木質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越線架的安全性進行計算，主要對木質越線架在最不利的工況下是否能滿足安全使用要求進行計算，結果證明：木質跨越架的安全性能在最不利的工況下均能滿足使用要求，可以普遍應用到跨越電氣化鐵路中。

關鍵詞：送電線路；木質越線架；安全性能；電氣化鐵路；輸電線路 文獻標識碼：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日益增多，我單位2012年施工的長春、四平地區電磁環網解環配套工程Ⅱ標段就含有跨越運行電氣化鐵路的部分，應鐵路局要求，必須采用木質跨越架。本文將以長春、四平地區電磁環網解環配套工程Ⅱ標段跨越電氣化鐵路為例，針對木質跨越架特殊工況下的安全性能進行計算分析。

1 木質越線架搭設相關要求

依據《建筑施工木腳手架安全技術規范》（JGJ164-2008）的相關要求，木質越線架的立桿、橫桿、斜撐材質應為剝皮杉木或落葉松，立桿梢頭截面直徑不應小于70mm，大頭直徑不大于180mm；橫桿截面直徑不應小于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；用過的鋼絲嚴禁重復使用。防護架桿與桿搭接長度不小于1.5m，綁扣不小于3處，鐵路側設置側向支撐桿，增設掃地桿，提高跨越架的穩定性。立桿及斜桿埋入土中不得小于300mm。

2 木質防護架檢算

2.1 工程概況簡介

新建長春四平解環配套220kV電力線路39#塔～40#塔之間電力導線需跨越哈大高鐵，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，最寬橫擔兩個邊導線間距離為11.2m。新建220kV送電線電力導線為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線路電力導線與哈大高鐵交叉角度為88°。跨越架搭設具體如圖1所示。

2.2 防護架檢算

2.2.1 導線無張力情況下墜落。選取跨越時使用的1#防護架進行檢算。

立桿布置：1#防護架最大高度為25.5m。順線路方向立桿縱距、橫距均為1.5m，順鐵路方向長21m，設置15排立桿，垂直鐵路方向15m設置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。支架外側剪刀撐由底至頂，連續設置。

第一，構造參數。防護架計算高度（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，兩排腳手架間設置斜撐。腳手架材料參數：木材彈性模量（N/mm2）：10000；木材抗彎強度設計值（N/mm2）：17；木材抗壓強度設計值

（N/mm2）：15；木材抗剪強度設計值（N/mm2）：1.6。

第二，立桿驗算。立桿承受大、小橫桿傳來的荷載，按壓桿穩定驗算。穩定性的計算參數如下：防護架高度為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；考慮導線墜落重量由2根立桿承擔。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。墜落導線的重量由一個防護架的2根雙橫桿承擔，每根雙橫桿承擔的重量為5.95kN，該荷載在橫桿產生的最大彎矩：

導線無張力情況下墜落橫桿承載力滿足要求。

第四，防護架水平穩定性。防護架水平方向的穩定性依靠背向鐵路方向時，地錨及拉線承擔。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不小于10kN。

2.2.2 導線帶張力情況下墜落。導線帶張力情況下突然墜落，防護架受到水平力分為兩種工況：

工況1：導線帶張力情況下突然墜落，落入防護網中，防護網變形所產生對防護架的拉力為水平牽引力20kN×2=40kN，全部由拉線承擔，頂層橫桿共設置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定性滿足要求。

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

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，防護架整體穩定計算。頂層橫桿共設置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，穩定性滿足要求。由于防護架采用多根豎桿和橫桿組成格構式防護架，因此當電力導線突然墜落砸到防護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 結語

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

參考文獻

[1]建筑施工木腳手架安全技術規范（JGJ164-2008）[S].北京：中國建筑工業出版社，2008.

[2]電力建設安全工作規程（第2部分）：架空電力線路（DL5009.2-2004）[S].北京：中國電力出版社，2004.

[3]國家電網公司.國家電網公司電力安全工作規程線路部分[S].北京：中國電力出版社，2009.

[4]中國鐵路總公司.鐵路技術管理規程[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。

（責任編輯：黃銀芳）