依据我国通信行业标准YD 5148-2007《架空光(电)缆通信杆路工程设计规范》,对架空光(电)缆的安装要求、吊线的安装与选用要求作出如下规定,同时给出了吊线强度的计算方法。
一、架空光(电)缆的安装要求
架空光(电)缆有挂钩式、捆扎式和自承式三种方式,详见下图1。挂钩式或捆扎式的支撑吊线应悬挂在预定高度和间隔的电杆之间,并固定在电杆上,光(电)缆用电缆挂钩吊挂或用钢丝捆扎在支撑吊线上。“8”字形自承式光(电)缆由光(电)缆单元、吊线单元及连接两者之间的吊带三部分组成,其吊线直接固定在电杆上。挂钩式、捆扎式的1条吊线宜架挂1条光(电)缆;特殊情况下,通过复核吊线强度并在吊线承载强度范围内,可再增加架挂光(电)缆。电缆挂钩的安装间距为500mm,挂钩规格程式应符合规定要求;捆扎式宜用线径0.9~1.2mm钢丝缠绕,在沿海或有腐蚀气体的地区应采用防腐蚀合金钢丝。
图1:架空光(电)缆安装方式
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另外,GB 51171-2016《通信线路工程验收规范》中给出了架空光(电)缆安装的具体施工方法,欲详细了解的请进入。
二、吊线的安装要求
架空光(电)缆及吊线应安装在线路顺线方向电杆的侧面,在电杆两侧同一高度位置或上下交替安装,详见下图2-1。吊线用吊线抱箍或穿钉固定在电杆上,抱箍上安装三眼单槽钢夹板夹固吊线。无穿钉眼的水泥杆应采用吊线抱箍方式,有穿钉眼的水泥杆或木杆宜用穿钉方式。电杆两侧同一位置安装吊线应采用双吊线抱箍或无头穿钉;交替安装方式每条吊线用一个单吊线抱箍或有头穿钉安装,吊线抱箍及穿钉规格应符合规定的要求。
图2-1:吊线在电杆上的安装位置
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吊线在终端杆上做终结,详见下图2-2的安装方式。水泥杆上吊线终端可用拉线抱箍,反向安装顶头拉线;木杆则吊线钢绞线缠杆一圈。吊线终结在水泥杆上常用钢绞线卡子或三眼双槽夹板,木杆常用3.0mm钢丝缠扎。在终端杆前一档的电杆宜做辅助终结。辅助终端杆在面向终端一侧安装顺线拉线1条,面向终端杆反侧加装辅助吊线,详见下图2-3。
图2-2:吊线终结安装方式图
图2-3:辅助吊线安装方式图
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三、吊线的选用
架空光(电)缆支撑吊线宜用7股镀锌钢绞线。依据吊线及架挂光(电)缆的重量、气象条件的负载、架挂杆距及钢绞线的机械物理性能,选择钢绞线的规格程式,具体详见下表3-1。选用吊线钢绞线规格必须考虑设计安全系数K,K值按下表3-2取定。
表3-1:架空光(电)缆吊线规格的选用
表3-2:吊线钢绞线安全系数
四、吊线强度计算
吊线强度计算的内容比较多,一般需要计算以下项目:
1、吊线的单位负载
1)挂钩式吊线的单位负载按下图4-1-1所列的公式计算,式中各符号的含义详见下表4-1-1。
图4-1-1:挂钩式吊线的单位负载计算公式
表4-1-1:公式中符号的含义(挂钩式吊线的单位负载计算)
2)捆扎式及自承式光(电)缆的结构和安装方式与挂钩式不同,结冰凌和风压也不同,结构及截面见图4-1-2。因此,捆扎式及自承式吊线的单位负载应按下图4-1-3所列的公式计算,式中各符号的含义详见下表4-1-2。
图4-1-2:吊线及光(电)缆结构截面图
图4-1-3:捆扎式及自承式吊线的单位负载计算公式
表4-1-2:公式中符号的含义(捆扎式及自承式吊线的单位负载计算)
2、基础应力δj
取吊线吊挂光(电)缆后,在无冰、无风、最低温度-40℃时的应力作为基础应力δj,这时钢绞线的安全系数K取3.5。
3、计算临界杆距Lk
计算临界杆距,以确定吊线最大应力δmax出现的条件。首先,在有冰时判断δmax出现在-5℃有冰时,还是最低温度-40℃无冰时,其临界杆距Lk按下图4-3中的公式(1)计算,式中:a为钢绞线温度系数(12×10-6);tmin为最低温度(-40℃)。
当实际杆距L<Lk,则δmax出现在最低温度时;当实际杆距L>Lk,则δmax出现在有冰时。
图4-3:吊线强度的其它计算公式
另外,在无冰时判断δmax出现在最大风速(假定出现最大风速25m/s时最低温度为0℃),还是在最低温度(-20℃)时,其临界杆距Lk按图4-3中的公式(2)计算,式中:a为钢绞线温度系数(12×10-6);tmin为最低温度(-20℃)。
当实际杆距L<Lk,则δmax出现在最低温度时;当实际杆距L>Lk,则δmax出现在最大风速时。
4、计算临界温度tk
计算临界温度,以确定吊线最大垂度出现的条件。为判断最大垂度是出现在-5℃有冰时,还是出现在最高温度+40℃时,其临界温度tk按图4-3中的公式计算。式中,δ-5为-5℃有冰凌无风时吊线的应力(MPa);钢绞线的弹性系数(50×10-6);其他符号意义同前。
当最高温度tmax>tk时,最大垂度出现在最高温度+40℃;当最高温度tmax<tk时,最大垂度出现在-5℃有冰无风。
5、计算最大负载时的吊线应力δx
最大负载时的吊线应力δx应按图4-3中的公式计算,式中:t为出现δj时的温度(℃);tx为出现最大负载时的温度(℃);l为实际杆距(m);gx为出现δx时的单位长度的应力(MPa/m) ;其他符号意义同前。
6、吊线架挂光(电)缆后最大负载时的安全系数K
吊线架挂光(电)缆后最大负载时的安全系数K可按图4-3中的公式计算,δjx为吊线(钢绞线)的极限强度(N/mm2)。
7、计算最大垂度fx
最大垂度fx可按图4-3中的公式计算,符号意义同前。
8、如计算结果安全系数不符合表3-2的要求或当最大垂度fx>L×2%时,应换用较大一级钢绞线(吊线),再重复图4-1-1中的7个公式的计算。
9、计算吊线空载时(未挂缆并在无冰无风时)各种温度下的应力δ0
δ0可按图4-3中的公式计算,式中:g0为各种温度下吊线空载时的荷载(指吊线自重和风雪荷载);tx为与δ0相应的温度。符号意义同前。
10、计算吊线空载时各种温度下吊线的垂度fx
吊线空载时各种温度下吊线的垂度fx可按图4-3中的公式计算,式中:各符号意义同前。
11、计算挂钩式吊线上有人悬空作业时增加的集中荷载的应力T1
集中荷载按一人加上所带工具总重800 N计算;人在吊线上悬空作业时按无冰最低温度-10℃考虑。计算结果应符合表3-2的安全系数的要求。T1可按图4-3中的公式计算,式中:To为未加集中荷载时光(电)缆及吊线自重作用引起的吊线张力(N);E为钢绞线的弹性模量(2×105N/mm2);W为光(电)缆及吊线单位自重(N/m);P为操作人员及所带工具自重(N);A为钢绞线截面积(mm2);l为杆距(M)。
另外,GB 51171-2016《通信线路工程验收规范》给出了关于吊线的施工方法,欲详细了解的请进入。
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