【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种铝合金材料的输电线路跨越架设计方法。
技术介绍
1、在输电线路施工过程中，受土地成本和空间以及用户用电要求的限制。不同电压等级的输配电线路间交叉跨增长迅速，跨越施工除了包括实现跨越施工外，还包括封拆网、拆除跨越架、跨线路展放新建工程导地线等施工，有的需要停电条件下施工作业，因此传统跨越方式已无法高效实现输变电线路带电跨越施工。例如：采用木质或竹质跨越架，不仅搭设周期比较长，涉及面积大，且对地形环境要求高；而采用钢管跨越架，不仅钢管本身质量重，且进行组装拆卸时需花费时间长、施工效率低，因此只在停电搭设条件、跨越低电压等级线路施工时较为适用。另外，在电网运行高可靠性背景下，施工停电的窗口期日益缩短，施工单位为完成跨越带电线路施工，通常要投入大量的人力、财力、物力。依托传统的停电条件下交叉跨越施工的方法已经逐渐无法满足现场需求，因此发展一种不需要停电实现线路各种交叉跨越施工技术，研制输电线路跨越带电线路施工行走机械的成套装置是非常必要的，不但保证了输电线路施工的高效性、安全性，还避免了电量的损失，提高了施工机械化率，符合国网打造基建“六精四化”专业体系的要求，显得尤为突出和重要。
2、不停电跨越施工中，确保电网运行高可靠性的同时，也为施工安全性带来了更大挑战。一方面，需要做好前期的准备工作，严格按照施工安全规范设计工程方案，并进行安全性论证；另一方面，也需要根据工程实际，分析潜在的安全隐患，将施工风险降到最低。由于实际中输电线路工作环境复杂多样，在现有跨越带电线路施工中，为确保被跨输配电线路安全、可靠运行
3、因此，需要一种对被跨越线路不停电的跨越线路施工技术，进行输电线路跨越带电线路施工行走机械的关键技术研究。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种铝合金材料的输电线路跨越架设计方法，通过该方法有助于提供一种方便快速架设与回收的输电线路跨越架，且可以重复利用。
2、本专利技术的技术方案在于：一种铝合金材料的输电线路跨越架设计方法，包括以下步骤：
3、（1）进行桁架式跨越架结构设计：桁架式跨越架包括行走车，行走车的上方安装有能够升降的主桁架，主桁架顶部安装有平台立柱，平台立柱的底端安置了一个旋转平台，旋转平台的四周转动安装有液压杆，平台立柱上端布置跨线平台，液压杆的上端分别与跨线平台转动连接；
4、（2）进行主桁架设计：主桁架由第一节桁架、第二节桁架、第三节桁架构成，第一节桁架安装在行走车的上方，第一节桁架的上方与第二节桁架的下方采用桁架升降液压系统连接，第二节桁架的上方与第三节桁架的下方采用桁架升降液压系统连接；
5、（3）跨线平台选型：跨线平台由一号跨线架、二号跨线架、三号跨线架、四号跨线架、五号跨线架以及端部斜撑组成；其中，一号跨线架、二号跨线架、三号跨线架以及五号跨线架均由平台纵向空心管、平台横向空心管、平台横向联系空心管、支点组成；四号跨线架由平台纵向空心管、平台横向空心管构成，各跨线架之间通过转轴部件连接；
6、（4）拉弯、压弯构件截面强度计算，并计算确认材料参数；
7、（5）进行跨越架的电磁安全设计；
8、（6）对桁架式跨越架进行带电施工电场仿真。
9、进一步地，所述第一节桁架、第二节桁架、第三节桁架分别包括四根桁架竖杆，相邻两桁架竖杆之间自上而下间隔设置有卧式桁架直腹杆，上下相邻两桁架直腹杆之间设置有桁架斜腹杆，位于第一节桁架、第二节桁架、第三节桁架的顶部和底部均设置有桁架连杆。
10、进一步地，所述平台立柱包括四根立式设置的上部支柱，相两根上部立柱的对角线之间设置有立柱联系空心管，四根液压杆转动安装在平台立柱底部的四个端点上；所述跨线平台的四个边角分别设置有端部斜撑。
11、进一步地，跨线平台选型时采用有限元分析的方式，进行整体结构应力图的仿真，从而获得整体结构中可能存在安全部分的位置，并以此作为选型依据。
12、进一步地，步骤（4）中，在轴心力和弯矩的共同作用下，当截面出现塑性饺时，拉弯或压弯构件达到强度极限，n/np和m/mp 的相关曲线是凸曲线，其承载力极限值大于按直线公式计算所得的结果；其中np是无弯矩作用时全截面屈服的应力，mp是无轴力作用时截面的塑性饺弯矩；采用式（2-1）计算圆管构件的双向压弯的应力：
13、弯矩作用在两个主平面内的圆形截面拉弯构件和压弯构件，其截面强度按下式计算：
14、 （2-1）
15、式中： n ——同一截面处轴心压力设计值(n)；
16、m x、m y——分别为同一截面处对x轴和y轴的弯矩设计值(n·mm)；
17、、——截面塑性发展系数，根据其受压板件的内力分布情况确定其截面板件宽厚比等级，当截面板件宽厚比等级不满足s3级要求时，取1.0，满足s3级要求时；需要验算疲劳强度的拉弯、压弯构件，宜取1.0；
18、——圆形构件的截面塑性发展系数，对于实腹圆形截面取1.2，当圆管截面板件宽厚比等级不满足s3级要求时取1.0，满足s3级要求时取1.15；需要验算疲劳强度的拉弯、压弯构件，宜取1.0；
19、an——构件的净截面面积（mm2)；
20、wn——构件的净截面模量（mm3)。
21、进一步地，步骤（5）中，电磁场理论由麦克斯韦方程组来描述，微分形式的麦克斯韦方程组为：
22、 （2-2）
23、 （2-3）
24、 （2-4）
25、 （2-5）
26、其中：h为磁场强度(a/m)，j为电流密度(a/m2)，d 为电通量密度(c/m)，e 为电场强度(v/m)，b为磁感应强度(t)，为电荷体密度(c/m3)；
27、 （2-6）
28、 （2-7）
29、 （2-8）
【技术保护点】
1.一种铝合金材料的输电线路跨越架设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种铝合金材料的输电线路跨越架设计方法，其特征在于，所述第一节桁架、第二节桁架、第三节桁架分别包括四根桁架竖杆，相邻两桁架竖杆之间自上而下间隔设置有卧式桁架直腹杆，上下相邻两桁架直腹杆之间设置有桁架斜腹杆，位于第一节桁架、第二节桁架、第三节桁架的顶部和底部均设置有桁架连杆。
3.根据权利要求1或2所述的一种铝合金材料的输电线路跨越架设计方法，其特征在于，所述平台立柱包括四根立式设置的上部支柱，相两根上部立柱的对角线之间设置有立柱联系空心管，四根液压杆转动安装在平台立柱底部的四个端点上；所述跨线平台的四个边角分别设置有端部斜撑。
4.根据权利要求1所述的一种铝合金材料的输电线路跨越架设计方法，其特征在于，跨线平台选型时采用有限元分析的方式，进行整体结构应力图的仿真，从而获得整体结构中可能存在安全部分的位置，并以此作为选型依据。
5.根据权利要求1所述的一种铝合金材料的输电线路跨越架设计方法，其特征在于，步骤（4）中，在轴心力和弯矩的共同作用
6.根据权利要求1所述的一种铝合金材料的输电线路跨越架设计方法，其特征在于，步骤（5）中，电磁场理论由麦克斯韦方程组来描述，微分形式的麦克斯韦方程组为：
7.根据权利要求6所述的一种铝合金材料的输电线路跨越架设计方法，其特征在于，为使问题得到简化，引入两个变量来把电场量和磁场量分离开来，两个变量一个是矢量磁势A，另一个是标量电势，它们的定义如下：
8.根据权利要求1所述的一种铝合金材料的输电线路跨越架设计方法，其特征在于，步骤（6）中，采用1998年ICNIRP安全导则中规定的工频磁感应强度限值0.1mT作为工频磁场的安全评价标准。
...【技术特征摘要】
1.一种铝合金材料的输电线路跨越架设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种铝合金材料的输电线路跨越架设计方法，其特征在于，所述第一节桁架、第二节桁架、第三节桁架分别包括四根桁架竖杆，相邻两桁架竖杆之间自上而下间隔设置有卧式桁架直腹杆，上下相邻两桁架直腹杆之间设置有桁架斜腹杆，位于第一节桁架、第二节桁架、第三节桁架的顶部和底部均设置有桁架连杆。
3.根据权利要求1或2所述的一种铝合金材料的输电线路跨越架设计方法，其特征在于，所述平台立柱包括四根立式设置的上部支柱，相两根上部立柱的对角线之间设置有立柱联系空心管，四根液压杆转动安装在平台立柱底部的四个端点上；所述跨线平台的四个边角分别设置有端部斜撑。
4.根据权利要求1所述的一种铝合金材料的输电线路跨越架设计方法，其特征在于，跨线平台选型时采用有限元分析的方式，进行整体结构应力图的仿真，从而获得整体结构中可能存在安全部分的位置，并以此作为选型依据。
5.根据权利要求1所述的一种铝合金...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋日坤，武奋前，许倩，郑艺斌，林少远，陈洪劼，康俊健，林志煌，黄以华，陈建，兰生，黄昭斌，郑金春，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司厦门供电公司，
类型：发明
国别省市：
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