索道式跨越架中断绳对架体的冲击力计算研究

陈保家　李智丽

1、三峡大学机械与动力学院　2、三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室

索道式跨越架中断绳对架体的冲击力计算研究

陈保家1、2李智丽1、2

1、三峡大学机械与动力学院2、三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室

索道式跨越架在两侧铁塔上安装抱杆作为迪尼玛索道的承载装置，其优点是适用范围最广，基本不受地形及跨越物限制，但存在绳索铺放时驰度难以控制、抗风及抗冲击性能差等缺点，故对跨越架中断绳对架体的冲击力的计算非常必要。

跨越架；施工绳索；冲击力计算

引言

日益增多的输电线路和不断创新的输电线路技术，尤其是特高压的兴起，使得输电线路越来越多，线路交叉跨越已无法避免且跨越电压等级越来越高。

目前，国内输电线路跨越施工常见跨越架有索道式、柱式及笼式三种形式。传统跨越架抗冲击能力普遍不足，因此开展具备高抗冲击性能跨越架技术的研究显得十分必要。

1　断绳对索道式架体的冲击力计算研究

架线施工绳索在正常工况受重力影响而下垂，考虑绳索的张力，首先建立绳索在平衡状态时竖直方向垂度随位移的曲线方程。

设新建输电线路的最低点为A。取y轴通过点A铅直向上，并取x轴水平向右。点O为坐标原点，h为新建输电线路最低点与绝缘安全网的高度之差，且设新建输电线路曲线的方程为y=φ（x）。考察新建输电线路的最低点A到另一点M（x，y）间的一段弧AM，设其长为s。假定新建输电线路的单位长度的质量，即线密度为ρ，单位是kg/m，则弧AM所受重力为psg=pgs，其中g为重力加速度，取g=9.80665 m/s2。由于新建输电线路是柔软的，因而在点A处的张力沿水平的切线方向，其大小设为H；在点M处的张力沿该点处的切线方向，设其倾角为θ，其大小为T（图1）。

图1　新建输电线路的受力分析

因作用于弧段AM的外力相互平衡，把作用于弧AM上的力沿铅直及水平两方向分解，得：

Tsinθ=ρgs（1）

Tcosθ=H（2）

根据导数的几何意义，函数y=φ（x）在点x处的导数y'在几何上表示曲线y=φ（x）在点M（x，y）处的切线的斜率，即：

2　结论

根据公式（2）可得，T＞H，可见新建输电线路中各处的拉力略有差异，越接近新建输电线路的两端，拉力越大，类似于带传动的紧边拉力，因此，新建输电线路的两端最容易被拉断。越接近新建输电线路的最低点，拉力越小，类似于带传动的松边拉力。随着直径的增加，线密度ρ与最小破断拉力H逐渐增加。线密度ρ越增加，新建输电线路向下的垂度越大。最小破断拉力H越增加，新建输电线路向下的垂度越小。线密度ρ、最小破断拉力H对新建输电线路向下垂度的影响是相反的。从图1看出，新建输电线路向下的垂度总体上随着线密度ρ与最小破断拉力H的增加而增加，但不呈现严格单调的情况。所以应该选择适当匹配的线密度ρ与最小破断拉力H，使新建输电线路向下的垂度较小，并控制在合理的范围之内。

［1］尹位中，王若梅，方中.实用起重手册［M］.北京：水利电力出版社，1989.

［2］李博之.高压架空输电线路架线施工计算原理（第二版）［M］.中国电力出版社，2008.

［3］吕江林，孟遂民.输电线路常用带电跨越架线方法的比较与分析［J］.实用技术与管理，2009.8.