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来源：职称驿站所属分类：物理论文 发布时间：2012-10-22浏览：30次
摘要：双吊点倒落式抱杆的组立，利用图解法计算失效角比较复杂。通过理论计算可提高工作效率，并为全过程受力分析提供理论依据。快速、准确的进行失效角的计算，可以进一步优化施工现场的布置。
关键词：失效角，参数坐标，轨迹，角平分线
目前我国输电线路的铁塔组立常采用内悬浮抱杆施工工艺，随着智能电网的快速发展，特高压输电线路在电网中体现出越来越重要的角色。由于特高压输电线路所使用的铁塔根开大，组立施工所用抱杆长度相应增加。倒落式单点起立抱杆不能满足抱杆自身抗弯的要求，采用双点吊很好的解决这一问题。由于倒落式组立抱杆施工工艺成熟，工艺简单、起吊过程平稳，为保证组立期间抱杆能顺利脱帽，准确计算失效角是必要的。对于传统的图解法，双吊点失效角检验较复杂——作以两吊点为焦点的椭圆和吊绳夹角的平分线。利用EXCL表解方程组，既直观又快速。
一、 理论分析方法：
1、根据倒落式抱杆施工工艺建立抱杆顶点的轨迹方程和抱杆失效关联式，设立初始条件确定计算约束条件。
2、利用EXCL的规划求解多元非线性方程组。
二、 理论分析过程：
已知参数：抱杆有效长度a(m)
待吊件底端至吊点1的距离b1(m)
待吊件底端至吊点2的距离b2(m)
抱杆的初始角α0，一般取55°~65°
待吊件底端至抱杆脚的距离c(m)
总牵引至抱杆脚的距离d(m)
以抱杆脚为坐标原点建立直角坐标系：
设抱杆失效前对地的夹角为α，待吊件对地的夹角为β。根据以上已知参数即可求得抱杆顶点坐标（，）、待吊件点1的坐标（，）、吊点2的坐标（，）及吊件固端的坐标（-c，0）。令A=（b1+b2）/2，则两吊点中心坐标（，）。
通过选定一初始角α0，根据距离公式便可求得吊点绳的长度ι：
（1）
根据运动情况，抱杆顶点的轨迹不仅以抱杆脚为圆心、抱杆有效长度为半径做圆周旋转，同时以吊点中心为中心，绳长的一半为长轴，两吊点间距离为焦距的椭圆上运动。可建立如下方程：
（2）
其中：B椭圆的长半轴的长度m，
C椭圆的短半轴的长度m，
根据抱杆失效时的条件：总牵引绳与吊绳夹角的平分线在该坐标系下斜率相等建立方程式：
令：总牵引延长线与吊件的交点Q的坐标为（x，y），设失效时抱杆顶至两吊点距离的比值为k（根据距离公式可求），根据角分线定理，则有：
（3）
（4）
（5）
以任意该定的α、β值为目标值，（2）式和（5）式为约束条件，利用EXCL中规划求解即可求出抱杆失效角α和β值，α值即为抱杆失效角。
三、实例计算：
以500×500×28000格构式抱杆（长细比λ=85）为例，确定待吊抱杆两吊点位置：
1、 计算简图：
2、 绘制最小弯距图：
四、 用图解法验证：
根据初始状态可计算出吊点绳的长度为26.89米，从而确定吊点椭圆的轨迹的长半轴为13.44米；由两吊点间的距离可以确定椭圆轨迹的短半轴为11.32米。在吊件任旋转一角度后，以两吊点连线的中点O为中心，以上述长、短半轴做椭圆。再以抱杆脚点A为圆心，抱杆有效长度为半径做圆，与椭圆的交点为抱杆顶点E′。然后做两吊绳夹角的平分线EF。当总牵引点D与抱杆顶点的连线与吊点绳夹角平分线重合时，该状态为抱杆失效状态，量取抱杆对地夹角为抱杆失效角。该系统最终状态如下图（黑线为初始状态，兰线为抱杆失效状态）：
通过图解法计算，按以上已知条件求得的抱杆失效角为119.77°，与理论计算结果相差49′。说所明上述计算原理正确。
五、 为全过程控制分析提供基础：
1、抱杆失效前各系统受力计算：
根据（2）式可知，任给一抱杆倾角α’利用EXCL表中单变量求解可得出吊件的倾斜角β。α和β已知的情况下，各系统的受力情况也就迎刃而解。
2、抱杆失效后各系统受力计算：
根据（5）式可知，任给一总牵引倾角γ’利用EXCL表中单变量求解可得出吊件的倾斜角β。β已知的情况下，即可计算各系统的受力。
六、 结束语
该计算方法虽然应用逼近迭代法解得，但计算结果能满足工程的需要。同时对EXCL表计算非线性方程组有了初步的理解。
《双吊点倒落式抱杆失效角的理论分析》
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文章名称： 双吊点倒落式抱杆失效角的理论分析
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