IV. THIẾT KẾ CHI TIẾT CHO PHƯƠNG ÁN ĐƯỢC CHỌN
7.3. XÁC ĐỊNH ỨNG XUẤT VÀ ĐỘ VÕNG CỦA DÂY AC-50 TRONG CÁC KHOẢNG CỘT:
tuyến của TBATG, vị trí 100 là cột cuối sát tường rào của nhà máy, có 1 cột góc ( do tuyến đi dây đổi hướng ), các vị trí còn lại là các cột trung gian.
7.2.CHỌN LOẠI CỘT XÀ VÀ SỨ CÁCH ĐIỆN: 7.2.1.Chọn loại cột:
Toàn tuyến sử dụng cột ly tâm loại LT12B của nhà máy bê tông Đông Anh. Bảng 7.1.Thông số kỹ thuật của cột bê tông ly tâm LT12B của nhà máy bê tông Đông Anh. LOẠI QUY CÁCH D1/D2-H(m) MÁC BÊ TÔNG V (m3) M (kg) LỰC ĐẦU CỘT Pcp(kg) LT12B 190/300-10000 400 0,44 1200 720
Dự định tại các cột xuất tuyến, cột cuối, cột góc dung cột kép, các vị trí cột trung gian dùng cột đơn. Tổng số cột là 103 cột.
7.2.2.Chọn loại xà:
Tại các cột trung gian sử dụng các xà đơn ( ký hiệu X1) Tại cột đầu, cột cuối và cột góc sử dụng xà kép ( ký hiệu X2)
Các xà được làm bằng thép góc L73*73*7, dài 2m. Kèm xà và chống xà dùng thép góc L60*60*6. Các loại xà và cách lắp xà trên cột đựơc trình bày trên hình 7.1. Tuyến cột cuối , cột góc dùng xà kép và cột trung gian dùng xà đơn. Tổng số xà sẽ được sử dụng cho đường dây: 97X1 + 6X.
7.2.3. Chọn sứ
Tại các cột đều dùng sứ do Liên Xô cũ chế tạo. Tra PL2.28 ( tài liệu 1), ta chọn loại sứ OHC- 35-300 có Fph = 300 kg.
7.3. XÁC ĐỊNH ỨNG XUẤT VÀ ĐỘ VÕNG CỦA DÂY AC-50 TRONG CÁC KHOẢNG CỘT: KHOẢNG CỘT:
Lúc nhiệt độ không khí cao nhất: max = 40oC, v = 0 m/s Lúc nhiệt độ không khí thấp nhất: min = 5oC, v = 35m/s Lúc bão: = 25oC, v = 35 m/s
Tra PL5.3 ( tài liệu 1), tìm được tải trọng của dây AC-50: g1 = 32,9.10-3 N/m.mm2 đặt gn = g1
g2 = 109.10-3 N/m.mm2
g3 = 114.10-3 N/m.mm2 gm = gbão = g3
Hình7.1- Cách lắp đặt xà trên cột
Tra PLV.8(tài liệu1), tìm được FFe = 8,0 mm2; FAl = 48,3 mm2 do vậy:
Tra bảng V.8( tài liệu1), tìm được đặc tính cơ lý của dây dẫn.
Bảng7.2- Đặc tính cơ lý của dây dẫn AC-70 VẬT LIỆU gh(N/mm2)
E (N/mm2) (độ-1)
Fe 1175 196.103 12.10-6 Al 157 61,6.103 23.10-6
Hệ số giãn nở theo nhiệt độ của độ dầy phức hợp:
= = 19,2.10-6 1/oC
Lực tác dụng lên dây dẫn làm nhôm bị phá huỷ trước trong khi đó thép vẫn còn tốt, nên phải dựa vào ứng suất cho phép lớn nhất của Al để tính. Vì Al có gh = 157 N/mm2, trị số của hệ số an toàn n = 2 nên ứng suất cho phép của nhôm: N/mm2
7.3.1-Xác định khoảng vượt tới hạn lth :
Để xác định được ứng suất giả tưởng gtm và gtn dùng công thức tính khoảng vượt tới hạn, ta xác địng ứng suất do chênh lệch nhiệt độ Al phát sinh trong phần nhôm của dây dẫn khi nhiệt độ bão = 25oC và min = 5oC.
Ứng suất do chênh lệch nhiệt độ được xác định theo công thức:
Trong đó:
o - nhiệt độ lúc chế tạo, lấy o = 15oC Thay số vào ta có:
2,341 N/mm2 -2,341 N/mm2
Ứng suất giả tưởng của dây dẫn được xác định theo công thức:
Trong đó:
- ứng suất của phần nhôm trong dây dẫn do phụ tải cơ giới gây nên:
Khi N/mm2 N/mm2
Khi bão = 25oC N/mm2
N/mm2
Khoảng vượt tới hạn của dây dẫn: m
Do khoảng cột được chọn là l = 100 m < lth = 113,97 m nên ứng suất lớn nhất của dây dẫn xuất hiện khi min = 5oC.
gtn = = 111,58 N/mm2 7.3.2. Tính độ võng lớn nhất:
Khi nhiệt độ max = 40oC, không có gió. Ứng suất gi tưởng của dây dẫn lúc nhiệt độ của không khí là max được xác định bằng phương trình trạng thái:
Sử dụng phương pháp dò ta có: N/mm2 f = 36390 N/mm2 f = 36395,14 N/mm2 f = 36399,8 N/mm2 f = 36404,49 Độ võng lớn nhất của dây dẫn: m
7.4.KIỂM TRA KHOẢNG CÁCH AN TOÀN TỪ DÂY DẪN TỚI MẶT ĐẤT: Khoảng cách an toàn từ dây dẫn tới đất được xác định theo biểu thức sau:
Trong đó:
f1- độ võng của dây dẫn, f1 = 0,702 m
h1- khoảng cách từ điểm treo dây trên xà đến điểm dưới cùng của đỉnh cột, lấy h1 = 2m.
h-chiều cao của cột.
ho- khoảng cách an toàn từ điểm thấp nhất của dây dẫn tới mặt đất. h3-khoảng cách từ điểm bất kỳ tới mặt đất không bằng phẳng. h2- độ chôn sâu của móng cột, lấy h3 = 1,5 m .
L- khoảng cột. Thay số vào ta có:
m
Tra bảng 4-9( tài liệu 1, trang 161) hcp = 7m ho > hcp
hình 7.2- Xác định khoảng cách an toàn .
7.5.KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC UỐN CỦA CỘT TRUNG GIAN: Các tải trọng tác động lên cột:
* Lực gió tác dụng lên cột:
Trong đó:
- là hệ số tính đến sự phân bố không đồng đều của gió. c- hệ số động lực dây dẫn phụ thuộc bề mặt chịu gió, c = 1,1. v- tốc độ của gió, v= 35 m /s.
d- đường kính dây dẫn, d = 9,6 mm . Fc- diện tích mặt cột chịu gió.
ở đây 2,73 m2 Thay số vào ta được: N
* Lực gió tác động lên dây ở các độ cao 10,5m; 9,5m; 8,5m Pd = g2.l.Fd = 109.10-3 .100.50 = 545 N
* Lực gió lên cột đặt ở trọng tâm mặt cột: m
Hình7.3-Sơ đồ lực tác dụng lên cột trung gian
Trong đó:
n-hệ số quá tải, tra bảng 7.8(tài liệu 1, trang 165) n = 1,2 Thay số vào ta được:
N.m
Tổng ngoại lực tác động đầu cột: ( 1N = 9,81 kG) N = 440,4 kG < Pcp = 720 kG
7.6.KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA CỘT GÓC: Có hai khả năng xẩy ra tình trạng nặng nề của cột góc:
* Lực kéo dây lớn nhất ( ), lúc này tải trọng đặt lên cột chỉ là tổng hợp các lực kéo. * Lực gió bão lớn nhất: lúc này tải trọng đặt lên cột gồm lực gió lên dây, lực gió lên cột và lực kéo dây ở 25oC (không phải lớn nhất).
7.6.1.Xét trường hợp lực kéo dây lớn nhất:
Vì dây tạo với trục mặt chịu lực của cột góc 60oC nên lực kéo dây đặt vào cột là Td = T. Đường dây gồm 6 dây AC- 50.
Lực kéo tác động lên hai dây: Td = 2. .F = 2.111,58.50=11158 N
Mômen tính toán tác động lên cột sát mặt đất: Mtt = n.Td.h
Trong đó:
n- tải trọng ngang do lực kéo của dây dẫn. Tra bảng 7.8 (tài liệu 1, trang 165) tìm được n = 1,3 Thay số vào ta có:
N.m
Quy đổi mômen tính toán về lực tính toán đầu cột: kG > 2Pcp = 1440 kG
7.6.2.Xét trường hợp gió bão lớn nhất: * Lực gió tác động lên cột ( 2 cột): Pc = 2.4013,44 = 8026,88 N
Mômen tính toán tác động lên cột:
Mtt = n.Pc.hc ( tra bảng 7.8 tài liệu 1, trang 165) tìm được n = 1,2. Mtt = 1,2.8026,88.4,78 = 47074,66 N.m
* Lực gió tác động lên hai dây:
Pd = 2.g2. F50.sin 60o.l = 2.109.10-3.50.0,8.100 = 872N Mômen tính toán tác động lên cột sát mặt đất:
Mtt = n.Pd.h = 1,2.872.(10,5+9,5+8,5) = 29822,4 N.m
* Lực kéo của dây dẫn: cần tìm bão ( ) bằng cách giải phương trình trạng thái theo : Dùng phương pháp dò ta có: N/mm2 f = 399500,43 N/mm2 f = 399519,29 N/mm2 f = 399538,16 N/mm2 f = 399557,03
Lực kéo của hai dây tác động lên cột: N
Mômen tính toán tác động lên cột sát mặt đất: N.m
Tổng mômen tính toán tác động lên cột: N.m
Quy đổi mômen về lực đầu cột: kG > 2.Pcp = 1440 kG
Biện pháp khắc phục: Mua cột có sức bền cao hơn cấu tạo bằng thép 25G2C có 2.Mcp > Mtt hoặc đặt dây néo nếu địa hình cho phép.