CN111082387B - 一种大直径电力隧道电缆内支架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大直径电力隧道电缆内支架，包括结构支架、水平预制隔断板和竖向预制隔断板；通过环钢片、中柱以及横梁来组成结构支架的一榀，每榀之间再通过连接榀间环钢片的边梁及连接榀间中柱的中梁来组成结构支架，所述环钢片的两端嵌入到隧道内的底部混凝土平台，横梁的一端固定在环钢片上，另一端固定中柱上，中柱的顶端固定在环钢片上，所述水平预制隔断板放置在横梁上，竖向预制隔断板固定在榀与榀之间的中柱上，所述环钢片及中柱上分别固定有若干电缆托架本发明将电力隧道内部空间隔断成四个独立仓室，大大提高了电力隧道的空间利用率，能有效控制灾害蔓延及事故风险，同时还提高了电缆敷设及后续人工巡线及检修的便利性。

Description

一种大直径电力隧道电缆内支架

技术领域

本发明涉及电力建设领域，特别是涉及一种大直径电力隧道电缆内支架。

背景技术

由于城市供电需求量日益增大，高等级电压线路开始进入城市中心地区，大密度的地面电网已经不能满足一些大型城市的需求，逐渐由空中架设转为地下敷设。而其中盾构法施工电力隧道及大直径电力顶管隧道逐渐在各个城市快速实施，凭借其电缆输送容量大、土地利用率高、结构稳定及防范外损等优点得到了广泛的应用。电力隧道建设规模也向着大长度、大直径方向发展。

但由于电力隧道的圆形断面结构，常用的安装工艺是在成型的管片衬砌内预埋有预埋铁，再将加工的半圆形电缆支架焊接在预埋铁上，形成圆形电缆支架，此方法浪费了电力隧道中部空间，尤其是对于大直径电力隧道来说，电力隧道的空间利用率很低。此外，如申请号为201711443286.0的《一种输变电电力隧道盾构顶管段电缆支架》及申请号为201720589076.1的《盾构隧道电缆支架》公开的用于电力隧道的电缆支架，也均只沿着隧道圆形断面内表面设置一圈支架，这样不仅浪费了电力隧道中部空间，而且位于隧道高处电缆支架上的电缆不方便敷设及运营期间的巡检与维护。

后续随着电力隧道直径的增大，也有通过在电力隧道内部浇筑钢筋混凝土隔断墙来提高空间利用率，把大直径隧道划分成多个矩形或扇形仓室，后再通过传统方式在混凝土隔断墙上安装电缆支架，这样不仅无法利用电力隧道的结构内表面来安装电缆支架，而且现浇的混凝土隔断墙及传统电缆支架安装的施工工期较长。此外，上述电力隧道施工成型后无法对隧道设计进行变更，也无法改建成其他用途的隧道，灵活性差。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种大直径电力隧道电缆内支架。

本发明的上述目的通过如下的技术方案实现：

一种大直径电力隧道电缆内支架，包括结构支架、水平预制隔断板和竖向预制隔断板；所述结构支架为预制型钢部件拼接而成的框架结构；通过环钢片、中柱以及横梁来组成结构支架的一榀，每榀之间再通过连接榀间环钢片的边梁及连接榀间中柱的中梁来组成结构支架，所述环钢片的两端嵌入到隧道内的底部混凝土平台，横梁的一端固定在环钢片上，另一端固定中柱上，中柱的顶端固定在环钢片上，中柱的底端固定在隧道内的底部混凝土平台，所述水平预制隔断板放置在横梁上，竖向预制隔断板固定在榀与榀之间的中柱上，所述环钢片及中柱上分别固定有若干电缆托架。通过这样榀的安装及榀之间的纵向连接既保证了结构支架的整体刚度，也使得拼装施工及验收标准化；此外，同部位的部件可以替换，提高了施工灵活性以及容错率。结构支架固定于隧道内的底部混凝土平台，可保证整个结构支架体系的承载力的同时也能提高电力隧道结构本身的刚度。通过预制隔断板把隧道隔断成四个独立的仓室，控制灾害蔓延及事故风险的同时，还提高了电缆敷设及后续人工巡线及检修的便利性。在环钢片及中柱上分别固定有若干电缆托架，从而使每个仓室能够敷设足够多的电缆线。

进一步的，为了确保结构支架的各部件之间的连接稳固及传力特性，所述环钢片由2块第一环钢片和2块第二环钢片组合而成，2个第一环钢片的一端连接在一起并与中柱的顶端连接在一起，第一环钢片的另一端与第二环钢片的一端连接在一起，第二环钢片的另一端嵌入到隧道内的底部混凝土平台，横梁的一端固定在第二环钢片上，与边梁连接的环钢片为第二环钢片。

进一步的，所述第一环钢片、第二环钢片通过环钢片固定板及膨胀螺栓固定于电力隧道；中柱通过膨胀螺栓固定于隧道内的底部混凝土平台。以此作为结构支架与电力隧道的主要锚固点，形成联合受力体。

进一步的，为了保证节点传力特性的同时还能有效缩短施工工期，所述第一环钢片与第二环钢片之间通过环钢片连接板及螺栓和螺母连接；中柱与第一环钢片的端点之间通过中柱连接角块及螺栓和螺母连接；横梁与中柱之间通过横梁连接角块及螺栓和螺母连接；边梁与第二环钢片之间通过边梁连接角块及螺栓和螺母连接；中梁与中柱之间通过中梁连接角块及螺栓和螺母连接。这样也无需借助其他辅助设备即可在隧道内部完成拼接安装。

进一步的，所述水平预制隔断板和竖向预制隔断板均为预制的钢筋混凝土板。

进一步的，为提高各型钢部件的抗形变能力及整体的传力特性，所述中柱、横梁、边梁及中梁均设有加劲肋，能有效提高型钢结构的刚度以及力学特性。

与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：

(1)本发明大大提高了电力隧道的空间利用率，尤其是对于大直径电力隧道；且独立仓室设计能有效控制灾害蔓延及事故风险，同时还提高了电缆敷设及后续人工巡线及检修的便利性，推进了大直径电力隧道在实际工程中的应用。

(2)本发明中结构支架为预制型钢部件拼接而成的框架结构，保证整个结构支架体系的承载力的同时也能提高电力隧道结构本身的刚度。

(3)本发明中结构支架各部件标准化生产及施工提高了工程生产与施工进度，同部位的部件可以替换，提高了施工灵活性以及容错率。

(4)本发明中设置于结构支架之间的预制隔断板将隧道分隔，有效降低火灾蔓延。

(5)本发明中结构支架的环钢片及中柱均通过膨胀螺栓与电力隧道固定在一起，作为结构支架与电力隧道的锚固点，形成联合受力体，提高结构支架整体抗形变能力。

(6)本发明中结构支架的各部件之间均通过连接板及螺栓来连接，保证了连接节点的稳固及内部传力特性。

(7)本发明中电缆托架可安装在电力隧道内表面的环钢片及侧壁的中柱上，保证了每个仓室的电缆线敷设数量的最大化，提高了电网线路的电能输送密度。

(8)本发明中结构支架的中柱、横梁和边梁及中梁均设有加劲肋，用于提高型钢各部件的抗形变能力及整体的力学特性。

(9)本发明中的各部件的拼接接口统一，通过模块化的思路来指导设计及施工，只需根据实际工程电力隧道的尺寸进行设计后由工厂运输到现场直接拼接即可。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

图1是已安装电力隧道电缆内支架的电力隧道三维图；

图2是已安装电力隧道电缆内支架的电力隧道正视图；

图3是已安装电力隧道电缆内支架的电力隧道内部三维图；

图4是本发明实例中电力隧道电缆内支架三维图；

图5是本发明实例中电力隧道电缆内支架的主体结构三维图；

图6是本发明实例中结构支架的框架三维图；

图7是本发明实例中结构支架的各部件拼接示意图；

图8是本发明实例中结构支架的各部件大样图；

图9是本发明实例中结构支架的环钢片之间的连接节点大样图；

图10是本发明实例中结构支架的环钢片固定于电力隧道的节点大样图；

图11是本发明实例中结构支架的中柱固定于底部混凝土平台的节点大样图；

图12是本发明实例中结构支架的中柱与环钢片之间的连接节点大样图；

图13是本发明实例中结构支架的边梁与环钢片之间的连接节点大样图；

图14是本发明实例中结构支架的中梁、横梁与中柱之间的连接节点大样图。

图中：1—电力隧道；2—电缆线；3—结构支架；31—第一环钢片；32—第二环钢片；33—中柱；34—横梁；35—边梁；36—中梁；37—加劲肋；38—螺栓孔；4—底部混凝土平台；51—环钢片连接板；52—环钢片固定板；53—中柱连接角块；54—横梁连接角块；55—边梁连接角块；56—中梁连接角块；6—水平预制隔断板；7—竖向预制隔断板；8—电缆托架；9—螺栓；10—膨胀螺栓；11—螺母。

具体实施方式

如图1～3所示，是已安装结构支架3的电力隧道1，结构支架3整体安装于电力隧道1内表面以及底部混凝土平台4上，电缆线2敷设于安装在第一环钢片31、第二环钢片32以及中柱33上的电缆托架8上。使得整个电力隧道1的电缆线2敷设量达到最大化，提高电网线路电能输送密度。

首先需完成每榀的构件拼接，如图4～6及9～12所示，在已竣工的电力隧道1上通过环钢片固定板52及膨胀螺栓10把第一环钢片31、第二环钢片32固定于电力隧道1内表面，再通过环钢片连接板51及螺栓9和螺母11连接第一环钢片31及第二环钢片32。随后浇筑电力隧道1底部的底部混凝土平台4，待混凝土初凝后即可通过膨胀螺栓10将中柱33固定于底部混凝土平台4上，后再通过中柱连接角块53及螺栓9和螺母11连接第一环钢片31及第二环钢片32。最后通过横梁连接角块54及螺栓9和螺母11将中柱33两侧的横梁34与中柱33连接起来，这样就形成了结构支架3框架结构的其中一榀。

如图7～8所示，其中第一环钢片31、第二环钢片32、中柱33、横梁34、边梁35及中梁36上均设有与环钢片连接板51、中柱连接角块53、横梁连接角块54、边梁连接角块55及中梁连接角块56对应的螺栓孔38，来用于螺栓9和螺母11的安装；此外，除第一环钢片31和第二环钢片外的其他部件均设置了加劲肋37，提高了型钢各部件的抗形变能力及整体的力学特性。

随后进行榀与榀之间的拼接，如图4～6及13～14所示，边梁35通过边梁连接角块55及螺栓9和螺母11将第二环钢片32、横梁34及两侧的边梁35连接在一起形成传力的梁连接节点，共同受力。中梁36通过中梁连接角块56及螺栓9和螺母11将中柱33横梁34及中部两侧的中梁36连接在一起形成传力的梁柱连接节点，完成了榀与榀之间的连接。至此电力隧道1内部的结构支架3框架结构已经完成，结构支架3与电力隧道1结构形成了联合受力体系，保证了整个结构支架3的承载力的同时也能提高电力隧道1结构本身的刚度。

如图4及9～14所示，最后在完成结构支架3的拼装后即可安装电缆托架8，可通过螺栓9和螺母11安装在已预留螺栓孔38的第一环钢片31、第二环钢片32及中柱33上，可根据实际工程需求来布设相应的电缆托架8后敷设电缆线2即可。

本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想的前提下，本发明电力隧道电缆内支架还有其他形式及框架结构组合；结构支架的结构尺寸可根据实际工程情况来设计及加工；各部件之间的连接及部件与电力隧道结构的连接方式还可以采用其他连接方式；预制隔断板可根据实际工程情况来更改尺寸，也可以采用处钢筋混凝土之外的其他防火材料。因此，本发明还具有多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (2)

1.一种大直径电力隧道电缆内支架，其特征在于包括结构支架（3）、水平预制隔断板（6）和竖向预制隔断板（7）；所述结构支架（3）为预制型钢部件拼接而成的框架结构；通过环钢片、中柱（33）以及横梁（34）来组成结构支架（3）的一榀，每榀之间再通过连接榀间环钢片的边梁（35）及连接榀间中柱（33）的中梁（36）来组成结构支架（3），环钢片的两端嵌入到隧道内的底部混凝土平台（4），横梁（34）的一端固定在环钢片上，另一端固定中柱（33）上，中柱（33）的顶端固定在环钢片上，中柱（33）的底端固定在隧道内的底部混凝土平台（4），水平预制隔断板（6）放置在横梁（34）上，竖向预制隔断板（7）固定在榀与榀之间的中柱（33）上，环钢片及中柱（33）上分别固定有若干电缆托架（8）；所述环钢片包括2块第一环钢片（31）和2块第二环钢片（32），2个第一环钢片（31）的一端连接在一起并与中柱（33）的顶端连接在一起，第一环钢片（31）的另一端与第二环钢片（32）的一端连接在一起，第二环钢片（32）的另一端嵌入到隧道内的底部混凝土平台，横梁（34）的一端固定在第二环钢片（32）上，与边梁（35）连接的环钢片为第二环钢片（32）；所述第一环钢片（31）、第二环钢片（32）通过环钢片固定板（52）及膨胀螺栓（10）固定于电力隧道（1）；中柱（33）通过膨胀螺栓（10）固定于隧道内的底部混凝土平台（4）；所述第一环钢片（31）与第二环钢片（32）之间通过环钢片连接板（51）及螺栓（9）和螺母（11）连接；中柱（33）与第一环钢片（31）的端点之间通过中柱连接角块（53）及螺栓（9）和螺母（11）连接；横梁（34）与中柱（33）之间通过横梁连接角块（54）及螺栓（9）和螺母（11）连接；边梁（35）与第二环钢片（32）之间通过边梁连接角块（55）及螺栓（9）和螺母（11）连接；中梁（36）与中柱（33）之间通过中梁连接角块（56）及螺栓（9）和螺母（11）连接；所述水平预制隔断板（6）和竖向预制隔断板（7）均为预制的钢筋混凝土板。

2.根据权利要求1所述的一种大直径电力隧道电缆内支架，其特征在于：所述中柱（33）、横梁（34）、边梁（35）及中梁（36）均设有加劲肋（37）。