张力放线计算书.doc

编制说明本计算为500kV肇花博输变电工程线路1标1段张力架线施工方案的计算部分。根据对整个张力系统中的受力情况的计算，合理选择设备、工器具，拟定施工方案，并在施工中控制牵张力，设立控制点，保证架线施工的安全，放线质量符合规范规定。计算依据：1、广东电力设计院的设计资料（说明及架线施工图）2、超高压输电线路张力架线施工工艺导则（SDJ226-87）3、高压架空输电线路施工技术手册（架线工程计算部分）4、110500千伏架空电力线路施工及验收规范（GBJ233-90）5、电力部颁布的电力建设安全工作规程（架空电力线路部分）6、500kV肇花博工程线路1标1段施工组织设计一、技术参数1、本工程导、地线机械特性参数表11目项别线导线地线（左地线）名称钢芯铝绞线镀锌钢绞线钢芯铝合金绞线型号ACSR-720/50GJ-80LHBGJ-150/25绞线结构股数/单股直径（mm）铝45/4.53/26/2.7钢7/3.027/3.87/2.1计算总截面（mm2）775.079.39173.1计算外径（mm）36.211.417.1保证计算破断张力（N）16207092754.468571弹性系数（Mpa）6370018142376000线膨胀系数(10-6/)20.811.518.9单位长度重量（kg/km）2397.7630.4600.12、本工程OPGW光缆技术参数表12参数单位光缆型号及参数OPGW-2S2/24（M105/R85-124）结构型式层绞式光缆直径mm14.0铝包钢绞线数量/直径股数/mm中心层 1/2.60（20%IACS）第1层 4/2.50（20%IACS） SUS管2/2.50第2层 10/3.20（40%IACS）综合截面积mm2105标称抗拉强度（RTS）kN85.4短路电流容量（12t）ka2.s123.6单位重量kg/km578杨氏模量MPa121500热膨胀系数1/14.710-620时的直流电阻/km0.472光纤规格32G.652b+16G.655最大使用张力kN18.45年平均运营张力kN16.00表13线路耐张段起止塔号线路耐张段长度mOPGW光缆盘号OPGW光缆安装范围OPGW光缆盘长m构架GA184J1构架A105070GA1GA3794GA3A61971A6A101942A10A163004J2A10A215590A16A2123002、放线施工段本工程导线、地线、OPGW光缆同期采用张力放线，共分二个放线施工段。表14第一放线段线档档距m地线悬点高差m导线悬点高差m转角度数备注张力场A12267-101.175.2说明：1、张力场位于A12小号侧267m线路中心处；牵引场位于A21塔下。2、线档两杆塔悬点高差是按放线时滑车悬挂长度实际考虑的；当牵引侧杆塔悬挂点低时，悬点高差取“”反之取“”。3、注意地线高差“”“”取值，小张力机在牵引场；小牵引机在张力场。4、 A12A13239-11.311.3A13A14455-3.53.5A14A14+138524.5-24.5A14+1A15627-6.36.3A15A16483-20.323.3A16塔（耐张）右53度09分A16A1762242-48.5A17(直转)右01度06分A17GA1845010.5-7GA18GA19328-55GA19(直转)左02度04分GA19GA20612-99GA20牵引场28854.6-29.5表15第二放线段线档档距m地线悬点高差m导线悬点高差m转角度数备注张力场A11200-85.159.2说明：1、张力场位于A11大号侧207m线路中心处；牵引场位于A1塔小号侧90m线路中心处。2、线档两杆塔悬点高差是按放线时滑车悬挂长度实际考虑的；当牵引侧杆塔悬挂点低时，悬点高差取“”反之取“”。3、注意地线高差“”“”取值，小张力机在牵引场；小牵引机在张力场。A11A10333-7.44.3A10塔（耐张）左33度08分A10A9212-48.248.6A9A836913-13.4A8A7870-2.32.5A7A649113.7-13.5A6塔（耐张）右20度07分A6A5489-14.414A5A49208.7-9.3A4GA356262.3-62.5GA3塔（耐张）左16度36分GA3GA22132.51GA2GA11466-1616GA11GA11157.5-11GA1塔（终端）右32度13分GA1牵引场9045-17二、重要机具的选择根据超高压架空输电线路张力架线施工工艺导则（SDJJS2-87），机具选择如下：1、主牵、张设备的选择主牵引机额定牵引力：PmKPTP (式21)其中：m：同时牵放子导线根数，m4KP：主牵引机额定牵引力的系数，一般0.250.33，本工程取KP0.33TP：被牵放导线(ACSR-720/50导线)的保证计算拉断力（N），经查TP162.07kN这样：P40.33162.07213.94kN主张力机单根导线额定制动张力：TKTTP (式22)其中：KT：主张力机单根导线额定制动张力的系数，一般取0.170.2，本工程取KT0.2这样：T0.2162.0732.42kN根据计算结果，我公司已有的加拿大天柏伦25t主牵引机，45t主张力机可满足规定。2、主牵引绳、导引绳的选择主牵引绳的选择应与主机的选择配套，使用抗扭结构钢丝绳。其综合破断力QP应满足：QP mTp (式23)这样：QP4162.07388.97kN导引绳应与牵引绳配套，使用抗扭结构钢丝绳。其综合破断力QP应满足：PP QP (式24)这样：PP388.9797.25kN根据计算结果，我公司已有的主牵引绳28及导引绳15均可满足规定。3、小牵、张机的选择小牵张机应与牵引绳配套。额定牵引力P应满足：P QP (式25) 这样：P 388.9738.90kN小张力机应与牵引绳配套。额定制动张力满足：t QP (式26)这样：P 388.9725.94kN根据计算结果，我公司已有的河南博大机械厂5t小牵引机、4t小张力机可满足规定。4、 所选重要机具性能表21机具名称性 能 指 标主牵引机（天柏伦）P250-1H/1DD 25t最大牵引力：25000kg，连续牵引力：22023kg；最大牵引速度：5km/h,牵引卷筒直径：914 mm。轮槽数：11；最大可牵引36的钢绳。小牵引机（博大）QY-50 5t最大牵引力： 5000kg；最大牵引速度：5km/h,牵引卷筒直径：425 mm。轮槽数：7；最大可牵引36的钢绳；允许通过最大直径48.5mm的各种连接器。张力机（天柏伦）T200-4H/4 20t适于展放4根，最大张力45000kg或210000kg；最大连续展放速度5km/h；尼龙轮直径1500mm，轮槽数量45个；可反牵、反牵引力为45000kg。小张力机（博大）ZQT40 4t最大张力14000kg，最大展放速度6km/h，适于展放直径34mm以下导地线，尼龙轮直径1200mm，槽数5个。主牵引绳28（抗扭钢绳）结构：六方十八股，型号：YL28-18T29，破断拉力：560kN，长度：每盘475m，单重：3.012kg/m。导引绳15（抗扭钢绳）结构：六方十二股，型号：YL13-1219，破断拉力：158kN，长度：每盘1000m，单重：0.92kg/m。导引绳13（抗扭钢绳）结构：六方十二股，型号：12-119W12-3.5，破断拉力：110kN，长度：每盘1000m，单重：0.61kg/m。（用于地线和OPGW光缆展放）三、张力机制张力控制值与牵引机牵引力过载保安值的计算1、张力机制张力计算张力放线过程中，维持架空线对档内跨越物的净空距离所需该档架空线的水平张力Hi根据超高压架空输电线路张力架线施工工艺导则（SDJJS2-87）的规定及施工经验，在张力放线过程中，架空线对档内跨越物的垂直净空距离应不小于下表规定。表31非行人道路或荒野的地面3m通过行人及少量车辆的路面5m牵引板的平衡锤下端对越线架顶或树木顶1m通航河流的水面10m未封航的通航河道的水面航运部门规定值采用斜抛物线法计算放线段内各档所需的水平张力Hi：图31（1）对于图3-1（a）所示的线档，可决定距右侧（牵引侧）悬挂点B水平距离为n处的架空线对跨越物净空距离y符合表31规定期所需的水平张力Hi：Hi (式31)（2）对于图3-1（b）所示的线档，可决定距右侧（牵引侧）悬挂点B水平距离为n处的架空线对跨越物净空距离y符合表31规定期所需的水平张力Hi：Hi (式32)其中：tg-1 ：线档两悬挂点高差角Hi：所需的架空线水平放线张力，Nw：架空线单位长度自重力，N/mL：线档的档距，mh：线档两悬点的高差，mN：线档右侧（牵引侧）悬挂点对跨越物的高度，mn：某跨越物距右侧（牵引侧）悬挂点的水平距离，my：架空线对跨越物的垂直净空距离，m（满足表31规定）各档架空线所需的水平张力Hi与张力机的相应制张力Ti的计算采用斜抛物线法计算放线段内各档相应的张力机制张力Ti：Ti (式33)其中：f右i tg-1 tg-1 tg-1 tg-1 、：1、2、3i各线档悬挂点高差角h1、h3、h3 hi：1、2、3i各线档悬挂点高差，牵引侧悬挂点高于张力侧悬挂点时h1、h3、h3 hi前的“”号取“”号，反之取“”号Li：i号线档的档距，mHi：张力放线时，i号档所需的架空线水平放线张力，NTi：与Hi相应的张力机制张力（对于每根子导线），Nw：架空线单位长度自重力，N/m：放线滑车对架空线的阻力系数，一般取1.015张力机的制张力控制值根据(式31)或(式32)和(式33)计算出各档所需的水平张力Hi和相相应的制张力Ti（对于每根子导线），在各制张力中取最大值(Ti)max，作为张力放线过程中张力机制张力的控制值，该线档为张力控制档。2、牵引机牵引力过载保安值的计算张力放线段内，架空线由张力机牵放到各塔放线滑车时，牵引绳的轴向张力Pi的计算Pi (式34)其中：Pi：架空线由张力机牵放到i号塔放线滑车时，牵引绳的轴向张力，N (Ti)max：张力机的制张力，N m：架空线子导线的根数w：架空线单位长度自重力，N/m：放线滑车对架空线的阻力系数，本工程取1.015h1、h3、h3 hi：1、2、3i各线档悬挂点高差，牵引侧悬挂点高于张力侧悬挂点时h1、h3、h3 hi前的“”号取“”号，反之取“”号张力放线段内，架空线由张力机牵放到各塔放线滑车时，牵引机的牵引力Pqi的计算Pqi (式35)其中：Pqi：架空线由张力机牵放到i号塔放线滑车时，牵引机的牵引力，N n：放线段通过的杆塔数w0：牵引绳单位长度自重力，N/m：放线滑车对牵引绳的阻力系数，本工程取1.01hi1、hi2、hi3：i1、i2、 i3号线档悬挂点高差，牵引侧悬挂点高于张力侧悬挂点时hi1、hi2、hi3前的“”号取“”号，反之取“”号牵引机牵引力过载保安值根据(式34)和(式35)计算出架空线由张力机牵放到各塔放线滑车时，牵引机的牵引力Pqi，取其中最大值(Pqi)max10000N，作为张力放线过程中牵引机牵引力过载保安值。3、本工程张力机制张力控制值与牵引机牵引力过载保安值的计算结果图32 第一放线段导线展放状态示意图图33 第二放线段导线展放状态示意图本工程张力放线，张力机制张力控制值与牵引机牵引力过载保安值的计算结果如下表：（1）第一放线段地线展放表32第一放线段（地线展放）放线段通过杆塔12基，小牵张系统用13（抗扭）以一牵一方式展放地线，地线w6.178N/m，13钢绳w05.89N/m，线档档号i档距L转角度数地线悬点高差h被跨越物情况以式3-1或式3-2求得水平张力HiN以式3-3求得张力机制张力TiN以式3-4、式3-5求得牵引机牵引力PqiN跨越物距牵引侧悬挂点的水平距离n牵引侧悬挂点对跨越物的高度N线对跨越物所需垂直净空距离y名称张力场A111207A11A102333A10塔（耐张）左33度08分A10A93212A9A84369A8A75870A7A66491A6塔（耐张）左20度07分A6A57489A5A48920A4GA39562GA3塔（耐张）左16度36分GA3GA210213GA2GA1111466GA11GA112115GA1塔（终端）右32度13分GA1牵引场1390（2）第一放线段牵引绳展放表33第一放线段（牵引绳展放）放线段通过杆塔12基，小牵张系统用15（抗扭）导引钢绳以一牵一方式展放28（抗扭）牵引钢绳，28牵引钢绳wN/m，15导引钢绳w0N/m，线档档号i档距L转角度数地线悬点高差h被跨越物情况以式3-1或式3-2求得水平张力HiN以式3-3求得张力机制张力TiN以式3-4、式3-5求得牵引机牵引力PqiN跨越物距牵引侧悬挂点的水平距离n牵引侧悬挂点对跨越物的高度N线对跨越物所需垂直净空距离y名称张力场A111207A11A102333A10塔（耐张）左33度08分A10A93212A9A84369A8A75870A7A66491A6塔（耐张）左20度07分A6A57489A5A48920A4GA39562GA3塔（耐张）左16度36分GA3GA210213GA2GA1111466GA11GA112115GA1塔（终端）右32度13分GA1牵引场1390（3）第一放线段导线展放表34第一放线段（地线展放）放线段通过杆塔12基，大牵张系统用28（抗扭）牵引钢绳以一牵四方式展放导线，导线wN/m，28牵引钢绳w0N/m，线档档号i档距L转角度数地线悬点高差h被跨越物情况以式3-1或式3-2求得水平张力HiN以式3-3求得张力机制张力TiN以式3-4、式3-5求得牵引机牵引力PqiN跨越物距牵引侧悬挂点的水平距离n牵引侧悬挂点对跨越物的高度N线对跨越物所需垂直净空距离y名称张力场A111207A11A102333A10塔（耐张）左33度08分A10A93212A9A84369A8A75870A7A66491A6塔（耐张）左20度07分A6A57489A5A48920A4GA39562GA3塔（耐张）左16度36分GA3GA210213GA2GA1111466GA11GA112115GA1塔（终端）右32度13分GA1牵引场1390（4）第二放线段地线展放表35第二放线段（地线展放）放线段通过杆塔12基，小牵张系统用13（抗扭）以一牵一方式展放地线，地线w6.178N/m，13钢绳w05.89N/m，线档档号i档距L转角度数地线悬点高差h被跨越物情况以式3-1或式3-2求得水平张力HiN以式3-3求得张力机制张力TiN以式3-4、式3-5求得牵引机牵引力PqiN跨越物距牵引侧悬挂点的水平距离n牵引侧悬挂点对跨越物的高度N线对跨越物所需垂直净空距离y名称张力场A111207A11A102333A10塔（耐张）左33度08分A10A93212A9A84369A8A75870A7A66491A6塔（耐张）左20度07分A6A57489A5A48920A4GA39562GA3塔（耐张）左16度36分GA3GA210213GA2GA1111466GA11GA112115GA1塔（终端）右32度13分GA1牵引场1390（5）第二放线段牵引绳展放表36第一放线段（牵引绳展放）放线段通过杆塔12基，小牵张系统用15（抗扭）导引钢绳以一牵一方式展放28（抗扭）牵引钢绳，28牵引钢绳wN/m，15导引钢绳w0N/m，线档档号i档距L转角度数地线悬点高差h被跨越物情况以式3-1或式3-2求得水平张力HiN以式3-3求得张力机制张力TiN以式3-4、式3-5求得牵引机牵引力PqiN跨越物距牵引侧悬挂点的水平距离n牵引侧悬挂点对跨越物的高度N线对跨越物所需垂直净空距离y名称张力场A111207A11A102333A10塔（耐张）左33度08分A10A93212A9A84369A8A75870A7A66491A6塔（耐张）左20度07分A6A57489A5A48920A4GA39562GA3塔（耐张）左16度36分GA3GA210213GA2GA1111466GA11GA112115GA1塔（终端）右32度13分GA1牵引场1390（6）第二放线段导线展放表37第一放线段（地线展放）放线段通过杆塔12基，大牵张系统用28（抗扭）牵引钢绳以一牵四方式展放导线，导线wN/m，28牵引钢绳w0N/m，线档档号i档距L转角度数地线悬点高差h被跨越物情况以式3-1或式3-2求得水平张力HiN以式3-3求得张力机制张力TiN以式3-4、式3-5求得牵引机牵引力PqiN跨越物距牵引侧悬挂点的水平距离n牵引侧悬挂点对跨越物的高度N线对跨越物所需垂直净空距离y名称张力场A111207A11A102333A10塔（耐张）左33度08分A10A93212A9A84369A8A75870A7A66491A6塔（耐张）左20度07分A6A57489A5A48920A4GA39562GA3塔（耐张）左16度36分GA3GA210213GA2GA1111466GA11GA112115GA1塔（终端）右32度13分GA1牵引场1390四、放线过程中包络角的计算1、架空线的悬垂角的计算（采用斜抛物线法计算）（1）按如图3-1（a）所示悬挂点A处架空线的悬垂角为:A = tg-1() (式41)悬挂点B处的架空线悬垂角为： B = tg-1() (式42)（2）按如图3-1（b）所示悬挂点A处架空线的悬垂角为:A = tg-1() (式43)悬挂点B处的架空线悬垂角为： B = tg-1() (式44) A、A放线滑车前后侧导线的悬垂角，（）；l1、l2所求塔的前后侧的档距，m；h1、h2所求塔前后侧导线悬挂点高差，m；当相临塔悬挂点较低时取“+”号，较高时取“-”号。2、包络角的计算（1）转角塔的包洛角计算 cos=cos(A+B) cos(A+B)+ cos(A-B)sin2 (式45)或 cos=cos(A+B)2cosAcosBsin2当转角塔挂双滑车时，包络角计算式为cos=cos(A+B) cos(A+B)+ cos(A-B)sin2 (式46) 或 cos=cos(A+B)2cosAcosB sin2导线在滑车上的包洛区间所对的圆心角，称为包洛角，（）；滑车的水平转角。当挂单滑车时，滑车的水平转角为线路水平转角；当挂双滑车时，每个滑车的水平转角均为线路水平转角之半，（）。（2）直线塔的包洛角计算 在转角塔包洛角计算公式中，令线路转角等于零，则直线塔放线滑车包洛角的计算式为： cos=cos(A+B) (式47)五、直线塔及耐张塔挂双滑车的判断每一基杆塔的每一相（避雷线为每一线）导、地线一般挂一个多轮或单轮放线滑车，是否要挂双滑车放线可按下述条件验算。（1）垂直于放线滑车轴的荷载超过其承载能力时，应挂双滑车。当满足下列条件时，应挂双滑车： (式48)式中 n作用在滑车上诸外力的合力，是滑车的外荷载，N； 垂直档距，m； 可由断面量取或计算求得； 放线滑车允许承载力，N。五轮放线滑车一般取49000N。（2）按导线在滑车上的包络角验算。当导、地线紧线后，其滑车上的包络角超过30时，则该杆塔应挂双滑车。（3）压接管或压接管保护钢网套通过滑车时超过其允许荷载。假如符合下列条件式应挂双滑车： 式中 钢套允许弯曲应力，N/cm2；一般取16000N/ cm2； D钢套外径，cm；d钢套内径，cm；钢套长度，cm。（4）直线塔（涉及直线转角杆塔）设计规定安装双悬垂线夹的桩号，大都要挂双滑车。六、转角塔滑车碰横担的计算和防止措施1、滑车与横担相碰的条件滑车在外荷载作用下，如忽略滑车及滑车挂具重力不计，滑车中心线及滑车挂具中心线均取滑车外荷载合力方向。由于转角滑车和滑车挂具中心线在横线路方向（及线路夹角的二等分线方向）上有倾斜角2，当倾斜角达成一定限度时，滑车架的侧边将与横担下平面相碰，使滑车不能正常工作，如图4-1所示。图4-1滑车侧边不与滑车相碰的条件是 2 (式51) 2 (式53)当选择挂具长度g满足(式53)规定，则可避免滑车碰横担，如图4-1（b）所示。（2）减少倾斜角。如图4-1（b）可以看出，滑车外荷载得垂直分力越大，倾斜角2越小，滑车滑车越不容易碰横担。为此，可用压线滑车达成目的。（3）减少挂点。如图4-1（c）所示，减少挂点亦可满足规定。七、放线滑车上杨的计算 在平原或丘陵地区放线时，通常放线滑车均承受（导线、牵引钢绳、导引钢绳的统称）的垂直下压荷载，这种情况称为放线滑车承压。但在起伏悬殊的山区张力放线时，个别放线滑车承受的垂直下压荷载接近于零或甚至垂直上拔，这种情况称为放线滑车失压或上杨。放线滑车承压时，线绳一般能在原定的滑轮槽位上正常工作；放线滑车失压时，则线绳容易从原定的滑轮槽位窜移到相邻的其它槽位而出现跳槽现象，或者吊卡在滑轮与滑轮间（或滑轮与轮架间）的缝隙中出现掉撤现象；放线滑车上杨时，线绳会离开滑轮腾空使滑车横梁出现上拔和摩蚀现象。为避免上述不正常现象的发生，故在张力机的分制张力和牵引机的牵引力拟定后，须要校核张力放线过程中放线滑车是否会出现失压甚至上拔现象，从而决定是否考虑安排相应的防止措施。图4-21、 放线滑车失压或上杨的判别式如上图所示i号档与i+1号档牵引绳的水平张力均为Hi+1，据上图则i号杆塔放线滑车承受的牵引绳垂直下压荷载为： (式54)、：i、i+1各线档悬挂点高差角hi、hi+1：1、2、3i各线档悬挂点高差，牵引侧悬挂点高于张力侧悬挂点时h1、h3、h3 hi前的“”号取“”号，反之取“”号、：i、i+1号线档的档距，m：架空线单位长度自重力，N/m经由(式54)核算，若为正值，说明i号塔放线滑车将处在承压状态；若为负值（或接近于）零，说明i号塔放线滑车处在失压状态；若为负值，说明i号塔放线滑车处在上杨状态。2、 防止滑车上杨的技术措施（1）减少放线张力。（2）用上杨塔号作为放线段起止段塔。由于牵引机的进出线位置一般均低于相邻直线塔，因此，该直线塔由上杨变为不上杨。（3）用压线滑车压线。如下图4-3所示。图4-3