[发明专利]用于跨越架线施工的承载索受力及弧垂计算方法

摘要

本发明公开了一种用于跨越架线施工的承载索受力及弧垂计算方法，包括建立承载索受力模型图、测量和计算受力模型图中各个物理量的数值、将数值带入公式进行计算的步骤，通过本发明，可以准确计算架空输电线路施工中的一档内一处局部封网和一档内两处局部封网情况下，承载索在正常放线及事故静态、事故动态时的张力，任意点弧垂，通过弧垂进而计算出与被跨线路的交叉跨越距离，使施工人员能据此选择合适的施工方案，为架空输电线路不停电跨越施工方案提供可靠的计算依据与技术支持，能有效支持跨越安全，降低了施工风险，保证带电跨越封网技术替代停电跨越封网的可行性，解决了因跨线停电协调困难而严重影响施工工期的困难。

主权项

1.用于跨越架线施工的承载索受力及弧垂计算方法，其特征在于，包括：a、建立承载索受力模型图a1、将承载索视为荷载沿长度方向均匀分布的柔性绳索，将作用到封网装置的荷载视为均布荷载，建立承载索受力模型图；a2、在承载索受力模型图上确定两处封网位置，并测量或计算出第一处封网起点到封网承载索首端挂点的水平距离m1、第一处封网终点到封网承载索首端挂点的水平距离m2、第二处封网起点到封网承载索首端挂点的水平距离m3、第二处封网终点到封网承载索首端挂点的水平距离m4、封网承载索档距l、承载索单位长度重量W1、各状态下承载索封网段折算单位长度荷载W2、分担到一根承载索的封网装置单位长度重量Wf、落网导线单位长度重量Wd、承载索弹性模量E、承载索横截面积A、承载索首末端高差角β；b、计算b1、档内两处封网的计算剪力计算公式为：其中，Q1为封网承载索首端挂点挂点的剪力；Q1′和Q2为第一处封网起点位置的剪力；Q2′和Q3为第一处封网终点位置的剪力；Q3′和Q4为第二处封网起点位置的剪力；Q4′和Q5为第二处封网终点位置的剪力；Q5′为封网承载索末端挂点位置的剪力；P1为第一处封网装置首端挂点承受的落网导线集中荷载；P2为第一处封网装置末端承受的落网导线集中荷载；P3为第二处封网装置首端挂点承受的落网导线集中荷载；P4为第二处封网装置末端承受的落网导线集中荷载；ΣMB为所有荷载对封网承载索末端挂点的力矩之和，计算公式为：空载状态时承载索初始张力To1与其它状态时承载索张力To2的关系式为：其中，B01和B02为状态方程参数；b11、承载索空载状态时，根据计算出T01，Tp为承载索破断张力，N为安全系数；b12、封网装置安装后，且跨越导线落在封网装置之前P1＝P2＝P3＝P4＝0通过剪力计算公式计算出Q1、Q1′、Q2、Q2′、Q3、Q3′、Q4、Q4′、Q5和Q5′，根据状态方程以及W2＝W1+Wf，Po1＝W1，Po2＝W2，Po3＝W1，Po4＝W2，Po5＝W1计算出B01和B02，其中，P0i为各段承载索非空载状态时承受的均布荷载，i为从1到5的整数；再根据空载状态时承载索初始张力T01与其他状态时承载索张力T02的关系式计算出T02，此时的T02即为封网装置安装后，且跨越导线落在封网装置之前的承载索张力；b13、封网装置安装后，跨越导线落在封网装置上并静止状态此时，W₂＝W₁+W_f+W_dPo1＝W1，Po2＝W2，Po3＝W1，Po4＝W2，Po5＝W1根据剪力计算公式计算出Q₁、Q₁′、Q₂、Q₂′、Q₃、Q₃′、Q₄、Q₄′、Q₅和Q₅′，根据计算出T₀₁，根据状态方程计算出B₀₁和B₀₂，再根据T₀₁与T₀₂的关系式计算出此状态的承载索张力T₀₂；b14、封网装置安装后，跨越导线落在封网装置上并对封网装置造成冲击的状态根据Wd’＝Wd Kd Kh计算出落网导线单位长度冲击重量Wd′，其中，Kd为导线落网冲击系数；Kh为导线落网不均衡系数；将Wd’替换步骤b13中的Wd，按照步骤b13计算出的T02即为该状态的承载索张力；b15、计算承载索弧垂承载索上任意一点C的弧垂计算公式为：其中，ΣMB为所有荷载对封网承载索末端挂点的力矩之和，ΣMx为C点左侧所有荷载对C点的力矩之和；T0为不同状态下承载索张力；x为C点与封网承载索首端挂点位置的水平距离；根据ΣMx的计算公式1)m1≤x≤m22)m3≤x≤m4计算出ΣMx，将步骤b12、b13和b14中计算出的三个状态下的承载索张力T02以及P1、P2、P3、W1、W2代入弧垂计算公式，即可计算出不同状态下任意点C点的承载索弧垂值；b2、档内一处封网的计算按照b1的步骤，取m2＝m3，计算得到的结果即为档内一处封网时承载索张力以及弧垂。