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電力工程中鋼結(jié)構(gòu)支架的應(yīng)用分析

韓星辰（國(guó)網(wǎng)商丘供電公司，河南省 商丘市 476000）

我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促進(jìn)了電力事業(yè)的發(fā)展，電力事業(yè)離不開(kāi)電力工程作為支撐，為了更好的發(fā)展電力事業(yè)，我們必須對(duì)電力工程有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)才行，本文就通過(guò)電力工作中鋼結(jié)構(gòu)支架的選型入手逐步深入的對(duì)鋼結(jié)構(gòu)支架在電力工程中的應(yīng)用做出了分析，望對(duì)廣大同行有所幫助。

電力工程；鋼結(jié)構(gòu)支架；選型；應(yīng)用

鋼結(jié)構(gòu)支架作為電力工程施工中比較重要的環(huán)節(jié)，對(duì)保證施工人員的安全起到了重要的作用，隨著近些年的電力工程施工的增多。因此，要做好電力工程中的鋼結(jié)構(gòu)支架應(yīng)用工作，就必須從鋼結(jié)構(gòu)支架的選型入手。讓我們了解到通過(guò)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)支架的選型，可以讓我們得到可以滿足施工要求的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和鋼度，這樣的運(yùn)用可以有效增強(qiáng)電力工程中鋼結(jié)構(gòu)支架應(yīng)用情況。并通過(guò)一定的計(jì)算進(jìn)而分析出來(lái)鋼結(jié)構(gòu)支架的受力情況，這樣可以進(jìn)一步保證電力工程的施工安全性。

1　鋼結(jié)構(gòu)支架的選型

鋼結(jié)構(gòu)支架品種較多，本文就鋼結(jié)構(gòu)支架在電力工程的應(yīng)用上進(jìn)行了分析，需要值得注意的有以下幾個(gè)方面：

（1）在進(jìn)行電力工程的施工過(guò)程中，我們選擇鋼結(jié)構(gòu)支架是由于其具有橫截面小，整體方便輕巧，便于安裝，對(duì)施工情況要求低等特點(diǎn)，這樣以來(lái)對(duì)電力工程施工時(shí)間可以進(jìn)行有效的把控，方便保質(zhì)保量保時(shí)的完成電力工程施工工作。

（2）在電力工程施工過(guò)程中如果出現(xiàn)跨越鐵路或道路的現(xiàn)象時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)支架有可能無(wú)法滿足這些跨度的需求，這樣我們就要采取組合的方式進(jìn)行支架工作，將相鄰的支架上面增加附加鋼桁架或縱橫梁等，這種輔助的跨越結(jié)構(gòu)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)支架操作。在進(jìn)行跨鐵路操作時(shí)作為輔助的跨越結(jié)構(gòu)底至鐵路鐵軌頂部的垂直距離不得小于5.5m，跨道路時(shí)則不能小于5m。

（3）在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)支架進(jìn)行選擇的過(guò)程中，要按照其用途進(jìn)行選擇。當(dāng)對(duì)固定支架進(jìn)行選擇時(shí)，我們通過(guò)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得到，一般的選擇多為門形和∏形。這是由于，采用門形支架或∏形支架可以有效的承擔(dān)縱向的推力，這樣通過(guò)四柱式的固定支架進(jìn)行固定，可以有效的保證固定支架的穩(wěn)定性。所謂四柱式固定支架就是將鄰近的∏形或門形支架進(jìn)行縱梁連接，這樣以來(lái)支架上的橫向和縱向的支點(diǎn)可以保證其不移動(dòng)，就有些的保證了支架的剛度，進(jìn)而保證了支架的穩(wěn)定性，減少了支架的水平位移的發(fā)生。但固定支架不能使用高支架，這是由于固定支架必須承受2個(gè)固定點(diǎn)的縱向水平推力，如果采用高支架將會(huì)產(chǎn)生較大的偏心距，從經(jīng)濟(jì)層面來(lái)講也是不適合的。

（4）在對(duì)T形鋼結(jié)構(gòu)支架進(jìn)行選擇時(shí)，我們要注意到，T形支架的橫梁多為懸臂梁，并且其懸梁的長(zhǎng)度一般是在0.8米以內(nèi)，如果采用的是單角鋼或者單槽鋼，則懸梁的長(zhǎng)度要控制在0.5m以內(nèi)。并且由于其整體的抗扭矩能力和剛度相對(duì)較弱，在使用過(guò)程中也有一定的限制，比較常用的是需要鋼結(jié)構(gòu)較少，受力情況比較低或者結(jié)構(gòu)相對(duì)對(duì)稱的情況。當(dāng)然，這就要求在選擇過(guò)程中，我們必須了解到選擇T形鋼結(jié)構(gòu)支架時(shí)必須要求鋼結(jié)構(gòu)的水平荷載與垂直荷載比較接近，材質(zhì)也要盡量相同。

（5）在對(duì)門形或∏形支架進(jìn)行選擇時(shí)，由于這種結(jié)構(gòu)的抗扭矩能力和剛度都比較好，這樣的結(jié)構(gòu)比較適用于對(duì)鋼結(jié)構(gòu)直徑要求較大，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)數(shù)量要求較多的環(huán)境。一般情況下，采用的門形支架比較多，如果需要的鋼結(jié)構(gòu)數(shù)量多，并且跨度和橫截面都比較大時(shí)，宜采用∏形支架，如有擋土墻等障礙物的情況下采用∏形支架可以有效的避開(kāi)障礙物。

（6）在對(duì)支架柱的細(xì)長(zhǎng)比進(jìn)行選擇時(shí)，要注意到實(shí)際的應(yīng)用效果，在進(jìn)行選擇時(shí)，我們要看到支柱架的橫截面尺寸大小，因其大小可以決定支架的穩(wěn)定性，所以在選擇時(shí)，要注意要保證其大小的協(xié)調(diào)性，防止發(fā)生頭重腳輕的現(xiàn)象。通過(guò)實(shí)踐我們得到，鋼結(jié)構(gòu)支架的長(zhǎng)細(xì)比范圍一般在100～150之間。

（7）我們要了解鋼結(jié)構(gòu)支架支座的選擇，鋼結(jié)構(gòu)支架的支座主要由固定、滑動(dòng)、滾動(dòng)三種，固定支座主要采取的是管道和管托焊接的方式來(lái)完成的，然后通過(guò)管托與支架柱頂部的埋件，用焊接的方式進(jìn)行連接。這樣可以有效保證支架柱頂部埋件的安全可靠性。而滑動(dòng)、滾動(dòng)支座一般用在活動(dòng)支架上，這是由于活動(dòng)支架承受的主要是鋼結(jié)構(gòu)的垂直荷載及摩擦力，要減小摩擦力，要使用滾動(dòng)支座，但由于滾動(dòng)支座易生銹?，F(xiàn)在采用的主要是通過(guò)聚四氟乙烯來(lái)進(jìn)行潤(rùn)滑的滑動(dòng)支座，可以有效降低摩擦效果。

2　鋼結(jié)構(gòu)支架的計(jì)算

當(dāng)電力工程中鋼結(jié)構(gòu)支架的荷載超過(guò)270kg/m2時(shí)將會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)，這就要求我們必須控制在這個(gè)范圍之內(nèi)。例如鋼結(jié)構(gòu)支架的工作荷載在200kg時(shí) （在本文以后采用的均是這個(gè)例子），其所受的壓力如果僅由一塊夾板來(lái)受力，則會(huì)導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)中的螺栓由于在緊固中承受的壓力均有摩擦力來(lái)承擔(dān)，當(dāng)然實(shí)際操作中主要采用的是四塊夾板。

（1）我們要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)支架的拉緊力進(jìn)行計(jì)算，如果我們需要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)支架產(chǎn)生200kg的摩擦力就需要對(duì)其拉緊力進(jìn)行計(jì)算：

在此公式中，我們主要看的的是鋼材之間的摩擦系數(shù)情況，其中的F就是我們需要計(jì)算出來(lái)的拉緊力。

（2）我們要計(jì)算的是螺栓的強(qiáng)度，螺栓的強(qiáng)度主要是由彎曲強(qiáng)度，許用應(yīng)力和抗剪力這三方面組成的，我們先對(duì)螺栓的彎曲強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算公式如下：

其中彎曲強(qiáng)度中Z代表的是螺栓中螺紋具有的圈數(shù)，W則表示的是螺栓螺紋圈數(shù)斷面的系數(shù)，K是不均勻的子數(shù)，d代表螺栓小徑，D代表直徑，a代表的是受力臂，當(dāng)其為1h/2時(shí)，牙型寬度b為6t/8，則h就是0.87t，在為9～16范圍時(shí)，K就等于0.56，在小于9的情況下那么K就為，通過(guò)查表可以得出螺栓的彎曲強(qiáng)度為95.6（MPa）。許用應(yīng)力必須大于鋼結(jié)構(gòu)支架中的螺栓彎曲強(qiáng)度，才使得鋼結(jié)構(gòu)支架具有設(shè)計(jì)需求的抗彎能力?？辜袅χ凶钪匾氖亲兒奢dn，其數(shù)量范圍為3.5～5之間，通過(guò)計(jì)算我們可以得到我們需要的抗剪力。鋼結(jié)構(gòu)支架中螺栓的內(nèi)螺紋受力作用與外螺紋受力的計(jì)算方法是相同的，通過(guò)這樣的計(jì)算我們可以得到內(nèi)螺紋需要的強(qiáng)度。

（3）我們還需要計(jì)算鋼結(jié)構(gòu)支架力矩及加班強(qiáng)度和支架剛度等幾方面的計(jì)算，才能最終計(jì)算出來(lái)鋼結(jié)構(gòu)支架需要的各項(xiàng)指標(biāo)。其中，鋼結(jié)構(gòu)支架力矩的計(jì)算中我們已經(jīng)得知了螺栓拉緊力的數(shù)量為16667（N），其力矩公式為：

其中k是力矩系數(shù)，當(dāng)k在0.18～0.21的范圍時(shí)，力矩值為70（N·m）這樣就可以看到力矩值在這個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)的正壓力為16667N。夾板強(qiáng)度我們可以根據(jù)圖1來(lái)進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)公式，我們最終得到板 1的夾板強(qiáng)度為25.84MPa，其他的兩塊夾板強(qiáng)度也可以依次求得。在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)支架剛度計(jì)算時(shí)，我們也對(duì)板1進(jìn)行計(jì)算10-6m，得出的結(jié)果是沒(méi)有變形情況的發(fā)生，而板1的另一面也是一樣，這就說(shuō)明支架的強(qiáng)度足以進(jìn)行使用。鋼結(jié)構(gòu)支架外側(cè)受力我們知道必須大于螺栓的承受能力，通過(guò)查表我們認(rèn)為力度在900kg以內(nèi)的時(shí)候不會(huì)使的夾板滑落。我們還通過(guò)計(jì)算得出內(nèi)側(cè)受力在承受五倍力量的情況下也同樣不會(huì)有變形的現(xiàn)象發(fā)生，如果夾板在設(shè)計(jì)工藝要求的彈性變形范圍內(nèi)，也不會(huì)發(fā)生夾板脫落的現(xiàn)象。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)支架的穩(wěn)定性，我們必須知道靜力必須大于滑動(dòng)摩擦力，這就要求靜力必須大于200kg，通過(guò)分析，我們就可以得到在荷載200kg的情況下，鋼結(jié)構(gòu)支架是相對(duì)穩(wěn)定安全的。

圖1

3　結(jié)束語(yǔ)

我們從鋼結(jié)構(gòu)支架的選型入手，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)支架所需要的力學(xué)使用情況進(jìn)行了分析，我們得出在進(jìn)行電力工程施工過(guò)程中，必須對(duì)需要選用的鋼結(jié)構(gòu)支架進(jìn)行有效的選擇才能做好鋼結(jié)構(gòu)支架的施工工作，必須了解鋼結(jié)構(gòu)支架需要的抗彎能力及抗剪強(qiáng)度才能確保鋼結(jié)構(gòu)支架的穩(wěn)定性，最終我們得出的是鋼結(jié)構(gòu)支架是電力工程施工中不可或缺的重要組成部分。

2016-3-11

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2095-2066（2016）09-0049-02