第8讲 支柱负载分析

1、设计院供电技术人员培训班设计院供电技术人员培训班SWJTUDONG 2009.SWJTUDONG 2009. 腕臂支柱负载分析腕臂支柱负载分析 主讲人主讲人 董昭德董昭德 西南交通大学电气工程学院西南交通大学电气工程学院 2009.10成都成都0503 设计院供电技术人员培训班设计院供电技术人员培训班SWJTUDONG 2009.SWJTUDONG 2009. 一一 支柱负载分析与计算支柱负载分析与计算 1 1 腕臂柱常见装配结构；腕臂柱常见装配结构； 2 2 腕臂柱负载分析的原则和方法；腕臂柱负载分析的原则和方法； 3 3 腕臂柱工作力矩的计算方法；腕臂柱工作力矩的计算方法； 4 4 支柱型

2、号的选用与校验方法；支柱型号的选用与校验方法； 设计院供电技术人员培训班设计院供电技术人员培训班SWJTUDONG 2009.SWJTUDONG 2009. 腕臂柱腕臂柱 软横跨软横跨 硬横跨柱硬横跨柱 1 1 腕臂柱腕臂柱 以腕臂作为支持悬挂主体以腕臂作为支持悬挂主体 的支柱的总称，它是相对于软的支柱的总称，它是相对于软 ( (硬硬) )横跨支柱而言的。横跨支柱而言的。 一一 支柱负载分析与计算支柱负载分析与计算 设计院供电技术人员培训班设计院供电技术人员培训班SWJTUDONG 2009.SWJTUDONG 2009. 2 2 支柱负载支柱负载指支柱在实际工指支柱在实际工 作状态下所承受的

3、各种力作状态下所承受的各种力 的总称。的总称。 时间特性：固定、变化时间特性：固定、变化 方向特性：垂直、水平方向特性：垂直、水平 一一 支柱负载分析与计算支柱负载分析与计算 设计院供电技术人员培训班设计院供电技术人员培训班SWJTUDONG 2009.SWJTUDONG 2009. l 固定负载：只要支柱处于工作状态就一定存在的负载。固定负载：只要支柱处于工作状态就一定存在的负载。 l 如导线的自重、支持与定位装置的自重；如导线的自重、支持与定位装置的自重； l 直线区段因线索之字形布置产生的张力分量；直线区段因线索之字形布置产生的张力分量； l 曲线区段因曲线使线索成折线形布置产生的曲线力

4、；曲线区段因曲线使线索成折线形布置产生的曲线力； l 因线索下锚而产生的下锚分力。因线索下锚而产生的下锚分力。 l 变化荷载：只有在一定条件下才可能出现的负载变化荷载：只有在一定条件下才可能出现的负载 l 如冰负载、风负载等附加负载。如冰负载、风负载等附加负载。 3 支柱负载的时间特性支柱负载的时间特性 一一 支柱负载分析与计算支柱负载分析与计算 设计院供电技术人员培训班设计院供电技术人员培训班SWJTUDONG 2009.SWJTUDONG 2009. 4 支柱负载的方向特性支柱负载的方向特性 垂直负载垂直负载 跨距内线索自重跨距内线索自重 跨距内线索覆冰重跨距内线索覆冰重 支持与定位装置自

5、重支持与定位装置自重 支持与定位装置覆冰重支持与定位装置覆冰重 水平负载水平负载 线索风负载线索风负载 线索因改变方向产生的线索因改变方向产生的 水平分力水平分力(之字力或曲线力、之字力或曲线力、 下锚分力下锚分力) 支柱风负载支柱风负载 一一 支柱负载分析与计算支柱负载分析与计算 设计院供电技术人员培训班设计院供电技术人员培训班SWJTUDONG 2009.SWJTUDONG 2009. 5 5 支柱负载分析支柱负载分析 分析支柱处于实际工作分析支柱处于实际工作 状态下的负载分布状况，并状态下的负载分布状况，并 计算这些负载对支柱基础面计算这些负载对支柱基础面 可能形成的最大弯矩值，为可能形

6、成的最大弯矩值，为 设计、选用或者校验支柱容设计、选用或者校验支柱容 量提供理论依据。量提供理论依据。 一一 支柱负载分析与计算支柱负载分析与计算 设计院供电技术人员培训班设计院供电技术人员培训班SWJTUDONG 2009.SWJTUDONG 2009. 6 6 支柱工作力矩支柱工作力矩 以支柱基础面为计算基点的，由支柱实际工作状态、工作环境以支柱基础面为计算基点的，由支柱实际工作状态、工作环境 和实际所受负载大小决定的，支柱和实际所受负载大小决定的，支柱基础面处基础面处可能出现的最大弯可能出现的最大弯 矩值。单位矩值。单位 kN.mkN.m 7支柱容量支柱容量 以支柱基础面为计算基点的，由

7、支柱本身以支柱基础面为计算基点的，由支柱本身物理结构和材质特性物理结构和材质特性 所决定的，支柱所能承受的最大弯矩值。支柱容量与所处位置所决定的，支柱所能承受的最大弯矩值。支柱容量与所处位置 和负载大小无关。单位和负载大小无关。单位 kN.m 8 支柱安全系数支柱安全系数 支柱容量与支柱实际工作力矩的比值，一般为支柱容量与支柱实际工作力矩的比值，一般为2.02.5。 一一 支柱负载分析与计算支柱负载分析与计算 设计院供电技术人员培训班设计院供电技术人员培训班SWJTUDONG 2009.SWJTUDONG 2009. (1) (1) 依据支柱实际装配结构和所处工作环境进行分析计算；依据支柱实际

8、装配结构和所处工作环境进行分析计算； (2) (2) 依据支柱装配图逐一计算悬挂零部件重量，注意新材料的应用；依据支柱装配图逐一计算悬挂零部件重量，注意新材料的应用； (3) (3) 凡是安装在支柱上的线索和设备均应计算其产生的各类负载；凡是安装在支柱上的线索和设备均应计算其产生的各类负载； (4) (4) 进行力矩计算时，除找准力的大小、方向、作用点以及力臂外，进行力矩计算时，除找准力的大小、方向、作用点以及力臂外， 还应考虑各种负载对基础面力矩的最大化可能；还应考虑各种负载对基础面力矩的最大化可能； (5) (5) 指向线路中心方向的力矩为正值，相反方向的力矩为负值；指向线路中心方向的力矩

9、为正值，相反方向的力矩为负值； (6) (6) 计算曲线区段的力矩时，应恰当选取风吹方向，计算出支柱处于最计算曲线区段的力矩时，应恰当选取风吹方向，计算出支柱处于最 危险的情况；危险的情况； 9 支柱负载分析原则支柱负载分析原则 一一 支柱负载分析与计算支柱负载分析与计算 设计院供电技术人员培训班设计院供电技术人员培训班SWJTUDONG 2009.SWJTUDONG 2009. l 支柱类型；支柱类型； l 支柱安装位置和线路条件；支柱安装位置和线路条件； l 支柱的装配形式和几何尺寸支柱的装配形式和几何尺寸； l 接触悬挂类型及相关数据；接触悬挂类型及相关数据； l 设计气象条件。设计气象

10、条件。 10 10 支柱负载分析应具备的技术资料支柱负载分析应具备的技术资料 重点讲解支柱装配形式重点讲解支柱装配形式! ! 一一 支柱负载分析与计算支柱负载分析与计算 设计院供电技术人员培训班设计院供电技术人员培训班SWJTUDONG 2009.SWJTUDONG 2009. 11 普速接触网腕臂柱的装配类型普速接触网腕臂柱的装配类型 一一 支柱负载分析与计算支柱负载分析与计算 设计院供电技术人员培训班设计院供电技术人员培训班SWJTUDONG 2009.SWJTUDONG 2009. 课间休息！ 一一 支柱负载分析与计算支柱负载分析与计算 设计院供电技术人员培训班设计院供电技术人员培训班S

11、WJTUDONG 2009.SWJTUDONG 2009. 直线区段直线区段中间柱中间柱( (双绝缘双绝缘) )正定位安装图正定位安装图 12 12 高速接触网腕臂柱装配结构高速接触网腕臂柱装配结构 一一 支柱负载分析与计算支柱负载分析与计算 设计院供电技术人员培训班设计院供电技术人员培训班SWJTUDONG 2009.SWJTUDONG 2009. 中间柱中间柱腕臂双底座非工作支过渡安装图腕臂双底座非工作支过渡安装图 12 12 高速接触网腕臂柱装配结构高速接触网腕臂柱装配结构 一一 支柱负载分析与计算支柱负载分析与计算 设计院供电技术人员培训班设计院供电技术人员培训班SWJTUDONG 2

12、009.SWJTUDONG 2009. 直线区段直线区段四跨非绝缘锚四跨非绝缘锚 段关节段关节转换柱正定位安转换柱正定位安 装图装图 12 12 高速接触网腕臂柱装配结构高速接触网腕臂柱装配结构 一一 支柱负载分析与计算支柱负载分析与计算 设计院供电技术人员培训班设计院供电技术人员培训班SWJTUDONG 2009.SWJTUDONG 2009. 直线区段直线区段四跨绝四跨绝 缘锚段关节缘锚段关节转换转换 柱正定位安装图柱正定位安装图 一一 支柱负载分析与计算支柱负载分析与计算 设计院供电技术人员培训班设计院供电技术人员培训班SWJTUDONG 2009.SWJTUDONG 2009. 直线区

13、段直线区段四跨绝缘四跨绝缘 锚段关节锚段关节中心柱正中心柱正 定位安装图定位安装图 一一 支柱负载分析与计算支柱负载分析与计算 设计院供电技术人员培训班设计院供电技术人员培训班SWJTUDONG 2009.SWJTUDONG 2009. 直线区段直线区段五跨绝缘转换五跨绝缘转换 柱柱安装图安装图( (外侧外侧) ) 一一 支柱负载分析与计算支柱负载分析与计算 设计院供电技术人员培训班设计院供电技术人员培训班SWJTUDONG 2009.SWJTUDONG 2009. 直线区段直线区段五跨绝缘锚五跨绝缘锚 段关节段关节转换柱转换柱( (内侧内侧) ) 安装图安装图 一一 支柱负载分析与计算支柱负

14、载分析与计算 设计院供电技术人员培训班设计院供电技术人员培训班SWJTUDONG 2009.SWJTUDONG 2009. (1) (1) 支持与定位装置自重支持与定位装置自重 斜腕臂、平腕臂、定位管、定斜腕臂、平腕臂、定位管、定 位器、绝缘子及紧固件。位器、绝缘子及紧固件。 为便于习作，本教材规定：为便于习作，本教材规定： l中间柱装配中间柱装配500500N/N/套；套； l中心柱中心柱600N/600N/套套 13 支柱负载的计算支柱负载的计算 在接触网实际工程中，新材料和在接触网实际工程中，新材料和 新零件使用较多，应根据实际情况具新零件使用较多，应根据实际情况具 体问题具体分析。体问

15、题具体分析。 (2) 支挂与定位装置、绝缘子覆冰重支挂与定位装置、绝缘子覆冰重 bSQ bbb kN （） 垂直负载垂直负载 一一 支柱负载分析与计算支柱负载分析与计算 设计院供电技术人员培训班设计院供电技术人员培训班SWJTUDONG 2009.SWJTUDONG 2009. (3) 线索自重和线索覆冰重线索自重和线索覆冰重 13 支柱负载的计算支柱负载的计算 lnqlnqQ bg 0 垂直负载垂直负载 一一 支柱负载分析与计算支柱负载分析与计算 设计院供电技术人员培训班设计院供电技术人员培训班SWJTUDONG 2009.SWJTUDONG 2009. 水平负载水平负载 13 13 支柱负

16、载的计算支柱负载的计算 (1) (1) 支柱风负载支柱风负载 一一 支柱负载分析与计算支柱负载分析与计算 设计院供电技术人员培训班设计院供电技术人员培训班SWJTUDONG 2009.SWJTUDONG 2009. (2) 线索风负载线索风负载 支柱负载的计算支柱负载的计算 承力索风负载承力索风负载 接触线风负载接触线风负载 的计算用途？的计算用途？ 2 水平负载水平负载 一一 支柱负载分析与计算支柱负载分析与计算 设计院供电技术人员培训班设计院供电技术人员培训班SWJTUDONG 2009.SWJTUDONG 2009. (3) 直线之字力直线之字力 13 13 支柱负载的计算支柱负载的计算

17、 定位器受到定位器受到 的由接触线产生的由接触线产生 的拉力应控制在的拉力应控制在 802500N之间。之间。 水平负载水平负载 一一 支柱负载分析与计算支柱负载分析与计算 设计院供电技术人员培训班设计院供电技术人员培训班SWJTUDONG 2009.SWJTUDONG 2009. (4) 曲线水平分力曲线水平分力 13 13 支柱负载的计算支柱负载的计算 曲线力分析用图曲线力分析用图 水平负载水平负载 一一 支柱负载分析与计算支柱负载分析与计算 设计院供电技术人员培训班设计院供电技术人员培训班SWJTUDONG 2009.SWJTUDONG 2009. 课间休息！ 一一 支柱负载分析与计算支

18、柱负载分析与计算 设计院供电技术人员培训班设计院供电技术人员培训班SWJTUDONG 2009.SWJTUDONG 2009. l 因下锚，线索改变了方向因下锚，线索改变了方向, ,补偿张力将在转换柱处产生一个补偿张力将在转换柱处产生一个 垂直于支柱的水平分力垂直于支柱的水平分力, ,这一水平分力就是下锚分力。这一水平分力就是下锚分力。 l 下锚分力的计算与以下因素有关：下锚分力的计算与以下因素有关： 直线与曲线；直线与曲线； 绝缘锚段关节与非绝缘锚段关节；绝缘锚段关节与非绝缘锚段关节； 同侧下锚与异侧下锚。同侧下锚与异侧下锚。 (5) 下锚分力下锚分力 13 支柱负载的计算支柱负载的计算 水

19、平负载水平负载 一一 支柱负载分析与计算支柱负载分析与计算 设计院供电技术人员培训班设计院供电技术人员培训班SWJTUDONG 2009.SWJTUDONG 2009. (a)直线区段的下锚分力直线区段的下锚分力 13 支柱负载的计算支柱负载的计算 水平负载水平负载(5) 下锚分力下锚分力 一一 支柱负载分析与计算支柱负载分析与计算 设计院供电技术人员培训班设计院供电技术人员培训班SWJTUDONG 2009.SWJTUDONG 2009. 13 13 支柱负载的计算支柱负载的计算 (a) 直线区段的下锚分力直线区段的下锚分力 一一 支柱负载分析与计算支柱负载分析与计算 设计院供电技术人员培训

20、班设计院供电技术人员培训班SWJTUDONG 2009.SWJTUDONG 2009. B B、因下锚引起的偏移值；、因下锚引起的偏移值；x x、因曲线造成的偏移值；、因曲线造成的偏移值；Z Z、 实际偏移值。实际偏移值。 13 13 支柱负载的计算支柱负载的计算 (b) 曲线区段的下锚分力曲线区段的下锚分力 水平负载水平负载 (5) 下锚分力下锚分力 下锚和曲线造成偏移的几何关系下锚和曲线造成偏移的几何关系 一一 支柱负载分析与计算支柱负载分析与计算 设计院供电技术人员培训班设计院供电技术人员培训班SWJTUDONG 2009.SWJTUDONG 2009. 13 13 支柱负载的计算支柱负

21、载的计算 (b)(b)曲线区段的下锚分力曲线区段的下锚分力 一一 支柱负载分析与计算支柱负载分析与计算 设计院供电技术人员培训班设计院供电技术人员培训班SWJTUDONG 2009.SWJTUDONG 2009. 案例分析案例分析 某曲线区段绝缘转换柱的水平负载分析某曲线区段绝缘转换柱的水平负载分析 一一 支柱负载分析与计算支柱负载分析与计算 设计院供电技术人员培训班设计院供电技术人员培训班SWJTUDONG 2009.SWJTUDONG 2009. 异侧下锚异侧下锚 )2 . 0)()() 2 1 ( 12110 cMCcvCcZcvg HPPHPpZQQM zzjjMjvjjZjv HPHPPHPP 2 1 )2 . 0)()( 21 套/60 0 kgQ )( 3 Z 当为