不同跨度的电缆桥架结构受力分析

　　[摘要]文章主要分析了30m、40m、50m3种大跨度的高压电缆过河重庆桥架结构，并进行了初步的标准化设计和建造技术研究。从可持续发展角度出发，桥架内宜预留10回以上电缆通道。在满足电缆布置的断面需求尺寸的基础上，30m和40m跨度的桥架采用普通钢结构桁架能满足承载力和刚度的要求。40m以上跨度的电缆桥架建议采用预应力钢桁架结构体系，可降低桁架截面高度。对桁架承载力起控制作用的工况是（恒载+活载）的组合，因此对于简支的预应力钢桁架，采用双折线预应力布置方式效果较好。最后提出了一些标准化建造的建议。

　　随着国民经济快速增长，各地对于供电的需求进一步提高，但由于土地大范围的开发，往往使得输电线路路径的选择困难，经常遇到高压电力电缆跨越河流的情况。跨越较宽河流时较多的采用电缆桥架结构，其中以混凝土渡槽和钢结构桥架最为常见。混凝土渡槽桥架方案需在河面支设模板浇筑沟槽混凝土并养护成型，其缺点是支模较困难，施工周期长，施工难度较大，如在航道上施工会较长时间影响通航，受季节和当地航运交通状况影响较大。目前，钢结构的设计和建造技术日渐先进，采用钢结构桥架可以实现较大跨度的直接跨越而无需在河流中部设置支点，且施工速度快。本文主要针对30m、40m、50m3种跨度，对直接跨越河道的钢结构桥架进行研究，并根据跨度的不同采用适当预应力技术以提高强度、刚度和稳定性，然后对桥架的标准化设计和建造提出一些建议，以供设计人员能直接采用而不需要屡次重复设计。

　　2.1重庆桥架分析采用的基本数据

　　2.1.1桥架断面布置

　　本文大跨度电缆过河桥架结构性能分析的荷载取用具有一定代表性的110kV电缆的荷载。电缆跨越河流的成本较大，且一旦建成后很难再扩建，因此从可持续发展的角度出发，桥架内预留10回以上的电缆通道比较符合长远利益。本文取预留14回电缆通道进行分析研究，如图2所示。过河桥架结构断面净高度需求为3000mm，净宽度需求为

　　2500mm，电缆支架悬臂长度为850mm，中间检修通道宽度为800mm。
　　图2 110kV电缆过河桥架断面尺寸图

　　2.1.2荷载取值及荷载组合

　　分析所采用的荷载同本文1.1节所述，其中几个特殊取值如下：：

　　（1）110 kV（2000mm2）的电缆自重约为26.5kg/m；

　　（2）风荷载考虑江苏省内50年一遇的最大值：0.55kN/m2（连云港市）；

　　（3）雪荷载考虑江苏省内50年一遇的最大值，0.65 kN/m2（南京市）；

　　（4）地震作用：地震作用按7度（0.10g）和8度（0.2g）2种情况考虑，设计地震分组均取第一组，场地土类别为Ⅲ类场地土。8度（0.3g）只出现在宿迁的宿城和宿豫，如实际遇到，具体情况具体分析。7度时只考虑水平地震作用的影响，8度时需要同时考虑水平和竖向地震作用。为了简化分析程序，本文风荷载和雪荷载同时按江苏地区50年一遇最大值考虑，在实际分析中其荷载数值相对于桥架结构的恒载数值而言比例很小，对结构的内力影响不大。分析采用的荷载组合按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012和《建筑抗震设计规范》GB50010-2010的要求进行组合。重庆桥架