高压电缆通过钢架长跨距桥梁时的伸缩弧装置
（广东电网公司佛山供电局，佛山528000） 张群峰，区伟潮，磨清华
要：为满足高压电缆在通过长跨度钢架桥梁数设时困存在桥梁热伸缩面需要设置伸缩装置的需要，结合工程实际情况设计制造了伸缩弧装置，计算确定了有关尺寸，并核拟现场安装实际情况进行了试验验证，结果表明该笔弧装置能够吸收桥梁的最大热伸缩量，且能够保证电缆任一点的弯曲半径满足敷设及运行的要求，一年多的 运行实践证明该伸缩弧装置满足安全运行的要求，可供网类工程参考.
关键词：高压电缆：伸缩装置：桥梁敷设：最大热伸缩量：弯曲平径：试验验证
中图分类号：TM757 文献标志码：B 文章编号：1003-6520[2008}11-2510-03
0引言
1伸缩装置选型
1.1桥梁的伸缩量
2005年，由于市政建设需要，跨越佛山市东平压电缆在东平大桥上数设是技术上可行且比较经济 河的220kV佛藤线需要改为电缆，经多方论证，高的方案.东平大桥为钢架悬拱桥结构，主跨300m，主桥长度（即桥梁两侧伸缩缝与伸缩缝之间的长度）578m，双向8车道设计，属于长跨距桥梁，220kV佛藤线电缆截面为2000mm²，电缆自“1桥缴的电 缆竖井垂直向上蛇形敷设45m，通过伸缩装置进人电缆栈道（悬挂于人行道下），在栈道上蛇形数设约580m，再通过伸编装置进人6桥墩的电缆竖井垂数设时，由于存在热伸缩，应满足下列规定：①≥110 直向下蛇形敷设45m至地面.高压电缆在桥梁上kV的大截面电缆宜作蛇行敷设，用以吸收电缆本身的热伸缩量：②在桥梁的伸缩间部位的一端，应按照桥梁最大伸缩长度设置电缆伸缩弧，用以吸收桥梁的热伸缩，蛇形敷设的各个参数可以依据规 程DL/T5221-2005《城市电力电缆线路设计技术规定》给出的公式并结合经验确定，对于如何设置伸缩装置以吸收桥梁的热伸缩，规程中没有明确规定.本文结合工程实际情况，设计制造了伸缩弧装置，并进行了试验验证.
生伸缩，伸缩量是由大桥的结构、荷载形式、长度、温 由于环境温度以及桥梁荷载的变化，桥梁会发差等因素决定，精确数值的计算通过计算机编程可以实现，其估算公式为
式中，m为大桥伸缩量k=1.4-2.0：a为线膨胀系数：L为大桥的长度：为大桥的温差.
根据桥梁设计单位计算的结果，东平大桥的伸
[平面图]
缩量为240mm.
1.2伸缩装置的选型
1.3伸缩弧装置尺寸计算
图1Offset装置补偿原理图
伸缩装置的选型应该能够吸收桥析的热伸缩，且保证数设于伸缩装置上的电缆不发生过分的弯曲.经调研，日本古河的Qffset伸缩弧装置在日本有比较成熟的运行经验，我国上海市洋山深水港降 压站工程110kV进线电缆在东海大桥上敷设，也采用了日本古河的Offset伸缩弧装置，这种装置能够提供较大的吸收补偿，其原理图如图1所示.
虽然Offset伸缩弧装置使用在本工程上，可以满是技术上的要求，但也存在价格昂贵、占用空间 大、对桥梁的荷载大、对大桥景观影响较大等问题.考虑到东平大桥的热伸缩最大值为240mm，伸缩量较小，本工程提出了伸缩孤方案，并设计和制造了伸缩弧装置，将弹性钢板按照给定的尺寸加工为弧形，安装在电缆栈道与电缆上下竖井之间（如图2所 示）.利用圆弧结构弯曲变化的机械物理性能，吸收桥梁的热伸缩，在受压和受控的情况下伸缩弧均匀变化，避免电缆局部弯曲的现象.
伸缩弧装置使用厚度为10mm、宽度为900mm的50号优质碳素结构弹性钢板加工.伸缩弧装置加工图如图3所示.
弹性弧形钢板的AB段与电缆栈道固定连接，DE段与电缆井固定连接，BCD之间的圆弧为伸缩弧，当桥梁热伸缩时，由于电缆栈道与桥梁固定连接，因此电缆栈道随着桥梁发生移动，进面通过 AB段推或拉动伸缩弧，伸缩弧通过均匀变形用以吸收桥梁的热伸缩.
假设弹性弧形钢板是在桥梁的伸缩缝达到最大值时安装到桥梁上的，则当伸缩缝不断减小直至达到最小值时，伸缩弧的弯曲变形最为严重，此时伸缩 弧的弯曲半径和电缆的弯曲半径达到最小值，根据要求，电缆的弯曲半径应>20D（其中D为电缆外径，D=140mm）.先假设一个伸缩弧半径，再验算桥梁的热伸缩量从最大值变为最小值时，伸缩弧 的弯曲半径如果满足>20D（即2800mm）的要求，则伸缩弧尺寸满足要求.
图2伸缩弧装置现场安装围
当桥梁伸缩缝为240mm时，取伸缩弧BCD段的弯曲半径为3500mm；当桥梁伸缩缝为0时，根BCD段对应的弯曲半径为3160mm，满足电缆的弯 据BCD段圆弧的弧长不变原理，可以计算出圆弧曲半径>20D（即2088mm）的要求.
2伸缩弧装置模拟试验
了模拟试验，试验方案示意图如图4所示. 本文按照图3确定的尺寸，加工了样品并进行
由于桥梁的两侧均设置了伸缩缝，本工程在两侧伸缩缝位置各安装了一套弹性弧形钢板，因此每套伸缩弧应吸收120mm的热伸缩，使用液压油泵 和液压伸缩筒推动或拉动伸缩弧，使其沿水平方向发生（160mm，160mm）的滑移，以模拟桥梁的热伸缩并有适当裕度.
图3伸缩弧装置加工图
使用了两种方法测绘伸缩弧装置在滑移过程中伸缩弧的形状曲线.
方法一是将上端固定点D和下端固定点B之间的伸缩弧按照200mm的间距进行划分，得到34个标示点，B点标示为”1，D点标示为”34.使用全站仅测量全站仪至伸缩弧上各标示点所在平面的垂 直距离/=10.08m，然后测量上端固定点D的行程在一160、0、160mm时，各标示点的水平角α和垂直角g（数据如表1所示），平画标x，y的计算公式为
图4伸缩弧装置模拟试验方案示意图
mm位置时，在木板上描绘出对应的伸缩弧曲线（如图5所示），使用半径为2.8m的圆纸板进行度量， 目测可知伸缩弧曲线上各点的弯曲半径>2.8m.
利用以上公式可将a、3换算为平面坐标x、y，描绘在AutoCAD中，所测各点弯曲半径如表2所示.
方向立一木板，当伸缩弧装置分别在一160、0、160 方法二是使用直接描绘法，紧贴伸缩弧在竖直
由表2以及图5可知，该伸缩弧在受拉和受压
表1 全站仪测量法所得的数据
行程分1560 mm 行和为0 行程 160 mm东干角.垂直角 水平角 直角 水干角 垂直角11559′30° 2 35F58′30° 34*30′5" 97"°$′'45° ''s" 94²31' 0°s′16”0”′19” 9*22's 92*12′53" 90°23′15* 92”13′s*91°s’” 3*222 91°4′5° 91′4′65” 85 68 bt 02 65 9 25 62 85 9 355°2′19”8′8′’38 358°32’33° 87°49’27* z，2 8 86°47'st" 7 1 9 2 858 87°45′” 30 2 289 N2 65 86*°37'*11 356'49’s0f 84*s2’6 10 357"27′41° 85*48′49′ 357"29′19° 84°41'1′ 85$'s’54* 85°40′"” 58*2s4²33' 358°35′43”" 85°34′42”13 355"23′44° 83°7’2° 123568’30” 83*58′6” 356°50′53′ 83*45′29" 35′"29’17° 80’35'15" 61 28 0 s 5 11 355*22′31′82”'’” 356"8′36” 82”52'3" 3"’28” 81°47′20° 8°40°1 5 09 st s 91 351′43′2*” 80′3’s3" 354"°33′46′ 81°15′4r 08 1 1t se17 35215* 79’38′ 80°14” 352’50′49” 79°58’46"” s1°5s's8" t 91 5 28 62 2 6 98 38"'es′31* 78°54'618 311°5′26” 19 3”8′54* 79°6′’11° 35's'58° 78′42'15° 851"es′47 78°18′4r*21 348′2′4° 78′0′s” 9t 21 11 5 og 8°3’5s* 78°11'2* 7°44′2" t1 4 s ost 349°54’26° 77*19′29"22 34°'s'a 7"47s° 23 345′12′s8" 71*'t"” 2472'23* 7°21'x° 348°54′s2* 76′’56*35* 347'52'24” 76′37'53”25 34*10′8” 76*8′” 24 345°11′49" 277*11* 365°6'8” 16′12's7 346’50s" 12 926 543°’12°76*s” 343°57′17”76”26'4F 34"59’5°”76°85′"” 34*''5* 74’s'22”28541*82 27 s42°8′50′ 16*40's2° 74′36'2* J5 02 94 82 s 2 t 81 9c pt s 345°41'3" 76°1’1′9 3039°8′4276”85′4° 74′34'47* 1 92 1 s m 3.22 925.ss 28 2 92 31338*′55°768′41° I 82 9 12 85 88 39°7′s”s*15s*32 337*12′11°76′47'47” 33 33′°14′3′ 76°58°s4" 37'55′87* 76′38'29” 336°51′22" 76′1'59"′ 338°s8′2* 74*27's1* 33T"40′4′16°42’s9"34335°19′38”77*13’° 33°2′14” 77°8′38° 33*°4'2* 77*0's"
表2测绘所得的伸缩强各标示点的奇曲半径
行程为150 tmm 行程为 行程为0 行程力 160 mm 160 mm 行程为 行为0 160 mm1 2 7 5199 533 7499 22.1001 19 38 4.2464 4 60]4 4 9219 4.2337 3 9254 4 13853 4′ 2.8644 3.0315 2 8927 3 2613 4.3439 3. 6614 21 4.1433 4 4344 3.5036 3.1403 2. 6463 2 95822.8786 3 0191 2 9181 3.1142 2 9467 22 3 8572 4 5033 4.4039 3 066 2 9316 3 04832.8494 2.8593 2 8909 2.st09 24 4 4066 4.3454 4. 16718 9 3 073 2.88 2 8999 2 8483 2.8864 1 0694 25 26 6 6064 4 581 4 4547 4.605 4 0468 4. .3579 11 1.2171 3 1101 2. 8758 2.8494 2.8524 27 28 3 7109 5.0258 4.0763 4. 6094 4 0142 4.426122.9668 2. 9766 2.8238 29 5.1922 4.1452 4 .2889 13 1.344 1 0617 2 9641 2.9477 2.9042 35 IS 2.1259 4.215 1.3208 4.3138 3 9634 3 .0703 164.1466 4 0527 4 2321 1 6851 3.0to8 3* 33 3.2046 4.2257 3.5114 3.746 4 0354 3 69817 4.0241 4 3061 3 7865 34
3结语
张容峰
1974-，男，工程师从事高压电缆技术管理工作E-mal sgzf@163. 电话：（0757)
图5与半径2.8m的圆对比示意图
的情况下，可将施加在伸缩弧的水平位移转化为伸缩弧的弯曲，其形状变化较为均匀，保证了伸缩弧上 任一点的弯曲半径满足>2.8m的要求.
分析表2的数据，可以发现以下的2个因素会影响伸缩弧的弯曲半径：①加工伸缩强时存在加工误差，导致伸缩弧并非标准的弧形：②敢设电缆时，施工原因导致伸缩弧发生局部变形，因此，一定要 保证伸缩弧的加工精度：在运输和安装时，要在伸缩弧下方装设加强板（电缆安装完毕后即予以拆除）.
本文设计和制造的伸缩弧装置已经过一年多的运行实践检验，完全满足运行要求.
本文设计和制造的伸缩弧装置已经过一年多的运行实战检验，完全满足运行要求，且具有投资很少、安装方便、对桥梁荷载小等优点.本文提出的设计方 案及试验方案对其它工程具有积极的借鉴意义.
参考文献
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