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配網(wǎng)線路中電桿上抱箍尺寸確定方法及裝置與流程

文檔序號(hào):11519915閱讀:2481來源:國知局
配網(wǎng)線路中電桿上抱箍尺寸確定方法及裝置與流程

本發(fā)明涉及電力配網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種配網(wǎng)線路中電桿上抱箍尺寸確定方法及裝置。



背景技術(shù):

抱箍是用一種材料抱住或箍住另一種材料的構(gòu)件,屬于緊固件,可作為電力金具的緊固件之一,抱箍被廣泛應(yīng)用于配電線路安裝工程中。

目前,抱箍長(zhǎng)度一般較小,使用時(shí),能夠承受一定的拉力,但是當(dāng)出現(xiàn)較大的風(fēng)荷載時(shí),如臺(tái)風(fēng),由于現(xiàn)有的抱箍面積太小,導(dǎo)致抱箍與錐形水泥電桿接觸面積小,極易出現(xiàn)應(yīng)力集中的現(xiàn)象,使得電桿在安裝抱箍位置出現(xiàn)斷桿,導(dǎo)致電桿極不安全,此外在電桿通過抱箍安裝拉線位置周圍受到的彎矩較大,加上拉線抱箍位置安裝不正確也容易導(dǎo)致電線桿橫腰折斷,這樣導(dǎo)致配電線路防風(fēng)能力差以及極不安全,對(duì)配電線路造成極大的安全隱患。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

基于此,有必要針對(duì)現(xiàn)有電桿易出現(xiàn)應(yīng)力集中致使配電線路不安全的問題,提供一種減弱電桿上的應(yīng)力集中提高配電線路安全的配網(wǎng)線路中電桿上抱箍尺寸確定方法及裝置。

一種配網(wǎng)線路中電桿上抱箍尺寸確定方法,包括如下步驟:

獲取電桿在使用極限狀態(tài)下的最大裂縫寬度限值;

根據(jù)所述電桿安裝抱箍后需達(dá)到的預(yù)設(shè)防風(fēng)等級(jí)風(fēng)速,獲取所述電桿在安裝抱箍位置對(duì)應(yīng)的彎矩設(shè)計(jì)值;

獲取預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度以及預(yù)設(shè)抱箍最小厚度;

判斷所述電桿在所述安裝抱箍位置對(duì)應(yīng)的裂縫寬度是否大于所述最大裂縫寬度限值;

若大于,根據(jù)所述最大裂縫寬度限值,確定所述電桿中裂縫寬度等于所述最大裂縫寬度限值的第一邊界點(diǎn)以及第二邊界點(diǎn),并獲取所述第一邊界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第一彎矩以及所述第二邊界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第二彎矩;

根據(jù)所述彎矩設(shè)計(jì)值以及所述最大裂縫寬度限值獲取在所述安裝抱箍位置的第一抱箍待選厚度、根據(jù)所述第一彎矩以及所述最大裂縫寬度限值獲取在所述第一邊界點(diǎn)的第二抱箍待選厚度以及根據(jù)所述第二彎矩以及所述最大裂縫寬度限值獲取在所述第二邊界點(diǎn)的第三抱箍待選厚度;

根據(jù)所述預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度與所述第一邊界點(diǎn)和所述第二邊界點(diǎn)之間的距離長(zhǎng)度的比較結(jié)果確定所述抱箍的長(zhǎng)度,根據(jù)所述預(yù)設(shè)抱箍最小厚度、所述第一抱箍待選厚度、所述第二抱箍待選厚度和所述第三抱箍待選厚度的比較結(jié)果確定所述抱箍的厚度,根據(jù)所述電桿在所述安裝抱箍位置的第一外徑、所述電桿在所述第一邊界點(diǎn)的第二外徑和所述電桿在所述第二邊界點(diǎn)的第三外徑的比較結(jié)果確定所述抱箍的內(nèi)徑。

本發(fā)明還提供一種配網(wǎng)線路中電桿上抱箍尺寸確定裝置,包括:

寬度限值獲取模塊,用于獲取電桿在使用極限狀態(tài)下的最大裂縫寬度限值;

彎矩設(shè)計(jì)值獲取模塊,用于根據(jù)所述電桿安裝抱箍后需達(dá)到的預(yù)設(shè)防風(fēng)等級(jí)風(fēng)速,獲取所述電桿在安裝抱箍位置對(duì)應(yīng)的彎矩設(shè)計(jì)值;

最小值獲取模塊,用于獲取預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度以及預(yù)設(shè)抱箍最小厚度;

寬度判斷模塊,用于判斷所述電桿在所述安裝抱箍位置對(duì)應(yīng)的裂縫寬度是否大于所述最大裂縫寬度限值;

邊界點(diǎn)彎矩獲取模塊,用于當(dāng)所述寬度判斷模塊的判斷結(jié)果為大于時(shí),根據(jù)所述最大裂縫寬度限值,確定所述電桿中裂縫寬度等于所述最大裂縫寬度限值的第一邊界點(diǎn)以及第二邊界點(diǎn),并獲取所述第一邊界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第一彎矩以及所述第二邊界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第二彎矩;

厚度獲取模塊,用于根據(jù)所述彎矩設(shè)計(jì)值以及所述最大裂縫寬度限值獲取在所述安裝抱箍位置的第一抱箍待選厚度、根據(jù)所述第一彎矩以及所述最大裂縫寬度限值獲取在所述第一邊界點(diǎn)的第二抱箍待選厚度以及根據(jù)所述第二彎矩以及所述最大裂縫寬度限值獲取在所述第二邊界點(diǎn)的第三抱箍待選厚度;

抱箍尺寸確定模塊,用于根據(jù)所述預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度與所述第一邊界點(diǎn)和所述第二邊界點(diǎn)之間的距離長(zhǎng)度的比較結(jié)果確定所述抱箍的長(zhǎng)度,根據(jù)所述預(yù)設(shè)抱箍最小厚度、所述第一抱箍待選厚度、所述第二抱箍待選厚度和所述第三抱箍待選厚度的比較結(jié)果確定所述抱箍的厚度,根據(jù)所述電桿在所述安裝抱箍位置的第一外徑、所述電桿在所述第一邊界點(diǎn)的第二外徑和所述電桿在所述第二邊界點(diǎn)的第三外徑的比較結(jié)果確定所述抱箍的內(nèi)徑。

上述配網(wǎng)線路中電桿上抱箍尺寸確定方法及裝置,當(dāng)選擇以使用極限狀態(tài)為原則時(shí),通過判斷電桿在安裝抱箍位置對(duì)應(yīng)的裂縫寬度是否大于最大裂縫寬度限值,若大于,表示需要對(duì)在使用極限狀態(tài)下的抱箍尺寸進(jìn)行重新設(shè)計(jì),即根據(jù)最大裂縫寬度限值,確定電桿中裂縫寬度等于最大裂縫寬度限值的第一邊界點(diǎn)以及第二邊界點(diǎn),并獲取第一邊界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第一彎矩以及第二邊界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第二彎矩;根據(jù)彎矩設(shè)計(jì)值以及最大裂縫寬度限值獲取在安裝抱箍位置的第一抱箍待選厚度、根據(jù)第一彎矩以及最大裂縫寬度限值獲取在第一邊界點(diǎn)的第二抱箍待選厚度以及根據(jù)第二彎矩以及最大裂縫寬度限值獲取在第二邊界點(diǎn)的第三抱箍待選厚度,也就是說,可獲取抱箍的三種厚度即第一抱箍待選厚度、第二抱箍待選厚度以及第三抱箍待選厚度以供后續(xù)抱箍厚度確定時(shí)選擇,比較預(yù)設(shè)抱箍最小厚度、第一抱箍待選厚度、第二抱箍待選厚度和第三抱箍待選厚度,確定抱箍的厚度,比較預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度與第一邊界點(diǎn)和第二邊界點(diǎn)之間的距離長(zhǎng)度,確定抱箍的長(zhǎng)度,比較電桿在安裝抱箍位置的第一外徑、電桿在第一邊界點(diǎn)的第二外徑和電桿在第二邊界點(diǎn)的第三外徑,確定抱箍的內(nèi)徑,從而實(shí)現(xiàn)抱箍尺寸的確定,電桿通過安裝尺寸確定后的上述抱箍進(jìn)行加固時(shí),可增加電桿與抱箍的接觸面積,從而可減弱電桿的應(yīng)力集中,且可增強(qiáng)電桿的強(qiáng)度,提高其安全以及穩(wěn)定性,確保配網(wǎng)線路安全運(yùn)行。

附圖說明

圖1為一實(shí)施例的配網(wǎng)線路中電桿上抱箍尺寸確定方法的流程圖;

圖2為另一實(shí)施例的配網(wǎng)線路中電桿上抱箍尺寸確定方法的流程圖;

圖3為抱箍的俯視圖;

圖4為抱箍的正視圖;

圖5為抱箍應(yīng)用于無撐桿的10kv電桿拉線結(jié)構(gòu)示意圖;

圖6為抱箍應(yīng)用于有撐桿的10kv電桿拉線結(jié)構(gòu)示意圖;

圖7為一實(shí)施方式的配網(wǎng)線路中電桿上抱箍尺寸確定裝置的模塊圖;

圖8為另一實(shí)施方式的配網(wǎng)線路中電桿上抱箍尺寸確定裝置的模塊圖。

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參閱圖1,提供一種實(shí)施例的配網(wǎng)線路中電桿上抱箍尺寸確定方法,包括如下步驟:

s110:獲取電桿在使用極限狀態(tài)下的最大裂縫寬度限值。

結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到使用或耐久性能中某項(xiàng)規(guī)定限度的狀態(tài)稱為使用極限狀態(tài)(即正常使用極限狀態(tài)),與之對(duì)應(yīng)的是承載能力極限狀態(tài)(結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力,或達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變形的極限狀態(tài))。在進(jìn)行配網(wǎng)線路中電桿上抱箍尺寸確定的過程中,可選擇在使用極限狀態(tài)下進(jìn)行,也可選擇在承載能力極限狀態(tài)下進(jìn)行,在本實(shí)施例中,最大裂縫寬度限值為在使用極限狀態(tài)下電桿出現(xiàn)裂縫時(shí)對(duì)應(yīng)的裂縫寬度最大值,通過獲取電桿在使用極限狀態(tài)下的最大裂縫寬度限值,為在使用極限狀態(tài)下進(jìn)行尺寸確定做準(zhǔn)備。

s120:根據(jù)電桿安裝抱箍后需達(dá)到的預(yù)設(shè)防風(fēng)等級(jí)風(fēng)速,獲取電桿在安裝抱箍位置對(duì)應(yīng)的彎矩設(shè)計(jì)值。

在對(duì)電桿安裝拉線和抱箍進(jìn)行加固后,能使得電桿更加穩(wěn)固,其對(duì)應(yīng)的能抵御的風(fēng)速也隨之增大,不同尺寸抱箍安裝于電桿后對(duì)其加固的程度不同,即對(duì)應(yīng)的電桿加固后能抵御的風(fēng)速也不同,通過獲取電桿安裝抱箍后所需要達(dá)到的預(yù)設(shè)防風(fēng)等級(jí)風(fēng)速,通過該預(yù)設(shè)防風(fēng)等級(jí)風(fēng)速,可計(jì)算獲得電桿在安裝抱箍位置對(duì)應(yīng)的彎矩設(shè)計(jì)值。也就是說,用戶想要電桿加固后能抵御風(fēng)速為預(yù)設(shè)防風(fēng)等級(jí)風(fēng)速,想要達(dá)到這個(gè)風(fēng)速,需要對(duì)應(yīng)尺寸的抱箍進(jìn)行加固,從而,可通過電桿安裝抱箍后需達(dá)到的預(yù)設(shè)防風(fēng)等級(jí)風(fēng)速,獲取電桿在安裝抱箍位置對(duì)應(yīng)的彎矩設(shè)計(jì)值,后續(xù)在利用彎矩設(shè)計(jì)值進(jìn)行尺寸的確認(rèn)。

s130:獲取預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度以及預(yù)設(shè)抱箍最小厚度。

以減弱電桿應(yīng)力集中為原則,根據(jù)配網(wǎng)線路中抱箍的實(shí)際尺寸確定一組加長(zhǎng)抱箍尺寸的最小長(zhǎng)度和最小厚度,即可確認(rèn)預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度以及預(yù)設(shè)抱箍最小厚度并獲取預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度以及預(yù)設(shè)抱箍最小厚度。例如,一般情況下,現(xiàn)有的抱箍的長(zhǎng)度為t,厚度為d,在此基礎(chǔ)上,確定一組加長(zhǎng)抱箍尺寸的預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度l0和厚度h0,預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度為l0=t+50mm,預(yù)設(shè)抱箍最小厚度為h0=d。也就是說,預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度為傳統(tǒng)抱箍的長(zhǎng)度加上50mm,預(yù)設(shè)抱箍最小厚度為傳統(tǒng)抱箍的厚度。

s140:判斷電桿在安裝抱箍位置對(duì)應(yīng)的裂縫寬度是否大于最大裂縫寬度限值。

若大于,表示電桿在安裝抱箍位置對(duì)應(yīng)的裂縫寬度已經(jīng)超過了在使用極限下的最大裂縫寬度限值了,需要考慮在使用極限狀態(tài)下對(duì)抱箍尺寸進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì),此時(shí),執(zhí)行以下步驟:

s150:根據(jù)最大裂縫寬度限值,確定電桿中裂縫寬度等于最大裂縫寬度限值的第一邊界點(diǎn)以及第二邊界點(diǎn),并獲取第一邊界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第一彎矩以及第二邊界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第二彎矩。

具體地,第一邊界點(diǎn)為電桿上安裝抱箍的裂縫寬度等于最大裂縫寬度限值的第一邊界點(diǎn),第二邊界點(diǎn)為電桿上安裝抱箍的裂縫寬度等于最大裂縫寬度限值的第二邊界點(diǎn),在電桿實(shí)際應(yīng)用中,出現(xiàn)裂縫時(shí),可能有多處出現(xiàn)裂縫,也就可存在裂縫寬度等于最大裂縫寬度限值的兩個(gè)邊界點(diǎn)即第一邊界點(diǎn)和第二邊界點(diǎn)。以電桿末梢為原點(diǎn)以及電桿方向?yàn)閤軸的坐標(biāo)軸,第一邊界點(diǎn)和第二邊界點(diǎn)分別為對(duì)應(yīng)的裂縫寬度等于最大裂縫寬度限值的兩個(gè)極點(diǎn)。也就是說,以最大裂縫寬度限值為界限計(jì)算電桿安裝抱箍抱箍的邊界點(diǎn),是指根據(jù)輸電桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算邊界點(diǎn)的裂縫寬度剛好等于最大裂縫寬度限值,界限之外的區(qū)域的裂縫寬度小于最大裂縫寬度限值。在獲取電桿中裂縫寬度等于最大裂縫寬度限值的第一邊界點(diǎn)以及第二邊界點(diǎn)后,可計(jì)算電桿中第一邊界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第一彎矩以及第二邊界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第二彎矩。

s160:根據(jù)彎矩設(shè)計(jì)值以及最大裂縫寬度限值獲取在安裝抱箍位置的第一抱箍待選厚度、根據(jù)第一彎矩以及最大裂縫寬度限值獲取在第一邊界點(diǎn)的第二抱箍待選厚度以及根據(jù)第二彎矩以及最大裂縫寬度限值獲取在第二邊界點(diǎn)的第三抱箍待選厚度。

彎矩設(shè)計(jì)值是電桿加固后能抵御預(yù)設(shè)防風(fēng)等級(jí)風(fēng)速需要達(dá)到的彎矩,從而根據(jù)彎矩設(shè)計(jì)值以及在使用極限狀態(tài)下電桿的最大裂縫寬度限值可獲取在安裝抱箍位置的第一抱箍待選厚度。第一彎矩為裂縫寬度為最大裂縫寬度限值的第一邊界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的彎矩,從而根據(jù)第一彎矩以及最大裂縫寬度限值可獲取在第一邊界點(diǎn)的第二抱箍待選厚度,第二彎矩為裂縫寬度為最大裂縫寬度限值的第二邊界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的彎矩,從而根據(jù)第二彎矩以及最大裂縫寬度限值可獲取在第二邊界點(diǎn)的第三抱箍待選厚度。也就是說,能獲得三個(gè)不同的厚度供后續(xù)抱箍厚度確定時(shí)選擇,選擇的結(jié)果即為抱箍最終確定的厚度。

s170:根據(jù)預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度與第一邊界點(diǎn)和第二邊界點(diǎn)之間的距離長(zhǎng)度的比較結(jié)果確定抱箍的長(zhǎng)度,根據(jù)預(yù)設(shè)抱箍最小厚度、第一抱箍待選厚度、第二抱箍待選厚度和第三抱箍待選厚度的比較結(jié)果確定抱箍的厚度,根據(jù)電桿在安裝抱箍位置的第一外徑、電桿在第一邊界點(diǎn)的第二外徑和電桿在第二邊界點(diǎn)的第三外徑的比較結(jié)果確定抱箍的內(nèi)徑。

通過上述比較,選擇最合適的長(zhǎng)度作為在使用極限狀態(tài)下的抱箍最終確定的長(zhǎng)度,選擇最合適的厚度作為在使用極限狀態(tài)下的抱箍最終確定的厚度,選擇最合適的內(nèi)徑作為在使用極限狀態(tài)下的抱箍最終確定的內(nèi)徑,將尺寸確定后的抱箍安裝于電桿,從而可減弱電桿的應(yīng)力集中,增強(qiáng)電桿的強(qiáng)度,提高防風(fēng)能力,以確保配網(wǎng)線路的穩(wěn)固安全。

上述配網(wǎng)線路中電桿上抱箍尺寸確定方法,通過判斷電桿在安裝抱箍位置對(duì)應(yīng)的裂縫寬度是否大于電桿在使用極限狀態(tài)下的最大裂縫寬度限值,若大于,表示需要對(duì)在使用極限狀態(tài)下的抱箍尺寸進(jìn)行重新設(shè)計(jì),即根據(jù)最大裂縫寬度限值,確定電桿中裂縫寬度等于最大裂縫寬度限值的第一邊界點(diǎn)以及第二邊界點(diǎn),并獲取第一邊界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第一彎矩以及第二邊界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第二彎矩;根據(jù)彎矩設(shè)計(jì)值以及最大裂縫寬度限值獲取在安裝抱箍位置的第一抱箍待選厚度、根據(jù)第一彎矩以及最大裂縫寬度限值獲取在第一邊界點(diǎn)的第二抱箍待選厚度以及根據(jù)第二彎矩以及最大裂縫寬度限值獲取在第二邊界點(diǎn)的第三抱箍待選厚度,也就是說,可獲取抱箍的三種厚度即第一抱箍待選厚度、第二抱箍待選厚度以及第三抱箍待選厚度以供后續(xù)抱箍厚度確定時(shí)選擇,根據(jù)預(yù)設(shè)抱箍最小厚度、第一抱箍待選厚度、第二抱箍待選厚度和第三抱箍待選厚度的比較結(jié)果確定抱箍的厚度,根據(jù)預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度與第一邊界點(diǎn)和第二邊界點(diǎn)之間的距離長(zhǎng)度的比較結(jié)果確定抱箍的長(zhǎng)度,根據(jù)電桿在安裝抱箍位置的第一外徑、電桿在第一邊界點(diǎn)的第二外徑和電桿在第二邊界點(diǎn)的第三外徑的比較結(jié)果確定抱箍的內(nèi)徑,從而實(shí)現(xiàn)抱箍尺寸的確定,電桿通過安裝尺寸確定后的上述抱箍進(jìn)行加固時(shí),可增加電桿與抱箍的接觸面積,從而可減弱電桿的應(yīng)力集中,且可增強(qiáng)電桿的強(qiáng)度,提高其安全以及穩(wěn)定性,確保配網(wǎng)線路安全運(yùn)行。

在本實(shí)施例中,在確定抱箍尺寸后,將具有該抱箍尺寸的抱箍作為電桿的加固金具即加固件,即將具有上述確定的抱箍的長(zhǎng)度、確定的抱箍的厚度以及確定的抱箍的內(nèi)徑的抱箍作為電桿的加固件,將該抱箍安裝于電桿對(duì)電桿進(jìn)行加固時(shí),不但可減弱應(yīng)力集中,而且可增強(qiáng)電桿強(qiáng)度。

請(qǐng)參閱圖2,在其中一個(gè)實(shí)施例中,上述判斷電桿在安裝抱箍位置對(duì)應(yīng)的裂縫寬度是否大于最大裂縫寬度限值的步驟之前,還包括:

s201:選取以使用極限狀態(tài)為原則或以承載能力極限狀態(tài)為原則作為抱箍尺寸確定的原則。

即從以使用極限狀態(tài)為原則和以承載能力極限狀態(tài)為原則中選擇一種作為抱箍尺寸確定的原則。由于電桿在以使用極限狀態(tài)和以承載能力極限狀態(tài)下的承受能力是不同的,通過在不同狀態(tài)下進(jìn)行尺寸確定時(shí)得到的結(jié)果也會(huì)不同,在本實(shí)施例中,可在這兩種狀態(tài)下進(jìn)行尺寸確定,以得到在不同狀態(tài)下的抱箍尺寸大小,以滿足不同需求。那么,需要從以使用極限狀態(tài)為原則和以承載能力極限狀態(tài)為原則中選擇一種作為抱箍尺寸確定的原則。

當(dāng)選擇以使用極限狀態(tài)為原則作為抱箍尺寸確定的原則時(shí),也就是說,根據(jù)電桿使用極限狀態(tài)下進(jìn)行抱箍尺寸的重新單獨(dú)設(shè)計(jì),此時(shí),執(zhí)行述判斷電桿在安裝抱箍位置對(duì)應(yīng)的裂縫寬度是否大于最大裂縫寬度限值的步驟。

當(dāng)選取以承載能力極限狀態(tài)為原則作為抱箍尺寸確定的原則時(shí),表示需要根據(jù)電桿承載能力極限狀態(tài)下進(jìn)行尺寸設(shè)計(jì),則執(zhí)行以下步驟:

s202:獲取電桿在承載能力極限狀態(tài)下能承受的極限彎矩。

電桿具有極限彎矩(彎矩為受力結(jié)構(gòu)截面上的內(nèi)力矩的一種,反應(yīng)受力結(jié)構(gòu)對(duì)外力的承受能力),即在設(shè)計(jì)電桿時(shí),根據(jù)設(shè)計(jì)的電桿的結(jié)構(gòu)即可知道電桿在承載能力極限狀態(tài)下能承受的極限彎矩,也就是本實(shí)施例中的極限彎矩,即電桿在承載能力極限狀態(tài)下能承受的極限能力。

s203:根據(jù)預(yù)設(shè)安全系數(shù)以及極限彎矩,獲取極限容許彎矩。

在以承載能力極限狀態(tài)下進(jìn)行尺寸確定時(shí),還需要考慮電桿的安全性,從而,需要預(yù)設(shè)安全系數(shù)以及極限彎矩,獲取電桿的極限容許彎矩。具體地,極限容許彎矩為極限彎矩除以預(yù)設(shè)安全系數(shù),在本實(shí)施例中,預(yù)設(shè)安全系數(shù)選擇為1.6。

s204:判斷彎矩設(shè)計(jì)值是否大于極限容許彎矩。

若大于,表示在預(yù)設(shè)防風(fēng)等級(jí)風(fēng)速對(duì)應(yīng)的彎矩設(shè)計(jì)值超過了電桿在安全情況下最大能承受的極限容許彎矩,需要對(duì)電桿在承載能力極限狀態(tài)下進(jìn)行抱箍尺寸的重新單獨(dú)設(shè)計(jì),此時(shí),執(zhí)行以下步驟:

s205:根據(jù)極限容許彎矩,確定電桿中彎矩等于極限容許彎矩的第三邊界點(diǎn)以及第四邊界點(diǎn),并獲取第三邊界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第三彎矩以及第四邊界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第四彎矩,將第三彎矩除以預(yù)設(shè)安全系數(shù)獲得第一容許彎矩,將第四彎矩除以預(yù)設(shè)安全系數(shù)獲得第二容許彎矩。

具體地,第三邊界點(diǎn)為電桿上安裝抱箍的彎矩等于極限容許彎矩的第三邊界點(diǎn),第四邊界點(diǎn)為電桿上安裝抱箍的彎矩等于極限容許彎矩的第四邊界點(diǎn),在電桿實(shí)際應(yīng)用中,可能有多處的彎矩等于極限容許彎矩,可確定彎矩等于極限容許彎矩的兩個(gè)邊界點(diǎn)即第三邊界點(diǎn)和第四邊界點(diǎn)。以電桿末梢為原點(diǎn)以及電桿方向?yàn)閤軸的坐標(biāo)軸,第三邊界點(diǎn)和第四邊界點(diǎn)分別為對(duì)應(yīng)的彎矩等于極限容許彎矩的兩個(gè)極點(diǎn)。也就是說,以極限容許彎矩為界限計(jì)算得到電桿安裝抱箍抱箍的邊界點(diǎn),是指邊界點(diǎn)點(diǎn)位置計(jì)算所受彎矩剛好等于極限容許彎矩,界限之外的區(qū)域計(jì)算的彎矩小于極限容許彎矩。在獲取電桿中彎矩等于極限容許彎矩的第三邊界點(diǎn)以及第四邊界點(diǎn)后,可計(jì)算電桿中第三邊界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第三彎矩以及第四邊界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第四彎矩,為了在以承載能力極限狀態(tài)下進(jìn)行尺寸確定后能確保電桿的安全性,將第三彎矩除以預(yù)設(shè)安全系數(shù)獲得第一容許彎矩,將第四彎矩除以預(yù)設(shè)安全系數(shù)獲得第二容許彎矩,后續(xù)根據(jù)第一容許彎矩以及第二容許彎矩分別對(duì)應(yīng)計(jì)算抱箍的待選厚度。

s206:根據(jù)彎矩設(shè)計(jì)值獲取在安裝抱箍位置的第四抱箍待選厚度、根據(jù)第一容許彎矩獲取在第三邊界點(diǎn)的第五抱箍待選厚度以及根據(jù)第二容許彎矩獲取在第四邊界點(diǎn)的第六抱箍待選厚度。

根據(jù)彎矩設(shè)計(jì)值可獲取在安裝抱箍位置的第四抱箍待選厚度。第三彎矩為彎矩為極限容許彎矩對(duì)應(yīng)的第三邊界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的彎矩,通過第三彎矩獲得第一容許彎矩,從而根據(jù)第一容許彎矩可獲取在第三邊界點(diǎn)的第五抱箍待選厚度,第四彎矩為彎矩為極限容許彎矩對(duì)應(yīng)的第四邊界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的彎矩,通過第四彎矩獲得第二容許彎矩,從而根據(jù)第二容許彎矩可獲取在第四邊界點(diǎn)的第六抱箍待選厚度。也就是說,能獲得三個(gè)不同的厚度供后續(xù)抱箍厚度確定時(shí)選擇,選擇的結(jié)果即為抱箍最終確定的厚度。

s207:根據(jù)預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度與第三邊界點(diǎn)和第四邊界點(diǎn)之間的距離長(zhǎng)度的比較結(jié)果確定抱箍的長(zhǎng)度,根據(jù)預(yù)設(shè)抱箍最小厚度、第四抱箍待選厚度、第五抱箍待選厚度和第六抱箍待選厚度的比較結(jié)果確定抱箍的厚度,根據(jù)電桿在安裝抱箍位置的第一外徑、電桿在第三邊界點(diǎn)的第四外徑和電桿在第四邊界點(diǎn)的第五外徑的比較結(jié)果確定抱箍的內(nèi)徑。

通過上述比較,選擇最合適的長(zhǎng)度作為在承載能力極限狀態(tài)下的抱箍最終確定的長(zhǎng)度,選擇最合適的厚度作為在承載能力極限狀態(tài)下的抱箍最終確定的厚度,選擇最合適的內(nèi)徑作為在承載能力極限狀態(tài)下的抱箍最終確定的內(nèi)徑,將尺寸確定后的抱箍安裝于電桿,從而可減弱電桿的應(yīng)力集中,增強(qiáng)電桿的強(qiáng)度,提高防風(fēng)能力,以確保配網(wǎng)線路的穩(wěn)固安全。

通過上述在承載極限狀態(tài)下確定抱箍的長(zhǎng)度、確定抱箍的厚度以及確定抱箍的內(nèi)徑,從而實(shí)現(xiàn)在承載極限狀態(tài)下抱箍尺寸的確定,電桿通過安裝尺寸確定后的上述抱箍進(jìn)行加固時(shí),可增加電桿與抱箍的接觸面積,從而可減弱電桿的應(yīng)力集中,且可增強(qiáng)電桿的強(qiáng)度,提高其安全以及穩(wěn)定性,確保配網(wǎng)線路安全運(yùn)行。

在其中一個(gè)實(shí)施例中,上述配網(wǎng)線路中電桿上抱箍尺寸確定方法還包括步驟:當(dāng)電桿在安裝抱箍位置對(duì)應(yīng)的裂縫寬度是不大于最大裂縫寬度限值時(shí),或當(dāng)彎矩設(shè)計(jì)值是不大于極限容許彎矩時(shí),將預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度作為抱箍的長(zhǎng)度,將預(yù)設(shè)抱箍最小厚度作為抱箍的厚度,將電桿對(duì)應(yīng)的最小外徑作為抱箍的內(nèi)徑。

當(dāng)電桿在安裝抱箍位置對(duì)應(yīng)的裂縫寬度是不大于最大裂縫寬度限值時(shí),表示電桿在安裝抱箍位置對(duì)應(yīng)的裂縫寬度未超過在使用極限下的最大裂縫寬度限值,此時(shí),無需對(duì)抱箍的尺寸進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì),直接將預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度作為抱箍的長(zhǎng)度,將預(yù)設(shè)抱箍最小厚度作為抱箍的厚度,將電桿對(duì)應(yīng)的最小外徑作為抱箍的內(nèi)徑即可實(shí)現(xiàn)抱箍尺寸的確定。另外,當(dāng)彎矩設(shè)計(jì)值是不大于極限容許彎矩時(shí),表示在預(yù)設(shè)防風(fēng)等級(jí)風(fēng)速對(duì)應(yīng)的彎矩設(shè)計(jì)值未超過電桿在安全情況下最大能承受的極限容許彎矩,無需對(duì)抱箍的尺寸進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì),即將預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度作為抱箍的長(zhǎng)度,將預(yù)設(shè)抱箍最小厚度作為抱箍的厚度,將電桿對(duì)應(yīng)的最小外徑作為抱箍的內(nèi)徑即可,從而實(shí)現(xiàn)抱箍尺寸的確定。

在其中一個(gè)實(shí)施例中,上述根據(jù)預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度與第三邊界點(diǎn)和第四邊界點(diǎn)之間的距離長(zhǎng)度的比較結(jié)果確定抱箍的長(zhǎng)度包括:將第三邊界點(diǎn)和第四邊界點(diǎn)之間的距離長(zhǎng)度乘以預(yù)設(shè)長(zhǎng)度放大系數(shù),獲取第一放大距離長(zhǎng)度。選取預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度與第一放大距離長(zhǎng)度中最大者作為抱箍的長(zhǎng)度。

上述根據(jù)預(yù)設(shè)抱箍最小厚度、第四抱箍待選厚度、第五抱箍待選厚度和第六抱箍待選厚度的比較結(jié)果確定抱箍的厚度包括:選取第四抱箍待選厚度、第五抱箍待選厚度和第六抱箍待選厚度中的最大者作為第一抱箍基本厚度;將第一抱箍基本厚度乘以預(yù)設(shè)厚度放大系數(shù)獲得第一放大抱箍厚度。選取第一放大抱箍厚度與預(yù)設(shè)抱箍最小厚度中最大者作為抱箍的厚度。

上述根據(jù)電桿在安裝抱箍位置的第一外徑、電桿在第三邊界點(diǎn)的第四外徑和電桿在第四邊界點(diǎn)的第五外徑的比較結(jié)果確定抱箍的內(nèi)徑包括:選取第一外徑、第四外徑以及第五外徑中最小者作為抱箍的內(nèi)徑。

通過選擇預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度與第一放大距離長(zhǎng)度中最大者作為抱箍的長(zhǎng)度,以確定抱箍的長(zhǎng)度,確定的抱箍的長(zhǎng)度為設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度與第一放大距離長(zhǎng)度中最大者,可確保抱箍的長(zhǎng)度,從而可增加抱箍與電桿的接觸面積,減弱電桿的應(yīng)力集中。同理,確定的抱箍的厚度為第一放大抱箍厚度與預(yù)設(shè)抱箍最小厚度中最大者,可確保抱箍的厚度,電桿在安裝此厚度的抱箍后,可增強(qiáng)電桿強(qiáng)度,確保電桿的安全和穩(wěn)定。另外,根據(jù)內(nèi)徑取小值增加連接時(shí)的預(yù)緊力原則,確定的抱箍的內(nèi)徑為第一外徑、第四外徑以及第五外徑中最小者。

在其中一個(gè)實(shí)施例中,上述根據(jù)彎矩設(shè)計(jì)值獲取在安裝抱箍位置的第四抱箍待選厚度、根據(jù)第一容許彎矩獲取在第三邊界點(diǎn)的第五抱箍待選厚度以及根據(jù)第二容許彎矩獲取在第四邊界點(diǎn)的第六抱箍待選厚度的的步驟之前,還包括步驟:將彎矩設(shè)計(jì)值乘以預(yù)設(shè)彎矩放大系數(shù),更新彎矩設(shè)計(jì)值,將第一容許彎矩乘以預(yù)設(shè)彎矩放大系數(shù),更新第一容許彎矩,將第二容許彎矩乘以預(yù)設(shè)彎矩放大系數(shù),更新第二容許彎矩。

在本實(shí)施例中,計(jì)算獲取第四抱箍待選厚度、第五抱箍待選厚度以及第六抱箍待選厚度分別采用的彎矩為更新后的彎矩。即在根據(jù)彎矩設(shè)計(jì)值獲取在安裝抱箍位置的第四抱箍待選厚度、根據(jù)第三彎矩獲取在第三邊界點(diǎn)的第五抱箍待選厚度以及根據(jù)第四彎矩獲取在四二邊界點(diǎn)的第六抱箍待選厚度的步驟之前,更新彎矩設(shè)計(jì)值、第一容許彎矩以及第二容許彎矩,分別以更新后的彎矩設(shè)計(jì)值、第一容許彎矩以及第二容許彎矩作為計(jì)算第四抱箍待選厚度、第五抱箍待選厚度以及第六抱箍待選厚度所用的彎矩。也就是說,以預(yù)設(shè)彎矩放大系數(shù)放大后的彎矩設(shè)計(jì)值、第一容許彎矩以及第二容許彎矩分別計(jì)算對(duì)應(yīng)的厚度。在本實(shí)施例中,預(yù)設(shè)彎矩放大系數(shù)選擇為1.5。

在其中一個(gè)實(shí)施例中,上述根據(jù)預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度與第一邊界點(diǎn)和第二邊界點(diǎn)之間的距離長(zhǎng)度的比較結(jié)果確定抱箍的長(zhǎng)度包括:將第一邊界點(diǎn)和第二邊界點(diǎn)之間的距離長(zhǎng)度乘以預(yù)設(shè)長(zhǎng)度放大系數(shù),獲取第二放大距離長(zhǎng)度。選取預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度與第二放大距離長(zhǎng)度中最大者作為抱箍的長(zhǎng)度。

上述根據(jù)預(yù)設(shè)抱箍最小厚度、第一抱箍待選厚度、第二抱箍待選厚度和第三抱箍待選厚度的比較結(jié)果確定抱箍的厚度包括:選取第一抱箍待選厚度、第二抱箍待選厚度和第三抱箍待選厚度中的最大者作為第二抱箍基本厚度。將第二抱箍基本厚度乘以預(yù)設(shè)厚度放大系數(shù)獲得第二放大抱箍厚度。選取第二放大抱箍厚度與預(yù)設(shè)抱箍最小厚度中最大者作為抱箍的厚度。

上述根據(jù)電桿在安裝抱箍位置的第一外徑、電桿在第一邊界點(diǎn)的第二外徑和電桿在第二邊界點(diǎn)的第三外徑的比較結(jié)果確定抱箍的內(nèi)徑包括:選取第一外徑、第二外徑以及第三外徑中最小者作為抱箍的內(nèi)徑。

通過選擇預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度與第二放大距離長(zhǎng)度中最大者作為抱箍的長(zhǎng)度,以確定抱箍的長(zhǎng)度,確定的抱箍的長(zhǎng)度為設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度與第二放大距離長(zhǎng)度中最大者,可確保抱箍的長(zhǎng)度,從而可增加抱箍與電桿的接觸面積,減弱電桿的應(yīng)力集中。同理,確定的抱箍的厚度為第二放大抱箍厚度與預(yù)設(shè)抱箍最小厚度中最大者,可確保抱箍的厚度,電桿在安裝此厚度的抱箍后,可增強(qiáng)電桿強(qiáng)度,確保電桿的安全和穩(wěn)定。另外,根據(jù)內(nèi)徑取小值增加連接時(shí)的預(yù)緊力原則,確定的抱箍的內(nèi)徑為第一外徑、第四外徑以及第五外徑中最小者。

在其中一個(gè)實(shí)施例中,上述根據(jù)彎矩設(shè)計(jì)值以及最大裂縫寬度限值獲取在安裝抱箍位置的第一抱箍待選厚度、根據(jù)第一彎矩以及最大裂縫寬度限值獲取在第一邊界點(diǎn)的第二抱箍待選厚度以及根據(jù)第二彎矩以及最大裂縫寬度限值獲取在第二邊界點(diǎn)的第三抱箍待選厚度的步驟之前,還包括步驟:將最大裂縫寬度限值乘以預(yù)設(shè)寬度折減系數(shù),更新最大裂縫寬度限值。

為了確保極限情況下的安全,在進(jìn)行尺寸確定過程中,不采用極限情況下對(duì)應(yīng)的最大裂縫寬度限值,而是將其乘以預(yù)設(shè)寬度折減系數(shù)(小于1)以減小最大裂縫寬度限值,實(shí)現(xiàn)最大裂縫寬度限值的更新,后續(xù)利用更新后的最大裂縫寬度限值進(jìn)行計(jì)算。

下面以一具體實(shí)施例對(duì)上述配網(wǎng)線路中電桿上抱箍尺寸確定方法加以具體說明。

請(qǐng)參閱圖3,為通過上述配網(wǎng)線路中電桿上抱箍尺寸確定方法確定的抱箍的俯視圖,請(qǐng)參閱圖4,為抱箍的正視圖,請(qǐng)參閱圖5,為抱箍應(yīng)用于無撐桿的10kv電桿拉線結(jié)構(gòu)示意圖,請(qǐng)參閱圖6,為抱箍應(yīng)用于有撐桿的10kv電桿拉線結(jié)構(gòu)示意圖。進(jìn)行抱箍尺寸確定的具體流程如下:

(1)采集需要進(jìn)行加固的10kv配網(wǎng)線路具體參數(shù)信息。參數(shù)信息包括線路電桿的參數(shù)、導(dǎo)線的型號(hào)、線路的回路數(shù)、線路的平均檔距、線路加固設(shè)計(jì)后的預(yù)設(shè)防風(fēng)等級(jí)風(fēng)速。其中,電桿的參數(shù)包括電桿長(zhǎng)度、桿底的外徑。桿頂?shù)耐鈴?、電桿的壁厚以及電桿中鋼筋的數(shù)量、鋼筋等級(jí)以及混凝土等級(jí)。導(dǎo)線的型號(hào)主要包括導(dǎo)線的外徑和導(dǎo)線的比載。線路加固設(shè)計(jì)后的預(yù)設(shè)防風(fēng)等級(jí)風(fēng)速指加固設(shè)計(jì)后配網(wǎng)線路需能抵御的風(fēng)速。

(2)根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理和采集的上述電桿的參數(shù)計(jì)算電桿在承載能力極限狀態(tài)下能承受的極限彎矩mmax,并根據(jù)所處的環(huán)境類別獲取電桿在使用極限狀態(tài)下的最大裂縫寬度限值ωmax。

根據(jù)電桿不同位置的尺寸、鋼筋參數(shù)以及混凝土強(qiáng)度,采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理的方法計(jì)算在電桿截面上混凝土出現(xiàn)壓碎破壞或鋼筋達(dá)到極限破壞應(yīng)力出現(xiàn)斷裂時(shí)截面的彎矩值,得到的彎矩值為承載能力極限狀態(tài)下的極限彎矩。

(3)根據(jù)預(yù)設(shè)防風(fēng)等級(jí)風(fēng)速和架空線路荷載計(jì)算方法,可計(jì)算獲得10kv配電線路中電桿在安裝防風(fēng)拉線位置處o1的彎矩設(shè)計(jì)值mo1。

(4)以減弱電桿的應(yīng)力集中為原則,并根據(jù)配網(wǎng)線路中抱箍的實(shí)際尺寸確定一組加長(zhǎng)抱箍尺寸的預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度l0和預(yù)設(shè)抱箍最小厚度h0,預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度l0=t+50mm,設(shè)抱箍最小厚度為h0=d,式中t和d分別為傳統(tǒng)抱箍的長(zhǎng)度和厚度。

(5)根據(jù)線路重要程度,判斷是否根據(jù)使用極限狀態(tài)下進(jìn)行尺寸確定,若是,則以使用極限狀態(tài)為原則進(jìn)行尺寸確定,進(jìn)入步驟(6);反之則以承載能力極限狀態(tài)為原則進(jìn)行尺寸確定,進(jìn)入步驟(7)。

(6)根據(jù)使用極限狀態(tài)進(jìn)行尺寸確定時(shí),判斷電桿在安裝抱箍位置對(duì)應(yīng)的裂縫寬度ωo1是否大于最大裂縫寬度限值ωmax,若ωo1<ωmax成立,直接取預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度l0和預(yù)設(shè)抱箍最小厚度h0分別作為抱箍的長(zhǎng)度和厚度,以確定抱箍的長(zhǎng)度和厚度的確定;反之則以最大裂縫寬度限值ωmax為界限計(jì)算電桿安裝抱箍的邊界點(diǎn)a1(第一邊界點(diǎn))和b1(第二邊界點(diǎn))的坐標(biāo),分別對(duì)應(yīng)為x(a1)和x(b1),以及電桿在邊界點(diǎn)a1和b1的彎矩值。并以根據(jù)預(yù)設(shè)寬度折減系數(shù)折減后的最大裂縫寬度限值和材料參數(shù)為基礎(chǔ),依據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理計(jì)算o1位置處的第一抱箍待選厚度ho1、a1位置處第二抱箍待選厚度ha1以及b1位置處第三抱箍待選厚度hb1。

以最大裂縫寬度限值為界限計(jì)算電桿安裝抱箍的邊界點(diǎn)a1和b1,是指根據(jù)輸電桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算a1和b1的裂縫寬度剛好等于最大裂縫寬度限值ωmax,界限之外的區(qū)域計(jì)算裂縫寬度小于限值。折減后的最大裂縫寬度限值指的是計(jì)算抱箍厚度所用的裂縫寬度限值為λωmax,λ代表預(yù)設(shè)裂縫寬度折減系數(shù)。

(7)選擇承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行尺寸設(shè)計(jì)時(shí),令考慮預(yù)設(shè)安全系數(shù)n的極限容許彎矩為若mo1<[m]成立,直接取預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度l0和預(yù)設(shè)抱箍最小厚度h0分別作為抱箍的長(zhǎng)度和厚度,以確定抱箍的長(zhǎng)度和厚度的確定,反之則以極限容許彎矩為界限計(jì)算得到電桿安裝抱箍邊界點(diǎn)a2(第三邊界點(diǎn))和b2(第四邊界點(diǎn)),坐標(biāo)分別為x(a2)和x(b2),電桿在邊界點(diǎn)a2和b2的彎矩值,并根據(jù)預(yù)設(shè)安全系數(shù),獲取邊界點(diǎn)a2和b2分別對(duì)應(yīng)的第一容許彎矩以及第二容許彎矩,并以放大的容許彎矩和材料參數(shù)為基礎(chǔ),依據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理計(jì)算o1位置抱箍的厚度ho2、o1位置抱箍的厚度ha2、b2位置抱箍的厚度hb2。

以極限容許彎矩為界限計(jì)算得到電桿安裝抱箍的邊界點(diǎn)a2和b2,是指a2和b2點(diǎn)位置計(jì)算的彎矩剛好等于極限容許荷載[m],界限之外的區(qū)域計(jì)算的彎矩小于容極限容許彎矩。以放大的容許彎矩為基礎(chǔ)指計(jì)算抱箍厚度時(shí)所用的容許彎矩的γ倍,γ代表容許荷載增大系數(shù),容許彎矩可包括第一容許彎矩和第二容許彎矩。

(8)根據(jù)計(jì)算得到的三個(gè)位置和此位置上抱箍的待選厚度,比選并優(yōu)化得到不同設(shè)計(jì)原則下的抱箍尺寸,分別為使用極限狀態(tài)下的確定的抱箍的長(zhǎng)度和厚度分別為l1和h1,以及承載能力極限狀態(tài)下確定的抱箍的長(zhǎng)度和厚度分別為l2和h2。具體流程為:

根據(jù)使用極限狀態(tài)進(jìn)行尺寸確定時(shí),計(jì)算得到邊界點(diǎn)a1和b1的坐標(biāo)為x(a1)和x(b1),第一邊界點(diǎn)和第二邊界點(diǎn)之間的距離長(zhǎng)度最終確定的抱箍的長(zhǎng)度為l1,β指預(yù)設(shè)長(zhǎng)度放大系數(shù),且l1不小于l0,即根據(jù)計(jì)算o1位置抱箍的第一抱箍待選厚度ho1、a1位置抱箍的第二抱箍待選厚度ha1、b1位置抱箍的第三抱箍待選厚度hb1,第二抱箍基本厚度為最終確定的抱箍的厚度為h1,α指預(yù)設(shè)厚度放大系數(shù),且h1不小于h0,即最終得到的l1和h1為使用極限狀態(tài)下確定的抱箍的長(zhǎng)度和厚度。

根據(jù)承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行尺寸確定時(shí),計(jì)算得到邊界點(diǎn)a2和b2的坐標(biāo)為x(a2)和x(b2),第三邊界點(diǎn)和第四邊界點(diǎn)之間的距離長(zhǎng)度為最終確定的抱箍的長(zhǎng)度為l2,且l2不小于l0,即β指預(yù)設(shè)長(zhǎng)度放大系數(shù)。根據(jù)計(jì)算o1位置抱箍的第四抱箍待選厚度ho2、a2位置抱箍的第五抱箍待選厚度ha2、b2位置抱箍的第六抱箍待選厚度hb2,第一抱箍基本厚度為最終確定的抱箍的厚度為h2,α指預(yù)設(shè)厚度放大系數(shù),且不小于h0,即最終得到的l2和h2為承載能力極限狀態(tài)下確定的抱箍的長(zhǎng)度和厚度。

(9)加長(zhǎng)型拉線抱箍由兩片半圓形拉線抱箍板組成的類似于圓筒形狀的開邊抱箍,兩邊各有p個(gè)多功能銷軸孔,根據(jù)需施加預(yù)緊力的原則確定抱箍?jī)?nèi)徑r,且r=min{ra,ro,rb},式中ra為a位置的電桿外徑da,為rb位置的電桿外徑db,ro為o1位置的電桿外徑do,根據(jù)多功能銷軸孔的功能和抱箍長(zhǎng)度確定銷軸孔個(gè)數(shù)m。抱箍邊界點(diǎn)a和b的坐標(biāo)為x(a)和x(b),邊界點(diǎn)的坐標(biāo)是根據(jù)以電桿末梢為原點(diǎn)建立的以電桿方向?yàn)閤軸的坐標(biāo)軸。其中,a位置可為a1或a2,b位置對(duì)應(yīng)可為b1或b2。電桿某個(gè)位置的外徑d=ηx+q,式中x表示在電桿末梢為原點(diǎn)建立的以電桿方向?yàn)閤軸的坐標(biāo)軸上的此位置的坐標(biāo),q為電桿末梢的外徑。的多功能銷軸孔指其銷軸孔可作為撐臂銷軸孔、拉線銷軸孔、橫擔(dān)銷軸孔和固定銷軸孔;的撐臂銷軸孔指用以安裝撐臂的銷軸孔;的拉線銷軸孔指用以連接拉線其他組件的銷軸孔;的橫擔(dān)銷軸孔指用以連接橫擔(dān)的銷軸孔;的固定銷軸孔指用以閉鎖固定拉線抱箍板的銷軸孔。

根據(jù)上述過程,分別可確定在使用極限狀態(tài)下的抱箍尺寸和在承載能力極限狀態(tài)下的抱箍。

下面以南方電網(wǎng)某地區(qū)需拉線抱箍部分10kv電桿為例,其步驟如下:

(1)獲取需要進(jìn)行加固的10kv配網(wǎng)線路具體的參數(shù)信息,混凝土電桿長(zhǎng)度為15m,梢徑為190mm,電桿等級(jí)為i級(jí),電桿的埋深為2.3m,導(dǎo)線型號(hào)為jklyj-240,平均水平檔距為50m,線路為雙回路,加固設(shè)計(jì)后應(yīng)達(dá)到的預(yù)設(shè)防風(fēng)等級(jí)風(fēng)速為v=50m/s。

(2)電桿使用極限狀態(tài)下裂縫的限值為ωmax=0.2mm,取電桿橫擔(dān)上斜撐與電桿連接的位置作為安裝拉線抱箍的位置o1,此位置上電桿的極限彎矩為mmax=41.88kn·m。

(3)需要結(jié)合架空線路荷載計(jì)算公式進(jìn)行理論推導(dǎo),計(jì)算得到o1位置的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值彎矩設(shè)計(jì)值為mo1=27.24kn·m;

(4)以減弱應(yīng)力集中為原則和根據(jù)配網(wǎng)線路中構(gòu)配件的實(shí)際情況確定一組加長(zhǎng)抱箍尺寸的預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度l0和預(yù)設(shè)抱箍最小厚度h0,傳統(tǒng)抱箍的長(zhǎng)度為50mm,傳統(tǒng)抱箍的厚度為5mm,所以取l0=50+50=100mm,h0=5mm。

(5)若以電桿使用極限狀態(tài)為設(shè)計(jì)原則,根據(jù)裂縫的限值為ωmax=0.2mm,安裝抱箍位置處等效的開裂極限彎矩為大于此處受到風(fēng)荷載作用時(shí)的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值,因此不需要考慮在使用極限狀態(tài)下對(duì)抱箍進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì),取預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度l0和預(yù)設(shè)抱箍最小厚度h0即可。

(6)若以電桿承載能力極限狀態(tài)為原則進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),假設(shè)考慮的預(yù)設(shè)安全系數(shù)為n=1.6,所以安裝抱箍位置處o1的承載能力極限狀態(tài)下的極限容許彎矩為[m]o1=26.18kn·m,此處受到的風(fēng)荷載對(duì)應(yīng)的彎矩設(shè)計(jì)值大于容許荷載對(duì)應(yīng)的極限容許彎矩,需要進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì),位于o1位置處以上的a2點(diǎn)處的第一容許彎矩為[m]a2=25.69kn·m,以電桿末梢為原點(diǎn)建立坐標(biāo)軸,a2點(diǎn)的坐標(biāo)為x(a2)=2149mm,位于o1截面以下,坐標(biāo)為x(b2)=2505mm處b2點(diǎn)的第二容許彎矩為[m]b2=26.51kn·m,分別找到兩個(gè)界限位置。

由上述截取的o1、a2、b2三個(gè)位置處的截面作為關(guān)鍵截面,把安裝抱箍位置等效的作為鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu),以增大后的容許荷載γ[m]h為依據(jù),h可為a2或b2,γ指預(yù)設(shè)彎矩放大系數(shù),此處取γ=1.5,經(jīng)過放大之后分別得到a2和b2位置對(duì)應(yīng)的更新后的第一容許彎矩ma2=38.54kn·m和更新后的第二容許彎矩mb2=39.77kn·m,在o1位置的彎矩設(shè)計(jì)值經(jīng)過預(yù)設(shè)彎矩放大系數(shù)放大后得到更新后的極限容許彎矩m'o1=26.18kn·m,保證安裝抱箍之后的截面承載能力不小于增大之后的容許彎矩,計(jì)算得到三個(gè)位置分別對(duì)應(yīng)的抱箍的三個(gè)待選厚度分別為ho2=5.5mm、ha2=5.7mm、hb2=4.9mm。

(7)在選擇承載能力極限狀態(tài)下設(shè)計(jì)抱箍的尺寸時(shí),第三邊界點(diǎn)和第四邊界點(diǎn)之間的距離長(zhǎng)度為預(yù)設(shè)長(zhǎng)度放大系數(shù)為β=1.1,根據(jù)適合抱箍批量生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)的原則,取l2=400mm。計(jì)算得到三個(gè)位置對(duì)應(yīng)的抱箍的三個(gè)待選厚度分別為ho2=5.5mm、ha2=5.7mm和hb2=4.9mm,第一抱箍基本厚度為設(shè)抱箍厚度增大系數(shù)α=1.1,則抱箍的厚度取根據(jù)適合抱箍批量生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)的原則,且抱箍制作的材料為扁鋼,最終取抱箍的厚度為h2=6mm。

(8)確定拉線抱箍?jī)?nèi)徑,因?yàn)殡姉U為等徑電桿,根據(jù)上述三個(gè)位置處的外徑進(jìn)行確定,o1、a2和b2三個(gè)位置的界面作為關(guān)鍵截面,分別計(jì)算得到ro1=217mm、ra2=213mm和rb2=218mm,根據(jù)取小值增加連接時(shí)的預(yù)緊力原則,取r=213mm,多功能銷軸孔的個(gè)數(shù)為6個(gè),銷軸孔的間距都為70mm,銷軸孔與抱箍的邊距為25mm,拉線安裝在從下往上第二個(gè)銷軸孔上,用螺栓與之相連。

請(qǐng)參閱圖7,本發(fā)明還提供一種實(shí)施例的配網(wǎng)線路中電桿上抱箍尺寸確定裝置,其特征在于,包括:

寬度限值獲取模塊710,用于獲取電桿在使用極限狀態(tài)下的最大裂縫寬度限值。

彎矩設(shè)計(jì)值獲取模塊720,用于根據(jù)電桿安裝抱箍后需達(dá)到的預(yù)設(shè)防風(fēng)等級(jí)風(fēng)速,獲取電桿在安裝抱箍位置對(duì)應(yīng)的彎矩設(shè)計(jì)值。

最小值獲取模塊730,用于獲取預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度以及預(yù)設(shè)抱箍最小厚度。

寬度判斷模塊740,用于當(dāng)選擇以使用極限狀態(tài)為原則時(shí),判斷電桿在安裝抱箍位置對(duì)應(yīng)的裂縫寬度是否大于最大裂縫寬度限值。

邊界點(diǎn)彎矩獲取模塊750,用于當(dāng)寬度判斷模塊的判斷結(jié)果為大于時(shí),根據(jù)最大裂縫寬度限值,確定電桿中裂縫寬度等于最大裂縫寬度限值的第一邊界點(diǎn)以及第二邊界點(diǎn),并獲取第一邊界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第一彎矩以及第二邊界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第二彎矩。

厚度獲取模塊760,用于根據(jù)彎矩設(shè)計(jì)值以及最大裂縫寬度限值獲取在安裝抱箍位置的第一抱箍待選厚度、根據(jù)第一彎矩以及最大裂縫寬度限值獲取在第一邊界點(diǎn)的第二抱箍待選厚度以及根據(jù)第二彎矩以及最大裂縫寬度限值獲取在第二邊界點(diǎn)的第三抱箍待選厚度。

抱箍尺寸確定模塊770,用于根據(jù)預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度與第一邊界點(diǎn)和第二邊界點(diǎn)之間的距離長(zhǎng)度的比較結(jié)果確定抱箍的長(zhǎng)度,根據(jù)預(yù)設(shè)抱箍最小厚度、第一抱箍待選厚度、第二抱箍待選厚度和第三抱箍待選厚度的比較結(jié)果確定抱箍的厚度,根據(jù)電桿在安裝抱箍位置的第一外徑、電桿在第一邊界點(diǎn)的第二外徑和電桿在第二邊界點(diǎn)的第三外徑的比較結(jié)果確定抱箍的內(nèi)徑。

上述配網(wǎng)線路中電桿上抱箍尺寸確定裝置,通過判斷電桿在安裝抱箍位置對(duì)應(yīng)的裂縫寬度是否大于電桿在使用極限狀態(tài)下的最大裂縫寬度限值,若大于,表示需要對(duì)在使用極限狀態(tài)下的抱箍尺寸進(jìn)行重新設(shè)計(jì),即根據(jù)最大裂縫寬度限值,確定電桿中裂縫寬度等于最大裂縫寬度限值的第一邊界點(diǎn)以及第二邊界點(diǎn),并獲取第一邊界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第一彎矩以及第二邊界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第二彎矩;根據(jù)彎矩設(shè)計(jì)值以及最大裂縫寬度限值獲取在安裝抱箍位置的第一抱箍待選厚度、根據(jù)第一彎矩以及最大裂縫寬度限值獲取在第一邊界點(diǎn)的第二抱箍待選厚度以及根據(jù)第二彎矩以及最大裂縫寬度限值獲取在第二邊界點(diǎn)的第三抱箍待選厚度,也就是說,可獲取抱箍的三種厚度即第一抱箍待選厚度、第二抱箍待選厚度以及第三抱箍待選厚度以供后續(xù)抱箍厚度確定時(shí)選擇,比較預(yù)設(shè)抱箍最小厚度、第一抱箍待選厚度、第二抱箍待選厚度和第三抱箍待選厚度,確定抱箍的厚度,比較預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度與第一邊界點(diǎn)和第二邊界點(diǎn)之間的距離長(zhǎng)度,確定抱箍的長(zhǎng)度,比較電桿在安裝抱箍位置的第一外徑、電桿在第一邊界點(diǎn)的第二外徑和電桿在第二邊界點(diǎn)的第三外徑,確定抱箍的內(nèi)徑,從而實(shí)現(xiàn)抱箍尺寸的確定,電桿通過安裝尺寸確定后的上述抱箍進(jìn)行加固時(shí),可增加電桿與抱箍的接觸面積,從而可減弱電桿的應(yīng)力集中,且可增強(qiáng)電桿的強(qiáng)度,提高其安全以及穩(wěn)定性,確保配網(wǎng)線路安全運(yùn)行。

請(qǐng)參閱圖8,在其中一個(gè)實(shí)施例中,上述配網(wǎng)線路中電桿上抱箍尺寸確定裝置還包括:

選擇模塊801,用于選取以使用極限狀態(tài)為原則或以承載能力極限狀態(tài)為原則作為抱箍尺寸確定的原則。

上述寬度判斷模塊,還用于當(dāng)選擇模塊的選擇結(jié)果為以使用極限狀態(tài)為原則作為抱箍尺寸確定的原則時(shí),判斷電桿在安裝抱箍位置對(duì)應(yīng)的裂縫寬度是否大于最大裂縫寬度限值。

極限彎矩獲取模塊802,用于當(dāng)選擇模塊的選擇結(jié)果為以承載能力極限狀態(tài)為原則作為抱箍尺寸確定的原則時(shí),獲取電桿在承載能力極限狀態(tài)下能承受的極限彎矩。

極限容許彎矩獲取模塊803,用于根據(jù)預(yù)設(shè)安全系數(shù)以及極限彎矩,獲取極限容許彎矩。

彎矩判斷模塊804,用于判斷彎矩設(shè)計(jì)值是否大于極限容許彎矩。

邊界點(diǎn)彎矩確定模塊805,用于當(dāng)彎度判斷模塊的判斷結(jié)果為大于時(shí),根據(jù)極限容許彎矩,確定電桿中彎矩等于極限容許彎矩的第三邊界點(diǎn)以及第四邊界點(diǎn),并獲取第三邊界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第三彎矩以及第四邊界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第四彎矩,將第三彎矩除以預(yù)設(shè)安全系數(shù)獲得第一容許彎矩,將第四彎矩除以預(yù)設(shè)安全系數(shù)獲得第二容許彎矩。

厚度計(jì)算模塊806,用于根據(jù)彎矩設(shè)計(jì)值獲取在安裝抱箍位置的第四抱箍待選厚度、根據(jù)第一容許彎矩獲取在第三邊界點(diǎn)的第五抱箍待選厚度以及根據(jù)第二容許彎矩獲取在第四邊界點(diǎn)的第六抱箍待選厚度。

確定模塊807,用于根據(jù)預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度與第三邊界點(diǎn)和第四邊界點(diǎn)之間的距離長(zhǎng)度的比較結(jié)果確定抱箍的長(zhǎng)度,根據(jù)預(yù)設(shè)抱箍最小厚度、第四抱箍待選厚度、第五抱箍待選厚度和第六抱箍待選厚度的比較結(jié)果確定抱箍的厚度,根據(jù)電桿在安裝抱箍位置的第一外徑、電桿在第三邊界點(diǎn)的第四外徑和電桿在第四邊界點(diǎn)的第五外徑的比較結(jié)果確定抱箍的內(nèi)徑。

在其中一個(gè)實(shí)施例中,上述配網(wǎng)線路中電桿上抱箍尺寸確定裝置,還包括:

抱箍尺寸參數(shù)確定模塊,用于當(dāng)寬度判斷模塊的判斷結(jié)果為不大于時(shí),或當(dāng)彎矩判斷模塊的判斷結(jié)果為不大于時(shí),將預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度作為抱箍的長(zhǎng)度,將預(yù)設(shè)抱箍最小厚度作為抱箍的厚度,將電桿對(duì)應(yīng)的最小外徑作為抱箍的內(nèi)徑。

在其中一個(gè)實(shí)施例中,上述確定模塊包括:

長(zhǎng)度確定模塊,用于將第三邊界點(diǎn)和第四邊界點(diǎn)之間的距離長(zhǎng)度乘以預(yù)設(shè)長(zhǎng)度放大系數(shù),獲取第一放大距離長(zhǎng)度。選取預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度與第一放大距離長(zhǎng)度中最大者作為抱箍的長(zhǎng)度。

厚度確定模塊,用于選取第四抱箍待選厚度、第五抱箍待選厚度和第六抱箍待選厚度中的最大者作為第一抱箍基本厚度。將第一抱箍基本厚度乘以預(yù)設(shè)厚度放大系數(shù)獲得第一放大抱箍厚度。選取第一放大抱箍厚度與預(yù)設(shè)抱箍最小厚度中最大者作為抱箍的厚度。

內(nèi)徑確定模塊,用于選取第一外徑、第四外徑以及第五外徑中最小者作為抱箍的內(nèi)徑。

在其中一個(gè)實(shí)施例中,上述配網(wǎng)線路中電桿上抱箍尺寸確定裝置還包括:

彎矩更新模塊,用于將彎矩設(shè)計(jì)值乘以預(yù)設(shè)彎矩放大系數(shù),更新彎矩設(shè)計(jì)值,將第一容許彎矩乘以預(yù)設(shè)彎矩放大系數(shù),更新第一容許彎矩,將第二容許彎矩乘以預(yù)設(shè)彎矩放大系數(shù),更新第二容許彎矩。

具體地,彎矩更新模塊用于在上述厚度計(jì)算模塊獲取第四抱箍待選厚度、第五抱箍待選厚度以及第六抱箍待選厚度之前進(jìn)行上述更新。

在其中一個(gè)實(shí)施例中,上述抱箍尺寸確定模塊包括:

抱箍長(zhǎng)度確定模塊,用于將第一邊界點(diǎn)和第二邊界點(diǎn)之間的距離長(zhǎng)度乘以預(yù)設(shè)長(zhǎng)度放大系數(shù),獲取第二放大距離長(zhǎng)度。選取預(yù)設(shè)抱箍最小長(zhǎng)度與第二放大距離長(zhǎng)度中最大者作為抱箍的長(zhǎng)度。

抱箍厚度確定模塊,用于選取第一抱箍待選厚度、第二抱箍待選厚度和第三抱箍待選厚度中的最大者作為第二抱箍基本厚度。將第二抱箍基本厚度乘以預(yù)設(shè)厚度放大系數(shù)獲得第二放大抱箍厚度。選取第二放大抱箍厚度與預(yù)設(shè)抱箍最小厚度中最大者作為抱箍的厚度。

抱箍?jī)?nèi)徑確定模塊,用于所選取第一外徑、第二外徑以及第三外徑中最小者作為抱箍的內(nèi)徑。

在其中一個(gè)實(shí)施例中,上述配網(wǎng)線路中電桿上抱箍尺寸確定裝置,還包括:

寬度更新模塊,用于將最大裂縫寬度限值乘以預(yù)設(shè)寬度折減系數(shù),更新最大裂縫寬度限值。

具體地,寬度更新模塊用于在上述厚度獲取模塊獲取第一抱箍待選厚度、第二抱箍待選厚度以及第三抱箍待選厚度之前進(jìn)行上述更新。

上述配網(wǎng)線路中電桿上抱箍尺寸確定裝置為實(shí)現(xiàn)上述配網(wǎng)線路中電桿上抱箍尺寸確定方法的裝置,其技術(shù)特征是一一對(duì)應(yīng)的,在此不再贅述。

以上實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合,為使描述簡(jiǎn)潔,未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述,然而,只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾,都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施例,其描述較為具體和詳細(xì),但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是,對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變形和改進(jìn),這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此,本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。

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