某地铁车站高压电缆悬吊保护技术

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1、某地铁车站高压电缆悬吊保护技术 摘 要:针对某地铁站110kV高压电缆施工期的保护问题进行了理论分析与计算，进而确定了悬吊保护方案，计算表明:该方案不但能确保施工的顺利进行，而且能够保证地铁站施工时该高压电缆安全，为地铁施工中高压电缆的悬吊保护提供了经验。关键词:高压电缆，悬吊保护，地铁施工 1工程概况     某地铁交叉换乘站，位于东西城市两主干道十字，呈东西向跨路口设置。基坑全长194．8m，标准段宽22．7m，深16．11m～20．14m。车站换乘节点下穿人行天桥，110kV电缆矩形管阵位于环形天桥西侧，越站长度23．7m，管阵尺寸1600

2、mm×650mm，埋深2．33m。北高南低，共2排，侵入该站顶板150mm～300mm，导致本处基坑不能开挖施工，严重影响工期。由于改迁费用较高，手续复杂，也不能满足施工进度的要求，经专家论证，决定采用方案2对该电缆进行临时悬吊保护，为保证该电缆安全，需对悬吊保护方案反复计算、论证、修改，根据计算结果最后确定方案。 2悬吊保护方案     根据本站的实际情况，拟对110kV电力电缆采用双根工字钢加管底托梁的悬吊方式。主梁采用两根Ⅰ45b的工字钢，结构形式为两跨共23．8m的格构式连续梁。因Ⅰ45b工字钢腹板较高，受力后容易出现倾覆失稳，为加强其稳

3、定性，在两根工字钢的腹板中间采用10号槽钢和等边(加劲肋)钢板连接，槽钢间距2．0m，等边钢板δ=16mm，L=150mm。吊杆采用Ф14钢筋吊杆，按实际状况加工成“П”形，管底托梁采用背拼槽钢，中间间隙20mm以利于穿吊杆。     由于110kV高压电缆由两排组成，管阵下窄上宽，如仅设置一道托梁，会使外侧2根和中部3根Ф130的钢管悬空，故计划将上排与下排钢管单独悬吊。上排和下排各采用16根吊杆，间距1．5m左右。下排钢管的托梁采用双拼10号槽钢，因两排钢管之间的间隙仅70mm～80mm，上排钢管的托梁只能采用双拼5号槽钢。槽钢长度以每边伸出

4、管线外侧100mm为原则。为使Ф450的钢套管有轻微的上下变形，同时考虑到绝缘作用，安装下排管底托梁前，在10号槽钢的上翼缘粘贴200mm宽12mm厚的竹胶板。按规范要求，45b工字钢应做接地处理，接地电阻不大于10Ω，如图1所示。3悬吊安全分析3．1荷载计算     1)管线自重。根据调查结果，按铜芯(YJV22-8．7/15kV三芯交联聚乙烯绝缘)钢带铠装电力电缆计算重量，需要悬吊的110kV电力管线的第一排设计线荷载为2801N/m，第二排设计线荷载为2665N/m。     2)悬吊结构自重。双榀45b工字钢自重设计值为1049N/m，中

5、间联系10号槽钢自重设计值为56N/m。     3)吊具自重。每处的钢筋吊杆取平均6m长，双拼10号槽钢取2．4m长，则附加在每个吊点的荷载为1061N。     4)活荷载。考虑人员检修及携带工具，按两人携带20kg计算，则附加在每个吊点的活荷载为1190N。3．2计算公式及简图     此悬吊结构实际为两跨格构式组合梁，简化起见，按承受8个集中点荷载的单跨简支梁计算，计算简图见图2。其中，集中荷载P=13．34kN。3．3计算结果与分析     经过计算，23．8m跨工字钢主梁的应力σ=83．3N/mm2≤［σ］=215N/mm2，工字钢主

6、梁在1/4跨处的挠曲变形v=18．1mm≤［v］=L/250=46．8mm。说明其强度和刚度均满足要求。每个悬吊点处的设计荷载为P=13．34kN≤Ф14钢筋的容许拉力［P］=2×33．11kN=66．22kN，说明钢筋吊杆的强度满足要求。由于钢套管埋入地下已达到20余年，其有效壁厚不能按5mm计算，保守起见，取有效壁厚为1．2mm，得出钢管的截面抵抗矩:Wx=π/4(R3－r4/R)=489423mm3，校核钢管的应力σ=4．5N/mm2＜［σ］=215N/mm2，说明即使目前保持1．2mm的壁厚，按1．5m的间距对Ф450的钢套管进行悬吊也是

7、安全的。 4悬吊施工4．1施工工序     1)管线两侧先采用小型挖掘机开挖出1．0m宽沟槽，人工清理粘附在钢管外侧的少量土方。两排钢管全部暴露后，人工在下排钢管底部掏槽，利用洛阳铲在两排钢管中间掏孔，以便于穿管底托梁。     2)管底托梁与钢筋吊杆连接好后，通过螺栓施加预紧力。根据计算结果，在最不利情况下，工字钢梁负荷后最大会产生17．4mm的下挠度，施工过程中按10mm作为提升钢套管上挠度的控制值。依次分段掏槽，分节悬吊，使每处悬吊点都充分承受管线的重量，逐渐把管线的重量转移至Ⅰ45b工字钢上，避免突然加载。     3)悬吊完成后，应全面

8、检查验收，并请产权单位相关人员查看，确认合格后，才能进行管线下部土方开挖。两道管线之间的杂填土应清理干净，以尽可能的减少负载重量。4．2