有相同的返转时间并加大返转力度,可在非正常气象条件下,实现灯盘一次性挂,脱钩成功.两年来的

10、高杆灯制作安装实践表明,这一技术是成熟,可靠的.5高杆灯的电器控制高杆灯的电器控制包括照明控制和升降系统的电器控制两大部分.将两者有机地结合在一起,做成控制箱组装在杆根部,便于控制管理.(1)96以上的高杆灯照明为所有照明灯具在一根照明电缆的管控下或采用时控,光控,手控等三相四线制照明,整基高杆灯线路功率固数要求85.(2)少数高杆灯为了分批分时启用照明灯具,使用两根照明电缆,这是不妥的.因两根照明电缆和三根提升的分钢索在很有限的高杆灯灯杆管体内,升降石听安:高杆灯的总体设计时,设易绞在一起而引发意外.其实只要用一根电缆引入灯盘后先安装一些灯具,再通过时间控制器和交流接触器控制另一部灯具的照明

11、启闭时间,就能达到照明要求.(3)升降系统的电器控制参见本文3.2节.6高杆灯的底座和基础高杆灯的底座,这里指环形底板和地脚紧固螺栓.环形底板一般用325630厚的钢板制成,通过杆根外围的支撑板和杆根焊接成一体,以增加杆根处的强度.环形底板的圆环面积尽可能做大些,以增加与基础的接触面积,增大整基高杆灯地上部分的稳定角,减小对基础的压强.地脚紧固螺栓为制作基础时预埋,一般取l216只,其直径和钢材型号的选择必须通过杆根处整基高杆灯风荷载总弯矩m的计算以及它对地脚螺栓所产生的轴向拉力f的测算方可决定.预制的高杆灯地面以下的基础,必须符台gbj789建筑地基基础设计规范承载的计算.(本文编辑赵革)节

12、能灯产品安全认证工作现已展开安全认证(俗称长城认证)是在中国电工产品安全认证委员会(ccee)领导下的对我国的电工产品进行的一种安全认证,是与国际接轨的诸如美国ul认证性质相同的认证.目前我国已有l1种照明电器产品被获准进行长城认证工作.近日ccee秘书处又批准开展单娥荧光灯和普通照明用自镇流荧光灯产品的安全认证工作,样品的型式认可试验:单娥荧光灯依据国家标准gb168431997进行,普通照明用自镇流荧光灯依据国家标准gb168441997进行.该项工作的开展,对提高节能灯的质,保护消费者的安全,规范节能灯市场起到板大的促进作用.现在获得长城认证标意的产品也越来越受到清费者的喜爱,特别是在建筑工程质实行监理制以后.长城认证工作已越来越受到生产企业的重视,越来越多的用卢指定要购买带有长城标志的产品.节能灯安全认证工作的开展,节能灯质的提高,也为企业的产品出口及申请国外认证打下坚实的基础.国家电光源质监督检验中心(北京)做为中国电工产品安全认证委员会认可的认证幢羽站之一,具有2o多年的历史,依据iso导刚25建立起来的管理体系,保证了该中心的检验质及业务能力.该中心是全国照明电器行业专业性最虽,经验最丰一,设备最齐全,技术能力最强的专业检羽中心之一.l998年该中心承担并圆满完成了国家经贸委和国家质技术监督局下达的普通照明用自镇流荧