针对冲乎尔水电站厂房屋顶出线架结构设计

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1、小水电2013年第2期(总第170期)规划设计冲乎尔水电站厂房屋顶出线架结构设计王瑞华(新疆水利水电勘测设计研究院新疆乌鲁木齐830000)通常输变电的出线杆塔多座落在地面上，可以1工程概况选国标定型的塔架，而屋顶出线杆由于基础位置在冲乎尔水电站位于新疆阿勒泰地区某县境内，副厂房框架柱上，框架柱截面尺寸(1．2m×1．2m)厂房布置为坝后式，纵轴线与河流方向近正交，电有限且要考虑到框架柱的稳定，不可能选到合适的站装机4×27．5MW。主厂房包括主机间和安装间两国标定型的杆塔，因此其结构设计相对复杂。部分，安装间布置在主机

2、间的左侧；副厂房布置于导线出线高度及避雷线高度根据电气设备布置主厂房上游侧，与主厂房等长；主变压器布置于一及安全距离要求确定，导线距屋顶高度为10m，避次副厂房内，开关设备为户内GIS方式布置，也布雷线距屋顶高度为15．5m。导线共4组，每组分A、置于副厂房内。B、C三项，各项导线间距2．2m。按需要设4个出线杆塔分别架立于框架柱顶，与框架柱固接；3个2出线架布置横梁架于出线杆塔问，与杆塔单跨简支连接。导线电站厂房采用户内式升压输电，考虑厂房整体挂在出线横梁底部，避雷线挂在出线杆塔上。根据布置，出线场选择布置在一次副厂房

3、屋顶。为架空布置要求，杆塔最大间距l8．5m，总高度l5．5m，横高压线需设计出线杆塔及出线横梁，出线杆塔与横梁最大跨度18．5in(见图1)。梁均采用钢结构。—_．ln卜o。n＼／741．70三n』室f●丑且mnf0昌f731．70、m39o035o080o0700O8Oo067001b9}059006o0O590O图1出线架布置为22IBm，截面尺寸为550IBm×550mm，这样的实腹3出线架结构设计式构件不仅具有竖向刚度，也有较大的平面外刚3．1出线横梁结构设计度。结构布置时可以沿轴线布置钢梁，两端与出线出线横梁

4、采用箱形截面梁，翼板与腹板厚度均构柱铰接(见图2)。结构设计主要包括：截面初选、荷载计算、横梁内力计算、横梁截面设计。收稿日期：2012—12—171)截面初选作者简介：王瑞华(1979一)，男，工程师，主要从事水利水截面高度h与建筑效果、挠度、弦杆大小密电工程设计工作。Email：wangruihua563@126．oom·27·规划设计SMAIJHYDROPOWER2013No2．Total7D7741．975寸满足要求。《钢结构设计手册》公式：Mx／(声b)+My／(YWy)≤厂1，刊●同时验算梁的挠度也满足要求，

5、组成截面的翼板及腹板的强度也满足要求。3．2出线立柱结构设计出线立柱结构设计主要包括：截面初选、荷载计算、内力计算、截面设计、柱头和柱脚设计等；I’；(见图3)。．J图2出线架横梁截面切关联，根据该工程的经验：h／l=1／20～1／35，其中f为跨度。横梁的宽度主要影响构件的整体稳!：●——●定，与强度、挠度关系不甚密切，因此确定梁宽度b主要看横梁的平面外支撑数以及支撑效果，还与梁的横隔间距有较大关系，一般可取b／h=1／1～1／2。横梁截面水平向与垂直向均受力且相当，因●——-此初定截面尺寸为550mln×5501TI

6、／n。7o02)荷载计算·恒荷载：结构自重+悬挂于横梁上的导线图3出线立柱截面拉力·活荷载：风荷载1)截面初选参考《高压架空输电线路施工技术手册》第二截面采用为实腹式柱，翼板及腹板厚度均采用版(李薄之编著)一书中架空悬线倾斜角计算公式：22nlln。实腹式柱外围截面为1．0m×0．7m。公式1：架空悬线倾斜角0A=arctgl朋r，／2)荷载计算2Hcos~+(一；t2cos~／2L)(一W)／H—h／Ll·恒荷载：结构自重+悬挂于立柱上的避雷线(一端绝缘子串)拉力+横梁产生的支座反力公式2：架空A=arctgl，／2日

7、cos+(·活荷载：风荷载一W)／H—h／Ll(两端绝缘子串)3)内力计算实腹式柱的内力计算按底部固定的压弯构件计根据以上公式算出的导线、避雷线倾斜角对导算：Mx=1576kN·ITI，N=197kN。线和避雷线的张力设计值按水平向、垂直向和轴向4)截面设计分解，分别算出各方向的力。自重荷载按初定截面由计算的内力值对截面的强度复核，同时计算估算为5kN／m；由于横梁截面为实腹式钢梁，按当地风速所计算的风荷载为0．7kN／rn2。结构的整体稳定和局部稳定，验算截面尺寸。《钢结构设计手册》公式：3)内力计算按简支梁结构计算水

8、平向和垂直向最大弯距和Ⅳ／xA+flmxMx／(IX(1一x／ⅣEx))≤-厂轴力，计算支座最大剪力：Mx=500．5kN·m，MYN／A-4-Mx／(7xWnX)±My／(yYY)≤-厂=450．0kN‘m，Q=89．7kN。5)柱头和柱脚设计4)截面设计柱头设计主要指与横梁的连接设计，按横梁与按双向压弯构件计算截