超高压电力线跨越高速铁路施工理论计算

发表时间:2021/4/6   来源:《基层建设》2020年第29期   作者:李大成
[导读] 摘要:随着社会进一步发展,长距离高压输电线路跨越高速铁路施工已成为常态,工程技术人员根据现场自然条件,利用现有工具材料,选择参数进行正确受力计算,对施工过程中正确进行安全施工至关重要。
        甘肃送变工程有限公司  甘肃兰州  730000
        摘要:随着社会进一步发展,长距离高压输电线路跨越高速铁路施工已成为常态,工程技术人员根据现场自然条件,利用现有工具材料,选择参数进行正确受力计算,对施工过程中正确进行安全施工至关重要。本文就500千伏周挚超高压电力线路跨越郑合高速铁路计算实例中,对施工现场情况梳理,计算参数选择,以及主要受力点的选择计算,进行了详细地介绍,对参加高压电力线路跨越高速铁路施工技术人员,有很好的参考和借鉴价值。
        关键词:电力建设;跨越施工;理论计算;
        1、跨越郑合高速铁路现场情况
        新建河南周口至驻马店东(挚亭)500千伏线路工程在N9E53~N9E54、N9W53~N9W54档跨越郑合高速铁路一次,跨越处里程分别为K218km+600m、K218km+430m。为了保证郑合高速铁路的安全行车,架线前必须进行跨越封网施工。
        正常展放导线时导线对接触网垂直距离东线、西线分别为11.5m,7.1m。郑合高速铁路接触网高于两侧地面17m,跨越处高速铁路接触网宽度12m。导线跨越处轨道基面上H型钢柱高度为7m。跨越施工时间全部控制在郑合高速铁路综合天窗时间内,不影响郑合高速铁路正常运行。
        表3-2  跨越郑合高速铁路现场调查各项数据一览表
        2、现场调查勘测
        2.1郑合高速铁路情况调查
        在跨越前需要对跨越处的郑合高速铁路进行实地调查,使用经纬仪、塔尺等仪器对高速铁路进行测量,取得实际数据。同时,查看设计跨越断面图相关数据,将实际测量数据与设计数据核对,确认无误。
        2.2新建线路跨越现场调查
        在跨越前需要对新建河南周口至驻马店东(挚亭)500千伏线路工程行实地调查,确认塔位与郑合高速铁路距离、交叉跨越角度,并为郑合高速铁路跨越施工方案的编制提供依据和支撑。
        3、跨越放线段施工范围
        根据现场调查,为安全、顺利完成跨越郑合高速铁路施工,考虑跨越计划安排,我项目部对架线施工放线段进行优化,具体选场如下:
        放线段为N9E53—N9E55,长度767m,铁塔3基;牵引场位于N953塔小号侧,张力场位于N9E55塔大号侧;N9W52—N9W55,长度1157m,铁塔4基;牵引场位于N9W52塔小号侧,张力场位于N9W55塔大号侧;
        通过计算确定抱杆高度、封网长宽高。经计算确定三相导线采用单相分别封网,三相封网宽度皆为6m,封网长度为36m,遮护网最低点应比铁路接触网高度不小于4m。使用经纬仪确定抱杆架体安装位置、承力索地锚设置位置。
        4、受力计算部分
        4.1、地锚受力计算
        根据资料,粉细砂土壤的计算容重(重力密度)为1900kg/m3,土壤计算抗拔角为20°,根据地锚容许抗拔力计算公式,可通过试解的方式计算出地锚埋深。
        式中:
        Q-地锚的容许抗拔力,kN;
        Vb-地锚抗拔的土壤体积,m3;
        h-地锚的埋设深度,m;
        ψ1-土壤的计算抗拔角,(°)
        0-土壤计算容重,(㎏/m3)
        K-土壤稳定安全系数,取2.0~2.5;本工程计算取2.5
        α-地锚受力方向与地面的夹角,(°),一般取45°
        l-地锚长度,m
        d-地锚直径或宽度,m
        4.2承力索张力计算
        1.E53-E55导地线安全展放施工工况承力绳受力计算
        两侧临时横担高差26.2m,档距240,承力绳悬点角为6°,安全放线时,承力绳设计弛度为10m。封网系统总重量为214.57kg,封网系统由两根承力绳承托,承力绳公称直径为φ20,故每根承力绳上承受的重量为107.3kg,承力绳自重0.34kg/m,破断拉力为289.9kN。
        经计算承力绳水平张力为7.5kN,安全系数为38.7,承力绳受力满足安全要求。
        2.E53-E55导线断线事故静载状态时承力绳受力计算
        事故时落网导线长度lc=(3÷8)×(lG+lG+1)+lwa
        lc:落网导线长度,m;
        lG:小号侧抱杆与绝缘网网端形成的次档距147m
        lG+1:大号侧抱杆与绝缘网网端形成的次档距57m
        经计算lc=112.5m。
        封网系统每根承力绳承担的总重量为574.9kg。
        经计算承力绳水平张力为31.1kN,安全系数为9.3,承力绳受力满足安全要求。
        3.W52-W55导地线安全展放施工工况承力绳受力计算
        两侧临时横担高差0m,档距379,承力绳悬点角为0°,安全放线时,承力绳设计弛度为17m。封网系统总重量为214.57kg,封网系统由两根承力绳承托,承力绳公称直径为φ20,故每根承力绳上承受的重量为107.3kg,承力绳自重0.34kg/m,破断拉力为289.9kN。
        经计算承力绳水平张力为14.2kN,安全系数为20.4,承力绳受力满足安全要求。
        4.W52-W55导线断线事故静载状态时承力绳受力计算
        事故时落网导线长度lc=(3÷8)×(lG+lG+1)+lwa
        lc:落网导线长度,m;
        lG:小号侧抱杆与绝缘网网端形成的次档距121.5m
        lG+1:大号侧抱杆与绝缘网网端形成的次档距157.5m
        经计算lc=140.6m。
        封网系统每根承力绳承担的总重量为799.12kg。
        经计算承力绳水平张力为43.9kN,安全系数为6.6,承力绳受力满足安全要求。
        参考文献:
        1、《电气化铁路有关人员电气安全规则》(铁运【2013】60号)
        2、《电力安全工作规程线路部分》(Q/GDW1799.2-2013)
        3、《高压架空输电线路跨越施工计算原理》(中国电力出版社)
        4、《架空送电线路的电线力学计算》(中国电力出版社第二版)
        5、《电力线路跨越施工规程》(DL/T 5106-1999)
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