直線單桿轉(zhuǎn)動橫擔(dān)強(qiáng)度計算.

1、直線單桿轉(zhuǎn)動橫擔(dān)強(qiáng)度計算許榮生一般直線單桿的橫擔(dān)多采用轉(zhuǎn)動橫擔(dān)，轉(zhuǎn)動橫擔(dān)的作用在于斷線時，橫擔(dān)的剪切螺栓剪斷，橫 擔(dān)繞電桿旋轉(zhuǎn)90°,從而減小對電桿的扭力，修復(fù)時只要換掉被剪切的螺栓就可以了，比較容易， 同時采用轉(zhuǎn)動橫擔(dān)有明顯的經(jīng)濟(jì)效果，因此使用比較廣泛。下圖是35kV單回路的頭部圖，導(dǎo)線型號LGJ-240/30，導(dǎo)線重量9.0437N/m,垂直檔距250m,轉(zhuǎn)動橫擔(dān)啟動力：3000 N ;懸式絕緣子串垂重量：85.5N;槽鋼橫擔(dān)自重=140N。試選擇剪切螺栓，固定螺栓，橫擔(dān)截面。1. 上橫擔(dān)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算拔稍直線單桿頭部尺寸圖1. 1上橫擔(dān)剪切螺栓的截面計算：1.1.1剪切螺栓的 切

2、力的設(shè)計值計算:上橫擔(dān)尺寸圖當(dāng)橫擔(dān)繞固定螺栓轉(zhuǎn)動時,剪切螺栓承受切力的計算式為式:T= 0>'. qS(l a)Qia9023DL/T 5154-2002 第式中0=1,結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，按架空送電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)規(guī)定7.1.1規(guī)定取值?！耙患墸禾貏e重要的桿塔結(jié)構(gòu)應(yīng)取0 = 1.1; 二級：各級電壓線路的各類桿塔，應(yīng)取0 = 1.0;三級：臨時使用的各類桿塔，應(yīng)取° = 0.9”。（見GB 50061-201066kV及以下架空式中=0.75，直線型桿塔斷線情況，可變荷載組合系數(shù);電力線路設(shè)計規(guī)范9.0.2條規(guī)定。(“一一可變荷載組合系數(shù)，運行情況，應(yīng)取1.0;耐張型

3、桿塔斷線工況和各類桿塔的安裝工況應(yīng)取2=0 .9;直線桿塔斷線情況和各類桿塔驗算工況，應(yīng)取2=0.75)。Qi =1.4，可變荷載的分項系數(shù)；S =3000 N，轉(zhuǎn)動橫擔(dān)啟動力；l =1300-205-90=1005mm 導(dǎo)線懸掛點至剪切螺栓的距離；a =90mm，固定螺栓與剪切螺栓的距離。代入式中得剪切螺栓的切力的設(shè)計值：S(l a)3000(100590)MT= 0. - . Qi '' =1 X 0.75 X 1.4'=1.05 X 36500=38325 N。a901.1.2剪切螺栓的截面 A計算的計算式為A = T 式中,t=蝕=380 N / mm2 4.8

4、級螺栓的單剪破壞強(qiáng)度值；T =38325 N 剪切螺栓的切力的設(shè)計值。代入式中得剪切螺栓的截面面積:A T 383252A =100.85526mm ,Tt380轉(zhuǎn)換剪切螺栓的直徑100.85526= 11.332mm。根據(jù) GB 50061-201066kV 及以下架空12mm,取剪切螺栓的直徑 =12mm。電力線路設(shè)計規(guī)范第10.2.3的構(gòu)造要求：螺栓直徑不宜小于 1.2固定螺栓的截面計算：1.2.1固定螺栓的因斷線引起的切力的設(shè)計值計算：已知剪切螺栓選用1 =12mm,其截面積為S=只2=二62=113.1mm2 ； M12剪切螺栓實際承受的剪力： Ta= tBd . A=380 N /

5、mm X 113.1 mm =42977 N，按此 M12 剪切螺栓實際承受的剪力42977 N ,反推算其實際的啟動力 Sh。根據(jù)力矩平衡原理：Sh. ( i + a) =a.Ta,=3532 N 。aTa _ 90 42977 Ni a =1005 90以剪切螺栓為支點，根據(jù)力矩平衡原理,Tk .a = Sh .i，當(dāng)啟動力Sh =3532 N，計算固定螺栓的切力Tk : Tk =寶=a3532 1005=39441 N ,1.2.2固定螺栓的因橫擔(dān)、導(dǎo)線及絕緣子串的垂直荷載引起的切力的設(shè)計值按下列 式計算：N = 0. G. (Gnd).a2h57式中的0=1，二級結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；G =

6、1.2永久荷載分項系數(shù)（垂直荷載為永久荷載）；Gnd =Wd + Gj 導(dǎo)線重量與絕緣子串重量之和；2Wd =9.0437N/m X 250m X - =1507N,導(dǎo)線重量；3Gj =85.5N絕緣子串垂重量Gnd =Wd + Gj=1507N+85.5N= 1593N 導(dǎo)線重量與絕緣子串重量之和;G/Q=140N,橫擔(dān)自重； a2 =130cm,導(dǎo)線懸掛點與桿塔中心的距離;hs =60cm吊桿高度;代入得 N = 0. G .(Gnd+).電=1 X 1.2 (1593+140 )空=4324 N ；2 h5260將橫擔(dān)方向的固定螺栓切力N =4324 N，及垂直橫擔(dān)方向的固定螺栓切力Tk

7、 =39441 N代入固定螺栓的總切力 = Tk2 N2 = 394412 43242=39677 N2x396772已知4.8級螺栓的抗剪設(shè)計強(qiáng)度為170 N /mm，求固定螺栓的截面積 入=233 mmb 首170其直徑2=2、.綸=2、233=17.247mm.近似取 M20 螺栓。ji V Ji 1.3上橫擔(dān)強(qiáng)度計算 上橫擔(dān)強(qiáng)度按下式計算+.mN.A mM.Wx式中的N =4324N，因橫擔(dān)、導(dǎo)線及絕緣子串的垂直荷載作用產(chǎn)生的橫擔(dān)軸向壓力設(shè)計值;式中的M 斷導(dǎo)線啟動力產(chǎn)生的彎矩設(shè)計值：M =.Qj.Sh.l =1.0 X 0.75X 1.4X 3000 X 1005=3165750 N

8、 .mm=316.575 kN.cm8號槽鋼的截面積A=10.24 cm2，抗彎截面矩 Wx =25.3 cm3，回轉(zhuǎn)半徑ry =1.27,橫擔(dān)計算長度I =100 cm,構(gòu)件的長細(xì)比 = 100 =78.74，查表得 =0.795。 1.27式中mN 壓桿穩(wěn)定強(qiáng)度折減系數(shù)，槽鋼在此取1.0 ；mM 受彎構(gòu)件穩(wěn)定強(qiáng)度折減系數(shù)，槽鋼在此取1.0。按受壓同時受彎的局部穩(wěn)定計算：NM4324316.575, M 2c =0.531 + 12.51=13.04 kN/cm.mN.A mM.WX0.795 1 10.24 1.0 25.3=130.4 N / mm2 V鋼材Q235抗壓和抗彎的強(qiáng)度設(shè)計值

9、215 N /mm2。結(jié)論：橫擔(dān)采用8#普通槽鋼安全。2.下橫擔(dān)結(jié)構(gòu)計算:下橫擔(dān)尺寸圖2.1.下橫擔(dān)剪切螺栓的截面計算：2.1.1剪切螺栓的切力的設(shè)計值計算：當(dāng)橫擔(dān)繞固定螺栓轉(zhuǎn)動時，剪切螺栓承受切力的計算式為式:T= 0> . Qi S(l a)-a式中0=1;式中匸=0.75 ;Qi=1.4;S =3000;l =1500-205-90=1205mm 導(dǎo)線懸掛點至剪切螺栓的距離；a =90mm，固定螺栓與剪切螺栓的距離。代入式中得剪切螺栓的 切力的設(shè)計值：S(l a)3000(1205 90)MT= 0.一 . Qi=1 X 0.75 X 1.4'=1.05 X 36500=4

10、3166 Na902.1.2剪切螺栓的截面 A計算的計算式為A = Tt式中,t = .tBd =380 N / mm2 4.8級螺栓的單剪破壞強(qiáng)度值；T =43166 剪切螺栓的切力的設(shè)計值。代入式中得剪切螺栓的截面面積:八 T 431662A =113.6mm ，Tt380轉(zhuǎn)換剪切螺栓的直徑2. 固定螺栓的截面計算：2.1固定螺栓的因斷線引起的切力的設(shè)計值計算：已知剪切螺栓選用】=12mm，其截面積為S=只2=二62=113.1mm2 ； M12剪切螺栓實際承受的剪力為：Ta= .tBd . A=380 N/mm X 113.1 mm =42977 N，按此 M12 剪切螺栓實際承受的剪力

11、42977 N ,反推算其實際的啟動力 Sh。根據(jù)力矩平衡原理：Sh. ( i + a) =a.Ta,並=90 42977 N =2987 “。i a 1205 90以剪切螺栓為支點，根據(jù)力矩平衡原理,Tk .a = Sh .i，當(dāng)啟動力Sh =2987 N，計算固定螺栓的切力2987 120590=39993 N ,2.2固定螺栓的因橫擔(dān)、導(dǎo)線及絕緣子串的垂直荷載引起的切力的設(shè)計值按下列 式計算：N=0.G.Gd 豊，半 式中的0=1，二級結(jié)構(gòu)重要性系數(shù);G =1.2永久荷載分項系數(shù)(垂直荷載為永久荷載)Gnd =Wd + Gj = 1593N 導(dǎo)線重量與絕緣子串重量之和;G/q = 159

12、N,橫擔(dān)自重a2 =150cm,導(dǎo)線懸掛點與桿塔中心的距離;h5 =60cm 吊桿高度;代入得 N = 0. G .(Gnd +GQ).a=1 X 1.2 (1593+ 140 )150 =4989 N ;2h5260將橫擔(dān)方向的固定螺栓切力N =4989N，及垂直橫擔(dān)方向的固定螺栓切力Tk =39993 N代入固定螺栓的總切力.=Jk2 N 2 = ,、39993? 49892=40303 N已知4.8級螺栓的抗剪設(shè)計強(qiáng)度為170 n /mm2，求固定螺栓的截面積 人=一 =40303 =237 mm2Tt170其直徑 2=2、=2 ” =17.37mm.近似取 M20螺栓。3. 下橫擔(dān)強(qiáng)度計算下橫擔(dān)強(qiáng)度按下式計算NM+.mN.A mM.Wx式中的N =4989 N，因橫擔(dān)、導(dǎo)線及絕緣子串的垂直荷載作用產(chǎn)生的橫擔(dān)軸向壓力設(shè)計值;式中的M 斷導(dǎo)線啟動力產(chǎn)生的彎矩設(shè)計值：M = 0 . Qj.Sh.l=1.0 X 0.75X 1.4X 3000 X 1205=3795750 N .mm=379.575 kN.cm238號槽鋼的截面積A=10.24 cm，抗彎截面矩 Wx =25.3 cm，回轉(zhuǎn)半徑ry =1.27,橫擔(dān)計算長度100l =100 cm,構(gòu)件的長細(xì)比 =78.74，查表得 =0.795。1.27式中mN 壓桿穩(wěn)定強(qiáng)