毕业设计（论文）吊桥式带电跨越技术研究设计.doc

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1、目 录摘 要 11前言21.1 研究的背景21.2 研究的意义21.3 研究的内容22 带电跨越方案的比较42.1 带电跨越方案的种类42.2 带电跨越方案的优缺点分析52.3 索道式跨越方案分析73 吊桥式跨越方案及吊桥的组成93.1 吊桥式跨越方案及工作原理93.2 吊桥的组成114 吊桥的设计及其理论154.1 设计计算流程图154.2 吊桥的模型分析154.3 吊桥的设计要点164.4 吊桥的设计计算174.4.1跨越点处的弧垂确定174.4.2 承载索最大负荷时的张力计算184.4.3 非均布荷载下承载索的应力计算214.5 导线没有掉落时承载索水平张力的计算224.6 承载索上没有

2、导线作用时的弧垂计算234.7 冲击荷载下承力绳和吊绳受力校验244.8 承力绳的锚固和滑车的校核244.9 跨越架强度的校核254.10 吊绳耐冲击力校验254.11 吊桥跨越架的相关计算254.11.1吊桥跨越架与被跨线路距离的确定264.11.2 跨越架高度的确定264.11.3 跨越架中心线位置的确定264.11.4 吊桥跨越架坐落位置的确定265 吊桥的施工及放线施工275.1施工工艺流程图285.2跨越施工的前期准备285.2.1 机具的准备285.2.2 其他工器具准备工作285.3 跨越架体的组立施工295.3.1 跨越架底部抱杆整立施工295.3.2 跨越架上部抱杆的零吊施工

3、315.4 利用动力伞展放导引绳315.4.1 采用动力伞展放导引绳的目的和意义325.4.2 动力伞及展放引绳的有关技术参数325.4.3 动力伞展放迪尼玛绳的原理325.4.4 动力伞展放迪尼玛绳的施工程序335.4.5 展放准备工作335.4.6 动力伞展放3.5迪尼玛引绳施工步骤335.5 吊桥的组立345.5.1 组立作业流程345.5.2 组立前的准备工作345.5.3 展放吊桥主承载绳355.5.4 紧调吊桥主承载绳355.5.5 固定过线保护装置375.5.6 引渡绳和导地线展放375.5.7 过线时注意事项375.6 展放导、地线及紧线385.7 撤吊桥385.8 拆除跨越架

4、385.9主要工器具配置385.10 跨越施工安全技术措施395.11带电跨越施工的相关规定和要求41 5.12 施工人员组织435.13 计划施工时间436 实例设计计算 437 结语. 48致 谢49参考文献50吊桥式带电跨越技术研究学 生： 黄永超指导教师： 孟遂民 三峡大学 机械与材料学院摘 要：新建线路的施工过程中需要跨越许多的运行线路，对于某些重要的运行线路，不能停电施工，必须采取带电跨越技术。全面分析比较了目前常用的几种跨越施工方案，比较了它们的优缺点。文章中对索道跨越式中的吊桥式带电跨越方案进行研究，将先进的动力伞展放导引绳技术和吊桥跨越技术相结合，从而实现完全不停电跨越运行线

5、路。吊桥式带电跨越技术研究内容主要包括：吊桥式跨越方案，吊桥式跨越的工作原理，施工设计计算，施工的步骤和方法，以及吊桥式跨越施工安全措施等。关键词: 输电线路；吊桥式跨越；跨越带电线路；施工工艺；施工计算；Drawbridge-Style cross the live line technology study Student：HUANG Yong-chaoSupervisor：MENG Sui-minCollege of Mechanical and Materials, China Three Gorges UniversityAbstract：The new constructed tr

6、ansmission line have to span several live transmission line. To some important live line, which cant cut, it must be taken not to blackouts to span it. Comparing and analysis of the several commonly used to span construction technology firstly, mainly compared their advantages and disadvantages. It

7、researched one style of Cableway-styles to span the live line, drawbridge-style to span, which Combined Powered parachutes to infiltrate Spread Guiding Rope Technology and drawbridge to span technology, to realize span the live power-line with no blackouts. It mainly researched the content that incl

8、udes as follows: the Program to span, drawbridge-style principle, Construction Design, Construction of detailed step sand methods, and its construction safety and so on.Keywords: Transmission line；Bridge leap；across Charged lines；Construction Technology；Construction Calculation1前言 1.1 研究的背景自1981年建设第

9、一个500kV的输电线路工程平武工程以来，我国的高压及超高压线路越来越多，500kV的线路已成为我国目前主干线。目前全国已有东北、华北、华东、华中、西北、南方、川渝7个跨省电网和山东、福建、新疆、海南、西藏5个独立省（区）网。网内共有220kV线路120000km，330kV线路7500km，500kV线路20000km。中国输电线路的建设规模和增长速度在世界上是少有的。中国经济的高速发展带来了社会对电力资源的巨大需求，而这也对输电线路技术的发展提出了更高的要求。目前，我国的输电线路事业已进入蓬勃发展阶段，尤其是特高压技术的发展更是在输电领域掀起了新的技术革命50。下图为2020年左右国家电网

10、规划图41图1-1 2020年前后国家特高压电网规划图“十一五”期间，国家将进一步加快电网建设，将基本消除电网瓶颈，保证电力输送和分配，满足社会经济发展的需要。而在新线路建设的过程中，必将会跨越许多的运行线路，其中必然会遇到带电跨越的问题。目前带电跨越技术尚不成熟，所以我们对带电跨越技术进行研究是非常有意义的，吊桥式带电跨越方案则是在这样的背景下所提出。1.2研究的意义目前我国经济正处于高速发展阶段，巨大的电力需求也对电力输送的持续性与无间断性提出了更高的要求“电力输送一刻都不能中断”。如何实现架设跨越线路的同时，不停电或短时间的停电已成为一个必须深入研究的课题。可以设想国家欲建设1000kV

11、的线路主干道，中途必然存在跨越高压或超高压的线路，一旦这些高压或超高压线路断电，则电网将会陷入瘫痪状态，即使是短时间的输电中断，所带来的经济损失也是巨大的。同时，也给人民的生活带来极大的不便。而施工单位要按时完成工程，又要保证电力的正常输送，就必须解决带电跨越线路的技术难题。与此同时，带电跨越过程中如何安全、高效的完成施工也需要进行全盘谋划和技术创新。基于国内输电线路技术发展的现状及经济的高速发展对电力的高要求，本文对带电跨越技术进行研究是有必要和非常重要的意义。文章主要对吊桥式带电跨越技术进行了研究。1.3 研究的内容 所谓吊桥带电跨越技术，即是用跨越档两端的跨越塔（或两边为跨越架、或一边为

12、铁塔，一边为跨越架）作支撑，利用高强度的绝缘绳在跨越档间架设起跨越承载索，并且在承载索下悬挂绝缘吊桥，从而对下面的运行线路进行可靠的保护。新建线路在张力放线的过程中，导引绳、牵引绳和导线在绝缘吊桥的内通过。施工中万一发生跑线事故，导线就会下落到绝缘吊桥上，故新建线路的施工过程不会对运行线路造成影响，架线施工过程十分安全可靠44。对吊桥带电跨越技术的研究主要包括以下内容：1、 综合分析目前常用的带电跨越方法，比较其特点。2、 研究吊桥式带电跨越技术，并对吊桥进行设计，绘制出各种方案的布置图、关键零部件图。3、 研究该新方案的设计要点，并导出相关理论公式。4、 研究吊桥跨越的具体施工工艺和操作步骤

13、。并且将吊桥跨越同动力展放导引绳技术相结合，实现真正不停电跨越施工。在设计的过程中，严格按照跨越电力线路架线施工规程中相关规定及其它规程的相关规定。该设计过程由孟遂民教授指导设计，在此表示忠心的谢意。2 带电跨越方案的比较所谓带电跨越，并不完全是指在带电跨越施工的过程中，被跨越线路一直都处于运行状态。当然，它不仅包括这种完全带电跨越方式，还应该包括仅在放线过程中被跨线路带电运行，而在搭设跨越架、封网、拆跨越架、拆网的过程进行停电作业。所有这些施工方案均为带电跨越方案。在送变电工程的架线工程中，跨越电力线施工是一个经常遇到的问题。从跨越高速公路、电气化铁路、电力线路以及江湖、果园等几乎每条线路都

14、不可避免。其中跨越电力线是最常见的。从一般的低压线路到500kV的高压线路不等，一般电力线路运行单位都要求施工时能够保持线路正常运行，或者是停电，但需支付较高的停电损失费。因此，施工单位在地形允许的条件下，通常采用带电跨越电力线的方法进行施工。为了便于在施工中选用带电跨越方案，文章下面对带电跨越方案进行分析和比较53。2.1 带电跨越方案的种类带电跨越方案种类较多，但是总体来讲，主要有三大类：搭设木质、竹质或钢管脚架进行跨越、铝合金结构跨越架、索道跨越式53。下面对这三大类带电跨越方案进行简单介绍。第一种：搭设木质、竹质或钢管脚架进行跨越。即采用杉木杆、毛竹或钢管在被跨越电力线的两侧安全距离以

15、外搭设跨越架体进行跨越施工。这是一种比较简单而且经常使用的跨越施工方法。通常在跨越10kV、35kV等线路中使用。第二种：采用金属结构架体(承担导、地线的放线冲击与其自身重力)与封顶绝缘网(落线保护)相结合进行跨越。即在被跨越电力线路两侧组立以铝合金抱杆为，在两个铝合金架体中间设里保护绝缘网保护。如在放线中出现断线、跑线时绝缘网能够承托断线部分使其不落下从而避免造成被跨越电力线运行短路。这种方法包括很多种不同的形式，例如：升降立柱式四柱跨越架、带伸缩桥臂的四柱跨越架、倒装提升跨越架等161920222536。第三种：采用跨越索道的方式进行跨越。即在被跨越电力线路两侧的铁塔上，（或者利用跨越架来

16、跨越）利用高强度绝缘绳索作为跨越索道的承力绳索。在承力绳索上根据被跨越电力线路的宽度敷设相应的保护索道从而形成一条保护距离足够长的安全通道，使被展放导、地线在该安全通道内顺利通过被跨越的电力线路。直到完成平衡挂线、附件安装。索道跨越方式也包括多种形式的方案，例如：利用绝缘网封顶的索道式、利用玻璃钢管封顶的索道式、还有各种吊桥式、吊环式的索道方案3435545557等等。其中吊桥式的跨越形式又包括：容纳各相线的大型整体吊桥和容纳单相导线的小型吊桥两种方式。2.2带电跨越方案的优缺点分析下面具体来分析它们的适用范围及其优缺点。1、搭设毛竹或钢管脚架法53：适用范围：是一般常用的跨越方案，只适合于较

17、低电压等级的跨越，且受地形因素的影响很大。优点：搭设操作简单，不需要特殊工具，架体结构稳定性较好，在架体上能够处理施工过程中出现的问题。缺点：受跨越地形、跨越架高度的影响，对需搭设高度在30米以上时，很难以采用此方案。只有在在条件较好，跨越角度理想并且被跨越线路较低时，则考虑采用搭设毛竹跨越架进行跨越。同时，需投入搭设材料、人力较多，运输工作量大，花时长，在上端搭设时亦需要停电进行，停电时间长，整个跨越所需要的费用大，且毛竹封顶时有一定的安全风险。2、金属结构跨越架2022： 适用范围：是一种新开发的新颖跨越方案，适用范围较广可适合跨越任何电压等级的线路，跨越架的种类较多，使用时受地形因素的影

18、响，不适合地形狭窄的地方。 优点：整个架体搭设所用柱体形式多样，选择性大。它所需工具、材料、运输等工作较搭设毛竹或钢管跨越架少，改善施工过程的工时和效益，节省了人力和物力的投入，搭设速度快，跨越高度可达到40米25，已在多条500千伏线路施工跨越35千伏及以上线路中使用12，效果较好，是值得推广的一种跨越方案。 缺点：跨越架的稳定由拉线来控制，在拉线所涉及到的范围内应有足够的操作场地和用来锚固的拉线锚桩，跨越上端提升时，需要在停电时进行。跨越架虽然较第一种轻，但仍稍显笨重。目前送变电的跨越施工大多采用这种方法。3、索道跨越39324751： 适用范围：是近年开始采用的新施工方案，可适合跨越任何

19、电压等级线路。并且可以用于跨越公路、山沟等障碍物，不受地形因素的影响。 优点：这种施工方案的优点比较明显，以新建线路跨越档二端的铁塔或者配合跨越架来架设承载索（如图2-2所示），通过承载索对被跨越线路进行封顶，在施工过程中，对下面的带电线路进行保护，受高度限制比跨越架式小，避免了被跨越线路的电压等级及跨越点地形的不利因素影响。同时，索道式可以跨越多条线路。由于利用了铁塔作跨越架，减少了笨重的跨越架，同时大大减少了跨越架方面投入的费用，减少了大量的运输费等，更显经济方便。 缺点：施工方案设计前期阶段的测量及计算需要正确47，对承力应综合考虑各种工作状态下，承力索的工作张力与弛度能满足施工要求，一

20、旦完成，想要对封顶网调整难度较大。其对承力索的要求较高。 下表从材料性能、优缺点、使用范围、适用电压等级、经济性等几个方面对它们进行了简单的比较：表2-2 跨越方案比较分析跨越形式材料性能优缺点使用范围电压等级经济性索道式跨越轻便简单，对主索要求高稳定性高、安全风险小可跨越多条电力线任何等级高毛竹、钢管结构跨越架重量大、体积大稳定性差、安全风险大跨越单条电力线35kv以下低铝合金跨越架重量轻、体积大稳定性差、安全风险大跨越单条电力线任何等级高图2-2 利用绝缘杆封顶的索道式跨越方案从上面的分析可以看出：几种跨越方案相比，索道跨越是一种全新的跨越方案，它基本上不受外界的制约，产出与投入比明显，既

21、能满足施工跨越要求，又能满足被跨越线路的要求，它与上述几种方案相比有着较明显的优势53：（1）、传统的跨越方案，一般需打设拉线20，受外界地形因素及高度影响，而索道跨越拉线搭设在跨越塔的外侧，所以受地形影响因素较少。（2）、工作量方面，传统的跨越方案，搭设过程中需投入大量的人力、材料、运输工作量，同时对作业场地的损坏，需要赔偿大量青损费用，而索道跨越可大大地减少了这方面的开支48。（3）、索道利用铁塔作跨越架时，减少了笨重的跨越架，施工工效高，可减少较多的施工时间，经济效益可观32。 2.3 索道式跨越方案分析 索道式跨越方案主要有三种，每种方案也各有优缺点：一种方案是在索道上安装封绝缘网来进

22、行跨越，利用绝缘网对运行线路进行保护。一种是在索道主索上铺设玻璃钢管进行跨越（如图2-3-2），利用玻璃钢管来保护线路。还有一种为吊桥式跨越（如图2-3-1）44，在其上设计一个保护装置来保护放线的过程。显然第三种方案优势更加明显：所增加的保护装置使放线过程更加安全可靠，导线不会发生滑出索道的危险。图2-3-1 整体式吊桥跨越方案示意图图2-3-2 在索道主索上铺设玻璃钢管进行跨越从上面的分析可以看出，吊桥式跨越方案有着较大的优点。同时，由于容纳所有相导线的大型吊桥，对承载索的要求非常之高，对承载索需要投入大笔的费用。安装这种大型的整体吊桥且要比小型吊桥困难的多，施工时间也长。且它只适合于两端

23、均为铁塔的情况下。而容纳单相线的小型吊桥，有着更明显的优势，适用范围更广，对承载索的要求远没有大型吊桥的要求高，更方便轻巧。本文则主要对容纳单相线的小型吊桥式跨越方案进行研究。3 吊桥式跨越方案及吊桥的组成3.1 吊桥式跨越方案及工作原理吊桥式跨越是利用新建线路跨越档两端的铁塔作为主索道的支撑，从而来架设吊桥(见图3-1-1)，或者一端为铁塔，另一端为跨越架来架设绝缘索道(见图3-1-2)，或全部用跨越架。迪尼玛绳索道滑车保护装置索道绳接点索道滑车拉链葫芦地锚带电线路钢丝绳展放的导线图3-1-1 吊桥式带电跨越结构示意图（两端都利用铁塔作支撑的吊桥）小型吊桥式跨越方案介绍如下：在被展放的每相导

24、、地线下方架设2条相邻间距为1m左右的迪尼玛绳作为跨越架的绝缘索道，并在被跨越带电线路对应位置的上方安装过线保护装置来保护被跨越的运行线路28。保护装置通过小滑轮搭载在索道绳上，再用绝缘绳连接在小滑轮上的连接卡环上，使两两之间连接在一起。安装完成后吊桥保护装置可整体在索道绳上拖动，以便于安装后调整其对被跨越电力线路的遮护位置(见图3-1-3)。本文只对第二种吊桥形式进行研究，即利用新建铁塔及抱杆架设索道(见图3-1-2)。适用于被跨越带电线路靠近跨越塔的一端，该端可用跨越塔作索道支撑，另一端用抱杆结构作吊桥索道支撑，作为支撑的抱杆坐落在横线路方向上，应对称地分别布设在被展放导地线的铅垂面的两侧

25、，它更具有使用的代表性。利用两个跨越塔架设索道适用于一档被跨越带电线路较近或被跨越带电线路在档距中间（如图3-1-1）。两端都用跨越架则适合于两端铁塔都较远，且在跨越高度不是很高的条件下使用。图3-1-2 吊桥式带电跨越结构示意图（一端为铁塔，一端为跨越架结构）b跨越架迪尼玛绳索道展放的导线地锚带电线路铁塔保护装置吊桥延伸保护距离6m图3-1-3 吊桥式跨越时的俯视图吊桥的工作原理如下：新建线路在张力放线的过程中，导引绳、牵引绳和导线在绝缘吊桥内通过。在施工的过程中万一发生跑线事故，导线就会下落到绝缘吊桥上，只要吊桥设计合理，能够承受导线的冲击荷载，就可以可靠的保护下面的运行线路，从而新建线路

26、的施工过程不会对运行线路造成影响，安全可靠58。3.2吊桥的组成吊桥它主要由吊桥主索、保护装置、控制绳、跨越架四部分组成。下面分别介绍四部分的构成32。1 保护装置吊桥保护装置是吊桥的主体部分，其主要作用是：万一导线落在它由滚动小滑车、连接绳、吊桥吊绳、绝缘滚筒四部分组成。一般情况下主绳直径为10-14mm，吊绳粗8-10mm。主索之间的距离为1m，卡具沿主绳均匀分布，间距为3m，用于连接吊绳组成过线保护装置30。玻璃钢管或绝缘滚筒螺栓连接孔吊绳玻璃钢管或绝缘滚轮保护装置连接绳绳吊桥主索尼龙滑车吊桥主索迪尼玛绳绝缘管图3-2-1 保护装置示意图（1）绝缘滚筒 在吊桥施工过程中，保护装置底部的杆

27、件材料质量要轻，同时能承受导地线脱落时产生的冲击力，且抗弯性能好，摩擦小，具有一定的耐摩性，一般采用铝合金和绝缘材料组成。本文采用的是铝合金做承托轴（两侧为台阶形式，且攻有螺纹），在其上面穿一根高强度的玻璃钢管，作为简易的绝缘滚筒。如图3-2-2所示，滚筒的连接方式为：垂直吊绳连接安装在其端部的连接绳子的板上，板两侧用塑料档板，通过螺帽压紧。玻璃钢管用来防止导线磨损，减小摩擦55。玻璃钢管的选择，应根据所设计铝合金承托轴的最大外径确定，为使玻璃钢管能方便在铝合金杆上滚动，其内径应大于铝合金承托轴的最大外径的2-4mm，长度为t+6,即可满足要求，t为铝合金中间部分的长度，如图3-2-2示。塑料

28、档板：用来起夹紧吊绳，相当于垫圈的作用。厚度为3-4mm，内径为杆头端的直径，外径为所选玻璃钢管的外径大小。由于绝缘滚筒上、左右都需要连接绳子。故需设计一个连接能同时连接三边绳子的专用连接金具。其示意图如下3-2-3：玻璃钢管铝合金杆间隙为3-4mm螺帽档板挂吊绳图3-2-2 绝缘滚筒结构图图3-2-3 绳子连接板外形图图吊绳连接孔连接绳（2） 吊桥的吊绳和连接绳吊桥的吊绳同主索一样，也要求为高强度，绝缘能力强。这里可采用10的迪尼玛绳。吊绳的选择是不是满足要求，必须要通过导线落在保护装置时的最大冲击荷载来进行校验。连接绳的主要作用是，将每一个滚动滑车连接在一起，形成整体的保护装置。使保护装置

29、能够更加灵活的在承载索上滑动。连接绳的受力主要为水平方向的拉力，但是它也要求为高强度的绝缘绳子。可选择10的锦纶绳或者10的迪尼玛绳。（3） 滚动小滑车滚动小滑车的主要作用是使使保护装置能够在主索上能够自由滑动。其左右两边能连接连接绳，使之成一个整体，下边能和吊绳相连接。并且要求能够直接挂在承载索上使用，故要求滑车有专门的开口装置30。为了设计方便而又不失它的功能性，这里只在滑车挂板中间设计一个可以方便取出的螺栓。只需将螺栓拧开抽出，即可挂在主索上使用。 或者可以设计一个带专门开口装置的滑车，开口原理类似于钥匙扣，可以向内开口，但是它不能向外开，能更好的满足要求。图3-2-3 滚动小滑车示意图

30、穿绳孔尼龙滑车简易开口装置悬挂吊绳2 承力绳承力绳是吊桥的承力部分。按照吊桥的设计宽度，一般为1m布置一条。选择的承载索的材料，不仅机械强度高、伸长率低，而且它的电气性能也必须符合带电作业用绝缘绳的有关规定。目前，带电跨越中常使用的高强度绝缘绳有Kevlar绳、迪尼玛绳、杜邦丝绳。这里选择的是迪尼玛绳，条件合适时也可使用Kevlar和杜邦丝绳绳等。迪尼玛纤维的密度0.97，比水轻；伸缩率3.8，比一般纤维小。强度是普通钢材的1.5倍左右，一根长3.7米的迪尼玛绳在640kV的试验电压下持续5分钟没有被击穿，迪尼玛绳有良好的电气绝缘性能和抗紫外线等优点，这些特性很适合作带电跨越的承载索，迪尼玛绳

31、比现在使用的其他纤维绳的电气绝缘性能和力学性能要好得多。经过施工受力计算，综合考虑各种因素，带电跨越的软索选用直径11-13迪尼玛绳比较合适，11的拉断力为100KN、单位长度重量115g/m42。 迪尼玛纤维和其他纤维的比较如下表3-2：表3-2 迪尼玛纤维和其他纤维的性能比较表密度强度GPa弹性模数GPa伸长率迪尼玛0.973.41073.8芳纶1.42.9603.6涤纶1.41.11413尼龙1.10.9620钢丝7.91.82001.1通过与其他纤维绳的比较能够得出其特性：高强度，低密度，耐疲劳磨损和耐弯曲性，和良好的绝缘性能，是作为带电跨越承力绳的理想材料。在旁侧则可以使用钢丝绳，承

32、力索可选为11的钢丝绳+13的迪尼玛绳+11的钢丝绳来构成47，线路正上方使用13的迪尼玛绳。3 控制绳控制绳受力较小，主要是滑轮在承载索上的摩擦力。可采用10的锦纶绳，在吊桥保护装置安装时起牵引过渡作用。吊桥安装时，其一端与吊桥保护装置上的首端卡具连接，自由端牵引吊桥保护装置部分过渡到被跨线路正上方，或者说设计所预定的位置，固定住吊桥。4 跨越架 可选用铝合金抱杆组合形成跨越架，仅在利用跨越架架设索道时需要选用。可选铝合金抱杆6副。主要作用就是用来架设吊桥的绝缘索道。4 吊桥的设计及理论4.1 设计计算流程图确定吊桥的保护范围吊桥驮载导线时交叉跨越处弧垂主索的牵引张力计算导线展放正常时承力绳

33、弧垂承力绳的受力校验滑车的受力校验承力绳的锚固校验确定主索负荷最大时的水平张力4.2 吊桥的简化模型分析根据吊桥的跨越方案分析可以得出其简化模型图2： h 承载索eH绝缘吊桥带电线路hbL图 4-2-1 吊桥的简化模型图图中标示的字母含义如下：e表示规程规定的与带电导线的安全距离；为吊桥辅索及金具的长度；为带电线路的地线高度；为两塔的高差角度；为带电线路危险点到左塔的水平距离；L为跨越档的档距；H为左塔的高度；h为两塔的高差；BARATAT0T0RByyLxTB图4-2-2 非均布荷载下承载索的受力分析图分析可知：若导线掉落在吊桥上时，导线则通过吊绳作用在主索上。而吊绳的作用可以看做非均布力作

34、用在主索上。吊桥的受力为非均布荷载2，根据吊桥的简化模型图4-2-1，可以对简化模型进行受力分析，模型的受力分析示意图如下所示：4.3 吊桥的设计要点根据上图的分析，要设计出吊桥，必须要注意设计以下几个要点：1、吊桥的保护范围47：保护范围过小，则不能保证安全施工。根据吊桥的俯视图分析可知，设被跨线路的宽度（即两边导线之间的距离）为b，绝缘吊桥保护装置的长度则可以定为+2Z；其中为被跨越电力线两边相导线在跨越架中心线上的距离；Z为吊桥的延伸保护距离，根据施工经验，一般情况下z取5-6m47。如吊桥俯视图3-1-3所示，。b为被跨线路两边导线的距离，为两线路的交叉跨越角。若考虑风偏情况，则61，

35、为被跨线路在外过电压下，跨越点处的边导线风偏距离。2、吊桥的吊绳间距设计：设吊桥的辅绳之间的间距为m，辅绳的根数则可以表示为；表示取整，在一般情况下，m的值取为3米4755。3、保护装置和承载索应该按最严重状态设计计算，即展放导线时，牵引绳发生断裂，导线全部落在保护装置内。取冲击荷载系数为330。4、利用吊桥索道进行不停电跨越施工时，适当调整所展放的导地线的防线张力，使其驰度与索道驰度相近，从而所展放导线可以悬空通过过线保护装置。但是展放分裂导线时，由于平衡锤的影响，使导线不易通过过线保护装置。必须解决展放多分裂导线时平衡锤的影响。由于二分裂导线平衡锤较短，适当调整即可以使导线悬空通过保护装置

36、，通过本文仅以二分裂导线设计考虑。对于多分裂导线，需另专门设计过线平衡锤，或者对平衡锤表面做适当处理即可使导地线顺利通过保护装置32。4.4 吊桥的设计计算在放线过程中导线以及吊桥的重量都是作用在主索上，通过垂直吊绳的作用，从而在承力绳上产生集中荷载。于是可以根据非均布荷载下架空线的计算方法来计算承力绳的弧垂和张力等。为使问题简化2，首先假设：1）、承力绳为理想柔索，线上各点弯矩为零；2）、承力绳变位后各荷载间的水平距离保持不变；3）、各荷载的大小不受承力绳变化的影响4.4.1跨越点处的弧垂确定 由上面的吊桥简化模型图容易得出跨越点位置为x处的承载索弧垂58： （4-1）其中：e表示规程规定的

37、与带电导线的安全距离；为吊桥吊绳及金具的长度；为带电线路的地线高度；为两塔的高差角度；+为图示情况，表示为H塔高低于右塔时。且有。其中：为带电线路危险点到左塔的水平距离；L为跨越档的档距；4.4.2 承载索最大负荷时的张力计算 承载索最大负荷出现在张力展放导线发生异常情况时，比如出现导引绳，牵引绳和导地线跑线，这时导引绳，牵引绳会落在承载索下的绝缘吊桥上，使承载索的张力突然增大，则承载索必须满足异常情况下最大张力。这里采用非均布荷载下架空线的计算方法来计算承力绳的张力分析可知，若要求出承力索的张力，可根据非均布荷载下架空线的计算方法2先求出跨越处的弧垂与张力的关系式，而由于在实际工程中，跨越处

38、的弧垂可以根据安全距离容易得出，则可以根据弧垂求出张力。4.4.2.1 非均布荷载条件下承载索的弧垂计算根据吊桥的受力模型图：承载索上除自重比载以外，还作用有集中荷载。 在所有荷载的作用下2，架空线在悬点A、B处的张力为，其垂向分力相应为和，档距方向的水平分力为。、可分别对悬点B、A列力矩方程： 从而： (4-2) (4-3)式中分别表示高差（右悬点较高时为正，反之为负）、档距、高差角分别为档内全部荷载（不包括悬点反力）对悬点A、B的力矩分别为档内荷载在悬点A、B引起的相当于简支梁上的支点、取架空线AC段为分析体，列C点力矩平衡方程，有：将上式代入(4-2)得架空线悬挂曲线方程的一般形式： (

39、4-4)式中为C点左侧档内所有荷载C点的力矩； 为相当简支梁上C点所在截面的弯矩。根据弧垂的定义，任一点x处的弧垂可以表示为： (4-5)根据上面分析知，在非均布荷载下承力绳的弧垂可以表示为： 故： = （4-6）式中 为相当简支梁上x点对应所在截面的弯矩用（4-6）式求弧垂需要计算弯矩，有时不太方便。工程实际中最好能用具体荷载计算。根据材料力学可知，简支梁任一截面处的弯矩等于相应区段剪力图下面积（如4-4-2-1示），对于分布荷载可视为分段均布的情况有： （4-7）式中 为非均布荷载之间的距离，吊桥受力分析时，即吊桥吊绳的间距m；为跨越点处的吊绳的根数，它可表示为；、为第i个不均布荷载左右点

40、处的剪力。A、B 段当作相当简支梁计算。q表示主索的单位自重，表示任一根吊绳上的导线对其作用力，可以用导线的重力近似均布求得，故可当作已知量计算。BA图4-4-2-1 非均布荷载与剪力图（a）荷载图（b）剪力图Q1+iQiQ2Q1Q1Q0Q0hqL(a)(b)4.4.2.2 导线落在吊桥上时承载索的水平张力 要求荷载最大时承载索的水平张力，可以利用4-7式来求，但需先求出吊绳各处的剪力。下面来求解剪力：档内所有荷载在A点产生剪力表示为：导线的比载为，主索的比载为。所有力对B点求弯矩有：= 0i相当简支梁上的剪力相应为： （4-8）左边的剪力：右边的剪力：q1左边的剪力： 右边的剪力：左边的剪力

41、：右边的剪力： 由于QA可以求出，故依次可以求出Qi，则可以将和式联立（仅计算图示情况）。解出： （4-9）即实际放线施工过程中万一导线落在承力绳上时，承力绳的水平张力。4.4.3 非均布荷载下承载索的应力计算及悬挂点张力承载索上的任一点的倾斜角或者斜率为： （4-10）则承力绳轴向张力为： （4-11）将T0和Tx分别除以承载索的截面积A就得到相应的水平应力和轴向应力。因为弧垂最低点时，此时 最小。由剪力图可知从弧垂最低点往左右两边的绝对值都是递增。所以也是递增。因此A、B悬点处承力绳最大。所以 、可用以校核承载索的强度。4.5 导线没有掉落时承载索水平张力的计算 为使放承载索时其弧垂满足要

42、求，先要算出保护装置内没有导线作用时的弧垂及张力。由于前面已经将导线作用在保护装置内时的水平张力求出。在不考虑外界温度变化对承载索影响的情况下，可以用状态方程式来计算T：假设： (1) 施工时，温度变化不大，可以将两种状态作为等温计算； (2) 以平均张力的主要部分代替平均张力计算承力绳的全部弹性伸长。 (3) 假设各荷载作用区段的水平位置保持不变2。 基于以上假设，可写出跨越档承力绳的基本状态方程式： （4-12）式中、分别表示为驮载导线时和没有导线时承力绳的线长；、分别表示为驮载导线时和没有导线时承力绳的水平张力。而非均布荷载下承载索的线长公式为：将线长公式表示的、代入求得： 所以可得： （4-13） 令： 、分别表示承载导线时承载索线长系数和没有导线时的线长系数；T0表示负荷最大时承载索的水平张力，为对应应力，N；A表示承载索的截面积，m2；E为承载索的弹性模量。因为、可以求出。则可以用迭代法将求出，则可求出。4.6 承载索上没有导线作用时的弧垂计算 根据导线不作用在承载索上时的张力则可以求出该条件下的弧垂，其过程和有导线作用时的过