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杆塔承受的荷载由三部分组成:
水平荷载、 垂直荷载 和 纵向荷载。
水平荷载指水平面方向的荷载,
主要来自于导地线承受的风荷载。
垂直荷载指垂直于地平面方向的荷载,
主要来自于导地线和覆冰的重力。
纵向荷载指顺导地线方向的荷载,
主要就是来自导地线的张力。
风荷载 作用在架空线上,
架空线把作用力传递给线夹,
线夹再把力传递给杆塔。
因为架空线所处的环境确定后,
单位架空线长度的风荷载是个定值,
因此架空线受力大小就和
承风的架空线长度有关。
这个长度就定义为:水平档距。
因此水平档距表征杆塔承受水平荷载的大小。
对于某基杆塔而言,
它所承担的长度是:
小号侧档距的一半 + 大号侧档距的一半。
即:
Lh=L1/2+L2/2
=(L1+L2)/2
即也可以理解为:
杆塔两侧档距之和的一半。
同理,
架空线受到重力作用,
重力传递到线夹上,
线夹再把力传递给杆塔。
因为架空线的型号和覆冰确定后,
单位长度的垂直荷载也是个定值,
因此架空线重力大小就和
架空线长度有关。
这个长度就定义为:垂直档距。
因此垂直档距表征杆塔承受垂直荷载的大小。
对于某基杆塔而言,
它所承担的长度是:
小号侧弧垂最低点到杆塔的距离
+
大号侧弧垂最低点到杆塔的距离。
即:
Lv=b2+a1
也可以理解为:
杆塔两侧电线弧垂最低点间的水平距离。
根据以上定义,
咱们不难得到一些基本推论:
1、杆塔的水平档距和杆塔位置有关,
和杆塔高度无关。
2、杆塔的垂直档距既和杆塔位置有关,
也和杆塔高度相关,
升高杆塔,垂直档距增加;
降低铁塔,垂直档距减小。
▲ 升高塔
▲ 降低塔
为什么会这样呢?
垂直档距为什么会“左右横跳”呢?
咱们分析垂直档距的计算公式可以发现端倪:
(由于公式比较复杂,所以就由我帮大家看了)
其实,水平档距和垂直档距存在一定的联系,
简而言之:
即垂直档距等于水平档距加一个值,
这个值主要受杆塔两侧的悬挂点高差影响。
这也是为什么升高、降低杆塔垂直档距变化的原因。
同时,这个值既可能是正,也可能是是负,
甚至比水平档距还大,
导致垂直档距称为成为负值,
此时杆塔收受上拔力影响。
对于杆塔,
特别是直线塔,
主要是受水平荷载和垂直荷载的影响,
换言之就是受水平档距、垂直档距大小的影响,
那么其两者越大,
杆塔受到的作用力就越大。
那么,
我们是不是可以按最高标准来设计一款杆塔,
比如按1000米水平档距、1000米垂直档距,
这样的“万能铁塔”就能应付所有的使用场景了。
很显然,
如果都按最高标准来设计,
而实际使用场景却很少会有这样的高标准,
这样就是用大炮打蚊子,
用牛刀来杀鸡,
会造成很大的浪费。
因此我们规划杆塔的时候,
会分成很多的档次,
不同的档次对应不同的使用档距,
根据工程中实际的水平档距和垂直档距来
选择对应档次的塔型,
这样就避免了浪费!
这样就是所有杆塔通用(标准)设计中,
Z1~Z4不同塔型的由来!
咱们回头再看看这幅图,
大家是不是越看越别扭?
有个老砖家说过:
如果你看一张图觉得有问题,
那么你和图总有一个有问题!
上图的问题即为:
直线塔的上拔!
如果小人处是一基直线塔,
那么此时该塔的垂直档距为零甚至负值,
导线带来的上拔力使悬垂串上扬,
会导致导线与横担电气距离减少,
严重时横担受较大的上拔力而遭到破坏。
是不是只要直线塔的垂直档距
不是负值就万事大吉了呢?
也不是!
上表中有个很重要的数值:Kv 值。
为这个塔的允许Kv值
Kv = 垂直档距 / 水平档距
排塔定位时 :
实际Kv值需大于上表中的允许Kv值。
咱们在塔头规划时,
从经济合理性角度出发,
会约定一个悬垂串允许摇摆角,
而根据摇摆角的计算公式:
摇摆角的大小又和垂直档距和水平档距的比值有关,
因此,
在排塔定位时,
需保证实际Kv值大于允许Kv值,
这样就间接保证了:
悬垂串的风偏角不会超过允许值。
感性上咱们可以值么理解:
悬垂串受到两股势力的牵制:
一方面是风荷载死命地吹!
一方面是垂直荷载死命地拽!
因此,
如果下拽的力够大(垂直档距足够大),
悬垂串就吹不走,
风偏间隙就没问题,
如果下拽的力太小(垂直档距太小),
悬垂串就很容易吹走,
风偏间隙就有问题,
因此对于直线塔,
垂直档距大能限制悬垂串风偏!