木質(zhì)跨越架跨越高鐵工況分析

樸京澤　曹磊

摘要：文章針對架空送電線路跨越時使用的木質(zhì)越線架的安全性進(jìn)行計算，主要對木質(zhì)越線架在最不利的工況下是否能滿足安全使用要求進(jìn)行計算，結(jié)果證明：木質(zhì)跨越架的安全性能在最不利的工況下均能滿足使用要求，可以普遍應(yīng)用到跨越電氣化鐵路中。

關(guān)鍵詞：送電線路；木質(zhì)越線架；安全性能；電氣化鐵路；輸電線路 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM752 文章編號：1009-2374（2016）02-0108-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.02.053

隨著社會的不斷發(fā)展，電氣化鐵路路徑與線路路徑交叉、新建輸電線路跨越運行電氣化鐵路的次數(shù)日益增多，我單位2012年施工的長春、四平地區(qū)電磁環(huán)網(wǎng)解環(huán)配套工程Ⅱ標(biāo)段就含有跨越運行電氣化鐵路的部分，應(yīng)鐵路局要求，必須采用木質(zhì)跨越架。本文將以長春、四平地區(qū)電磁環(huán)網(wǎng)解環(huán)配套工程Ⅱ標(biāo)段跨越電氣化鐵路為例，針對木質(zhì)跨越架特殊工況下的安全性能進(jìn)行計算分析。

1 木質(zhì)越線架搭設(shè)相關(guān)要求

依據(jù)《建筑施工木腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ164-2008）的相關(guān)要求，木質(zhì)越線架的立桿、橫桿、斜撐材質(zhì)應(yīng)為剝皮杉木或落葉松，立桿梢頭截面直徑不應(yīng)小于70mm，大頭直徑不大于180mm；橫桿截面直徑不應(yīng)小于80mm，長度不宜小于6m。連接用的綁扎材料必須選用8號鍍鋅鋼絲或回火鋼絲，且不得有銹蝕斑痕；用過的鋼絲嚴(yán)禁重復(fù)使用。防護(hù)架桿與桿搭接長度不小于1.5m，綁扣不小于3處，鐵路側(cè)設(shè)置側(cè)向支撐桿，增設(shè)掃地桿，提高跨越架的穩(wěn)定性。立桿及斜桿埋入土中不得小于300mm。

2 木質(zhì)防護(hù)架檢算

2.1 工程概況簡介

新建長春四平解環(huán)配套220kV電力線路39#塔～40#塔之間電力導(dǎo)線需跨越哈大高鐵，跨越里程為哈大高鐵K933+158處。39#塔和40#塔擋距為393.5m，39#鐵塔總高62m，呼稱高度45m，距哈大高鐵下行線最短距離為122.8m；40#鐵塔總高62m，呼稱高度45m，距哈大高鐵上行線最短距離265.4m，最寬橫擔(dān)兩個邊導(dǎo)線間距離為11.2m。新建220kV送電線電力導(dǎo)線為LGJ-400/35型鋼芯鋁絞線，自重為1.349kg/m。哈大高鐵該處為東遼河特大橋246～248號墩，直線，60kg/m無縫線路，無砟軌道，雙線，線間距為5m。新建220kV線路電力導(dǎo)線與哈大高鐵交叉角度為88°。跨越架搭設(shè)具體如圖1所示。

2.2 防護(hù)架檢算

2.2.1 導(dǎo)線無張力情況下墜落。選取跨越時使用的1#防護(hù)架進(jìn)行檢算。

立桿布置：1#防護(hù)架最大高度為25.5m。順線路方向立桿縱距、橫距均為1.5m，順鐵路方向長21m，設(shè)置15排立桿，垂直鐵路方向15m設(shè)置11排立桿，采用梯形布置，布置形式參見圖紙。斜撐、剪刀撐布置：斜撐、剪刀撐斜桿與地面傾角45°，每道剪刀撐跨越3～6m。支架外側(cè)剪刀撐由底至頂，連續(xù)設(shè)置。

第一，構(gòu)造參數(shù)。防護(hù)架計算高度（m）：25.5；立桿順鐵路線路方向間距1.5m，垂直鐵路線路方向間距1.5m。每排腳手架橫桿豎向間距1.5m，兩排腳手架間設(shè)置斜撐。腳手架材料參數(shù)：木材彈性模量（N/mm2）：10000；木材抗彎強度設(shè)計值（N/mm2）：17；木材抗壓強度設(shè)計值

（N/mm2）：15；木材抗剪強度設(shè)計值（N/mm2）：1.6。

第二，立桿驗算。立桿承受大、小橫桿傳來的荷載，按壓桿穩(wěn)定驗算。穩(wěn)定性的計算參數(shù)如下：防護(hù)架高度為24.9m，每排腳手架上橫桿為17排；橫桿、立桿、斜撐自重：1.2×[（0.055×1.5×17+25.5×0.055+0.055×1.5×17]=5.0kN；考慮導(dǎo)線墜落重量由2根立桿承擔(dān)。立桿的軸心壓力：N=11.9/2×1.4+5.0=13.33kN；立桿的計算長度l0，取1.5m。

第三，橫桿檢算。靠近鐵路一排（防護(hù)架最高排）頂部橫桿采用豎向排列的雙橫桿。橫桿計算跨度1.5m。墜落導(dǎo)線的重量由一個防護(hù)架的2根雙橫桿承擔(dān)，每根雙橫桿承擔(dān)的重量為5.95kN，該荷載在橫桿產(chǎn)生的最大彎矩：

導(dǎo)線無張力情況下墜落橫桿承載力滿足要求。

第四，防護(hù)架水平穩(wěn)定性。防護(hù)架水平方向的穩(wěn)定性依靠背向鐵路方向時，地錨及拉線承擔(dān)。地錨坑深2.0m、長2.5m、寬1.0m，橫向放置一根枕木，枕木上系鋼絲繩，枕木頂部拋填1.5m的片石，然后夯填土。要求地錨水平、垂直方向能夠提供的拉力均應(yīng)不小于10kN。

2.2.2 導(dǎo)線帶張力情況下墜落。導(dǎo)線帶張力情況下突然墜落，防護(hù)架受到水平力分為兩種工況：

工況1：導(dǎo)線帶張力情況下突然墜落，落入防護(hù)網(wǎng)中，防護(hù)網(wǎng)變形所產(chǎn)生對防護(hù)架的拉力為水平牽引力20kN×2=40kN，全部由拉線承擔(dān)，頂層橫桿共設(shè)置7道拉線，則每道拉線水平方向受力1.7kN，拉線為Φ10mm鋼絲繩，鋼絲繩的破段拉力為68.2kN>1.7kN，且地錨的水平拉力10kN>1.7kN，支架在工況一水平方向穩(wěn)定性滿足要求。

工況2：導(dǎo)線帶張力情況下突然墜落，撞擊防護(hù)架，最不利情況為上橫擔(dān)導(dǎo)線在塔身處突然墜落。當(dāng)電力導(dǎo)線砸到防護(hù)架單根豎桿（或橫桿）時，此時導(dǎo)線既有水平張力，又有垂直墜落的沖擊力，該力作用在防護(hù)架上。

單根豎桿（或橫桿）強度不滿足要求，單根豎桿（或橫桿）將被破壞。

第二，防護(hù)架整體穩(wěn)定計算。頂層橫桿共設(shè)置7道拉線，則每道拉線水平方向受力44.3/7=6.3kN，拉線為Φ10mm鋼絲繩，鋼絲繩的破段拉力為68.2kN>6.3kN，且要求地錨水平、豎向承載拉力不小于10kN，穩(wěn)定性滿足要求。由于防護(hù)架采用多根豎桿和橫桿組成格構(gòu)式防護(hù)架，因此當(dāng)電力導(dǎo)線突然墜落砸到防護(hù)架上會引起若干根豎桿（或橫桿）破壞，造成局部破壞，但不會引起架整體倒塌。

3 結(jié)語

通過以上計算分析得出結(jié)論，木質(zhì)跨越架的安全性在最不利的工況下均能滿足使用要求，可以普遍應(yīng)用到跨越電氣化鐵路中。

參考文獻(xiàn)

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[4]中國鐵路總公司.鐵路技術(shù)管理規(guī)程[S].北京：中國鐵道出版社，2014.

作者簡介：樸京澤（1975-），男（朝鮮族），吉林公主嶺人，吉林省送變電工程公司工程師，研究方向：高壓線路施工管理；曹磊（1982-），男，吉林通化人，吉林省送變電工程公司工程師，研究方向：高壓線路施工管理。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）