Що таке сталеві ґратчасті колони?
Сталева ґратчаста колона – це легкий несучий-конструкційний елемент, виготовлений із струнких сталевих елементів, таких як кутники, швелери чи порожнисті профілі, з’єднаних між собою шнурівками або рейковими плитами у трикутній або квадратній формі. Основні пояси несуть осьове навантаження, тоді як перетинки розподіляють внутрішні сили між поясами так, що колона діє як єдиний монолітний елемент. Оскільки відкритий каркас утримує матеріал подалі від центроїда, ґратчаста колона досягає великого радіуса обертання та високого опору вигину зі значно меншою кількістю сталі, ніж суцільна -колонна однакової навантажувальної здатності.
Чому решітчасті колони використовуються для опор електропередач
Повітряні лінії електропередач покладаються на опори, які є міцними, легкими та економічними для встановлення у віддаленій місцевості. Відкрита геометрія решітки відповідає всім трьом вимогам:
Вітропроникність: низький коефіцієнт міцності решітки дозволяє вітру проходити через конструкцію, зменшуючи коефіцієнт лобового опору в порівнянні з суцільною секцією та знижуючи момент перекидання на основі вежі.
Ефективність використання матеріалу: сили переносяться хордами та діагоналями під час прямого розтягу або стиснення, тому ферма витримує високі навантаження з мінімальною вагою сталі, що також зменшує вимоги до фундаменту.
Логістика та монтаж: елементи-виготовляються в цеху,-гаряче{1}}оцинковуються та збираються на місці за допомогою високо-різьбових з’єднань, що дозволяє уникнути важкого зварювання в польових умовах і дозволяє транспортувати легкі зв’язки до складних місць.
Ті самі структурні принципи застосовуються в усьому діапазоні напруги, від розподільних ліній до систем передачі над-високої-напруги та телекомунікаційних веж, де керівними факторами є висота, корисне навантаження та потужність вітру.
Застосування в різних класах напруги
| Клас напруги | Типова структура | Нотатки щодо дизайну |
|---|---|---|
| Розподіл (нижче 110 кВ) | Одноконтурні-або дво-контурні гратчасті башти, Н-каркасні конструкції | Легкі кути, помірна висота, проста основа |
| Висока напруга (110 кВ - 220 кВ) | Самонесучі{0}}решітчасті вежі | Гаряче{0}}оцинковані елементи, болтове з’єднання, навантаження від льоду та вітру відповідно до місцевих норм |
| Над-висока напруга (330 кВ - 750 кВ) | Великі чотири-решітчасті вежі з поперечними-плечами | Вищі навантаження на хорду, важкі ластовиці, суворіші допуски на виготовлення |
| Над-висока напруга (750 кВ і вище) | Дуже високі вежі з чотирма-ногами, вежі з відтяжками для спеціальних переходів | Регулювання натягом провідників і великими прольотами; втома і вібрація, що враховуються при з'єднаннях |
Міркування щодо проектування колон вежі трансмісії
Розрахункові навантаження: навантаження на провідники, навантаження від вітру, навантаження від льоду та навантаження для технічного обслуговування повинні комбінуватися відповідно до керівних норм, таких як ASCE 10 для ґратчастих сталевих конструкцій електропередачі, IEC 60826 щодо критеріїв проектування повітряних ліній, EN 50341-1 для повітряних електричних ліній або GB 50545 для китайських проектів.
Марка сталі: загальні марки включають S235 і S355 відповідно до EN 10025-2, Q235B і Q355B відповідно до GB/T 1591 і ASTM A36 або A572 клас 50. Вибір марки врівноважує міцність зі зварюваністю та доступністю.
Захист від корозії: гаряче цинкування згідно з ISO 1461 є стандартним захистом опор електропередач, оскільки воно захищає складну геометрію з’єднання та потребує незначного обслуговування протягом десятиліть служби.
Якість виготовлення: різання елементів, пробивання отворів і зварювання відповідають класу виконання, визначеному в EN 1090-2 або відповідному стандарті виготовлення, з допусками на розміри, перевіреними під час монтажу в цеху.
Гратчаста вежа проти монопольної вежі
| Особливість | Гратчаста вежа | Монопольна вежа |
|---|---|---|
| Структурна форма | Просторова ферма з кутів, каналів або труб у трикутному або квадратному плані | Одинарний конічний полігональний сталевий стовп |
| Можливість висоти | Можливість створення дуже високих конструкцій; висота обмежена в основному фундаментом і логістикою | Зазвичай використовується для низьких і середніх зростів |
| Поведінка вітру | Відкритий каркас знижує вітрове навантаження | Тверде блефове тіло з більшим опором |
| Матеріал і монтаж | Менша вага сировини; більше польових болтових робіт | Вища вартість матеріалу; швидше зведення поля |
| Технічне обслуговування | Регулярна перевірка болтових з'єднань і покриття | Менше компонентів, але базова частина потребує ретельного захисту від корозії |
Часті запитання
Чому опори електропередач будують як гратчасті конструкції?Гратчасті вежі забезпечують високе співвідношення міцності-до-ваги та дозволяють вітру проходити крізь каркас, зменшуючи бічні навантаження. Відкрита конструкція також знижує витрати на матеріали та фундамент порівняно з альтернативними-твердими секціями.
Які марки сталі використовуються для гратчастих опор ЛЕП?Загальні марки: S235JR і S355JR/J0/J2 відповідно до EN 10025-2, Q235B і Q355B відповідно до GB/T 1591, а також ASTM A36 або A572 Grade 50. Клас вибирається відповідно до сил, товщини елемента та специфікації проекту.
Як з’єднані між собою елементи решітчастої вежі?Елементи з’єднуються за допомогою-високоміцних болтів на косинках або зварюванням у цеху. Болтові польові з’єднання спрощують монтаж, зменшують залежність від погодних умов і спрощують перевірку.
Чи можна використовувати гратчасті вежі в міських або житлових районах?Вони можуть, але їх слід і промисловий вигляд роблять їх менш поширеними в густонаселених міських зонах, де часто перевагу надають монополям. На практиці вибір залежить від висоти, навантаження,--відводу та вимог до зонування.
Який захист від корозії застосовують для опор електропередач?Гаряче{0}}цинкування за стандартом ISO 1461 є найпоширенішим способом захисту. Дуплексні системи з додатковим шаром фарби призначені для агресивних прибережних або промислових атмосфер.
Які стандарти проектування регулюють ґратчасті передавальні конструкції?Загальними посиланнями є ASCE 10, IEC 60826, EN 50341-1 і GB 50545, а також стандарти виготовлення, такі як EN 1090-2 і GB/T 2694 для опор з оцинкованої сталі.