导线应力弧垂计算公式

第二章 导线应力弧垂分析

第五节 水平档距和垂直档距 字体大小 小 中 大 一、水平档距和水平荷载

在线路设计中，对导线进行力学计算的目的主要有两个：一是确定导线应力大小，以 保证导线受力不超过允许值；二是确定杆塔受到导线及避雷线的作用力，以验算其强度是 否满足要求。杆塔的荷载主要包括导线和避雷线的作用结果，以及还有风速、覆冰和绝缘 子串的作用。就作用方向讲，这些荷载又分为垂直荷载、横向水平荷载和纵向水平荷载三种。

为了搞清每基杆塔会承受多长导线及避雷线上的荷载，则引出了水平档距和垂直档距的概念。 悬挂于杆塔上的一档导线，由于风压作用而引起的水平荷载将由两侧杆塔承担。风压水平荷载是沿线长均布的荷载，在平抛物线近似计算中，我们假定一档导线长等于档距，若设每米长导线上的风压荷载为P，则AB档导线上风压荷载 ,如图2-10所示： 则为承担。

，由AB两杆塔平均承担；AC档导线上的风压荷载为

，由AC两杆塔平均

图2-10 水平档距和垂直档距

如上图所示：此时对A杆塔来说，所要承担的总风压荷载为

（2－47）

令

则

式中P—每米导线上的风压荷载 N/m;

—杆塔的水平档距，m;

—计算杆塔前后两侧档距，m;

Ｐ—导线传递给杆塔的风压荷载，N。

因此我们可知，某杆塔的

第二章 导线应力弧垂分析

第九节 导线应力、弧垂计算步骤 字体大小 小 中 大

总结前述应力、弧垂分析方法，导线的应力、弧垂计算步骤以下面例题作进一步说明： ［例2-5］ 某35KV输电线路，导线为LGJ-95/20型，全国第Ⅱ气象区，安全系数K=2.5， 采用防振锤防振，其中年平均运行应力为σ

pcal

=0.25σ

cal

，在线路中有一耐张段布置如

图2-19所示，试求以下内容：

(1)第二档中交叉跨越通信线的垂直距离能否满足要求？ (2)＃4杆塔的最大、最小垂直档距以及最大上拔力是多少？

图2-19 某耐张段布置图

解：该题中并未告知计算气象条件及应力。通过计算分析可明确本章各节内容的相互联系及应用方法，计算时可按如下步骤：

1.计算临界档距并判别控制区；

2.计算代表档距，确定本耐张段的控制条件； 3.确定计算气象条件并计算各计算气象条件时的应力； 4.进行各具体项目的计算。 (1)计算临界档距并判别控制条件 导线物理特性参数如下：

弹性系数E=7600MPa；截面积S=113.9mm；热膨胀系数α=18.5×101/℃；外径d=13.87mm； 计算拉断力Tcal=37200N。

第二章 导线应力弧垂分析

第五节 水平档距和垂直档距 字体大小 小 中 大 一、水平档距和水平荷载

在线路设计中，对导线进行力学计算的目的主要有两个：一是确定导线应力大小，以 保证导线受力不超过允许值；二是确定杆塔受到导线及避雷线的作用力，以验算其强度是 否满足要求。杆塔的荷载主要包括导线和避雷线的作用结果，以及还有风速、覆冰和绝缘 子串的作用。就作用方向讲，这些荷载又分为垂直荷载、横向水平荷载和纵向水平荷载三种。

为了搞清每基杆塔会承受多长导线及避雷线上的荷载，则引出了水平档距和垂直档距的概念。 悬挂于杆塔上的一档导线，由于风压作用而引起的水平荷载将由两侧杆塔承担。风压水平荷载是沿线长均布的荷载，在平抛物线近似计算中，我们假定一档导线长等于档距，若设每米长导线上的风压荷载为P，则AB档导线上风压荷载 ,如图2-10所示： 则为承担。

，由AB两杆塔平均承担；AC档导线上的风压荷载为

，由AC两杆塔平均

图2-10 水平档距和垂直档距

如上图所示：此时对A杆塔来说，所要承担的总风压荷载为

（2－47）

令

则

式中P—每米导线上的风压荷载 N/m;

—杆塔的水平档距，m;

—计算杆塔前后两侧档距，m;

Ｐ—导线传递给杆塔的风压荷载，N。

因此我们可知，某杆塔的

第二章 导线应力弧垂分析

·导线的比载 ·导线应力的概念

·悬点等高时导线弧垂、线长和应力关系 ·悬挂点不等高时导线的应力与弧垂 ·水平档距和垂直档距 ·导线的状态方程 ·临界档距

·最大弧垂的计算及判断 ·导线应力、弧垂计算步骤 ·导线的机械特性曲线 ［内容提要及要求］

本章是全书的重点，主要是系统地介绍导线力学计算原理。通过学习要求掌握导线力学、几何基本关系和悬链线方程的建立；掌握临界档距的概念和控制气象条件判别方法；掌握导线状态方程的用途和任意气象条件下导线最低点应力的计算步骤；掌握代表档距的概念和连续档导线力学计算方法；了解导线机械物理特性曲线的制作过程并明确它在线路设计中的应用。 第一节 导线的比载

作用在导线上的机械荷载有自重、冰重和风压，这些荷载可能是不均匀的，但为了便于计算，一般按沿导线均匀分布考虑。在导线计算中，常把导线受到的机械荷载用比载表示。

由于导线具有不同的截面，因此仅用单位长度的重量不宜分析它的受力情况。此外比载同样是矢量，其方向与外力作用方向相同。所以比载是指导线单位长度、单位截面积上的荷载，常用的比载共有七种，计算公式如下： 1．自重比载

导线本身重量所

输电线路工程弧垂架线公式计算表温度 20 20 20 20 20 20 20 20 20 f2 4.98 5.02 f1 4.68 4.73 N0 0.5 0.6 f1 4.68 4.73 L0 345 200 L 417 210 导线f 7.06 5.41 地线f 光缆f 7.06 5.41 耐张段 N1-N2 N2-N3 N3-N4 N4-N6 N6-N7 N7-N9 N9-N12 N12-N13A N13A-N14A N12-N13B N13B-N14B N14A-N15 N14B-N15 N15-N16 N16-大兴站架构

注意： 因N6-N7档距比原设 。 导线防震锤等距离安

输电线路工程弧垂架线公式计算表

温度f2

204.98

205.02

20

20

20

20

20

20

20f1N04.680.54.730.6f1L04.683454.73200L导线f地线f光缆f

4177.062105.417.065.41注意：

因N6-N7档距比原设

。

导线防震锤等距离安

大魏一110kV线路改造工程弧垂观测表导线弧垂(m) 温度 观测档 N1-N2 N2-N3 N3-N4 N4-N5 N6-N7 N7-N8 N10-N11 N12-N13A N13-N14A N

地应力计算公式

（一）、井中应力场的计算及其应用研究（秦绪英，陈有明，陆黄生 2003年6月） 主应力计算

根据泊松比?、地层孔隙压力贡献系数V、孔隙压力P0及密度测井值?b可以计算三个主应力值：

????H???A???v?VP0??VP0

?1???????h???B???v?VP0??VP0

?1???H?v???b?dh

0相关系数计算：

应用密度声波全波测井资料的纵波、横波时差（?tp、?ts）及测井的泥质含量Vsh可以计算泊松比?、地层孔隙压力贡献系数V、岩石弹性模量E及岩石抗拉强度ST。 ① 泊松比

??0.5?ts2??t2p2(?t??t)2s2p

2?b?ts2(3?ts2?4?tp)② 地层孔隙压力贡献系数 V?1? 222?m(?tms??tmp)22?b3?ts?4?tp③ 岩石弹性模量 E??t2s??t??t22s2p

④ 岩石抗拉强度 ST?a??b?(3?ts?4?tp)?[b?E?(1?Vsh)?c?E?Vsh]

注：?,?m,?tms,?tmp分别为密度测井值，地层骨架密度，横波时差和纵波时差值。a,b,c为地区试验常数。 其它参数

不同地区岩石抗

stress intensity （应力强度），是由第三强度理论得到的当量应力，其值为第一主应力减去第三主应力。Von Mises是一种屈服准则,屈服准则的值我们通常叫等效应力。Ansys后处理中"Von Mises Stress"我们习惯称Mises等效应力，它遵循材料力学第四强度理论(形状改变比能理论)。

一般脆性材料，如铸铁、石料、混凝土，多用第一强度理论。考察绝对值最大的主应力。

一般材料在外力作用下产生塑性变形，以流动形式破坏时，应该采用第三或第四强度理论。压力容器上用第三强度理论（安全第一），其它多用第四强度理论。

von mises stress的确是一种等效应力，它用应力等值线来表示模型内部的应力分布情况，它可以清晰描述出一种结果在整个模型中的变化，从而使分析人员可以快速的确定模型中的最危险区域。

一．屈服准则的概念

1 ．屈服准则

A.受力物体内质点处于单向应力状态时，只要单向应力大到材料的屈服点时，则该质点开始由弹性状态进入塑性状态，即处于屈服。

B.受力物体内质点处于多向应力状态时，必须同时考虑所有的应力分量。在一定的变形条件（变形温度、变形速度等） 下，只有当各应力分量之间符合一定关系时，质点才开始进入塑性状态

二〇一二年八月二日

目 录

一、 方位角的计算公式

二、 平曲线转角点偏角计算公式

三、 平曲线直缓、缓直点的坐标计算公式 四、 平曲线上任意点的坐标计算公式 五、 竖曲线上点的高程计算公式 六、 超高计算公式 七、 地基承载力计算公式 八、 标准差计算公式 九、坐标中线测量与计算

十、全站仪的使用方法和坐标测量步骤

一、 方位角的计算公式

1. 字母所代表的意义：

x1：QD的X坐标 y1：QD的Y坐标 x2：ZD的X坐标 y2：ZD的Y坐标 S：QD～ZD的距离

α： QD～ZD的方位角

2. 计算公式：

S??x2?x1?2??y2?y1?2

y2?y1 x2?x1y2?y1 x2?x11）当y2- y1>0，x2- x1>0时：??arctg2）当y2- y1<0，x2- x1>0时：??360??arctg3）当x2- x1

1. 字母所代表的意义：

α1：QD～JD的方位角 α2：JD～ZD的方位角 β：JD处的偏角

2. 计算公式：

β＝α2-α1（负值为左偏、正值为右偏）

三、 平曲线直缓、缓直点的坐标计算公式

1. 字母所代表的意义：

U：JD的X坐标

V：JD的Y坐标 A：方位角（ZH～JD）

23?Ls?DLsLs?T：曲线的

公式名称次数密度 组距

数学公式各组次数/组距 (最大值-最小值)/组数 全距/1+3.322*lgN 全距/组数 (上限+下限)/2 上限-相邻组的组距/2 下限+相邻组的组距/2x

说明

字母含义

组中值

开口组只有上限 开口组只有下限 简单x x n f

n

x

算术平均数x

xf fn

加权

:平均数 ：单位变量值 ：总体单位数 ：权数

H

调和平均数H

1 x

简单

m 1 x *m

加权

H :平均数 x :单位变量值 n :总体单位数 m :权数

G

n

几何平均数G f

f

x xf

简单 加权

G :平均数 n :项数

:连乘

Me

L

2

s m 1 *d fm

下限公式

中位数

Me

f

U

2

sm 1 *d fm

上限公式

计数 中位数所在后各组累计 s m 1 : 数 f m :中位数所在组的次数 d :中位数所在组的组距M o :众数 L :中位数所在的下限 U :中位数所在的上限 1 :众数所在组的次数与前一组

M e :中位数 L :中位数所在的下限 L :中位数所在的下限 U :中位数所在的上限 中位数所在组前各组累 s m 1 :

M

o

L

1 1 2 2 1 2

*d

下限公

路线平曲线小于600m时，在曲线上设置超高。超高方式为，整体式路基采用绕路基中线旋转。 超高设计和计算

3.6.1确定路拱及路肩横坡度：

为了利于路面横向排水，应在路面横向设置路拱。按工程技术标准，采用折线形路拱，路拱横坡度为2%。由于土路肩的排水性远低于路面，其横坡度一般应比路面大1%～2%，故土路肩横坡度取3%。 3.6.2超高横坡度的确定：

为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，当平曲线半径小于不设高的最小半径值时，应在路面上设置超高，而当平曲线半径大于不设超高时的最小半径时，即可不设超高。拟建公路为山岭重丘区三级公路，设计行车速度为40km/小时。按各平曲线所采用的半径不同，对应的超高值如表： 表3-1 圆曲线半径与超高 表3-1 圆曲线半径(m) 超高值(%) 圆曲线半径(m) 超高值(%) 600～390 1 150～120 5 390～270 2 120～90 6 270～200 3 90～60 7 200～150 4 当按平曲线