CN105045953A - 一种选择水泥电杆和配套基础的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种选择水泥电杆和配套基础的方法，通过一定的流程进行科学的计算，进行水泥电杆的选型和基础确定的过程，可以计算任意工况下导线的大、小比载；可以计算任意工况下导线的应力曲线与弧垂曲线；可以计算任意工况下导线的荷载力，避免现在使用经验判断来对水泥电杆选型，更加科学。

Description

一种选择水泥电杆和配套基础的方法
技术领域
本发明适用于10kV配电线路水泥电杆与配套基础的选型，具体是一种选择水泥电杆和配套基础的方法。
背景技术
我国电力架空线路，35kV及以上，多采用钢管杆、角钢塔，其基础采用灌注桩基础、分体基础。目前，这部分线路设计计算，有许多成熟的商业软件可供选择，如道亨公司计算软件，百合软件等。
而10kV及以下线路，多采用水泥电杆，基础为直埋、单卡盘、双卡盘、圆柱基础、底盘等。目前，这部分线路的设计计算，还没有成熟的商业软件。道亨公司新出品的水泥电杆计算软件，偏重于水泥电杆的加工、制造，其配套基础，只能计算灌注桩基础，不能解决大量使用的直埋、卡盘、底盘等基础的计算问题。
所以，目前在10kV线路设计这一块，各地还处于套图、套典型设计的粗放阶段，遇到需要变通情况，只能凭经验处理。
发明内容
本发明提供一种选择水泥电杆和配套基础的方法，可以很好的解决水泥电杆及基础的选型问题，可以很明白的判断所选杆型、基础的安全性、经济性。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种选择水泥电杆和配套基础的方法，包括以下步骤：
(1)确定拟计算的水泥电杆在线路中的位置，确定合理的水平档距、垂直档距；
(2)确定拟计算水泥电杆的杆头形式；
(3)确定导线型号与安全系数；
(4)确定电杆所在地的高差、地质参数；
(5)计算导线的比载；
(6)计算导线在不同工况、不同高差下的悬点三维力；
(7)计算电杆相应的荷载力；
(8)计算导线相应的应力曲线；
(9)计算导线相应的弧垂曲线；
(10)计算电杆的根部荷载弯矩；
(11)计算电杆对基础的作用力；
(12)计算各种基础所受的倾覆荷载弯矩；
(13)计算各种基础的抗倾覆弯矩；
(14)计算导线对地的距离；
(15)校验电杆的倒拔与倒挂；
(16)计算所选电杆的安全性；
(17)比较所选电杆的经济性；
(18)计算所选基础的安全性；
(19)比较所选基础的经济性；
(20)根据所选电杆的安全性与经济性选取合适的水泥电杆；
(21)根据所选基础的安全性与经济性选取合适的基础形式。
进一步的，步骤(5)既计算通常意义的小比载，也根据实际需要计算大比载；步骤(6)计算任意工况下悬点三维力；步骤(8)根据公式
σ x = σ 0 * c h x - a m
计算任意工况下导线任意一点的应力值与对应的荷载力；
其中，σ0为档距中导线最低点的应力，a悬点的垂直档距，m为该型号导线依靠自身重力把该导线拉断的导线长度，σx为该档距中导线上任意点的应力，x为该档距中任意点到该指定悬点的水平距离。
步骤(9)计算任意工况下导线任意一点的弧垂。
进一步的，步骤(7)根据导线的三维力的结果计算电杆对应点的荷载力。
进一步的，步骤(10)根据电杆的荷载力计算电杆的根部任意部位的荷载弯矩；步骤(11)根据电杆的根部荷载弯矩计算电杆对基础的作用力；步骤(12)根据各种基础的不同形式，计算水泥电杆各种基础所受的荷载弯矩；步骤(13)根据各种基础的不同形式，计算水泥电杆各种基础的抗倾覆弯矩。
进一步的，步骤(14)根据公式
计算该档距内任意点导线的弧垂，再根据所选的杆长、指定点导线弧垂及被跨越物的高度计算导线的对地距离。
其中为高差角，yx为任意点纵坐标，fx为任意点的弧垂，其他符号的含义同步骤(8)公式。
进一步的，步骤(15)校核电杆的倒拔与倒挂情况。
进一步的，步骤(16)将电杆的抗弯矩与荷载弯矩进行比较，步骤(17)比较电杆抗弯矩与荷载弯矩之比，大于一满足要求。
进一步的，步骤(18)将基础的抗弯矩与荷载弯矩进行比较；步骤(19)比较基础抗弯矩与荷载弯矩之比，大于一满足要求。
进一步的，步骤(20)选择电杆抗弯矩与荷载弯矩之比大于一满足要求。
进一步的，步骤(21)选择基础抗弯矩与荷载弯矩之比大于一或卡盘数量满足要求即可。
本发明的有益效果是：
本发明可以水泥电杆的选型和基础确定的过程；可以计算任意工况下导线的大、小比载；可以计算任意工况下导线的应力曲线与弧垂曲线；可以计算任意工况下导线的荷载力，避免现在使用经验判断来对水泥电杆选型，更加科学。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
本发明公开一种选择水泥电杆和配套基础的方法，包括以下步骤：
(1)确定拟计算的水泥电杆在线路中的位置，确定合理的水平档距、垂直档距；
(2)确定拟计算水泥电杆的杆头形式；
(3)确定导线型号与安全系数；
(4)确定电杆所在地的高差、地质参数；
(5)计算导线的比载，既可以计算通常意义的小比载，也可以根据实际需要计算大比载；
(6)计算导线在不同工况、不同高差下的悬点三维力，即计算任意工况下悬点三维力；
(7)计算电杆相应的荷载力，根据导线的三维力的结果计算电杆对应点的荷载力；
(8)计算任意工况下导线任意一点的应力值，计算导线相应的应力曲线，根据公式
σ x = σ 0 * c h x - a m
计算任意工况下导线任意一点的应力值与对应的荷载力；
其中，σ0为档距中导线最低点的应力，a悬点的垂直档距，m为该型号导线依靠自身重力把该导线拉断的导线长度，σx为该档距中导线上任意点的应力，x为该档距中任意点到该指定悬点的水平距离；
(9)计算任意工况下导线任意一点的弧垂，计算导线相应的弧垂曲线；
(10)计算电杆的根部荷载弯矩，根据电杆的荷载力计算电杆的根部任意部位的荷载弯矩；
(11)计算电杆对基础的作用力，根据电杆的根部荷载弯矩计算电杆对基础的作用力；
(12)计算各种基础所受的倾覆荷载弯矩，根据各种基础的不同形式，计算水泥电杆各种基础所受的荷载弯矩；
(13)计算各种基础的抗倾覆弯矩，根据各种基础的不同形式，计算水泥电杆各种基础的抗倾覆弯矩；
(14)计算导线对地的距离，根据所选的杆长、弧垂曲线及被跨越物的高度或被穿越物，计算导线的对地距离，根据公式
计算该档距内任意点导线的弧垂，再根据所选的杆长、指定点导线弧垂及被跨越物的高度计算导线的对地距离。
其中为高差角，yx为任意点纵坐标，fx为任意点的弧垂，其他符号的含义同步骤(8)公式；
(15)校验电杆的倒拔与倒挂，校核电杆的倒拔与倒挂情况；
(16)计算所选电杆的安全性，将电杆的抗弯矩与荷载弯矩进行比较；
(17)比较所选电杆的经济性，比较电杆抗弯矩与荷载弯矩之比，大于一满足要求；
(18)计算所选基础的安全性，将基础的抗弯矩与荷载弯矩进行比较；
(19)比较所选基础的经济性，比较基础抗弯矩与荷载弯矩之比，大于一满足要求；
(20)根据所选电杆的安全性与经济性选取合适的水泥电杆，选择电杆抗弯矩与荷载弯矩之比大于一满足要求；
(21)根据所选基础的安全性与经济性选取合适的基础形式，选择基础抗
弯矩与荷载弯矩之比大于一或卡盘数量满足要求即可。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种选择水泥电杆和配套基础的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)确定拟计算的水泥电杆在线路中的位置，确定合理的水平档距、垂直档距；
(2)确定拟计算水泥电杆的杆头形式；
(3)确定导线型号与安全系数；
(4)确定电杆所在地的高差、地质参数；
(5)计算导线的比载；
(6)计算导线在不同工况、不同高差下的悬点三维力；
(7)计算电杆相应的荷载力；
(8)计算导线相应的应力曲线；
(9)计算导线相应的弧垂曲线；
(10)计算电杆的根部荷载弯矩；
(11)计算电杆对基础的作用力；
(12)计算各种基础所受的倾覆荷载弯矩；
(13)计算各种基础的抗倾覆弯矩；
(14)计算导线对地的距离；
(15)校验电杆的倒拔与倒挂；
(16)计算所选电杆的安全性；
(17)比较所选电杆的经济性；
(18)计算所选基础的安全性；
(19)比较所选基础的经济性；
(20)根据所选电杆的安全性与经济性选取合适的水泥电杆；
(21)根据所选基础的安全性与经济性选取合适的基础形式。
2.根据权利要求1所述一种选择水泥电杆和配套基础的方法，其特征在于,步骤(5)既计算通常意义的小比载，也根据实际需要计算大比载；步骤(6)计算任意工况下悬点三维力；步骤(9)计算任意工况下导线任意一点的弧垂；步骤(8)根据公式
σ x = σ 0 * c h x - a m
计算任意工况下导线任意一点的应力值与对应的荷载力；
其中，σ0为档距中导线最低点的应力，a悬点的垂直档距，m为该型号导线依靠自身重力把该导线拉断的导线长度，σx为该档距中导线上任意点的应力，x为该档距中任意点到该指定悬点的水平距离。
3.根据权利要求1所述一种选择水泥电杆和配套基础的方法，其特征在于,步骤(7)根据导线的三维力的结果计算电杆对应点的荷载力。
4.根据权利要求1所述一种选择水泥电杆和配套基础的方法，其特征在于，步骤(10)根据电杆的荷载力计算电杆的根部任意部位的荷载弯矩；步骤(11)根据电杆的根部荷载弯矩计算电杆对基础的作用力；步骤(12)根据各种基础的不同形式，计算水泥电杆各种基础所受的荷载弯矩；步骤(13)根据各种基础的不同形式，计算水泥电杆各种基础的抗倾覆弯矩。
5.根据权利要求1所述一种选择水泥电杆和配套基础的方法，其特征在于，步骤(14)根据公式
计算该档距内任意点导线的弧垂，再根据所选的杆长、指定点导线弧垂及被跨越物的高度计算导线的对地距离。
其中为高差角，yx为任意点纵坐标，fx为任意点的弧垂，其他符号的含义同步骤8公式。
6.根据权利要求1所述一种选择水泥电杆和配套基础的方法，其特征在于，步骤(15)校核电杆的倒拔与倒挂情况。
7.根据权利要求1所述一种选择水泥电杆和配套基础的方法，其特征在于，步骤(16)将电杆的抗弯矩与荷载弯矩进行比较，步骤(17)比较电杆抗弯矩与荷载弯矩之比，大于一满足要求。
8.根据权利要求1所述一种选择水泥电杆和配套基础的方法，其特征在于，步骤(18)将基础的抗弯矩与荷载弯矩进行比较；步骤(19)比较基础抗弯矩与荷载弯矩之比，大于一满足要求。
9.根据权利要求1所述一种选择水泥电杆和配套基础的方法，其特征在于，步骤(20)选择电杆抗弯矩与荷载弯矩之比大于一满足要求。
10.根据权利要求1所述一种选择水泥电杆和配套基础的方法，其特征在于，步骤(21)选择基础抗弯矩与荷载弯矩之比大于一或卡盘数量满足要求即可。
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