10KV电杆承载力计算

10kV 电杆校验计算说明书

一、工程概况

本工程为10kV 3回架空电力线路工程，采用单杆直线电杆，电杆高度15m ，由上下两节组成，上面一节长9m ，下面一节长为6m ，埋深2m ，导线采用JKLGYJ-185/10型，档距为70m ，主杆顶径为0190D mm =，底径为390H D mm =,壁厚为50mm 。杆柱混凝土为C30级，钢筋采用φ12的Ⅰ级光圆钢筋。

二、结构计算依据

（1）《输电杆塔及基础设计》（陈祥和、刘在国）

（2）《架空输电线路设计》（孟遂民、孔伟）

（3）《66kV 及以下架空电力线路设计规范》（GB50061-2010）

三、结构荷载取值

1. 导线的计算参数

JKLGYJ-185/10型导线的截面面积：210.93mm 2，单位质量 1016.37kg/km

2. 导线无冰风压综合比载：3147.210a/m d MP γ-=⨯；

3. 导线垂直综合比载：3492.4710a/m d MP γ-=⨯；

四、结构静力计算分析

1、荷载分析

（1）运行情况：直线杆塔第一种荷载组合情况为最大设计风速、无冰、未断线。 a 、导线重力：

b 、导线风压：

(2) 断线情况：断一根导线的荷载组合情况为无冰、无风。

导线重力：

未断导线相： s =0.7μ

断上导线相： '1348.452D D D A L

G N γ==

断线张力：JKLGYJ-185/10型导线计算拉断力为 45020P T N =,

故导线最大使用张力为 max 45020180082.5

P T T N K === 导线最大使用张力百分比为35％，则

（3）安装情况Ⅰ：起吊上导线，荷载组合情况为有相应风，无冰。

导线重力： 696.9D G N =

导线风压： 3104108.89210210.9370131.3D D D P A L N γ-==⨯⨯⨯=（）（）

挂上导线时，导线越过下横担须向外拉开，其拉力

2T 与水平线的夹角为20°，并假设上

下横担间导线水平拉开1.3m 。

0x =∑，则

°

12cos 20T =， 得 121.14T T =

y=0∑，则

得 1221.58(696.90.342)1223.40.60.9

T T T =⨯+=+ 联立上面两式可得22265.6T N =, 121.14 1.142265.62582.7T T N ==⨯=

1T 引起的垂直荷载1T G 和横向荷载1T P 为：

（4）安装情况Ⅱ：起吊下导线。

正在起吊下导线时下横担处的总重力为：

（5）杆身风压计算

根据已知条件：风压高度变化系数取z =1μ,构件体形系数取s =0.7μ，杆塔风荷载调整系数取z =1β。

1）正常情况大风时

上横担处单位长度杆身风压为：

中横担处单位长度杆身风压为：

下横担处单位长度杆身风压为：

电杆接头处单位长度杆身风压为：

地面处单位长度杆身风压为：

2）安装情况

上横担处单位长度杆身风压为：

中横担处单位长度杆身风压为：

下横担处单位长度杆身风压为：

电杆接头处单位长度杆身风压为：

地面处单位长度杆身风压为：

2、正常情况下的弯矩计算

（1）运行情况（大风）

杆头荷载如下图（a ）所示，截面1、2、3、4、5处的弯矩为：

（2）断上导线情况

因为断上导线对杆身产生的弯矩比断下导线要大得多（即断上导线起控制作用），故只计算断上导线时杆柱的弯矩。

首先计算断导线时的设计荷载，

断导线张力为：

横担转动后断线张力为：

嵌固点处的弯矩为：

据配筋图可知电杆通常布置竖向钢筋12φ12，电杆采用C30级混凝土，

216.5/cm f N mm =，c A =π2222221() 3.14(195145)53380r r mm -=⨯-=，21357.2s A mm =,2195r mm =，1145r mm =，170s r mm =，2210/y f N mm =,

所配钢筋能承担的弯矩为：

12c sin 1951450.582)(16.55338022101357.2170)45556.7822 3.14

cm y s s r r M f A f A r N m ϕ++=+=⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=•（π故电杆配筋能满足电杆断上导线在嵌固点处产生的弯矩要求，但不能满足大风情况电杆的弯矩要求。

（3）电杆在安装导线时的强度验算

根据导线安装情况时引起的荷载对杆柱进行强度验算，即检查杆柱在安装荷载作用下各处弯矩是否满足配筋的抵抗弯矩，安装导线时杆头设计荷载如图（c ）、（d ）所示。

Ⅰ、安装上导线时各处的弯矩为：

Ⅱ、安装下导线时各处的弯矩为：

'2303(2038.131398.3)0.5251398.3(0.8750.475)1696.8(1.8920.994)0.5 2.120.910442.06M P N m =〈-⨯-⨯++⨯⨯+⨯+⨯⨯〉⨯=•安装时产生的最大弯矩11749.3M N m =•，28301.48M N m =•，326830.84M N m =•

（4）电杆正常情况运行的裂缝宽度验算

结合实际情况知，电杆配筋图的嵌固点处配置12φ12光面Ⅰ级钢筋，采用φ4Ⅰ级螺旋钢筋，螺距为S=50mm 。

电杆根部2195r mm =，1145r mm =，170s r mm =，

c A =π2222221() 3.14(195145)53380r r mm -=⨯-=，21357.2s A mm =,

229.5/c E kN mm =，2210/s E kN mm =，光面钢筋21, 2.0/tk f N mm ν==

a 、 验算裂缝宽度应采用弯矩标准值（即荷载标准值引起的弯矩）

12

20.4 1.46r r γ=-⨯=，22.0/tk f N mm = b 、 计算开裂弯矩

c 、 计算裂缝宽度

65max 3(212.515.64)10(200)(20050) 1.010.2mm 1357.221017010

cr s s s M M S mm A E r δν--⨯=+=+⨯=〉⨯⨯⨯故电杆的裂缝宽度不能满足容许裂缝宽度要求。