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杏彩体育网站注册【IBE】电缆桥架的安全工作载荷研究

  • 发布时间:2024-04-03
  • 发布者: 杏彩体育管理员
  • 来源: 本站
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  杏彩体育网站注册【IBE】电缆桥架的安全工作载荷研究【导读】电缆桥架的安全工作载荷是影响安全、耗材及价格的关键数据。历次规程修订都没有深入研究,本文结合《彩色涂层不锈钢电缆桥架工程技术规程》编制进行专题研究,得出不一样的结果。

  电缆桥架的安全工作载荷是桥架结构的关键数据之一。因为这个数据决定桥架的强度、刚度及稳定性,也决定耗费钢材的数量。如果这个数据取值过大,会增加钢材的消耗量,过小则影响桥架的安全使用。可是国内所有电缆桥架的资料都缺乏论证,有的则是抄袭国外旧规范,有的则是避而不谈。无论是国家标准还是行业标准,只有工程建设标准化协会规范中有具体数据,但数据值得商讨。CECS 31—2006 版中将安全工作载荷称之为均布载荷,沿用了上一世纪后期日本标准,但当时日本桥架的宽度仅600~700mm,而我国市场上桥架宽度已增至1000~1200mm,差别不小。但是国内电缆桥架规程中,率先将电缆桥架按承载能力大小分成A、B、C、D 四个等级,详见表1。之后各个电缆桥架的规程都引用这一个方法及载荷等级数据。

  T/CECS 31—2017 修订时术语与国家标准一致,将“均布载荷”改为“安全工作载荷”,数值则乘以1.3倍,详见表2。

  这次数值修改主要是考虑到两个因素:(1)计入电缆敷设不均匀而产生的附加应力;(2)电缆桥架可能过载,因为规程规定的容积率为40%~50%, 显然有剩余空间。但是1.3的系数没有计入最大可能的超载,显然是不够的,而且,超载时只需强度考核而不需要绕度考核,显然又超出了钢结构规范要求。导致结构过度盈余,造成材料的浪费。

  针对这一关键数据,本次新规程(即:《彩色涂层不锈钢电缆桥架工程技术规程》) 编写组进行了着重研究,保证材料得到充分利用的同时,达到安全可靠。

  假定电缆在桥架上均匀排列,杏彩平台登录两电缆间的狭小空间能否敷设小截面电缆?答案是不可以。因为GB 16895.6—2014 指出小截面电缆会因为散热不利而过热,因此这个狭小空间只能用作散热,选择电缆桥架中实际占有空间等于 d×d,详见图 1。

  理想情况是电缆紧靠排列,充满桥架的宽和高,求得:X%=π/4=0.78。即容积>78%时,桥架盖板无法盖上,而实际工程容积率<78%。

  这也让笔者所在的编写组得出结论,当电缆桥架的额定容积率为50%时,其极限过载倍数是1.5, 也说明T/CECS 31—2017版考虑过载1.3倍是不够的。过载倍数取1.5,正好符合钢结构规范的规定, 即按安全工作载荷的1.5 倍校验强度。

  设Q为电缆单位长度的质量 kg/m,d为电缆外径cm。那么电缆桥架单位容积的电缆荷重为:Z= Q/d 2 ,详见表3。

  由表3可以看出,(1)35mm 2及以下小截面电缆对应的Z值小。(2)4+1 芯电缆的Z值较小,而3+1 芯及4芯等截面电缆对应的Z值较大;具有代表性的数值为0.34kg/cm2·m及0.36kg/cm2·m,取平均数为0.35kg/cm2·m。杏彩体育注册(3)表3采用铜导体多芯电缆为代表测算,它的结果也适用于其他类型电缆。例如低压铜导体单芯电缆,它的Z值在0.3~0.36kg/cm2·m之间,平均值0.35kg/cm2·m与多芯电缆相同。中压电缆,由于绝缘厚,导致电缆外径大于同截面低压电缆,经测算,Z值小于0.2kg/cm2·m。

  综上所述,确定电缆桥架安全工作载荷ZA的条件是:(1)以电缆桥架50%容积率计;(2)电缆桥架单位容积的电缆荷重以0.35kg/cm2·m 计,于是:ZA= 0.35×50%×B×H×10-2(kg/m)。即:ZA=1.75×B×H×10-3(kg/m)。式中,B×H 为电缆桥架的宽乘以高,mm。计算结果作为新规程的安全工作载荷, 分为A、B、C、D、E五个等级,详见表 4。

  虽然2006版已废弃,但是2017版是在它的基础上修改的,需要追本求源。安全工作载荷新规程与T/CECS 31—2006版比较详见表5。

  需要强调的是,2006版D级只适用于桥架宽度700mm及以下规格,若超过700mm则存在安全隐患,这在此前是未知的。

  从表6可知:(1)安全工作载荷分别降低了14%~23%,其节省钢材的意义不容小觑,保守估计可节约钢材20%,这对电缆桥架行业来说是一个相当大的数字。(2)2017版规定D级载荷的桥架宽度允许1000mm,根据本文325kg/m 的最大宽度仅900mm,因此1000mm 宽度有安全风险。本规程采用A、B、C、D和E五级安全工作载荷是一个创新,而且找到了安全工作载荷与桥架容积 B×H 的函数关系较合理,又便于掌握,对制造行业及电缆桥架工程建设无疑是一个贡献。

  由于T/CECS31—2017规范尚在执行中,较为理想的办法是对此内容作局部修订,若有困难,不得已则本规程采用两组数据并存,Q型符合T/CECS31—2017,而P型则体现本研究成果,以作过渡,见表 7。

  答案是不需要。因为以1.5倍电缆容积率计算已经有余量,实际工程中电缆桥架不可能达到1.5倍容积率。此外,选取0.35kg/cm2 ·m 这个基数时,是取大截面电缆为代表,小截面电缆的单位容积率电缆质量<0.35kg/cm2·m,这里面也隐含了余量。