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一种架空光缆线路吊线架设施工方法

摘要

本发明公开了一种架空光缆线路吊线架设施工方法,步骤如下:一、架空光缆架设方式确定:对架空光缆的架设方式进行确定;架空光缆的架设方式为挂钩式架设或缠绕式架设;二、收紧吊线所需拉力值确定:根据步骤一中所确定的架空光缆的架设方式,对收紧待架设吊线所需的拉力值F进行确定;三、吊线架设:对待架设吊线进行架设,采用紧线装置且根据步骤二中所确定的收紧待架设吊线所需的拉力值F收紧待架设吊线。本发明方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好,通过对收紧吊线的拉力值进行简便、快速且准确确定,能简便且高质量完成架空光缆线路吊线架设施工过程,并能有效提高施工效率,降低施工难度,变经验化施工为标准化施工。

著录项

  • 公开/公告号CN106932877A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2017-07-07

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 中国通信建设第一工程局有限公司;

    申请/专利号CN201611249650.5

  • 发明设计人 张毅;刘志强;

    申请日2016-12-29

  • 分类号G02B6/48;

  • 代理机构西安创知专利事务所;

  • 代理人谭文琰

  • 地址 071051 河北省保定市竞秀区东风中路1559号

  • 入库时间 2023-06-19 02:48:20

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2019-05-17

    授权

    授权

  • 2017-08-01

    实质审查的生效 IPC(主分类):G02B6/48 申请日:20161229

    实质审查的生效

  • 2017-07-07

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明属于架空线路施工技术领域,尤其是涉及一种架空光缆线路吊线架设施工方法。

背景技术

架空吊线安装是通信架空光(电)缆线路施工中的一道重要工序,吊线的架设施工质量不仅直接关系到工程质量,还关系到架空线路的安全。由于光缆在通信信息传输容量和传输性能方面的优异性,在目前的通信工程中,架空电缆工程越来越少,常见的通信架空线路工程一般都为架设架空光缆线路。架空光缆是架挂在电杆上使用的光缆。目前,如图1所示,在国内进行通信架空线路工程施工过程中,架设架空吊线的施工方法是按照下述操作步骤进行的:第一、在架空线路一端终端电杆的拉线抱箍上做好终端拉线,并将吊线抱箍或者线担安装在架空线路首末终端电杆之间的中间电杆上;第二、将待架设吊线13从钢绞线盘上展开,逐段架挂在中间电杆上的吊线抱箍或线担上;第三、将待架设吊线13(如钢绞线等)的一端用夹板法、另缠法或卡固法副拉线固定,并将副拉线的另一端通过固定在终端电杆上的紧线滑轮与紧线用的倒链5或紧线葫芦(也称手扳葫芦或紧线葫芦)相连,倒链5或紧线葫芦的吊钩钩挂在拉线地锚上,拉线地锚为地锚铁柄2的地锚;第四、用倒链5或紧线葫芦收紧待架设吊线13;第五、将待架设吊线13的终端固定在终端电杆的拉线抱箍10上。

在上述收紧架空吊线施工过程中,采用倒链5或紧线葫芦将待架设吊线13收紧到什么程度才能保证吊线强度的要求,才能保证架空线路的安全要求,才能满足施工图设计或验收规范对吊线垂度的要求,在建国以来的几十年的架空线路工程施工中,一直没有对这些要求有一个量化的标准,施工人员完全是凭经验进行施工。目前,施工队在收紧吊线时,通常都是使吊线在电杆9上绷得尽可能地紧,只要拉线地锚没有被拉出来,就尽可能地收紧吊线,完全没有根据线路的实际情况和实际需要去收紧吊线,导致架空线路的安全受到影响,同时也降低了施工效率,增大了施工成本。

在通信架空线路中,不同段落的架空线路使用的钢绞线以及其上所挂设光缆的规格型号、重量、数量以及吊线和光缆上的风压、可能形成的冰凌厚度等参数各不相同,不同段落吊线的负荷差异可能也很大。因此,吊线应收紧到什么程度,是与吊线自身的规格型号、吊线上挂设的光缆型号及数量、施工环境、施工方法等因素密切相关的,完全凭借施工人员的施工经验,很难考核架设的吊线的松紧程度是否满足要求。由于施工人员的工作经历不同,工作经验也不一样,过紧地收紧吊线,有可能使钢绞线崩断或将终端处的拉线从地下拉出来,伤害施工人员,造成钢绞线、电杆损坏,同时也会造成施工人员做无谓的劳动,降低了施工效率;过松地收紧吊线,又使得吊线垂度不能满足要求。因此,过紧、过松地收紧吊线都不能保证通信线路的安全。

多年以来,通信架空光缆线路工程架设吊线的施工,一直是经验化操作,虽然在《架空光(电)缆通信杆路工程设计规范》(YD5148—2007)中有吊线上各种应力的计算方法,但只是用于设计人员根据光缆程式和施工环境选择电杆和吊线的规格,在施工图设计中并无架设吊线的施工技术指标要求;在《通信线路工程验收规范》(YD5121—2010)中,只有架空光缆线路在各种环境下的垂度要求,也没有各种环境下对吊线张力的要求。这些都导致架空通信线路工程的施工,没有精确的、量化的施工标准。

对于工程监理人员来说,由于没有施工过程的施工操作标准,监理人员只能在架空吊线收紧以后,对吊线的架设质量做定性地质量鉴定。

为了解决上述问题,实现通信架空光缆线路工程架设吊线的标准化施工,便于设计人员和施工人员根据钢绞线规格、光缆程式和数量、施工方法、施工环境确定收紧吊线的拉力,便于工程管理人员和工程监理人员检查考核吊线的施工质量,需设计一种方法步骤简单、设计合理且施工简便、使用效果好的架空光缆线路吊线架设施工方法,将传统的经验化施工变为标准化施工,降低施工难度,提高施工效率,便于施工人员参照进行操作,并且便于工程管理人员和工程监理人员参照考核吊线施工质量,同时也可以保证通信光缆线路的施工安全和运行安全。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种架空光缆线路吊线架设施工方法,其方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好,通过对收紧吊线的拉力值进行简便、快速且准确确定,能简便且高质量完成架空光缆线路吊线架设施工过程,并能有效提高施工效率,降低施工难度。

为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种架空光缆线路吊线架设施工方法,其特征在于:所施工架空光缆线路架设于多根由前至后布设的电杆上,所施工架空光缆线路中的架空光缆为非自承式架空光缆,所述非自承式架空光缆架挂在待架设吊线上,每根所述电杆上均装有供待架设吊线吊挂的挂线装置,所述待架设吊线上所架挂架空光缆的数量为一根或多根;多根所述电杆中位于前后两端的电杆均为终端杆,所述终端杆的数量为两根,所述终端杆上的所述挂线装置为拉线抱箍,位于两根所述终端杆之间的各根电杆上的所述挂线装置为吊线抱箍或线担;对待架设吊线进行架设施工时,过程如下:

步骤一、架空光缆架设方式确定:对所述架空光缆的架设方式进行确定;所述架空光缆的架设方式为挂钩式架设或缠绕式架设;

步骤二、收紧吊线所需拉力值确定:根据步骤一中所确定的所述架空光缆的架设方式,对收紧待架设吊线所需的拉力值F进行确定:当所述架空光缆的架设方式为挂钩式架设时,收紧待架设吊线所需的拉力值F=G=W1+W2+W3+W4>1+W2+W3’+W4’>

公式(6)和公式(7)中,W1=g1×L1>1的单位为N,g1为待架设吊线单位长度的重量且其单位为N/m,L1为多根所述电杆中相邻两根所述电杆之间的直线距离之和且其单位为m;W2=g2×L2>2的单位为N,g2为待架设吊线上所架挂架空光缆单位长度的重量且其单位为N/m,L2为待架设吊线上所架挂架空光缆的长度且其单位为m;

公式(6)中,W3=g3×(L1-d1×P)/d2>3的单位为N,g3为待架设吊线(13)上单个光缆挂钩的重量且其单位为N,d1为待架设吊线吊挂处电杆的直径且其单位为m,P为所施工架空光缆线路中电杆的数量,d2为待架设吊线上相邻两个所述光缆挂钩之间的间距且其单位为m;

公式(6)中,W4=10-6[π(b+d/2)2-π(d/2)2]L1γg+10-6[π(b+dc/2)2-π(dc/2)2]L2γg>4的单位为N,d为待架设吊线的直径且其单位为mm,dc为待架设吊线上所架挂架空光缆的直径且其单位为mm,b为所施工架空光缆线路所处施工区域的架空线路导线表面冰凌等效厚度且其单位为mm,γ为冰凌的密度且γ=900kg/m3,g=9.8N/kg;

公式(7)中,W3’=g4×L1>4为单位长度待架设吊线上缠绕线的重量且其单位为N/m;

公式(7)中,W4’=S×L1×γ×g×10-6>4’的单位为N;S=2(R1+R2+2b)×(R1R2)1/21(R1+b)22(R2+b)2-π(R12+R22)>1为待架设吊线的半径且其单位为mm,R2为待架设吊线上所架挂架空光缆的半径且其单位为mm;θ1=π-arcsos[(R1-R2)/(R1+R2)]>

步骤三、吊线架设:对待架设吊线进行架设,并使待架设吊线吊挂于多根所述电杆上的所述挂线装置上;

对待架设吊线进行架设时,采用紧线装置且根据步骤二中所确定的收紧待架设吊线所需的拉力值F收紧待架设吊线。

上述一种架空光缆线路吊线架设施工方法,其特征是:步骤二中进行收紧吊线所需拉力值确定之前,先根据所施工架空光缆线路所处施工区域的气象资料,判断所施工架空光缆线路是否处于冰凌区:当判断得出所施工架空光缆线路处于冰凌区时,再根据所施工架空光缆线路所处施工区域的气象资料,对所施工架空光缆线路所处施工区域的架空线路中导线表面冰凌等效厚度b进行确定,此时b>0;否则,判断为所施工架空光缆线路处于无冰凌区,此时公式(6)中所述的W4=0且公式(7)中所述W3’=0。

上述一种架空光缆线路吊线架设施工方法,其特征是:步骤三中进行吊线架设之前,根据步骤二中所确定的收紧待架设吊线所需的拉力值F,对收紧待架设吊线所用的实际拉力值F进行确定;

其中,F=F'+ΔF>拉的单位为N;公式(10)中,F'为修正前的拉力值且其单位为N,F'的数值为F的数值向上百位取整后的值,ΔF为拉力修正参数且ΔF=80N~120N;

步骤三中对待架设吊线进行架设时,收紧待架设吊线的拉力值为F

上述一种架空光缆线路吊线架设施工方法,其特征是:步骤三中对待架设吊线进行架设时,采用测力装置对收紧待架设吊线所用的拉力值进行测量。

上述一种架空光缆线路吊线架设施工方法,其特征是:两根所述终端杆分别为供待架设吊线的首端吊挂的首端终端杆和供待架设吊线的末端吊挂的末端终端杆;

所述末端终端杆的外侧设置有终端拉线装置,所述终端拉线装置包括拉线地锚和用于拉紧待架设吊线的副拉线,所述紧线装置的下端与所述拉线地锚连接;所述末端终端杆上所装的所述挂线装置上设置有对副拉线进行导向的导向滑轮,所述副拉线的外端与所述紧线装置的上端连接,所述副拉线的内端经导向滑轮后与待架设吊线固定连接;所述测力装置固定在所述紧线装置上。

上述一种架空光缆线路吊线架设施工方法,其特征是:所述紧线装置为倒链或紧线葫芦,所述测力装置为电子测力计或拉力传感器。

上述一种架空光缆线路吊线架设施工方法,其特征是:所述副拉线的外端设置有拉线回头,所述紧线装置的上端与所述拉线回头连接;所述副拉线的内端与待架设吊线之间通过紧固件进行固定。

上述一种架空光缆线路吊线架设施工方法,其特征是:所述副拉线与待架设吊线的规格相同。

上述一种架空光缆线路吊线架设施工方法,其特征是:所述紧线装置的下端与所述拉线地锚之间通过拉紧装置进行连接,所述拉线地锚为地锚铁柄;所述拉紧装置包括所述紧线装置的下挂钩挂装且下部开口的拉环、两个分别固定在拉环左右两侧底部的拉柄和穿于地锚铁柄内并能进行左右平移的弓形穿钉,所述弓形穿钉的两端分别穿设于两个所述拉柄上,两个所述拉柄呈对称布设,两个所述拉柄上均开有供弓形穿钉穿过的穿钉安装孔;所述弓形穿钉的横截面为圆形,所述穿钉安装孔为圆孔且其孔径大于弓形穿钉的直径;两个所述拉柄呈平行布设,所述弓形穿钉与拉柄呈垂直布设;所述弓形穿钉的中部节段为对地锚铁柄进行限位的弓形节段,所述弓形穿钉的两端分别伸出至两个所述拉柄外侧,所述弓形穿钉的一端固定安装有穿钉帽,所述弓形穿钉的另一端设置有穿钉销,所述穿钉销与弓形穿钉呈垂直布设;所述穿钉帽和穿钉销分别位于两个所述拉柄外侧,所述穿钉帽内侧壁与穿钉销内侧壁之间的间距大于两个所述拉柄的外侧壁之间的间距。

上述一种架空光缆线路吊线架设施工方法,其特征是:步骤三中进行吊线架设之前,根据步骤二中所确定的收紧待架设吊线所需的拉力值F,对收紧待架设吊线所用的实际拉力值F进行确定;

其中,F=F'+ΔF>拉的单位为N;公式(10)中,F'为修正前的拉力值且其单位为N,F'的数值为F的数值向上百位取整后的值,ΔF为拉力修正参数且ΔF=80N~120N;

步骤三中对待架设吊线进行架设时,包括以下步骤:

步骤301、吊线吊挂:将待架设吊线沿所施工架空光缆线路顺直展开,并将待架设吊线吊挂到各根电杆上的所述挂线装置上;

步骤302、吊线首端固定:将待架设吊线的首端在所述首端终端杆上做终结;

步骤303、吊线收紧:将副拉线的内端固定在待架设吊线上,并留出未收紧吊线节段;再采用所述紧线装置对待架设吊线进行收紧,收紧过程中通过所述测力装置对收紧待架设吊线的实际拉力值进行实时检测,待收紧待架设吊线的实际拉力值增大至F时,完成吊线收紧过程;

所述副拉线在待架设吊线上的固定位置为拉线固定位置,所述未收紧吊线节段为待架设吊线的末端至所述拉线固定位置之间的吊线节段;

步骤304、吊线末端固定:将待架设吊线的末端在所述末端终端杆上做终结。

本发明与现有技术相比具有以下优点:

1、方法步骤简单、设计合理且施工简便、实现方便,投入施工成本较低。

2、所采用的收紧吊线所需拉力值确定方法简单、设计合理且所确定拉力值准确,收紧吊线时以预先确定的收紧吊线所需的拉力值作为参考值,并根据收紧吊线过程中电子测力计的测量值,进行吊线收紧工作。

3、测力装置安装简便、使用操作简便且使用过程安装、可靠,在收紧吊线的倒链或紧线葫芦的铁链上安装电子测力计或拉力传感器,在收紧吊线的过程中读取测量值,以对所收紧吊线的实际拉力值进行监测,以便于根据工程的实际情况收紧通信工程架空吊线,避免对架空吊线无谓地收紧,造成费工费力,影响线路安全的问题。

4、所采用的拉紧装置结构简单、设计合理且投入成本较低,加工制作简便,并且该拉紧装置使用操作简便,包括供紧线装置的挂钩挂装且下部开口的拉环、两个分别固定在拉环左右两侧底部的拉柄和穿于地锚铁柄内并能进行左右平移的弓形穿钉,弓形穿钉的两端分别穿设于两个拉柄上,弓形穿钉的中部节段为对地锚铁柄进行限位的弓形节段,能简便、快速完成安装及拆卸过程。

5、所采用的拉紧装置使用效果好且实用价值高,对架空线路的吊线进行收紧时,能简便、快速将紧线装置与地锚铁柄进行可靠连接,并且结构小巧、装拆简单且使用方便,价格低廉,能多次反复使用,经济实用。同时,受力效果好,紧线过程简便、快速且安全。因而,所采用的拉紧装置结构简单、设计合理且加工制作及使用操作简便、使用效果好,能简便、快速连接于地锚铁柄与架空线路吊线的紧线装置之间。

6、使用效果好且实用价值高,完全改变了目前通信工程架空吊线施工凭经验操作,把经验化操作变为标准化操作,改变以往施工中没有紧线过程的标准,只有紧线结果的标准,从而难以在紧线过程中判断架空吊线收紧的程度是否满足施工图设计的要求和验收规范的要求。从这一点来说,本发明属于通信工程架空线路施工的革命性创造。

采用本发明后,通信工程架空线路的施工过程中可根据不同的施工环境、不同的施工内容采用合适的拉力值收紧吊线。由于吊线采用7/2.2的钢绞线和采用7/2.6的钢绞线,其收紧吊线的拉力值是不同的;在轻度负荷区和中度、重度以及超重度负荷区,其收紧吊线的拉力值是不同的;吊线上挂一条光缆和挂两条光缆,其收紧吊线的拉力值也是不同的。而采用本发明能实现在不同的施工环境和施工要求条件下,施工人员只需根据预先确定的拉力值进行收紧吊线施工即可,从而可以加快工程施工进度。

本发明通过改变施工过程中凭经验、凭感觉收紧吊线的施工方法,可以降低架空线路工程的施工难度,使施工经验欠缺的通信工程架空线路施工人员可以根据测算的收紧吊线的拉力值,按照电子测力计的读数进行架空吊线的收紧工作,从而降低了架空线路工程的施工门槛,同时,也降低了对施工人员施工水平要求。

本发明通过采用标准化施工,通过分析施工现场的实际状况和环境特点,定量操作,为今后进一步研发收紧架空吊线的机械化施工技术奠定了基础。

在以往的架空线路工程施工中,收紧吊线的施工人员要在工程中跟师傅学习1~2年,掌握各种地形、各种环境的施工条件,积累各种施工经验,才可以在工程中凭经验收紧架空吊线。采用本发明后,施工人员只要跟着施工队做过一次工程,看别人收紧过一次吊线,掌握了收紧吊线的施工过程,在技术人员测算收紧吊线所需拉力值的条件下,即可以完成架空吊线的收紧工作。在目前的工资水平条件下,有1~2年施工经验的施工人员的月工资水平应在5000元以上,参加工作半年的施工人员月工资水平一般在3000元以内,因此采用本发明的施工方法,施工队的人工成本可以降低。工期为3个月的工程项目,人工成本降低额应在6000元以上。

在以往的收紧架空吊线的施工过程中,施工人员要在收紧吊线的路由上反复来回走几趟,查看欲收紧吊线的沿线情况,防止施工中发生意外,造成工程材料损伤毁。采用本发明后,收紧吊线人员只需按照预先确定的拉力值收紧吊线,收紧吊线过程中,心中有底,能有效减少收紧吊线人员在线路路由上往返查看线路的次数。采用本发明的施工方法,收紧吊线的工效可以提高一倍。

在《通信建设工程预算定额——第四册通信线路工程》(2008-75)中,在子目“TXL3-163水泥杆架设7/2.2吊线(平原)”中,架设1000米吊线需要5.42技工工日,5.64普工工日。在该子目中,架设吊线的工作内容包括:安装并紧固支持物(或固定物)、布放吊线、紧线、做终结等。根据工程施工经验,紧线工作约占全部技工工日的3/5,即5.42×3/5=3.25技工工日;紧线工作约占全部普工日的2/5,即5.64×2/5=2.26普工工日。按照收紧吊线的工效可以提高一倍计算,采用本发明架设架空吊线,可以节省3.25/2=1.63技工工日,2.26/2=1.13普工工日,而采用本发明后,架设架空吊线的总平均工效可以提高(1.63/5.42+1.13/5.64)/2=25.05%。

另外,目前对于通信工程架空线路施工,工程监理人员在进行监理时,由于没有收紧吊线施工过程的定量分析,使得监理人员的工作也没有标准。在工程中通过采用本发明的施工方法,监理人员可以分析测算的收紧吊线的拉力值,参考拉力值进行收紧吊线施工过程的旁站监理或见证监理,并可以在工序随工签证工作中作定量的签证,避免了以往工程中监理人员只是对收紧吊线的结果进行定性分析、签证,从而可以使监理人员提高工程监理质量。

由上述内容可知,本发明主要解决了多年来通信架空光缆线路工程架设吊线凭经验、凭感觉施工,一直没有可以量化的技术指标,架设吊线时不能根据钢绞线的规格、光缆程式和数量以及施工现场的环境状况收紧吊线,不能很好地保证架空通信线路安全的问题。

在通信架空光缆线路工程施工中,采用本发明具有以下优点:第一、能有效解决以往收紧吊线施工只有施工结果的质量检验标准(即吊线垂度),没有收紧吊线施工过程的质量检验标准的问题,从而可以降低收紧吊线的施工难度;第二、将传统的经验化施工变为标准化施工;第三、施工人员能在考虑钢绞线规格、光缆程式和数量、施工环境、施工方法的基础上,根据工程中对线路垂度的技术指标要求,针对具体的施工段落,按照标准化的要求收紧吊线,架设满足线路要求的吊线,提高施工效率,保证施工安全,保证通信线路的安全,降低施工成本,增加施工企业的利润;第四、可以为今后进一步研发架空线路机械化施工技术创造条件;第五、可以降低工程监理企业的工程监理难度,改变以往的仅凭经验进行通信架空线路工程施工监理工作,把只检验施工结果质量的施工管理方法变为检查施工过程是否满足质量标准要求的施工管理方法,从而可以把通信工程架空吊线的施工质量控制从经验化控制转变为可以定量衡量工程质量的标准化控制。

7、适用面广且推广应用价值高,本发明是根据通信架空线路的钢绞线规格、光缆程式和数量、施工环境、施工方法等因素并分析架空线路吊线受力情况的条件下,计算收紧吊线所需的拉力值,再将测力计嵌入紧线倒链或紧线葫芦的铁链中,定量、及时地测量收紧吊线用倒链或紧线葫芦拉紧吊线时的实际拉力值大小,合理地收紧架空吊线。目前,国内电信运营商的架空光缆线路均可直接按照本发明进行施工,其它光缆线路业主的线路由于要求不同,施工时可参照进行施工。

综上所述,本发明方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好,通过对收紧吊线的拉力值进行简便、快速且准确确定,能简便且高质量完成架空光缆线路吊线架设施工过程,并能有效提高施工效率,降低施工难度。

下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为现有架空线路的吊线架设施工状态示意图。

图2为本发明的施工状态示意图。

图3为本发明对吊线长度进行计算时的原理示意图。

图4-1为采用挂钩式架设方式架设的架空吊线与光缆的线路结构示意图。

图4-2为采用缠绕式架设方式架设的架空吊线与光缆的线路结构示意图。

图5为本发明对缠绕式架空光缆线路中冰凌截面面积进行计算时的原理示意图。

图6为本发明的施工方法流程框图。

图7为本发明拉紧装置的结构示意图。

图8为本发明拉紧装置的侧部结构示意图。

附图标记说明:

1—电子测力计;2—地锚铁柄;3—拉紧装置;

3-1—拉环;3-2—拉柄;3-3—弓形穿钉;

3-4—穿钉安装孔;3-5—穿钉帽;3-6—穿钉销;

3-7—下挂钩;4—拉线中把;5—倒链;

6—外侧三眼双槽夹板;7—导向滑轮;8—拉线上把;

9—电杆;10—拉线抱箍; 11—副拉线;

12—内侧三眼双槽夹板; 13—待架设吊线; 14—未收紧吊线节段。

具体实施方式

如图6所示的一种架空光缆线路吊线架设施工方法,所施工架空光缆线路架设于多根由前至后布设的电杆9上,所施工架空光缆线路中的架空光缆为非自承式架空光缆,所述非自承式架空光缆架挂在待架设吊线13上,每根所述电杆9上均装有供待架设吊线13吊挂的挂线装置,所述待架设吊线13上所架挂架空光缆的数量为一根或多根;多根所述电杆9中位于前后两端的电杆9均为终端杆,所述终端杆的数量为两根,所述终端杆上的所述挂线装置为拉线抱箍10(也成终端拉线抱箍),位于两根所述终端杆之间的各根电杆9上的所述挂线装置为吊线抱箍或线担;对待架设吊线13进行架设施工时,过程如下:

步骤一、架空光缆架设方式确定:对所述架空光缆的架设方式进行确定;所述架空光缆的架设方式为挂钩式架设或缠绕式架设;

步骤二、收紧吊线所需拉力值确定:根据步骤一中所确定的所述架空光缆的架设方式,对收紧待架设吊线13所需的拉力值F进行确定:当所述架空光缆的架设方式为挂钩式架设时,收紧待架设吊线13所需的拉力值F=G=W1+W2+W3+W4>1+W2+W3’+W4’>

公式(6)和公式(7)中,W1=g1×L1>1的单位为N,g1为待架设吊线13单位长度的重量且其单位为N/m,L1为多根所述电杆9中相邻两根所述电杆9之间的直线距离之和且其单位为m;W2=g2×L2>2的单位为N,g2为待架设吊线13上所架挂架空光缆单位长度的重量且其单位为N/m,L2为待架设吊线13上所架挂架空光缆的长度且其单位为m;

公式(6)中,W3=g3×(L1-d1×P)/d2>3的单位为N,g3为待架设吊线13上单个光缆挂钩的重量且其单位为N,d1为待架设吊线13吊挂处电杆9的直径且其单位为m,P为所施工架空光缆线路中电杆9的数量,d2为待架设吊线13上相邻两个所述光缆挂钩之间的间距且其单位为m;

公式(6)中,W4=10-6[π(b+d/2)2-π(d/2)2]L1γg+10-6[π(b+dc/2)2-π(dc/2)2]L2γg>4的单位为N,d为待架设吊线13的直径且其单位为mm,dc为待架设吊线13上所架挂架空光缆的直径且其单位为mm,b为所施工架空光缆线路所处施工区域的架空线路导线表面冰凌等效厚度且其单位为mm,γ为冰凌的密度且γ=900kg/m3,g=9.8N/kg;

公式(7)中,W3’=g4×L1>4为单位长度待架设吊线13上缠绕线的重量且其单位为N/m;

公式(7)中,W4’=S×L1×γ×g×10-6>4’的单位为N;S=2(R1+R2+2b)×(R1R2)1/21(R1+b)22(R2+b)2-π(R12+R22)>1为待架设吊线13的半径且其单位为mm,R2为待架设吊线13上所架挂架空光缆的半径且其单位为mm;θ1=π-arcsos[(R1-R2)/(R1+R2)](8-1);

步骤三、吊线架设:对待架设吊线13进行架设,并使待架设吊线13吊挂于多根所述电杆9上的所述挂线装置上;

对待架设吊线13进行架设时,采用紧线装置且根据步骤二中所确定的收紧待架设吊线13所需的拉力值F收紧待架设吊线13。

本实施例中,步骤二中进行收紧吊线所需拉力值确定之前,先根据所施工架空光缆线路所处施工区域的气象资料,判断所施工架空光缆线路是否处于冰凌区:当判断得出所施工架空光缆线路处于冰凌区时,再根据所施工架空光缆线路所处施工区域的气象资料,对所施工架空光缆线路所处施工区域的架空线路中导线表面冰凌等效厚度b进行确定,此时b>0;否则,判断为所施工架空光缆线路处于无冰凌区,此时公式(6)中所述的W4=0且公式(7)中所述W3’=0。

本实施例中,步骤三中进行吊线架设之前,根据步骤二中所确定的收紧待架设吊线13所需的拉力值F,对收紧待架设吊线13所用的实际拉力值F进行确定;

其中,F=F'+ΔF>拉的单位为N;公式(10)中,F'为修正前的拉力值且其单位为N,F'的数值为F的数值向上百位取整后的值,ΔF为拉力修正参数且ΔF=80N~120N;

步骤三中对待架设吊线13进行架设时,收紧待架设吊线13的拉力值为F

步骤三中对待架设吊线13进行架设时,采用测力装置对收紧待架设吊线13所用的拉力值进行测量。

本实施例中,两根所述终端杆分别为供待架设吊线13的首端固定的首端终端杆和供待架设吊线13的末端固定的末端终端杆。

如图2所示,所述末端终端杆的外侧设置有终端拉线装置,所述终端拉线装置包括拉线地锚和用于拉紧待架设吊线13的副拉线11,所述紧线装置的下端与所述拉线地锚连接;所述末端终端杆上所装的所述挂线装置上设置有对副拉线11进行导向的导向滑轮7,所述副拉线11的外端与所述紧线装置的上端连接,所述副拉线11的内端经导向滑轮7后与待架设吊线13固定连接;所述测力装置固定在所述紧线装置上。

实际施工时,所述紧线装置为倒链5或紧线葫芦,所述测力装置为电子测力计1或拉力传感器。

本实施例中,所述紧线装置为倒链5。

本实施例中,所述测力装置为电子测力计1。

实际使用时,所述测力装置也可以采用其它类型的测力设备。

本实施例中,所述副拉线11的外端设置有拉线回头,所述紧线装置的上端与所述拉线回头连接。

并且,所述副拉线11的内端与待架设吊线13之间通过紧固件进行固定。本实施例中,所述副拉线11的内端与待架设吊线13之间通过拉线夹板进行固定,具体是通过三眼双槽夹板进行固定。实际使用时,所述副拉线11的内端与待架设吊线13之间也可以采用其它紧固件进行固定。

本实施例中,所述副拉线11的内端与待架设吊线13之间通过内侧三眼双槽夹板12进行固定,所述导向滑轮7挂在所述末端终端杆顶部的拉线抱箍10的穿钉上,副拉线11的另一端即外端经导向滑轮7后用外侧三眼双槽夹板6做好副拉线回头即所述拉线回头。所述倒链5的一端挂钩连接所述副拉线回头,另一端挂钩(即下挂钩3-7)连接所述拉线地锚。

如图2所示,所述紧线装置的下端与所述拉线地锚之间通过拉紧装置3进行连接,所述拉线地锚为地锚铁柄2,因而所述倒链5的另一端挂钩(即下挂钩3-7)通过拉紧装置3连接地锚铁柄2。

本实施例中,所述终端拉线装置还包括拉线上把8和拉线中把4,所述拉线上把8固定在所述末端终端杆上所装的拉线抱箍10上,所述拉线中把4安装在所述拉线地锚2上。

如图7、图8所示,所述拉紧装置3包括所述紧线装置的下挂钩3-7挂装且下部开口的拉环3-1、两个分别固定在拉环3-1左右两侧底部的拉柄3-2和穿于地锚铁柄2内并能进行左右平移的弓形穿钉3-3,所述弓形穿钉3-3的两端分别穿设于两个所述拉柄3-2上,两个所述拉柄3-2呈对称布设,两个所述拉柄3-2上均开有供弓形穿钉3-3穿过的穿钉安装孔3-4;所述弓形穿钉3-3的横截面为圆形,所述穿钉安装孔3-4为圆孔且其孔径大于弓形穿钉3-3的直径;两个所述拉柄3-2呈平行布设,所述弓形穿钉3-3与拉柄3-2呈垂直布设;所述弓形穿钉3-3的中部节段为对地锚铁柄2进行限位的弓形节段,所述弓形穿钉3-3的两端分别伸出至两个所述拉柄2外侧,所述弓形穿钉3的一端固定安装有穿钉帽3-5,所述弓形穿钉3-3的另一端设置有穿钉销3-6,所述穿钉销3-6与弓形穿钉3-3呈垂直布设;所述穿钉帽3-5和穿钉销3-6分别位于两个所述拉柄3-2外侧,所述穿钉帽3-5内侧壁与穿钉销3-6内侧壁之间的间距大于两个所述拉柄3-2的外侧壁之间的间距。

本实施例中,所述拉环3-1由一根金属棒弯曲而成,所述拉柄3-2为金属板。

实际加工时,所述拉环3-1与拉柄3-2加工锻造为一体或二者之间以焊接方式进行固定连接。本实施例中,所述拉环3-1与拉柄3-2加工锻造为一体。

本实施例中,所述拉环3-1与拉柄3-2加工制作为一体。

本实施例中,所述拉环3-1的横截面为圆弧形,所述拉环3-1由左右两个对称布设的拉臂连接而成,两个所述拉臂布设于同一平面上;两个所述拉柄3-2分别固定在两个所述拉臂底部。

并且,所述拉臂的直径由上至下逐渐减小。

本实施例中,两个所述拉柄3-2均位于拉环3-1的正下方。

本实施例中,所述穿钉销3-6与拉柄3-2呈平行布设。

并且,所述穿钉销3-6为T字形,所述弓形穿钉3-3的另一端开有供穿钉销3-6插装的销孔。

由于穿钉安装孔3-4的孔径大于弓形穿钉3-3的直径,因而能确保弓形穿钉3-3简便、快速且顺利地进出穿钉安装孔3-4;并且所述穿钉帽3-5和穿钉销3-6均起对弓形穿钉3-3进行限位的作用,能有效防止弓形穿钉3-3从两个所述拉柄3-2上脱落。拔出穿钉销3-6后,能简便、快速将弓形穿钉3-3拉出穿钉安装孔3-4,并从两个所述拉柄3-2上取下。

实际使用时,对待架设吊线13进行收紧施工时,先将拉紧装置3的穿钉销3-6拔下,并将弓形穿钉3-3从拉柄3-2上的穿钉安装孔3-4中拉出,再将拉环3-1套入地锚铁柄2的拉力环内,再将弓形穿钉3-3穿入两个所述拉柄3-2上的穿钉安装孔3-4中,并安装穿钉销3-6。在对待架设吊线13进行收紧时,先将所述紧线装置上端钩挂在副拉线11外侧的拉环3-1内,再通过副拉线11采用多个三眼双槽夹板与待架设吊线13连接;再将所述紧线装置的下挂钩3-7钩挂在拉环3-1上,即可保证所述紧线装置与拉线地锚可靠连接。同时,由于弓形穿钉3-3的中部节段为对地锚铁柄2进行限位的弓形节段,能有效保证在收紧吊线时,拉环3-1不会因拉力大而在地锚铁柄2的拉力环内滑动,使拉环3-1在地锚铁柄2的拉力环内不发生移位,从而能有效避免拉环3-1挤伤拉线衬环或绷断吊线等问题发生。待吊线11收紧后,把未收紧吊线节段14的端头套过拉线抱箍10的穿钉上的衬环做回头,用多块三眼双槽夹板和铁线固定好回头以后,松开多块所述三眼双槽夹板、副拉线11和所述紧线装置并卸下导向滑轮7和钩挂在拉环3-1中的下挂钩3-7,拔下穿钉销3-6并拉出弓形穿钉3-3,再将拉环3-1从地锚铁柄2的拉力环中取出,妥善保管,以备下次使用。

对所述测力装置进行固定时,将所述测力装置连接在倒链5(或紧线葫芦)的铁链环上,其中紧线葫芦为手扳紧线葫芦。连接所述测力装置时,留出3~5个铁链环的富余。

本实施例中,所述副拉线11与待架设吊线13的规格相同。

并且,所述副拉线11和待架设吊线13均为钢绞线。

本实施例中,步骤三中对待架设吊线13进行架设时,包括以下步骤:

步骤301、吊线吊挂:将待架设吊线13沿所施工架空光缆线路顺直展开,并将待架设吊线13吊挂到各根电杆9上的所述挂线装置上;

步骤302、吊线首端固定:将待架设吊线13的首端在所述首端终端杆上做终结;

步骤303、吊线收紧:将副拉线11的内端固定在待架设吊线13上,并留出未收紧吊线节段14;再采用所述紧线装置对待架设吊线13进行收紧,收紧过程中通过所述测力装置对收紧待架设吊线13的实际拉力值进行实时检测,待收紧待架设吊线13的实际拉力值增大至F时,完成吊线收紧过程;

所述副拉线11在待架设吊线13上的固定位置为拉线固定位置,所述未收紧吊线节段14为待架设吊线13的末端至所述拉线固定位置之间的吊线节段;

步骤304、吊线末端固定:将待架设吊线13的末端在所述末端终端杆上做终结。具体是在所述末端终端杆上的拉线抱箍10上做终结。

多根所述电杆9沿所施工架空光缆线路的延伸方向由后向前进行布设。

实际施工之前,步骤301中需核对施工现场钢绞线的程式、光缆的规格及数量、光缆挂钩或光缆缠绕线的规格型号以及这些材料到货的实际线径、缆径、重量等情况,同时需掌握电杆9的杆距、副拉线11的安装位置、吊线需要的垂度、施工现场所处的负荷区及可能生成的冰凌厚度等信息,并对收紧吊线所需的拉力值进行确定,在核对无误的条件下,再由施工人员按照各施工段的收紧吊线拉力值进行吊线收紧施工。

本实施例中,步骤301中进行吊线吊挂时,将待架设吊线13从钢绞线盘上拉出,并沿架空杆路(即所施工架空光缆线路)顺直展开,再把待架设吊线13挂到电杆9上的所述挂线装置上。

步骤302中将待架设吊线13的首端在所述首端终端杆上做终结时,将待架设吊线13套过所述首端终端杆所装拉线抱箍10上的衬环,并按照施工图设计要求的方法做好吊线终端(即做好终结)。

步骤303中进行吊线收紧之前,需先将松散搭在所施工架空线路沿线电杆9上所装挂线装置上的未收紧吊线节段14拉起来。

为了安全,防止电子测力计1被拉断而造成施工人员受伤或施工材料损坏,安装电子测力计1时,根据电子测力计1的大小截取倒链5或紧线葫芦的3~5个铁链搭落在电子测力计下边。

步骤303中进行吊线收紧时,先收紧倒链5或紧线葫芦,并检查待架设吊线13沿线的情况和所述终端拉线装置的情况;当电子测力计的读数达到计算的收紧吊线拉力值(即F)时,即可停止收紧吊线(即待架设吊线13);之后,用紧线工具把未收起的吊线(即未收紧吊线节段14)穿过所述末端终端杆上所装拉线抱箍10上的衬环,收紧到合适的程度,并做好吊线终端(即做好终结);最后,松开倒链5或紧线葫芦,卸下电子测力计1,拆除副拉线11与待架设吊线13之间连接的紧固件和导向滑轮7。

通过上述操作,即可实现根据施工现场的环境状况和通信线路的实际需要,按照施工图设计的要求和验收规范的要求,以所确定拉力值为依据收紧吊线,从而改变多年来延续采用的凭经验收紧吊线的施工方法,使工程项目的质量控制由经验化管理变为标准化管理。

实际施工时,采用本发明对架空线路吊线进行架设施工时,先对欲收紧吊线(即待架设吊线13)的受力情况进行分析,计算欲收紧吊线需要的理论拉力值,即拉力值F。计算收紧吊线所需的拉力值F时,应考虑吊线的自重、光缆的重量、挂钩式架空光缆挂钩的重量或缠绕式架空光缆缠绕线的重量、吊线及光缆上可能产生的冰凌的重量和风压的荷载等因素。此计算既可以由设计单位在编制施工图设计时,一并给出各段架空光缆线路收紧吊线所需的拉力值F;也可以由施工现场的技术人员通过现场勘查,根据施工图设计的要求和施工现场的环境状况进行计算。

但由于吊线的自重、光缆的重量、挂钩式架空光缆挂钩的重量或缠绕式架空光缆缠绕线的重量、吊线及光缆上可能产生的冰凌的重量和风压的荷载等因素众多,实际计算量较大,本发明将收紧吊线所需的拉力值F的计算过程简化为步骤二中所述的计算方法,实际计算非常简便。以下对步骤二中所述计算方法的原理进行详细分析:

众所众知,架空光缆是架挂在电杆上使用的光缆。架空光缆分为自承式架空光缆和非自承式架空光缆两类,其中自承式架空光缆是指光缆自身加强构件能承受自重及外界负荷,自承式架空光缆采用一种自承式结构的光缆,光缆呈“8”字型,上部为自承线,光缆的负荷由自承线承载;而非自承式架空光缆是将光缆绑定在吊线(如钢绞线等)上,而吊线是架空在电杆上的吊线,因而非自承式架空光缆也称为吊线式架空光缆,先用吊线紧固在电杆上,然后用挂钩将光缆悬挂在吊线上,光缆的负荷由吊线承载。其中,吊线式架空光缆主要包括挂钩式架设和缠绕式架设两种架设方式。《通信线路工程设计规范》(YD5102—2010)中第6.4节架空光缆敷设安装要求中记载的“6.4.6架空光缆宜采用附加吊线架挂方式,每条吊线一般只宜架挂一条光缆。根据工程要求也可采用自承式。光缆在吊线上可采用电缆挂钩安装,也可采用螺旋线绑扎”,采用“附加吊线架挂方式”的架空光缆为非自承式架空光缆,“电缆挂钩安装”指的是“挂钩式架设”,“螺旋线绑扎”指的是“缠绕式架设”。

目前国内电信运营商的通信架空光缆线路工程中,一般采用的架空光缆架设方式为挂钩式架设,也有少部分采用缠绕式架设或自承式架设方式。不同的架设方式,架空光缆线路的受力情况也不相同。在计算收紧吊线所需的拉力值时,应考虑欲收紧吊线的自重W1(非自承式架空光缆线路)、光缆的重量W2、光缆挂钩的重量或光缆缠绕线的重量W3(非自承式架空光缆线路)和吊线及光缆上可能产生的冰凌的重量W4等因素。

对于自承式架空光缆,其吊线与光缆是组合在一起的,目前一般用于接入网工程或FTTH工程中,而且都是短距离安装,施工中一般采用线爪等紧线器材收紧吊线,其安装方式和所处环境可使其受自然环境影响较小,并且大部分都是短距离通信线路中使用,此处暂不考虑收紧自承式光缆吊线的问题。

对于光缆线路受到的风压,由于其受力方向垂直于线路的水平方向,在计算收紧吊线所需拉力值时,应另外考虑。对于架空光缆线路,按照《通信线路工程验收规范》(YD5121-2010)的规定,应有一定的垂度,此垂度导致两根电杆9之间的吊线和光缆长度增长,吊线和光缆的重量大于没有垂度时的重量。

对吊线垂度进行计算及处理时,通信架空光缆线路的每一杆档(杆档指两根电杆9之间的段落)吊线的垂度要求应满足设计要求。在《架空光(电)缆通信杆路工程设计规范》(YD5148—2007)的附录L中,给出了各种负荷区光(电)缆线路的垂度要求。架空光缆线路的垂度会使两根电杆9之间的吊线与光缆的长度大于两根电杆9之间的直线距离(即杆间距离,简称杆距)。《通信线路工程设计规范》(YD5102—2010)中表6.4.7吊线规格选用表中记载了吊线规格和杆距。

对收紧吊线所需拉力值进行计算时,还需考虑线路垂度情况下的吊线、光缆长度所产生的重量增加值,此重量增加值对收紧吊线拉力值存在较大影响。

如图3所示,对通信工程架空吊线的垂度进行计算时,假设在圆心为点O且半径为R的圆内,两根电杆9之间的间距(即相邻两根电杆9之间的距离,也称杆间距离)等于弦AB,且弦AB=2a,圆弧ADB的长度LADB为两根电杆9之间的吊线长度,弦高CD=b,b为两根电杆9之间吊线的垂度,点C为点A和点B的中点,其中AC=CB=a,OD=OA=R。

在直角三角形△ACO中,R2-(R-b)2=a2

由此得出:R=(a2+b2)/2b;

∠AOC=arcsin(a/R);

∠AOB=2∠AOC=2arcsin(a/R);

弧长LADB=2πR·2arcsin(a/R)/2π

=R·2arcsin(a/R)

=[(a2+b2)/b]·arcsin[2ab/(a2+b2)]>

其中,弧长LADB为两根电杆9之间吊线的长度。

根据公式(1),能计算得出各种吊线垂度下的两根电杆9之间的吊线长度。《架空光(电)缆通信杆路工程设计规范》(YD5148—2007)附录L的表L.1中,对各种负荷区的吊线垂度进行限定,详见表1;并且,根据公式(1),计算得出的考虑各种吊线垂度情况下两根电杆9之间的吊线长度,详见表1:

表1 吊线原始安装垂度表(吊线程式采用7/2.2)

表1中,杆距指的是两根电杆9之间的间距(即杆间距离);7/2.2表示吊线采用7根直径为Φ2.2mm的钢丝组成的钢绞线,7/3.0表示吊线采用7根直径为Φ3.0mm的钢丝组成的钢绞线。

表1中计算出了各种负荷区、各种常用杆距和极端杆距以及-30℃和40℃两种极端气温情况下,考虑吊线垂度时的吊线实际长度(即表1中记载的吊线长度)。从表1可以看出各种环境条件下架设的通信架空吊线长度,在极端条件下因吊线垂度而增加的吊线长度均在0.041%以内,最多的也只增长了60.8mm;常用的杆距为50m条件下,在极端环境中,两根电杆9之间因吊线垂度产生的吊线长度增量也只有4.6mm,此长度增量产生的重量相对于长度为两根电杆9之间直线距离(即杆距)的吊线重量来说,可以忽略不计。在架空通信线路中,长度为150m的杆距是偶尔出现的,更多的杆距还是50m一档的杆距,因此,在每20档或30档吊线统一收紧吊线的情况下,吊线垂度产生的累积长度增量最多也不过150mm。《中华人民共和国黑色冶金行业标准——镀锌钢绞线》(YB/T5004-2012)规定,7/2.2和7/2.6钢绞线的单位重量分别为210kg/km和295kg/km,光纤对数较多的GYTS48B1型架空光缆的单位重量为140kg/km。以吊线垂度产生的累积长度增量为150mm(吊线上所挂的光缆垂度的累积长度与此相同)进行计算,对于极端情况下全程吊线采用7/2.2的钢绞线来说,长度为150mm的钢绞线重量为0.15m×0.210Kg/m×9.8N/kg=0.31N,因吊线垂度产生的重量增加值为0.31N;对于极端情况下全程吊线采用7/2.6的钢绞线来说,长度为150mm的钢绞线重量为0.15m×0.295Kg/m×9.8N/kg=0.43N,因吊线垂度产生的重量增加值为0.43N;对于较为极端的GYTS48B1型架空光缆来说,长度为150mm的该种光缆重量为0.15m×0.140Kg/m×9.8N/kg=0.21N,因光缆垂度产生的重量增加值为0.21N;另外,对于因垂度增加的150mm长度,无需增加光缆挂钩。

其中,线路负荷区(也称为气象负荷区)是指按照自然界的气象环境,对电杆和导线产生的不同力学负荷,来划分的几个地理区域,参见《通信线路工程设计规范》YD5102-2010中的表6.4.1,轻负荷区根据有无冰凌又分为,有冰凌轻负荷区和无冰凌轻负荷区(即无冰凌区)。在气象学中,冰凌又称为雨凇或雾凇,如果导线上仅仅是结霜,可根据比重把霜凌厚度折算成冰凌厚度来测算所在的气象负荷区。

对于目前市场上销售的测量范围在3T以内的电子测力计,其测量精度一般为测量值的0.05%;对于7/2.2吊线(表示吊线采用7根直径为Φ2.2mm的钢丝组成的钢绞线),在冰凌环境下收紧30档吊线所需拉力值一般为18500N,对于7/2.6吊线(表示吊线采用7根直径为Φ2.6mm的钢丝组成的钢绞线),在冰凌环境下收紧30档吊线所需拉力值一般为20000N,因此,至少9N的拉力值才能够在电子测力计上显示出来。因而,吊线垂度导致吊线延长而产生的吊线重量增加值,在收紧吊线计算其所需拉力值时可以忽略不计,只考虑两根电杆9之间的直线距离的吊线(即钢绞线)重量。

由上述内容可知,考虑线路垂度情况下的吊线、光缆长度所产生的重量增加值对收紧吊线拉力值影响可以忽略不计。

对于通信架空光缆线路所承受的风压进行计算时,由于所承受风压对架空光缆线路的作用力方向为垂直于光缆线路的水平方向,对所承受风压的作用力进行计算时,通信架空光缆线路所承受的风压分为无冰凌时所承受的风压和有冰凌时所承受的风压两种,无冰凌时所承受的风压作用在吊线及光缆上的张力值记作W5-1,有冰凌时所承受的风压作用在吊线及光缆上的张力值记作W5-2

参考《架空光(电)缆通信杆路工程设计规范》(YD5148—2007)风压产生在线路上的负荷的计算公式,对于挂钩式架空光缆线路,对无冰凌时风压作用在吊线及光缆上的张力值(W5-1)和有冰凌时风压作用在吊线及光缆上的张力值(W5-2)进行计算时,每一杆档(即两根电杆9之间)吊线及光缆上的风压作用力的计算公式如下:

W5-1=δ1×(0.88×v)2(d+dc)×D/1600N>

W5-2=δ1×(0.88×v)2×(d+dc+4b)×D/1600N>

公式(2)和(3)中,δ1为空气动力系数且δ1=1.2,v为气象台(站)记录吊线所处区域的测速仪标高为12m处的风速且其单位为m/s,0.88是按电杆9上吊线架设平均高度与风速测速仪高度比较考虑的高度系数,吊线高度按距地面5m~6m计算,d为吊线的直径且其单位为mm,dc为吊线上悬挂光缆的直径且其单位为mm,b为冰凌厚度且单位为mm,D为每一杆档(即两根电杆9之间)的直线距离且其单位为m,1600为风压计算常数。此处,D为杆距,D=50m。

例如:当陆地上很少见的11级暴风(风速为32.6m/s)作用于通信架空线路时,7/2.2吊线直径d=6.6mm,GYTS48B1.3型光缆直径dc=11.1mm,厚度b=10mm的冰凌布设在通信架空光缆线路上,在无冰凌和有冰凌的情况下,单条架空吊线和光缆上产生的风压(即风压作用在吊线及光缆上的张力值)分别为:

W5-1=δ1×(0.88×v)2×(d+dc)×50/1600

=1.2×(0.88×32.6)2×(6.6+11.1)×50/1600

=546.3N;

W5-2=δ1×(0.88×v)2×(d+dc+4b)×50/1600

=1.2×(0.88×32.6)2×(6.6+11.1+4×10)×50/1600

=1780.8N;

上述计算过程是在11级暴风条件下进行计算的,属于极端情况下的计算结果。按照《通信线路工程验收规范》(YD5121—2010)的要求,吊线距离杆梢应不小于0.5m。对于上述环境下,长度为8m的预应力电杆的梢径为150mm且其埋深为1.5m(埋设于普通土中),由于电杆9受到左右两侧吊线的风压产生的作用力,因此,此时一根电杆9上吊线和光缆在有冰凌时和无冰凌时产生的弯矩分别记作M3-1和M3-2,则:

无冰凌时,M3-1=546.3×(8-1.5-0.5)=3277.8N·m;

有冰凌时,M3-2=1780.8×(8-1.5-0.5)=10684.8N·m。

对于上述长度为8m的电杆9,其自身受到的风压M2产生的弯矩按照《架空光(电)缆通信杆路工程设计规范》(YD5148—2007)中的(3.3.3.3)式计算:M2=δ2×[(0.88×v)2/1600]×[(d0+dg)/2]×(h2/2)>2的单位为N·m;公式(4)中,δ2为电杆9杆身的空气动力系数且δ2=0.7;d0为电杆9的杆梢直径且d0=150mm;dg为电杆根部地面出土处直径,对于长度8m的电杆9,根部埋设于普通土内且其埋深为1.5m,梢径d0=150mm且其锥度为1/75,因而长度8m的电杆9的杆根直径为257mm,计算得dg=237mm;h为电杆9地面以上部分中心点的高度,长度为8m的电杆9根部埋深为1.5m,此时,h=3.25m。

因而,在陆地上很少见的11级暴风(风速为32.6m/s)作用下,计算得出此时电杆9自身受到的风压在电杆9上产生的弯矩M2为:

M2=0.7×[(0.88×32.6)2/1600]×[(150+237)/2]×(3.252/2)

=367.96N·m;

在上述条件和环境下,M3-1或M3-2作用在电杆9上产生的挠度而产生的弯矩M3,根据《架空光(电)缆通信杆路工程设计规范》(YD5148—2007)中的(3.3.3.4)式计算:M3=Y1×G1+Y2×G2>3的单位为N·m;公式(5)中,Y1是M3-1或M3-2作用下使电杆9产生的挠度且其单位为m,G1为电杆9上架挂的吊线与光缆的总重量且其单位为N,Y2为M2作用下使电杆9产生的挠度且其单位为m,G2为电杆9的自身重量且其单位为N。

由于M3-1和M3-2均作用在电杆9的杆梢部位,则M3-1或M3-2作用在电杆9的杆梢部位所产生的挠度Y1不大于0.150m,此处按0.15m计算,即Y1=0.150m;对电杆9上架挂的吊线与光缆的总重量进行计算时,按常见的杆距为50m的两根电杆9之间架设一条7/2.2吊线(单位重量为210kg/km)和一条单位重量为140kg/km的光缆考虑,此时,G1=(0.21+0.14)×50×9.8=171.5N。由于M2作用在电杆9上,在11级暴风条件下,电杆9的挠度Y2不大于0.05m,此处按0.05m计算,即Y2=0.05m;长度为8m的电杆9(梢径为150mm)的自身重量G2=459kg×9.8N/kg=4498.2N。由此得出,M3≈25.73+224.91=250.64N·m。

通过上述计算,得出电杆9上各种负荷在恶劣环境下,在电杆9上形成的弯矩合计为:M=M3-2+M2+M3=10684.8+367.96+250.64=11303.4N·m≈11.30kN·m。

因而,对于通信架空线路常用的长度为8m的预应力电杆(梢径为150mm,杆根直径为257mm)且埋深为1.5m(埋设于普通土内),其单根电杆9的允许弯矩为14kN·m,大于恶劣环境下电杆上形成的弯矩11.30kN·m。

同理,对通信架空线路中用到的长度为7m的预应力电杆(梢径为150mm,杆根直径为243mm,锥度为1/75)且埋深为1.2m(埋设于普通土内)计算后,得出恶劣环境下高度7m的电杆9上形成的弯矩为9.92kN·m,小于其单根电杆9的允许弯矩(即11kN·m)。

实际施工时,采用挂钩式架设方式架设的架空吊线与光缆的线路结构,如图4-1所示;采用缠绕式架设方式架设的架空吊线与光缆的线路结构,如图4-2所示。对于采用挂钩式架设方式架设的架空吊线与光缆,吊线与光缆是分离的,受风面积相对较大,特别是在有冰凌的情况下,受风面积更大;对于采用缠绕式架设方式架设的架空吊线与光缆,吊线与光缆是缠绕固定在一起的,受风面积相对较小,在有冰凌的情况下,受风面积相对于挂钩式架设方式架设的光缆线路而言也不是很大,而且采用缠绕式架设方式架设的架空光缆线路受到风压的影响同样能通过预应力电杆的强度消除。

通过上述计算与分析能得出,风压产生的水平方向上垂直作用于线路上的作用力完全在预应力水泥电杆的承受范围之内,在收紧吊线后,吊线固定在电杆9的所述挂线装置上,风压对架空线路的影响全部能通过电杆9的强度克服。实际上,在施工图设计过程中,选定工程中所用电杆9的规格时,已考虑了上述问题,所选定电杆9的强度是可以承受风压对电杆9的影响的。因此,风压产生的水平方向的作用力在收紧吊线时的影响,可以不予考虑。因而在计算收紧吊线所需拉力值时,在倒链5或紧线葫芦处所需的拉力,只需考虑吊线上的垂直向下的力。

以下对收紧采用挂钩式架设方式架设的吊线(以下简称挂钩式吊线)时所需拉力值的计算过程进行详细说明:

通过上述分析可知,在计算收紧吊线所需拉力值时,只需考虑吊线和光缆垂直向下的力,而且只需考虑电杆9之间的直线距离(即杆间距离,也称杆距),可以忽略因吊线垂度产生的吊线和光缆重量增加值。因此,在计算收紧挂钩式架设方式架设的通信架空光缆线路的吊线拉力值时,需考虑的吊线上的负荷有:吊线自重W1、光缆的重量W2、光缆挂钩的重量W3和吊线上可能产生的冰凌的重量W4等因素。对于对光缆挂钩进行挂设时施工人员的重量,由于是施工人员在吊线上挂设光缆挂钩时施加在线路上的临时重量,施工人员完成挂设光缆挂钩工作后,此重量会消失,因而在计算收紧吊线所需拉力值时,可以不考虑此重量。

因此,收紧挂钩式吊线所需的拉力值G为:

G=W1+W2+W3+W4>

公式(6)中,W1=g1×L1>1的单位为N,g1为吊线(如钢绞线)单位长度的重量且其单位为N/m,L1为欲收紧吊线所在杆路电杆9之间的地面直线距离(即两根所述终端杆上所述挂线装置之间的直线距离)且其单位为m。需要注意的是,此处的“地面直线距离”是指欲收紧吊线所在杆路上,各电杆9上挂设吊线支撑物(即所述挂线装置)之间的直线距离,而不是所在杆路的地面长度,以避免因地面不平而造成计算误差。

公式(6)中,W2=g2×L2>2的单位为N,g2为吊线上单位长度光缆的重量且其单位为N/m,L2为欲收紧吊线上所敷设(也称为吊挂、挂设或悬挂)光缆的长度且其单位为m。由于光缆在跨越电杆9处要有长度为0.2m的下垂,并且光缆在吊线上还有自然弯曲,此处的光缆长度L2包含此下垂长度和自然弯曲长度。

公式(6)中,W3=g3×(L1-d1×P)/d2>3的单位为N,g3为欲收紧吊线上单个光缆挂钩的重量且其单位为N,d1为吊线吊挂处电杆9的直径且其单位为m,P为欲收紧吊线杆路上电杆9的数量且P为正整数,d2为欲收紧吊线上相邻两个光缆挂钩之间的间距且其单位为m。由于吊线抱箍一般要安装在杆梢以下500mm处(此处按500mm计算),杆梢为150mm,电杆的锥度为1/75,因此,此处,d1=0.1567m,d2=0.5m。

公式(6)中,W4=10-6[π(b+d/2)2-π(d/2)2]L1γg+10-6[π(b+dc/2)2-π(dc/2)2]L2γg

=10-6π[(b2+bd+d2/4-d2/4)L1+(b2+bdc+dc2/4-dc2/4)L2]γg

=10-6π[L1b(b+d)+L2b(b+dc)]γg

=10-6πb(L1b+L1d+L2b+L2dc)γg>

W4的单位为N,b为冰凌厚度且其单位为mm,d为吊线直径,且其单位为mm,dc为光缆的直径且其单位为mm,γ为冰凌的密度且γ=900kg/m3,g=9.8N/kg。

对于无冰凌地区的架空光缆线路,公式(6-4)中b=0,此时,W4=0。

以下对收紧采用缠绕式架设方式架设的吊线(以下简称缠绕式吊线)时所需拉力值的计算过程进行详细说明:

对于缠绕式架空光缆线路,收紧吊线所需拉力值等于吊线自重W1、光缆的重量W2、缠绕线的重量W3’和架空光缆线路上可能产生的冰凌的重量W4’之和。

对于缠绕机的自身重量,由于是缠绕机在吊线上进行缠绕时施加在线路上的临时重量,完成缠绕工作以后,此重量会消失,因而在计算收紧吊线所需拉力值时,可不考虑此重量。

此时,收紧吊线所需拉力值G’为:

G’=W1+W2+W3’+W4’>

公式(7)中,W3’=g4×L1>4为单位长度吊线上缠绕线的重量且其单位为N/m。

对缠绕式架空光缆线路上可能产生的冰凌的重量W4’进行计算时,需先计算架空光缆线路上带有冰凌线路截面的面积,再减去吊线和光缆的截面面积,得出架空光缆线路上冰凌的截面面积。由于冰凌会在吊线和光缆的表面生成,并扩大成如图5所示的形状。对于此种情形的光缆线路,其截面面积的计算方法如下:

架空光缆线路上冰凌的截面为由上下两段圆弧(即圆弧CAE和圆弧DBF)与两条切线(切线CD和切线EF)围成的截面,两条切线均为直线。设吊线和光缆的截面半径分别为R2和R1且二者的单位均为mm,冰凌的厚度为b且其单位为mm,吊线的截面圆心O2与光缆的截面圆心O1之间的距离为H,其中H=R1+R2

吊线上冰凌所处圆的半径O2C和光缆上冰凌所处圆的半径O1D均与切线CD垂直,吊线上冰凌所处圆的半径O2E和光缆上冰凌所处圆的半径O1F均与切线EF垂直。

设圆弧DB对应的圆心角∠DO1B=θ1,圆弧CA对应的圆心角∠CO2A=θ2,则:θ1=π-arcsos[(R1-R2)/(R1+R2)]>

梯形CO2O1D的面积S为:

S=[(R1+b)+(R2+b)]×[(R1+R2)2-(R1-R2)2]1/2/2

=(R1+R2+2b)×(R1R2)1/2>

扇形DBFO1的面积S扇1和扇形CAEO2的面积S扇2分别为:

S扇1=[2π(R1+b)×2θ1/2π]×(R1+b)/2

=θ1(R1+b)2>

S扇2=[2π(R2+b)×2θ2/2π]×(R2+b)/2

=θ2(R2+b)2>

吊线的截面面积S和光缆的截面面积S分别为:

S=πR22>

S=πR12>

因此,缠绕式架空光缆线路上形成的冰凌的截面面积S为:

S=2S+S扇1+S扇2-S-S

=2(R1+R2+2b)×(R1R2)1/21(R1+b)22(R2+b)2-π(R12+R22)>

其中,S、S、S扇1、S扇2、S和S的单位均为mm2

对于缠绕式架空光缆线路上可能产生的冰凌的重量W4’,若线路长度为L1(即欲收紧吊线所在杆路电杆9上吊线支撑物之间的直线距离),冰凌的密度γ为900kg/m3,重力加速度为g时,吊线及光缆上冰凌的重量W4’为:

W4’=S×L1×γ×g×10-6>4’的单位为N;

当缠绕式架空光缆线路处于无冰凌区时,架空线路上没有冰凌,此时,W4’=0。

本实施例中,对收紧挂钩式架空光缆线路中吊线所需的拉力值进行计算时,吊线分别采用7/2.2钢绞线和7/2.6钢绞线,《中华人民共和国黑色冶金行业标准——镀锌钢绞线》(YB/T5004-2012)规定,两种钢绞线的单位重量分别为210kg/km和295kg/km,其直径d分别为6.6mm和7.8mm;收紧吊线的长度分别按照50m/档×20档=1000m和50m/档×30档=1500m计算;其中,相邻两根电杆9之间为1档。架设的光缆采用GYTS48B1型光缆,其单位重量为140kg/km,其直径dc=11.1mm,光缆在吊线上的长度为相邻两个电杆9之间间距(即杆距)的1.02倍(包括跨杆预留和在吊线上的自然弯曲);光缆挂钩采用25mm挂钩,其重量为0.36N;重力加速度g=9.8N/kg;有冰凌的环境下,假设冰凌厚度b=10mm。

上述分析、计算过程中忽略了收紧吊线系统中的摩擦力、吊线与电力线交越处的保护管的重量、光缆跨越电杆套塑料管保护的塑料管重量等因素,因此,对于下面的计算结果,在百位上向上取整并加100N修正值,作为拉力值的参考值。各种情况下收紧吊线所需拉力值的计算过程如下:

无冰凌的架空光缆线路,收紧20档,即收紧长度为1000m的架空线路中吊线(吊线采用7/2.2钢绞线)所需的拉力值G1为:

G1=W1+W2+W3

=210×9.8×1+140×9.8×1×1.02+0.36×(1000-0.15×20)/0.5

=4175.18N;对计算得出的数值在百位上向上取整(即向上百位取整)并加上100N后,得出G1≈4300N;此时,W4=0;

无冰凌的架空光缆线路,收紧30档,即收紧长度为1500m的架空线路吊线(吊线采用7/2.2钢绞线)所需的拉力值G2为:

G2=W1+W2+W3

=210×9.8×1.5+140×9.8×1.5×1.02+0.36×(1500-0.1567×30)/0.5

=6262.78N;对计算得出的数值在百位上向上取整并加上100N后,得出G2≈6400N;此时,W4=0;

无冰凌的架空光缆线路,收紧20档,即收紧长度为1000m的架空线路吊线(吊线采用7/2.6钢绞线)所需的拉力值G3为:

G3=W1+W2+W3

=295×9.8×1+140×9.8×1×1.02+0.36×(1000-0.15×20)/0.5

=5008.18N;对计算得出的数值在百位上向上取整并加上100N后,得出G3≈5200N;此时,W4=0;

无冰凌的架空光缆线路,收紧30档,即收紧长度为1500m的架空线路吊线(吊线采用7/2.6钢绞线)所需的拉力值G4为:

G4=W1+W2+W3

=295×9.8×1.5+140×9.8×1.5×1.02+0.36×(1500-0.1567×30)/0.5

=7512.18N;对计算得出的数值在百位上向上取整并加上100N后,得出G4≈7700N;此时,W4=0;

有冰凌的架空光缆线路,收紧20档,即收紧长度为1000m的架空线路吊线(吊线采用7/2.2钢绞线)所需的拉力值G5为:

G5=W1+W2+W3+W4

=210×9.8×1+140×9.8×1×1.02+0.36×(1000-0.1567×20)/0.5+10-6×3.14×10×(1000×10+1000×6.6/2+1000×1.02×10+1000×1.02×11.1/2)×900×9.8

=12251.26N;对计算得出的数值在百位上向上取整并加上100N后,得出G5≈12400N;

有冰凌的架空光缆线路,收紧30档,即收紧长度为1500m的架空线路吊线(吊线采用7/2.2钢绞线)所需的拉力值G6为:

G6=W1+W2+W3+W4

=210×9.8×1.5+140×9.8×1.5×1.02+0.36×(1500-0.1567×30)/0.5+10-6×3.14×10×(1500×10+1500×6.6/2+1500×1.02×10+1500×1.02×11.1/2)×900×9.8

=18376.90N;对计算得出的数值在百位上向上取整并加上100N后,得出G6≈18500N;

有冰凌的架空光缆线路,收紧20档,即收紧长度为1000m的架空线路吊线(吊线采用7/2.6钢绞线)所需的拉力值G7为:

G7=W1+W2+W3+W4

=295×9.8×1+140×9.8×1×1.02+0.36×(1000-0.1567×20)/0.5+10-6×3.14×10×(1000×10+1000×7.8/2+1000×1.02×10+1000×1.02×11.1/2)×900×9.8

=13250.43N;对计算得出的数值在百位上向上取整并加上100N后,得出G7≈13400N;

有冰凌的架空光缆线路,收紧30档,即收紧长度为1500m的架空线路吊线(吊线采用7/2.6钢绞线)所需的拉力值G8为:

G8=W1+W2+W3+W4

=295×9.8×1.5+140×9.8×1.5×1.02+0.36×(1500-0.1567×30)/0.5+10-6×3.14×10×(1500×10+1500×7.8/2+1500×1.02×10+1500×1.02×11.1/2)×900×9.8

=19875.65N;对计算得出的数值在百位上向上取整并加上100N后,得出G8≈20000N;

本实施例中,对收紧缠绕式架空光缆线路中吊线所需的拉力值进行计算时,吊线分别采用7/2.2钢绞线和7/2.6钢绞线,《中华人民共和国黑色冶金行业标准——镀锌钢绞线》(YB/T5004-2012)规定,两种钢绞线的单位重量分别为210kg/km和295kg/km,其直径d分别为6.6mm和7.8mm;收紧吊线的长度分别按照50m/档×20档=1000m和50m/档×30档=1500m计算;其中,相邻两根电杆9之间为1档。架设的光缆采用GYTS48B1型光缆,其重量为140kg/km,其直径dc=11.1mm,光缆在吊线上的长度为相邻两个电杆9之间间距(即杆距)的1.01倍(包括光缆在吊线上的自然弯曲长度和光缆跨越电杆处的预留长度);重力加速度g=9.8N/kg;有冰凌的环境下,假设冰凌厚度b=10mm。

采用缠绕式架设通信工程架空线路时,缠绕机的重量为16Kg=145.8N(美国吉美通C2型缠绕机),缠绕线为直径1mm的铁合金线,盘长487m,单盘重量为3Kg,即29.4N;在7/2.2吊线上,每米吊线需缠绕的缠绕线长度为1.05米,即每米吊线的缠绕线重量为29.4×1.05/487=0.0634N/m;在7/2.6吊线上,每米吊线需缠绕的缠绕线长度为1.06米,即每米吊线的缠绕线重量为29.4×1.06/487=0.0640N/m。

由于上述分析、计算过程中忽略了收紧吊线系统的摩擦力、与吊线交越时保护管的重量以及光缆跨越电杆时预留缆保护管的重量,所以,下面的计算结果在百位上向上取整加100N,作为收紧吊线所需拉力值的参考值。各种情况下的,收紧吊线所需拉力值的计算过程如下:

无冰凌的架空光缆线路,收紧20档,即收紧长度为1000m的架空线路吊线(吊线采用7/2.2钢绞线)所需的拉力值G1’为:

G1’=W1+W2+W3

=210×9.8×1+140×9.8×1×1.01+0.0634×1000

=3507.12N;对计算得出的数值在百位上向上取整并加上100N后,得出G1’≈3700N;此时,W4’=0;

无冰凌的架空光缆线路,收紧30档,即收紧长度为1500m的架空线路吊线(吊线采用7/2.2钢绞线)所需的拉力值G2’为:

G2’=W1+W2+W3

=210×9.8×1.5+140×9.8×1.5×1.01+0.0634×1500

=5260.68N;对计算得出的数值在百位上向上取整并加上100N后,得出G2’≈5400N;此时,W4’=0;

无冰凌的架空光缆线路,收紧20档,即收紧长度为1000m的架空线路吊线(吊线采用7/2.6钢绞线)所需的拉力值G3’为:

G3’=W1+W2+W3

=295×9.8×1+140×9.8×1×1.01+0.0640×1000

=4340.72N;对计算得出的数值在百位上向上取整并加上100N后,得出G3’≈4500N;此时,W4’=0;

无冰凌的架空光缆线路,收紧30档,即收紧长度为1500m的架空线路吊线(吊线采用7/2.6钢绞线)所需的拉力值G4’为:

G4’=W1+W2+W3

=295×9.8×1.5+140×9.8×1.5×1.01+0.0640×1500

=6511.08N;对计算得出的数值在百位上向上取整并加上100N后,得出G4’≈6700N;此时,W4’=0;

有冰凌的架空光缆线路,收紧20档,即收紧长度为1000m的架空线路吊线(吊线采用7/2.2钢绞线)所需的拉力值G5’为:

G5’=W1+W2+W3’+W4

=210×9.8×1+140×9.8×1×1.01+0.0634×1000+{2×(11.1/2+6.6/2+2×10)×[(11.1/2)×(6.6/2)]1/2+{3.1416-arccos[(11.1/2-6.6/2)/(11.1/2+6.6/2)]}×(11.1/2+10)2+{(3.1416/2)-arcsin[(11.1/2-6.6/2)/(11.1/2+6.6/2)]}×(6.6/2+10)2-3.1416×[(11.1/2)2+(6.6/2)2)]}×1000×900×9.8×10-6

=10477.75N;对计算得出的数值在百位上向上取整并加上100N后,得出G5’≈10600N;

有冰凌的架空光缆线路,收紧30档,即收紧长度为1500m的架空线路吊线(吊线采用7/2.2钢绞线)所需的拉力值G6’为:

G6’=W1+W2+W3’+W4

=210×9.8×1.5+140×9.8×15×1.01+0.0634×1500+{2×(11.1/2+6.6/2+2×10)×[(11.1/2)×(6.6/2)]1/2+{3.1416-arccos[(11.1/2-6.6/2)/(11.1/2+6.6/2)]}×(11.1/2+10)2+{(3.1416/2)-arcsin[(11.1/2-6.6/2)/(11.1/2+6.6/2)]}×(6.6/2+10)2-3.1416×[(11.1/2)2+(6.6/2)2]}×1500×900×9.8×10-6

=15716.63N;对计算得出的数值在百位上向上取整并加上100N后,得出G6’≈15900N;

有冰凌的架空光缆线路,收紧20档,即收紧长度为1000m的架空线路吊线(吊线采用7/2.6钢绞线)所需的拉力值G7’为:

G7’=W1+W2+W3’+W4

=295×9.8×1+140×9.8×1×1.01+0.0640×1000+{2×(11.1/2+7.8/2+2×10)×[(11.1/2)×(7.8/2)]1/2+{3.1416-arccos[(11.1/2-7.8/2)/(11.1/2+7.8/2)]}×(11.1/2+10)2+{(3.1416/2)-arcsin[(11.1/2-7.8/2)/(11.1/2+7.8/2)]}×(7.8/2+10)2-3.1416×[(11.1/2)2+(7.8/2)2]}×1000×900×9.8×10-6

=11584.77N;对计算得出的数值在百位上向上取整并加上100N后,得出G7’≈11700N;

有冰凌的架空光缆线路,收紧30档,即收紧长度为1500m的架空线路吊线(吊线采用7/2.6钢绞线)所需的拉力值G8’为:

G8’=W1+W2+W3’+W4

=295×9.8×1.5+140×9.8×1.5×1.01+0.0640×1500+{2×(11.1/2+7.8/2+2×10)×[(11.1/2)×(7.8/2)]1/2+{3.1416-arccos[(11.1/2-7.8/2)/(11.1/2+7.8/2)]}×(11.1/2+10)2+{(3.1416/2)-arcsin[(11.1/2-7.8/2)/(11.1/2+7.8/2)]}×(7.8/2+10)2-3.1416×[(11.1/2)2+(7.8/2)2]}×1500×900×9.8×10-6

=17377.16N;对计算得出的数值在百位上向上取整并加上100N后,得出G8’≈17500N;

为了便于查阅,根据上述计算结果,各种架设环境下,收紧架空通信光缆线路所需的拉力值统计如表2所示。施工人员可以以此作为参考,在工程中使用。上述计算分析是按照轻度及中度负荷区的通信光缆线路架空吊线收紧时所需要的拉力值考虑的,对于其它施工环境、其它吊线规格、其它规格型号的光缆、其它的收紧吊线长度的拉力值,在工程中可根据上述公式计算。对于复杂的计算,可使用计算机的电子表格软件(如Excel软件)套用上述公式进行计算,从而可以降低计算的工作量,使计算变得简单。

表2 收紧吊线所需拉力值统计表

根据工程实践经验,上述测算结果中,在有冰凌的环境下,采用挂钩式挂设架空光缆,收紧7/2.2吊线30档,即收紧长度为1500m的吊线需要的拉力值为18500N;收紧7/2.6吊线30档,即收紧长度为1500m的吊线需要的拉力值为20000N,这与以往工程施工中收紧吊线的经验还是一致的。并且,通过在工程施工中实际检验,本发明中所采用的上述计算方法也是适用的。

从上述各种环境下收紧吊线拉力值的推导公式可以看出,各种环境下的拉力值都是与吊线长度成正比的。

因此,在工程实践中,为了方便使用上述方法,可以通过计算收紧单位长度吊线所需的拉力值,再乘以所收紧吊线的长度,即可简单算出实际工程中收紧吊线所需要的拉力值,如表2所示。

上述测算依据的是《中华人民共和国黑色冶金行业标准——镀锌钢绞线》(YB/T5004-2012)中规定的钢绞线标称值。该标准对7/2.2钢绞线和7/2.6钢绞线的最小破断拉力要求,详见表3:

表3 钢绞线公称直径和最小破断拉力

从表3能看出,在工程施工中,对于7/2.2钢绞线和7/2.6钢绞线,从安全的角度考虑,其允许的最大拉力值应分别小于31100N和43430N。

从表2能看出,收紧长度为1500m的7/2.2吊线和7.2.6吊线的最大拉力值分别为18500N和20000N,再考虑11级暴风(风速为32.6m/s)以及冰凌厚度为10mm时在每一米线路上产生的风压的水平作用力1781N/50m=35.62N,同时考虑3个在吊线上安装挂钩人员的重量60kg×9.8×3=1764N,此时,吊线在每米上的拉力分别为20264N和21764N,均小于吊线(钢绞线)的允许拉力值,因此,上述计算得出的拉力值是能够保证架空线路安全的。

对于7/2.2、7/2.6和7/3.0拉线所使用的拉线地锚的规格(长×宽×厚)分别为500mm×300mm×150mm和600mm×400mm×150mm,其密度取2800kg/m3,在普通土中的埋深分别为1.3m、1.4m和1.5m,拉线与地面成45°角;普通粘土的平均密度取2650kg/m3;重力加速度g=9.8N/kg。此时,7/2.2、7/2.6和7/3.0单条拉线所能够承受的拉力分别为:

在架空线路中,一段吊线的首末端均有拉线,即吊线的张力是由两端的拉线分担的,因此,吊线两端的每一条拉线只分担了收紧吊线时一半的拉力。架空线路工程中,终端拉线一般采用7/2.6或7/3.0拉线,2×W7/2.6和2×W7/3.0均大于吊线所承受的张力。因此,采用上述拉力值收紧吊线也是安全的。

实际上,土壤在自然条件下有一定的整体性和板结性,拉线实际能够承受的拉力应大于上述计算值。由于不同地区的土质情况不一样,土壤密度差别较大,因此,上述拉线能够承受拉力的计算结果只是一个参考值,说明在土质比较松散、干燥、非板结的情况下,拉线地锚可能会被拉出来,在按照上述计算结果收紧吊线时需要注意拉线地锚的情况,不能一味地收紧拉线。

由于长跨度飞线的垂度过大,且其上各点的受力情况较为复杂,所以,上述计算结果不适用于收紧超长跨度的飞线。

所述电子测力计1安装在倒链5或紧线葫芦的铁链上,通过测量铁链所承受的拉力,得到收紧吊线时的实际拉力值。

所述电子测力计1带有拉力传感器,拉力传感器上安装有可变电阻,拉力传感器受力时会发生形变,从而使得其上的可变电阻形状发生变化,由此导致可变电阻的阻值发生变化,从而引起电子测力计1电路部分内部的电流发生变化,并最终将此变化以数字的形式显示在电子测力计1的数字屏幕上。

目前市场上的电子测力计1有电路部分与拉力传感器组合在一起的,也有两部分分离的。若采用电路部分与拉力传感器分离的电子测力计1,将拉力传感器连接在收紧吊线用的倒链5或紧线葫芦的铁链上,在电子测力计1的电子屏幕上读取拉力读数;若采用电路部分与拉力传感器合为一体的电子测力计1,则直接将电子测力计1连接在收紧吊线用的倒链5或紧线葫芦的铁链上,在电子测力计1的电子屏幕上读取拉力读数。实际安装非常简便。

为了保证电子测力计1完好,在工程施工时,应注意其测量范围。从表2的计算结果来看,一般使用测量范围为3吨的电子测力计1即能满足工程施工要求。在工程中具体应使用何种测量范围的电子测力计1,应根据工程的实际情况进行确定。

为了保证施工安全,避免因施工时误操作而导致电子测力计1或拉力传感器被拉断,造成安全事故,在倒链5或紧线葫芦的铁链上安装电子测力计1时,根据电子测力计1或拉力传感器的大小,将电子测力计1或拉力传感器固定在铁链的不相连的铁环上。这样安装电子测力计1或拉力传感器,即使万一电子测力计1的拉力传感器被拉断,铁链的铁环也可以保证收紧的吊线(即待架设吊线13)不会松垮,从而保证施工人员和工程材料的安全。

目前市场上销售的电子测力计1的测量精度能达到测量值的0.05%,甚至还有测量精度更高的电子测力计1。施工队可根据所使用的电子测力计1的测量精度,做好收紧吊线所需拉力值的计算工作。如果使用精度较高的电子测力计1,可根据步骤二中所述的方法精确计算收紧吊线所需拉力值;如果使用精度差一些的电子测力计1,可根据步骤二中所述的方法粗略计算收紧吊线所需拉力值即可。

对于不同的施工环境和施工要求,根据拉力值的计算结果,按照收紧吊线时的杆档数量,施工人员可采用2吨或3吨拉力测量范围的电子测力计1,特殊情况下,可选用5吨测量拉力范围的电子测力计1。

实际使用前,应按照其使用说明书的要求和方法对电子测力计1进行校准,以保证测得的数据尽量准确。

以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

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