木质跨越架跨越高铁工况分析

摘要：文章针对架空送电线路跨越时使用的木质越线架的安全性进行计算，主要对木质越线架在最不利的工况下是否能满足安全使用要求进行计算，结果证明：木质跨越架的安全性能在最不利的工况下均能满足使用要求，可以普遍应用到跨越电气化铁路中。

关键词：送电线路；木质越线架；安全性能；电气化铁路；输电线路 文献标识码：A

中图分类号：TM752 文章编号：1009-2374（2016）02-0108-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.02.053

随着社会的不断发展，电气化铁路路径与线路路径交叉、新建输电线路跨越运行电气化铁路的次数日益增多，我单位2012年施工的长春、四平地区电磁环网解环配套工程Ⅱ标段就含有跨越运行电气化铁路的部分，应铁路局要求，必须采用木质跨越架。本文将以长春、四平地区电磁环网解环配套工程Ⅱ标段跨越电气化铁路为例，针对木质跨越架特殊工况下的安全性能进行计算分析。

1 木质越线架搭设相关要求

依据《建筑施工木脚手架安全技术规范》（JGJ164-2008）的相关要求，木质越线架的立杆、横杆、斜撑材质应为剥皮杉木或落叶松，立杆梢头截面直径不应小于70mm，大头直径不大于180mm；横杆截面直径不应小于80mm，长度不宜小于6m。连接用的绑扎材料必须选用8号镀锌钢丝或回火钢丝，且不得有锈蚀斑痕；用过的钢丝严禁重复使用。防护架杆与杆搭接长度不小于1.5m，绑扣不小于3处，铁路侧设置侧向支撑杆，增设扫地杆，提高跨越架的稳定性。立杆及斜杆埋入土中不得小于300mm。

2 木质防护架检算

2.1 工程概况简介

新建长春四平解环配套220kV电力线路39#塔～40#塔之间电力导线需跨越哈大高铁，跨越里程为哈大高铁K933+158处。39#塔和40#塔挡距为393.5m，39#铁塔总高62m，呼称高度45m，距哈大高铁下行线最短距离为122.8m；40#铁塔总高62m，呼称高度45m，距哈大高铁上行线最短距离265.4m，最宽横担两个边导线间距离为11.2m。新建220kV送电线电力导线为LGJ-400/35型钢芯铝绞线，自重为1.349kg/m。哈大高铁该处为东辽河特大桥246～248号墩，直线，60kg/m无缝线路，无砟轨道，双线，线间距为5m。新建220kV线路电力导线与哈大高铁交叉角度为88°。跨越架搭设具体如图1所示。

2.2 防护架检算

2.2.1 导线无张力情况下坠落。选取跨越时使用的1#防护架进行检算。

立杆布置：1#防护架最大高度为25.5m。顺线路方向立杆纵距、横距均为1.5m，顺铁路方向长21m，设置15排立杆，垂直铁路方向15m设置11排立杆，采用梯形布置，布置形式参见图纸。斜撑、剪刀撑布置：斜撑、剪刀撑斜杆与地面倾角45°，每道剪刀撑跨越3～6m。支架外侧剪刀撑由底至顶，连续设置。

第一，构造参数。防护架计算高度（m）：25.5；立杆顺铁路线路方向间距1.5m，垂直铁路线路方向间距1.5m。每排脚手架横杆竖向间距1.5m，两排脚手架间设置斜撑。脚手架材料参数：木材弹性模量（N/mm2）：10000；木材抗弯强度设计值（N/mm2）：17；木材抗压强度设计值

（N/mm2）：15；木材抗剪强度设计值（N/mm2）：1.6。

第二，立杆验算。立杆承受大、小横杆传来的荷载，按压杆稳定验算。稳定性的计算参数如下：防护架高度为24.9m，每排脚手架上横杆为17排；横杆、立杆、斜撑自重：1.2×[（0.055×1.5×17+25.5×0.055+0.055×1.5×17]=5.0kN；考虑导线坠落重量由2根立杆承担。立杆的轴心压力：N=11.9/2×1.4+5.0=13.33kN；立杆的计算长度l0，取1.5m。

第三，横杆检算。靠近铁路一排（防护架最高排）顶部横杆采用竖向排列的双横杆。横杆计算跨度1.5m。坠落导线的重量由一个防护架的2根双横杆承担，每根双横杆承担的重量为5.95kN，该荷载在横杆产生的最大弯矩：

导线无张力情况下坠落横杆承载力满足要求。

第四，防护架水平稳定性。防护架水平方向的稳定性依靠背向铁路方向时，地锚及拉线承担。地锚坑深2.0m、长2.5m、宽1.0m，横向放置一根枕木，枕木上系钢丝绳，枕木顶部抛填1.5m的片石，然后夯填土。要求地锚水平、垂直方向能够提供的拉力均应不小于10kN。

2.2.2 导线带张力情况下坠落。导线带张力情况下突然坠落，防护架受到水平力分为两种工况：

工况1：导线带张力情况下突然坠落，落入防护网中，防护网变形所产生对防护架的拉力为水平牵引力20kN×2=40kN，全部由拉线承担，顶层横杆共设置7道拉线，则每道拉线水平方向受力1.7kN，拉线为Φ10mm钢丝绳，钢丝绳的破段拉力为68.2kN>1.7kN，且地锚的水平拉力10kN>1.7kN，支架在工况一水平方向稳定性满足要求。

工况2：导线带张力情况下突然坠落，撞击防护架，最不利情况为上横担导线在塔身处突然坠落。当电力导线砸到防护架单根竖杆（或横杆）时，此时导线既有水平张力，又有垂直坠落的冲击力，该力作用在防护架上。

单根竖杆（或横杆）强度不满足要求，单根竖杆（或横杆）将被破坏。

第二，防护架整体稳定计算。顶层横杆共设置7道拉线，则每道拉线水平方向受力44.3/7=6.3kN，拉线为Φ10mm钢丝绳，钢丝绳的破段拉力为68.2kN>6.3kN，且要求地锚水平、竖向承载拉力不小于10kN，稳定性满足要求。由于防护架采用多根竖杆和横杆组成格构式防护架，因此当电力导线突然坠落砸到防护架上会引起若干根竖杆（或横杆）破坏，造成局部破坏，但不会引起架整体倒塌。

3 结语

通过以上计算分析得出结论，木质跨越架的安全性在最不利的工况下均能满足使用要求，可以普遍应用到跨越电气化铁路中。

参考文献

[1] 建筑施工木脚手架安全技术规范（JGJ164-2008）[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[2] 电力建设安全工作规程（第2部分）：架空电力线路（DL5009.2-2004）[S].北京：中国电力出版社，2004.

[3] 国家电网公司.国家电网公司电力安全工作规程线路部分[S].北京：中国电力出版社，2009.

[4] 中国铁路总公司.铁路技术管理规程[S].北京：中国铁道出版社，2014.

作者简介：朴京泽（1975-），男（朝鲜族），吉林公主岭人，吉林省送变电工程公司工程师，研究方向：高压线路施工管理；曹磊（1982-），男，吉林通化人，吉林省送变电工程公司工程师，研究方向：高压线路施工管理。