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摘要:伴随国民经济的迅猛发展,我国电力事业迎来发展的高峰期。当然,电力事业还应将电力工程作为基础,并对其加大研究力度。在钢结构吊装中,常常会将角钢焊接在立柱上,但因为焊接与切割涉及多个方面,工作量大,甚至还会给母材带来一定影响,再加上,使用过的母材不允许重复被使用,以至于大量材料被浪费。所以,就需要将焊接形式改为扣接形式,并将其用于电力工程中,以此来提高母材的有效利用率。以下主要是对钢结构支架在电力工程中运用展开探讨,并对其进行全面分析和阐述,期望可以为电力事业日后的发展奠定基础。
关键词:电力工程;钢结构支架;运用;分析
引言
在电力工程的施工过程中,钢结构支架占据着不可或缺的重要地位,其作业基础环节,起着保护施工人员的重要作用,尤其是最近几年来,伴随科学技术的进步,电力工程的数量不断增加,且规模日益扩大。所以,必须合理运用钢结构支架。首先,应选好钢结构支架,并详细了解其特性,目的是为更好的满足施工要求,不断提高钢结构的强度。其次,还应对钢结构支架的运用情况进行分析,必要时,还应分析其受力情况,确保电力工程可以顺利开展。
1.选型钢结构支架
由于钢结构支架多种多样,所以就应对其在电力工程中的运用引起重视,并从以下方面着手。第一,在电力工程中,应选取横截面较小、方便安装、轻巧型的钢结构支架,而且还必须结合工程的实际情况,控制好工程的施工进展,以便可以在规定时间内完成施工任务;第二,在具体的施工过程中,如果需要跨越道路或者是铁路,就应选取组合钢结构支架的方式开展施工,比如,可以在邻近支架上增加纵横梁,如此一来,更容易操作钢结构支架。当然,在跨铁操作过程中,跨越结构的底端到铁轨顶端的距离不允许超过6米,且跨道路时不低于6米[1]。
第三,当选取钢结构支架时,必须依照其用途进行划分。通常情况下,当选取固定支架时,大多会选择门形。这是因为门形支架能承担纵向推力,而且还可以采用四柱式固定支架的方法,一方面是为提高支架的可靠性,另一方面则是为稳定支架。其中,四柱式固定支架是指将邻近门形支架通过纵梁连接在一起,并固定好横向和纵向支点,以便可以有效提高支架的刚度,同时还能稳定支架,以免支架出现水平位移现象[2]。只不过,不允许运用高支架。究其根源,是因为固定支架必须承担多个方向的水平作用力,一旦高支架的偏心距过大,必然会浪费人力和物力,严重的话,甚至还会危及施工人员的生命安全[3]。
第四,当选取T形钢结构支架时,必须对悬臂梁引起重视,一般情况下,悬梁的长度不允许超过1米,可若是单槽钢,则应将其长度控制在0.5米;又因为T形的刚度与抗扭矩能力比较弱,而且还容易受到约束,所以,就应详细了解其受力情况,尤其是在结构对称的情况下,更应明确钢结构的水平荷载,就连材质也相似。
第五,当选取门形时,因为该种结构的刚度比较大,所以,就会对钢结构的直径提出严格要求,而且还是在钢结构数量比较多的条件下。通常来说,都会选用门形支架,可若是钢结构的数量过多,且跨度横截面较大时,就应选取其他形式的支架;此外,如果有挡土墙或是其他障碍物的话,同样需要选取适宜的支架。
第六,选取细长型支架柱,并密切关注其运用效果,在此期间,还应提前明确好横截面的尺寸,这是因为尺寸的大小会直接影响到支架的可靠性,所以必须提高其协调性,避免出现头重脚轻的情况。实践表明,钢结构支架的长细不超过150mm。
第七,应合理选取钢结构支架的支座,众所周知,钢结构支架有以下几种形式,比如,固定、滚动、滑动等;其中,固定支座是通过焊接管托与管道的方式来实现;其次,再将支架柱的顶端和管托焊接在一起。如此一来,就能更好的提高支架柱顶端埋件的稳定性。对于滚动支座而言,其主要被用于活动支架,以此来减小摩擦力以及支座的承载力。又因为滚动支座容易生锈,所以,就需要用聚四氟乙烯来进行润滑。
2.钢结构支架的计算
如果钢结构支架的荷载大于260kg/m2,就有可能会带来危险,所以,必须将荷载控制在合理范围。假设钢结构支架的荷载为200kg,就不允许一块夹板来承受压力,否则就需要承担更多的摩擦力。实际上,都是选取4块夹板。具体步骤如下:其一,计算出钢结构支架的拉紧力,假设支架产生210kg的摩擦力,就可以依照F=μN公式推算出,F=210×10&pide;0.12=17500N。在上述公式中可以计算出拉紧力F,而且还能了解摩擦情况。
其二,计算螺栓强度。对于螺栓的强度而言,其是由以下几个方面组合而成,比如,抗剪力、弯曲强度等。首先应计算出螺栓弯曲强度,公式如下:,在公式中,Z表示螺纹的圈数,W表示螺纹圈数断面的系数,K表示字数,d表示螺栓小径,D表示螺栓的直径,a表示受力臂;当a为1h/2时,牙型宽度b=6t/8,h=0.86t;当D/t处于10-15时,K=0.55;可若是a<9,就可以知道螺栓的弯曲强度为95.5MPa。此外,许用应力必须比螺栓弯曲强度大,因为只有这样,钢结构支架的抗弯能力才满足要求。对于变荷载n来说,它的范围处于3-5之间,这样一来,就可以计算出抗剪力。当然,内螺纹的受力和外螺纹的受力具有相似性,故其计算方式也具有相似性,所以,通过上述公式同样可以计算出内螺纹的强度。
其三,计算出支架刚度和支架力矩,目的是为更好的计算出和钢结构支架密切相关的指标。通过支架力矩公式可知螺栓拉紧力为17500N,所以,可推算出力矩公式:M1=kPD,在该公式中,K代表力矩系数,当其处于0.16-0.21之间时,就可以得到力矩值为65(N/m),这样一来,可知正压力不低于16670N。至于夹板的强度,可以依照图(1)依次计算出,同时还能依照公式,计算出夹板的强度为25.85MPa,另外,也能计算出其他夹板的强度。当计算钢结构支架的刚度时,必须先计算出板1y=NA3/3EI=4.37×10-6而且还不会出现变形情况,当然,板1的其他面也类似。这表明,支架的强度可以起到支撑的作用。而对于钢结构支架的外侧受力来说,其必须超出螺栓的承载范围。实践表明,只要荷载不超过900kg,夹板就不会滑落。除此之外,还能计算出内侧受力,而且同样不会出现变形情况;可若是夹板出现变形现象,其依旧不会脱落。如果想要提高钢结构支架的可靠性,首先就应明确静力是否大于滑动摩擦力,且静力必须超过200kg。也就是说,在荷载200kg的情况下,钢结构支架是较为稳定的。
图(1)
结语
综上所述,将钢结构支架的选型作为着重点,并对其实际情况展开研究,必要时,还应在电力工程的具体施工过程中,选取适宜的钢结构支架,并做好各项施工工作;此外,还应计算出钢结构支架的抗弯能力与抗剪强度,只有这样,才能更好的提高支架的可靠性以及稳定性,最终全面提高电力工程的施工水平,推动我国电力事业的蓬勃发展。
参考文献
[1]魏安来.大型钢结构支架的整体吊装施工技术的应用[J/OL].建筑知识:2017(08):12+36.
[2]周观根,肖炽,方建坤.空间钢结构安装用扣件式钢管支架设计研究与工程应用[J].施工技术,2007(11):30-34.
[3]张一舟,王元清,高轩能,沈剑波,石永久.大型电除尘器钢结构支架承载性能的非线性有限元分析[J].煤矿机械,2006(12):58-60.