CN114840958B - 一种施工封网三维空间姿态的计算方法 - Google Patents

一种施工封网三维空间姿态的计算方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114840958B
CN114840958B CN202210755654.XA CN202210755654A CN114840958B CN 114840958 B CN114840958 B CN 114840958B CN 202210755654 A CN202210755654 A CN 202210755654A CN 114840958 B CN114840958 B CN 114840958B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cable
attitude
bearing
insulating net
carrying
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210755654.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN114840958A (zh
Inventor
郭婷
熊炜
郑旭
关钦月
林洁瑜
张梁
张科奇
张轩昂
蔡杰
杨明
廖爽
陈曦
杭翠翠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hubei Electric Power Planning Design And Research Institute Co ltd
Economic and Technological Research Institute of State Grid Hubei Electric Power Co Ltd
Original Assignee
Economic and Technological Research Institute of State Grid Hubei Electric Power Co Ltd
PowerChina Hubei Electric Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Economic and Technological Research Institute of State Grid Hubei Electric Power Co Ltd, PowerChina Hubei Electric Engineering Co Ltd filed Critical Economic and Technological Research Institute of State Grid Hubei Electric Power Co Ltd
Priority to CN202210755654.XA priority Critical patent/CN114840958B/zh
Publication of CN114840958A publication Critical patent/CN114840958A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114840958B publication Critical patent/CN114840958B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/18—Network design, e.g. design based on topological or interconnect aspects of utility systems, piping, heating ventilation air conditioning [HVAC] or cabling
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2113/00—Details relating to the application field
    • G06F2113/04—Power grid distribution networks
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/14—Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Electric Cable Installation (AREA)

Abstract

一种施工封网三维空间姿态的计算方法，该方法包括以下步骤：S1、构建悬链线姿态适用方程；S2、构建承载索呈现悬链线姿态的方程；S3、构建绝缘网呈现悬链线姿态的方程；S4、将承载索和绝缘网作为整体，对处于受力平衡状态的承载索和绝缘网进行姿态分析得到整体封网姿态。本发明对架线施工需要跨越运行时的封网三维空间姿态进行计算，可以精准地复原施工现场情况，同时可以直观展现封网空间姿态以及对跨越物的安全距离，减少施工架线对交叉跨越线路、道路的影响，能够有效地节约施工成本、减短施工周期、增加施工的安全性。

Description

一种施工封网三维空间姿态的计算方法
技术领域
本发明涉及电网架线施工技术领域，尤其涉及一种施工封网三维空间姿态的计算方法。
背景技术
随着电网建设规模不断扩大，新建输电线路在架线施工中需要跨越运行的输电线路、通信线路、重要公路、铁路等等。为了减少输电线路架线施工对交跨线路造成的停电、道路造成的封停损失以及确保新建线路架线施工的安全，采用搭设跨越架的方法进行架线施工，能够有效地节约施工成本、减少施工周期。
采用搭设跨越架时，涉及到的封网空间姿态目前多采用的是传统二维交叉跨越设计方案，根据工程情况绘制跨越点的俯视图、侧视图、45度透视图等，难以准确还原施工现场的全面情况，存在不精确、不直观、不详细的弊端。同时，当前存在的三维设计模式，能够在一定程度上提高交叉跨越设计的精确度，但所采用技术较为陈旧，界面不够友好、也不够形象直观，而且没有从施工上去考虑。综上，现有技术存在施工成本高、施工周期长、施工安全性差的缺陷，故研究施工封网三维空间姿态的计算方法是很有必要的。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的施工成本高、施工周期长、施工安全性差的缺陷与问题，提供一种施工成本低、施工周期短、施工安全性高的施工封网三维空间姿态的计算方法。
为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种施工封网三维空间姿态的计算方法，该方法包括以下步骤：
S1、构建悬链线姿态适用方程；
S2、构建承载索呈现悬链线姿态的方程；
S3、构建绝缘网呈现悬链线姿态的方程；
S4、将承载索和绝缘网作为整体，对处于受力平衡状态的承载索和绝缘网进行姿态分析得到整体封网姿态。
步骤S1中，悬链线姿态适用方程为：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE002
为水平张力，
Figure DEST_PATH_IMAGE003
为悬链单位长度所受重力。
步骤S2具体包括以下步骤：
S21、判断当前承载索的悬挂位置是否处于安全位置；
当承载索两端存在高差时，由受力平衡，可得最低端点和最高端点的平衡方程：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
Figure DEST_PATH_IMAGE005
式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE006
为承载索最低端点垂直向上的支持力，
Figure DEST_PATH_IMAGE007
为承载索最高端点垂直向上 的支持力，
Figure DEST_PATH_IMAGE008
为承载索所受水平张力，
Figure DEST_PATH_IMAGE009
为承载索的水平距离，
Figure DEST_PATH_IMAGE010
为承载索单位长度所受重 力，
Figure DEST_PATH_IMAGE011
为承载索两端悬挂点高差，
Figure DEST_PATH_IMAGE012
为承载索两端悬挂点高差角；
对于承载索上某一点受到的拉力有：
Figure DEST_PATH_IMAGE013
则对于承载索上任一点的弧垂为：
Figure DEST_PATH_IMAGE014
先设定跨越物体处在任一点的横坐标为
Figure DEST_PATH_IMAGE015
，再计算处于同一横坐标位置承载索的 弧垂值，并根据承载索端点的高度，计算同一横坐标位置承载索的高度，然后根据同一横坐 标位置承载索的高度和跨越物体的安全高度来判断当前承载索的悬挂位置是否处于安全 位置；
S22、若当前承载索的悬挂位置处于安全位置，则计算承载索所受水平张力：
Figure DEST_PATH_IMAGE016
式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE017
为承载索最低端点的弧垂，
Figure DEST_PATH_IMAGE018
为承载索最低端点的横坐标；
根据承载索所受水平张力
Figure 209408DEST_PATH_IMAGE008
与悬链线姿态适用方程得到承载索呈现悬链线姿态 的方程：
Figure DEST_PATH_IMAGE019
。
步骤S3中，绝缘网由平行于承载索的绝缘网线和垂直于承载索的绝缘网线组成；
（1）平行于承载索的绝缘网线的弧垂与承载索的弧垂相等，且同处于一条水平线 上，根据绝缘网网口尺寸
Figure DEST_PATH_IMAGE020
得到绝缘网线最低端点横坐标
Figure DEST_PATH_IMAGE021
：
Figure DEST_PATH_IMAGE022
式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE023
为第
Figure 234871DEST_PATH_IMAGE023
条绝缘网线；
计算每根绝缘网线的最大弧垂
Figure DEST_PATH_IMAGE024
与每根绝缘网线所受水平张力，进而得到绝缘网 呈现悬链线姿态的方程：
Figure DEST_PATH_IMAGE025
式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE026
为绝缘网单位长度所受重力；
（2）垂直于承载索的绝缘网线
Figure DEST_PATH_IMAGE027
，其弧垂的最低端点在平行于承载索且处于两个 承载索中间位置的绝缘网线
Figure DEST_PATH_IMAGE028
上，同时弧垂的最低端点处于绝缘网线
Figure 857351DEST_PATH_IMAGE027
的中心位置，先计算 弧垂的最低端点横坐标，再将弧垂的最低端点横坐标代入绝缘网线
Figure 924664DEST_PATH_IMAGE028
的悬链线姿态方程求 出
Figure DEST_PATH_IMAGE029
，然后计算绝缘网线
Figure 4615DEST_PATH_IMAGE027
的弧垂与所受水平张力，进而得到垂直于承载索的绝缘网线的 悬链线姿态方程。
步骤S4中，对处于受力平衡状态的承载索进行姿态分析：
（1）与绝缘网连接的承载索的姿态方程为：
Figure DEST_PATH_IMAGE030
式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE031
为承载索和绝缘网单位长度所受重力的平均值；
Figure DEST_PATH_IMAGE032
式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE033
为承载索单位长度所受重力，
Figure DEST_PATH_IMAGE034
为绝缘网单位长度所受重力；
（2）与绝缘网未连接的承载索的姿态方程为：
Figure DEST_PATH_IMAGE035
Figure DEST_PATH_IMAGE036
式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE037
为绝缘网的重力，
Figure DEST_PATH_IMAGE038
为承载索最低端点方向上的拉力，
Figure DEST_PATH_IMAGE039
为承载索最 低端点方向的受力和水平方向夹角；
对处于受力平衡状态的绝缘网进行姿态分析：根据承载索的姿态方程发生变化后的端点位置求绝缘网线的姿态；
整体封网姿态为受力平衡后的承载索姿态和绝缘网姿态，所述承载索姿态包括与绝缘网连接的承载索的姿态和与绝缘网未连接的承载索的姿态。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明一种施工封网三维空间姿态的计算方法中，先构建悬链线姿态适用方程，再分析承载索和绝缘网的姿态，然后分析整体平衡后的姿态，达到展现整体封网姿态的效果；对架线施工需要跨越运行时的封网三维空间姿态进行计算，可以精准地复原施工现场情况，同时可以直观展现封网空间姿态以及对跨越物的安全距离，减少施工架线对交叉跨越线路、道路的影响，能够有效地节约施工成本、减短施工周期、增加施工的安全性。因此，本发明降低了施工成本、缩短了施工周期、提高了施工安全性。
附图说明
图1是本发明一种施工封网三维空间姿态的计算方法的流程图。
图2是本发明的实施例中的悬链线受力示意图。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见图1，一种施工封网三维空间姿态的计算方法，该方法包括以下步骤：
S1、构建悬链线姿态适用方程；
S2、构建承载索呈现悬链线姿态的方程；
S3、构建绝缘网呈现悬链线姿态的方程；
S4、将承载索和绝缘网作为整体，对处于受力平衡状态的承载索和绝缘网进行姿态分析得到整体封网姿态。
步骤S1中，悬链线姿态适用方程为：
Figure DEST_PATH_IMAGE040
式中，
Figure 748449DEST_PATH_IMAGE002
为水平张力，
Figure 546641DEST_PATH_IMAGE003
为悬链单位长度所受重力。
步骤S2具体包括以下步骤：
S21、判断当前承载索的悬挂位置是否处于安全位置；
当承载索两端存在高差时，由受力平衡，可得最低端点和最高端点的平衡方程：
Figure DEST_PATH_IMAGE041
Figure 152066DEST_PATH_IMAGE005
式中，
Figure 352103DEST_PATH_IMAGE006
为承载索最低端点垂直向上的支持力，
Figure 79888DEST_PATH_IMAGE007
为承载索最高端点垂直向上 的支持力，
Figure 733417DEST_PATH_IMAGE008
为承载索所受水平张力，
Figure 267167DEST_PATH_IMAGE009
为承载索的水平距离，
Figure 524973DEST_PATH_IMAGE010
为承载索单位长度所受重 力，
Figure 361342DEST_PATH_IMAGE011
为承载索两端悬挂点高差，
Figure 399705DEST_PATH_IMAGE012
为承载索两端悬挂点高差角；
对于承载索上某一点受到的拉力有：
Figure 409249DEST_PATH_IMAGE013
则对于承载索上任一点的弧垂为：
Figure 459245DEST_PATH_IMAGE014
先设定跨越物体处在任一点的横坐标为
Figure DEST_PATH_IMAGE042
，再计算处于同一横坐标位置承载索的 弧垂值，并根据承载索端点的高度，计算同一横坐标位置承载索的高度，然后根据同一横坐 标位置承载索的高度和跨越物体的安全高度来判断当前承载索的悬挂位置是否处于安全 位置；
S22、若当前承载索的悬挂位置处于安全位置，则计算承载索所受水平张力：
Figure 997674DEST_PATH_IMAGE016
式中，
Figure 461016DEST_PATH_IMAGE017
为承载索最低端点的弧垂，
Figure 336568DEST_PATH_IMAGE018
为承载索最低端点的横坐标；
根据承载索所受水平张力
Figure 739605DEST_PATH_IMAGE008
与悬链线姿态适用方程得到承载索呈现悬链线姿态 的方程：
Figure DEST_PATH_IMAGE043
。
步骤S3中，绝缘网由平行于承载索的绝缘网线和垂直于承载索的绝缘网线组成；
（1）平行于承载索的绝缘网线的弧垂与承载索的弧垂相等，且同处于一条水平线 上，根据绝缘网网口尺寸
Figure 42411DEST_PATH_IMAGE020
得到绝缘网线最低端点横坐标
Figure 399574DEST_PATH_IMAGE021
：
Figure 16500DEST_PATH_IMAGE022
式中，
Figure 900142DEST_PATH_IMAGE023
为第
Figure 514794DEST_PATH_IMAGE023
条绝缘网线；
计算每根绝缘网线的最大弧垂
Figure 687150DEST_PATH_IMAGE024
与每根绝缘网线所受水平张力，进而得到绝缘网 呈现悬链线姿态的方程：
Figure DEST_PATH_IMAGE044
式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE045
为绝缘网单位长度所受重力；
（2）垂直于承载索的绝缘网线
Figure 45450DEST_PATH_IMAGE027
，其弧垂的最低端点在平行于承载索且处于两个 承载索中间位置的绝缘网线
Figure 49178DEST_PATH_IMAGE028
上，同时弧垂的最低端点处于绝缘网线
Figure 333267DEST_PATH_IMAGE027
的中心位置，先计算 弧垂的最低端点横坐标，再将弧垂的最低端点横坐标代入绝缘网线
Figure 789656DEST_PATH_IMAGE028
的悬链线姿态方程求 出
Figure 748384DEST_PATH_IMAGE029
，然后计算绝缘网线
Figure 481985DEST_PATH_IMAGE027
的弧垂与所受水平张力，进而得到垂直于承载索的绝缘网线的 悬链线姿态方程。
步骤S4中，对处于受力平衡状态的承载索进行姿态分析：
（1）与绝缘网连接的承载索的姿态方程为：
Figure 31915DEST_PATH_IMAGE030
式中，
Figure 116546DEST_PATH_IMAGE031
为承载索和绝缘网单位长度所受重力的平均值；
Figure 878966DEST_PATH_IMAGE032
式中，
Figure 591707DEST_PATH_IMAGE033
为承载索单位长度所受重力，
Figure 453483DEST_PATH_IMAGE034
为绝缘网单位长度所受重力；
（2）与绝缘网未连接的承载索的姿态方程为：
Figure 884465DEST_PATH_IMAGE035
Figure 184996DEST_PATH_IMAGE036
式中，
Figure 657304DEST_PATH_IMAGE037
为绝缘网的重力，
Figure 549036DEST_PATH_IMAGE038
为承载索最低端点方向上的拉力，
Figure 670576DEST_PATH_IMAGE039
为承载索最 低端点方向的受力和水平方向夹角；
对处于受力平衡状态的绝缘网进行姿态分析：根据承载索的姿态方程发生变化后的端点位置求绝缘网线的姿态；
整体封网姿态为受力平衡后的承载索姿态和绝缘网姿态，所述承载索姿态包括与绝缘网连接的承载索的姿态和与绝缘网未连接的承载索的姿态。
本发明的原理说明如下：
本发明计算方法实施前提条件包括：条件1、封网对跨越物体的安全高度；在规范中，不同电压等级工程对不同跨越物体的安全高度都有一个明确的规定，根据具体跨越物体即能得到安全高度；条件2、承载索的挂接支架的两个端点位置，两个端点的位置高度，承载索的单位重力，在程序中根据选择的跨越架挂接承载索的点以及弧垂，即能算出对地高度；前期选择承载索材质即能得到对应的单位重力；条件3、绝缘网和承载索连接的四个端点，绝缘网的基本信息包括绝缘网的单位面积重力、网眼尺寸大小；在安装绝缘网时，需要选择绝缘网在承载索上的连接点，绝缘网的基本信息由选择绝缘网的材质即能对应的信息；条件4、整个封网系统模型视作跨越的孤立档，忽略绝缘网两端的拉线、地锚等结构的影响。
实施例：
参见图1，一种施工封网三维空间姿态的计算方法，该方法包括以下步骤：
S1、构建悬链线姿态适用方程；
标准悬链线方程为：
Figure DEST_PATH_IMAGE046
式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE047
为曲线顶点到横坐标轴的距离；
参见图2，因悬链处于静止状态，由静力学平衡条件可知，悬链OA段各方向上的分 解受力必然平衡，即
Figure DEST_PATH_IMAGE048
；
Figure DEST_PATH_IMAGE049
；两式相除可得：
Figure DEST_PATH_IMAGE050
；其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE051
为张力，
Figure DEST_PATH_IMAGE052
为重力，
Figure DEST_PATH_IMAGE053
为水平张力，
Figure DEST_PATH_IMAGE054
为
Figure 764346DEST_PATH_IMAGE051
和
Figure 451679DEST_PATH_IMAGE052
的夹角；
已知
Figure DEST_PATH_IMAGE055
为A点切线的斜率，即
Figure DEST_PATH_IMAGE056
，悬链所受的重力为
Figure DEST_PATH_IMAGE057
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE058
为 单位重力；
将弧长公式代入上式得：
Figure DEST_PATH_IMAGE059
对两端求导得：
Figure DEST_PATH_IMAGE060
变量分离得：
Figure DEST_PATH_IMAGE061
等式两边积分后计算得：
Figure DEST_PATH_IMAGE062
对等式左边变形可得：
Figure DEST_PATH_IMAGE063
再对
Figure DEST_PATH_IMAGE064
做积分，有悬链线通式：
Figure DEST_PATH_IMAGE065
当悬链线在最低点处切线斜率为0时，可解得
Figure DEST_PATH_IMAGE066
，此时
Figure DEST_PATH_IMAGE067
，因此，悬链 线姿态适用方程为：
Figure 435685DEST_PATH_IMAGE040
式中，
Figure 778941DEST_PATH_IMAGE002
为水平张力，
Figure 624537DEST_PATH_IMAGE003
为悬链单位长度所受重力；
S2、构建承载索呈现悬链线姿态的方程；具体包括以下步骤：
S21、判断当前承载索的悬挂位置是否处于安全位置；
当承载索两端存在高差时，由受力平衡，可得最低端点和最高端点的平衡方程：
Figure DEST_PATH_IMAGE068
Figure 900798DEST_PATH_IMAGE005
式中，
Figure 540858DEST_PATH_IMAGE006
为承载索最低端点垂直向上的支持力，
Figure 168148DEST_PATH_IMAGE007
为承载索最高端点垂直向上 的支持力，
Figure 614173DEST_PATH_IMAGE008
为承载索所受水平张力，
Figure 650000DEST_PATH_IMAGE009
为承载索的水平距离，
Figure 320016DEST_PATH_IMAGE010
为承载索单位长度所受重 力，
Figure 637865DEST_PATH_IMAGE011
为承载索两端悬挂点高差，
Figure 294105DEST_PATH_IMAGE012
为承载索两端悬挂点高差角；
对于承载索上某一点受到的拉力有：
Figure 76116DEST_PATH_IMAGE013
则对于承载索上任一点的弧垂为：
Figure 120296DEST_PATH_IMAGE014
先设定跨越物体处在任一点的横坐标为
Figure 597544DEST_PATH_IMAGE042
，再计算处于同一横坐标位置承载索的 弧垂值，并根据承载索端点的高度，计算同一横坐标位置承载索的高度，然后根据同一横坐 标位置承载索的高度和跨越物体的安全高度来判断当前承载索的悬挂位置是否处于安全 位置；
S22、若当前承载索的悬挂位置处于安全位置，则计算承载索所受水平张力：
在承载索最低端点A点
Figure DEST_PATH_IMAGE069
的弧垂为
Figure 854213DEST_PATH_IMAGE017
，承载索最高端点为
Figure DEST_PATH_IMAGE070
，即得
Figure DEST_PATH_IMAGE071
，代入弧垂公式可得
Figure 130212DEST_PATH_IMAGE018
，将A点代入弧垂公式可得承载索所受水平张力：
Figure 345292DEST_PATH_IMAGE016
式中，
Figure 434471DEST_PATH_IMAGE017
为承载索最低端点的弧垂，
Figure 698093DEST_PATH_IMAGE018
为承载索最低端点的横坐标；
根据承载索所受水平张力
Figure 126801DEST_PATH_IMAGE008
与悬链线姿态适用方程得到承载索呈现悬链线姿态 的方程：
Figure 575100DEST_PATH_IMAGE043
；
S3、构建绝缘网呈现悬链线姿态的方程；
绝缘网由平行于承载索的绝缘网线和垂直于承载索的绝缘网线组成；
（1）指定绝缘网的端点，即已知第一根绝缘网线的横坐标为
Figure DEST_PATH_IMAGE072
，根据绝缘网网口尺 寸可以递推出每一根绝缘网线的端点，已知绝缘网网口尺寸
Figure DEST_PATH_IMAGE073
，可得下一个绝缘网线的 横坐标
Figure DEST_PATH_IMAGE074
：
Figure DEST_PATH_IMAGE075
代入承载索姿态方程可得下一个绝缘网线的端点坐标
Figure DEST_PATH_IMAGE076
；同理，可以得到绝 缘网线全部的端点；
平行于承载索的绝缘网线的弧垂与承载索的弧垂相等，且同处于一条水平线上， 根据绝缘网网口尺寸
Figure 495782DEST_PATH_IMAGE020
得到绝缘网线最低端点横坐标
Figure 813629DEST_PATH_IMAGE021
：
Figure 96843DEST_PATH_IMAGE022
式中，
Figure 716043DEST_PATH_IMAGE023
为第
Figure 655181DEST_PATH_IMAGE023
条绝缘网线；
计算每根绝缘网线的最大弧垂
Figure 385239DEST_PATH_IMAGE024
与每根绝缘网线所受水平张力，进而得到绝缘网 呈现悬链线姿态的方程：
Figure DEST_PATH_IMAGE077
式中，
Figure 195063DEST_PATH_IMAGE026
为绝缘网单位长度所受重力；
（2）垂直于承载索的绝缘网线
Figure 985165DEST_PATH_IMAGE027
，其弧垂的最低端点在平行于承载索且处于两个 承载索中间位置的绝缘网线
Figure 473915DEST_PATH_IMAGE028
上，同时弧垂的最低端点处于绝缘网线
Figure 617451DEST_PATH_IMAGE027
的中心位置，先计算 弧垂的最低端点横坐标，再将弧垂的最低端点横坐标代入绝缘网线
Figure 937574DEST_PATH_IMAGE028
的悬链线姿态方程求 出
Figure 101839DEST_PATH_IMAGE029
，然后计算绝缘网线
Figure 982946DEST_PATH_IMAGE027
的弧垂与所受水平张力，进而得到垂直于承载索的绝缘网线的 悬链线姿态方程；
S4、将承载索和绝缘网作为整体，对处于受力平衡状态的承载索和绝缘网进行姿态分析得到整体封网姿态；
对处于受力平衡状态的承载索进行姿态分析：
（1）与绝缘网连接的承载索的姿态方程为：
Figure 726911DEST_PATH_IMAGE030
式中，
Figure 104802DEST_PATH_IMAGE031
为承载索和绝缘网单位长度所受重力的平均值；
Figure 971127DEST_PATH_IMAGE032
式中，
Figure 372153DEST_PATH_IMAGE033
为承载索单位长度所受重力，
Figure 185388DEST_PATH_IMAGE034
为绝缘网单位长度所受重力；
（2）与绝缘网未连接的承载索的姿态方程为：
Figure 214524DEST_PATH_IMAGE035
Figure 392695DEST_PATH_IMAGE036
式中，
Figure 343334DEST_PATH_IMAGE037
为绝缘网的重力，
Figure 756998DEST_PATH_IMAGE038
为承载索最低端点方向上的拉力，
Figure 280121DEST_PATH_IMAGE039
为承载索最 低端点方向的受力和水平方向夹角；
对处于受力平衡状态的绝缘网进行姿态分析：根据承载索的姿态方程发生变化后的端点位置求绝缘网线的姿态；
整体封网姿态为受力平衡后的承载索姿态和绝缘网姿态，所述承载索姿态包括与绝缘网连接的承载索的姿态和与绝缘网未连接的承载索的姿态。

Claims (1)

1.一种施工封网三维空间姿态的计算方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1、构建悬链线姿态适用方程：
Figure FDA0003817014100000011
式中，T为水平张力，w为悬链单位长度所受重力；
S2、构建承载索呈现悬链线姿态的方程；具体包括以下步骤：
S21、判断当前承载索的悬挂位置是否处于安全位置；
当承载索两端存在高差时，由受力平衡，可得最低端点和最高端点的平衡方程：
Figure FDA0003817014100000012
Figure FDA0003817014100000013
式中，FA为承载索最低端点垂直向上的支持力，FB为承载索最高端点垂直向上的支持力，F为承载索所受水平张力，l为承载索的水平距离，w1为承载索单位长度所受重力，h为承载索两端悬挂点高差，
Figure FDA0003817014100000017
为承载索两端悬挂点高差角；
对于承载索上某一点受到的拉力有：
Figure FDA0003817014100000014
则对于承载索上任一点的弧垂为：
Figure FDA0003817014100000015
先设定跨越物体处在任一点的横坐标为x0，再计算处于同一横坐标位置承载索的弧垂值，并根据承载索端点的高度，计算同一横坐标位置承载索的高度，然后根据同一横坐标位置承载索的高度和跨越物体的安全高度来判断当前承载索的悬挂位置是否处于安全位置；
S22、若当前承载索的悬挂位置处于安全位置，则计算承载索所受水平张力：
Figure FDA0003817014100000016
式中，ya为承载索最低端点的弧垂，xa为承载索最低端点的横坐标；
根据承载索所受水平张力F与悬链线姿态适用方程得到承载索呈现悬链线姿态的方程：
Figure FDA0003817014100000021
S3、构建绝缘网呈现悬链线姿态的方程；
绝缘网由平行于承载索的绝缘网线和垂直于承载索的绝缘网线组成；
(1)平行于承载索的绝缘网线的弧垂与承载索的弧垂相等，且同处于一条水平线上，根据绝缘网网口尺寸size得到绝缘网线最低端点横坐标x′a：
x′a＝xa+n*size
式中，n为第n条绝缘网线；
计算每根绝缘网线的最大弧垂y′a与每根绝缘网线所受水平张力，进而得到绝缘网呈现悬链线姿态的方程：
Figure FDA0003817014100000022
式中，w2为绝缘网单位长度所受重力；
(2)垂直于承载索的绝缘网线p，其弧垂的最低端点在平行于承载索且处于两个承载索中间位置的绝缘网线q上，同时弧垂的最低端点处于绝缘网线p的中心位置，先计算弧垂的最低端点横坐标，再将弧垂的最低端点横坐标代入绝缘网线q的悬链线姿态方程求出y，然后计算绝缘网线p的弧垂与所受水平张力，进而得到垂直于承载索的绝缘网线的悬链线姿态方程；
S4、将承载索和绝缘网作为整体，对处于受力平衡状态的承载索和绝缘网进行姿态分析得到整体封网姿态；
对处于受力平衡状态的承载索进行姿态分析：
(1)与绝缘网连接的承载索的姿态方程为：
Figure FDA0003817014100000023
式中，
Figure FDA0003817014100000024
为承载索和绝缘网单位长度所受重力的平均值；
Figure FDA0003817014100000025
式中，w1为承载索单位长度所受重力，w2为绝缘网单位长度所受重力；
(2)与绝缘网未连接的承载索的姿态方程为：
F1＝F/cosμ
4F1sinμ＝mg
式中，mg为绝缘网的重力，F1为承载索最低端点方向上的拉力，μ为承载索最低端点方向的受力和水平方向夹角；
对处于受力平衡状态的绝缘网进行姿态分析：根据承载索的姿态方程发生变化后的端点位置求绝缘网线的姿态；
整体封网姿态为受力平衡后的承载索姿态和绝缘网姿态，所述承载索姿态包括与绝缘网连接的承载索的姿态和与绝缘网未连接的承载索的姿态。
CN202210755654.XA 2022-06-30 2022-06-30 一种施工封网三维空间姿态的计算方法 Active CN114840958B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210755654.XA CN114840958B (zh) 2022-06-30 2022-06-30 一种施工封网三维空间姿态的计算方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210755654.XA CN114840958B (zh) 2022-06-30 2022-06-30 一种施工封网三维空间姿态的计算方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114840958A CN114840958A (zh) 2022-08-02
CN114840958B true CN114840958B (zh) 2022-10-14

Family

ID=82574747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210755654.XA Active CN114840958B (zh) 2022-06-30 2022-06-30 一种施工封网三维空间姿态的计算方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114840958B (zh)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104102763B (zh) * 2014-05-28 2017-04-12 国家电网公司 一种基于三维导地线模型模拟现实情景的方法
US11230032B2 (en) * 2018-04-13 2022-01-25 Ut-Battelle, Llc Cable-driven additive manufacturing system
CN109145488B (zh) * 2018-09-07 2022-07-15 四川电力设计咨询有限责任公司 用于跨越架线施工的承载索受力及弧垂计算方法
CN212210305U (zh) * 2020-03-05 2020-12-22 中国电建集团江西省电力建设有限公司 一种输电线路跨越封网结构
CN111736627A (zh) * 2020-06-23 2020-10-02 古韵兴 一种柔性软管连接的系留式飞行器队列飞行策略计算方法
CN112115588B (zh) * 2020-08-26 2023-03-31 国网甘肃省电力公司检修公司 一种输电线路通道多工况仿真模拟分析方法
CN112784430A (zh) * 2021-01-29 2021-05-11 国网冀北电力有限公司廊坊供电公司 一种输电线路进出线档导线相间距的计算方法
CN113177343A (zh) * 2021-05-26 2021-07-27 广东电网有限责任公司 一种输电线路弧垂计算方法、设备及计算机介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN114840958A (zh) 2022-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101323418B (zh) 巨型异形钢构件单机翻身吊装方法
CN105507600A (zh) 一种大型钢连廊桁架的吊装系统及其吊装施工方法
CN105740549A (zh) 220kV输电线路塔线耦联体系风振仿真方法
CN103866986A (zh) 大跨度变截面螺栓球节点网壳安装方法
CN107445084A (zh) 大型连廊钢结构吊装工具以及吊装工艺
CN106703420A (zh) 大跨度球节点球面网架群拔杆吊装施工工法
CN206769354U (zh) 一种钢结构吊装平台
CN105780658A (zh) 一种空间索面结构缆索系统横向对拉方法
CN112320615B (zh) 一种宽幅缆索吊机的安装方法
CN109680619A (zh) 一种适用于环境限制大的钢桁梁吊索拱桥施工方法
CN111914458B (zh) 一种钢筋混凝土拱桥拱圈线形控制方法
CN110206366A (zh) 一种拱形大跨度预应力钢结构及其施工方法
CN114840958B (zh) 一种施工封网三维空间姿态的计算方法
CN102535939A (zh) 拉v塔倒装组立工艺
CN105586832A (zh) 悬挂式猫道面网安装系统
CN104900136A (zh) 一种试验用斜拉桥及安装方法
CN112464534B (zh) 油气管悬索跨越仿真分析模型及其构建方法
CN113215992A (zh) 一种钢桁拱桥斜拉扣挂法施工用吊索塔架拼装控制方法
CN106812216A (zh) 一种桅杆‑拉索受力体系整体安装方法
CN217580579U (zh) 一种设有地下室结构的体育馆钢屋盖提升机构
CN208313483U (zh) 一种输电线路转角铁塔带电顶升拉力测试系统
CN116044178A (zh) 一种上方有悬挑结构的大倾角端屏的安装方法
CN112524334B (zh) 油气管道大型索式跨越的施工方法及其塔架动态稳定工艺
CN104269793B (zh) 变电站双跨悬吊管型母线选型布置方法
CN114934596B (zh) 一种设有地下室结构的体育馆钢屋盖提升施工方法及机构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 430077 No.47, Xudong Road, guoguohu street, Wuchang District, Wuhan City, Hubei Province

Patentee after: ECONOMIC TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE OF STATE GRID HUBEI ELECTRIC POWER Co.,Ltd.

Patentee after: Hubei Electric Power Planning, Design and Research Institute Co.,Ltd.

Address before: 430077 No.47, Xudong Road, guoguohu street, Wuchang District, Wuhan City, Hubei Province

Patentee before: ECONOMIC TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE OF STATE GRID HUBEI ELECTRIC POWER Co.,Ltd.

Patentee before: POWERCHINA HUBEI ELECTRIC ENGINEERING Corp.,Ltd.