不同跨度的電纜橋架結構受力分析
[摘要] 文章主要分析了30m、40m、50m3 種大跨度的高壓電纜過河橋架結構， 并進行了初步的標準化設計和建造技術研究。從可持續發展角度出發，橋架內宜預留10 回以上電纜通道。在滿足電纜布置的斷面需求尺寸的基礎上，30m 和40m 跨度的橋架采用普通鋼結構桁架能滿足承載力和剛度的要求。40m 以上跨度的電纜橋架建議采用預應力鋼桁架結構體系，可降低桁架截面高度。對桁架承載力起控制作用的工況是（恒載+活載）的組合，因此對于簡支的預應力鋼桁架，采用雙折線預應力布置方式效果較好。最后提出了一些標準化建造的建議。
隨著國民經濟快速增長， 各地對于供電的需求進一步提高，但由于土地大范圍的開發，往往使得輸電線路路徑的選擇困難，經常遇到高壓電力電纜跨越河流的情況。跨越較寬河流時較多的采用電纜橋架結構， 其中以混凝土渡槽和鋼結構橋架最為常見。混凝土渡槽橋架方案需在河面支設模板澆筑溝槽混凝土并養護成型，其缺點是支模較困難，施工周期長，施工難度較大，如在航道上施工會較長時間影響通航，受季節和當地航運交通狀況影響較大。目前，鋼結構的設計和建造技術日漸先進， 采用鋼結構橋架可以實現較大跨度的直接跨越而無需在河流中部設置支點， 且施工速度快。本文主要針對30m、40m、50m3 種跨度，對直接跨越河道的鋼結構橋架進行研究， 并根據跨度的不同采用適當預應力技術以提高強度、剛度和穩定性，然后對橋架的標準化設計和建造提出一些建議， 以供設計人員能直接采用而不需要屢次重復設計。
2.1 橋架分析采用的基本數據
2.1.1 橋架斷面布置
本文大跨度電纜過河橋架結構性能分析的荷載取用具有一定代表性的110kV 電纜的荷載。電纜跨越河流的成本較大，且一旦建成后很難再擴建，因此從可持續發展的角度出發， 橋架內預留10 回以上的電纜通道比較符合長遠利益。本文取預留14 回電纜通道進行分析研究，如圖2 所示。過河橋架結構斷面凈高度需求為3000mm， 凈寬度需求為
2500mm，電纜支架懸臂長度為850mm，中間檢修通道寬度為800mm。
圖2 110kV 電纜過河橋架斷面尺寸圖
2.1.2 荷載取值及荷載組合
分析所采用的荷載同本文1.1 節所述， 其中幾個特殊取值如下：：
（1）110 kV（2000mm2）的電纜自重約為26.5kg/m；
（2）風荷載考慮江蘇省內50 年一遇的最大值：0.55kN/m2（連云港市）；
（3）雪荷載考慮江蘇省內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 種情況考慮，設計地震分組均取第一組，場地土類別為Ⅲ類場地土。8 度（0.3g）只出現在宿遷的宿城和宿豫，如實際遇到，具體情況具體分析。7 度時只考慮水平地震作用的影響，8 度時需要同時考慮水平和豎向地震作用。為了簡化分析程序，本文風荷載和雪荷載同時按江蘇地區50 年一遇最大值考慮，在實際分析中其荷載數值相對于橋架結構的恒載數值而言比例很小， 對結構的內力影響不大。分析采用的荷載組合按《建筑結構荷載規范》GB50009-2012 和《建筑抗震設計規范》GB50010-2010 的要求進行組合。
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