Ağır Buz Yükleme Bölgesi: 69kV ≈ 230kV konik çelik aktarım direkleri için yapısal tasarım ve yük doğrulama kılavuzu
Ağır Buz Bölgeleri'nin ABD iletim hatları için yapısal zorluğu
Ortabatı, kuzeydoğu ve Alaska'nın üst kesimleri her kış şiddetli buz birikimi riskleriyle karşı karşıyaOcak 1998'de ABD'nin kuzeydoğusundaki buz fırtınası, geniş çaplı iletim kulesinin çökmesine ve hatların bozulmasına neden oldu.Buz birikmesinin nakliye çelik direkleri üzerindeki etkisi, dikey yüklerin artmasından çok daha ötesine uzanır:Buz birikimi, iletkenlerin ve toprak tellerinin rüzgarla maruz kalan alanını büyütür., çapraz rüzgar yüklerini çarparak;düzensiz buz dökme ve galopKomşu aralıklarda önemli boylamlı dengesiz gerilimler oluşturur.Önemli olan,Buz ve rüzgar yüklerinin birleşik oluşumuGeleneksel tasarım senaryolarından çok daha fazla direğe dayanıklılık gerektirir.
69kV ila 230kV konik boru çelik direkler için, ağır buz bölgelerinde yapısal bütünlüğü sağlamak için yük doğrulama çekirdeğidir.Bu makale, ağır buz bölgesi direk tasarımında yük gereksinimlerini ve yapısal seçim kriterlerini sistematik olarak özetler., NESC düzenlemelerine ve ASCE/SEI 48-19 tasarım standartlarına dayanmaktadır.
NESC Ağır Buz Bölgesi Yük Gereksinimleri ve Bölge Sınıflandırması
BuUlusal Elektriksel Güvenlik Kodu (NESC, ANSI C2)Amerika Birleşik Devletleri'nde havalı iletim hattı tasarımı için zorunlu temel standarttır.NESC ülkeyi üç hava yükleme bölgesine ayırıyor.:
Kaynak: NESC Tablo 250-1
Pennsylvania'nın örneği olarak ağır yükleme bölgesinde, hava tesisleri0.5 inç radyal buz + 40 mph rüzgar + 0 ° F sıcaklık.
Çelik yapılar için yük faktörleriNESC B Sınıfı İnşaat aşağıdaki gibi belirtilmiştir::
Aşırı Buz YüklemeAğır buz bölgesi tasarımı için başka bir kritik gereksinim de: tesisler birEn az 1,25 inç (31,8 mm) radyal buz yükü, buz yoğunluğu57 pcf (yaklaşık 913 kg/m3), sıcaklık 0°F ve rüzgar hızı 0 mphBazı eyaletler ve kamu hizmetleri daha katı iç standartlar benimsemişlerdir..
ASCE/SEI 48-19 yapısal tasarım standardı
ASCE/SEI 48-19, Çelik iletim direği yapılarının tasarımı, Amerikan Mimar Mühendisleri Derneği tarafından yayınlanan özel tasarım standardıdır ve tasarım, detaylama, imalat, test, montaj,ve soğuktan şekillendirilmiş konik boru çelik yapıların kurulmasıStandart, hem kendi kendini destekleyen hem de kağıtlı yapılar için geçerlidir ve beton kabuklar, çelik yığınlar ve doğrudan yerleştirme gibi çeşitli temel türlerini kapsar..
ASCE/SEI 48-19 ağır buz bölgesi uygulamaları için tasarımcıların aşağıdaki yük kombinasyonlarını göz önünde bulundurmalarını gerektirir:
-
NESC 250B Kuralı (District Loading): Buz ve rüzgar yüklerinin standart kombinasyonu
-
NESC 250C Kuralı (aşırı rüzgar): Sadece yüksekliği 60 ft (18.3 m) 'den fazla olan yapılara uygulanır
-
NESC 250D Kuralı (Birlikte rüzgar veren aşırı buz): 100 yıllık geri dönüş dönemi aşırı buz ve rüzgar yükü kombinasyonu
ASCE El Kitabı 74, Elektrik iletim hattı yapısal yüklemeleri için kılavuzlar,Ayrıca güvenilirliğe dayalı yük hesaplama metodolojileri sunar ve ağır buz bölgesi yük analizi için güvenilir referans olarak hizmet eder..
Konik çelik direkler için malzeme ve duvar kalınlığı seçimi
Çelik Sınıfı Seçimi
Ağır buz bölgesi uygulamaları için,ASTM Gr50 (en az 345 MPa) veya Gr65 (en az 448 MPa)Yüksek dayanıklı çelik tavsiye edilir.Gr65, aynı duvar kalınlığında daha yüksek moment kapasitesini sunar, genel direk ağırlığını ve taşıma maliyetlerini kontrol etmeye yardımcı olur.
Duvar Kalınlığı Gereksinimleri
RUS Bulletin 1724E-224 galvanizli çelik kule bileşenleri için asgari temel metal kalınlığını zorunlu kılar:
Ağır buz bölgelerinde, tasarımcılar genellikle daha fazlaKıç duvarının kalınlığını arttırNESC yük kombinasyonlarından kaynaklanan maksimum zemin çizgisi momentini ele almak içinNESC yük durumlarından hesaplanan temel çizgi momentine dayanarak, gerginlik oranının 1'i geçmemesini sağlamak için, spesifik kıç duvarının kalınlığı belirlenmelidir.0.
Konik direği tasarımı
Ağır buz bölgesi hatları en iyi şekildeKonik direğiDuvar kalınlığını ve bölüm çapını direğin yüksekliği boyunca değişen, yeterli üst sertliği korurken kıç bölümünü güçlendirenÇok bölümlü kaydırıcı dizaynlar için, birleşim bölgesinde yerel bükülme doğrulamalarına özel dikkat gösterilmelidir (tipik olarak ≥ 24 inç / 610 mm bağlantı uzunluğu).
Yük doğrulama için temel parametreler
Aşağıdaki parametreler, ağır buz bölgelerinde 69kV/230kV konik çelik direklerin yük doğrulamaları için kritiktir:
Doğrudan yerleştirme ve temel tasarım düşünceleri
Ağır buz bölgelerinde doğrudan yerleştirilmiş çelik direkler için, temel tasarımı aşağıdakilere ek dikkat gerektirir:
1Yerleşim Derinliği ve Yan Yer Direnci
Buz birikmesinden kaynaklanan artan yan yükler doğrudan gömülü kesime aktarılır ve yan toprak direnci sağlamak için yeterli gömülme derinliği gerektirir.Tasarımcılar, NESC yük kombinasyonlarına dayanarak zemin çizgisi kesimi ve momentini hesaplamalı ve toprak türüne göre etkin yerleşim derinliğini belirlemelidir..
2Dondurucu Düşünceler
Ağır buz bölgeleri genellikle mevsimsel donma ile eş zamanlı olarak gerçekleşir.Donma çizgisinin altında, veya donmaya karşı duyarlı olmayan geri doldurma malzemeleri (örneğin, ezilmiş taş, kum/çakıl) kullanılmalıdır.
3. gömülü bölüm için korozyon koruması
Gömülü bölüm, toprak korozyonundan ve dondurma- çözme döngülerinden kaynaklanan ikili zorlukla karşı karşıyadır.bitümlü kaplama veya ısı kısaltma koruma kılıfıÜzerineASTM A123 Sınıf 100 (100μm)yerleştirme bölgesinde galvanizli kaplama.
Sonuçlar
Ağır buz bölgelerindeki 69kV ≈ 230kV konik çelik direklerin yapısal tasarımı,NESC C2yük gereksinimleri veASCE/SEI 48-19Yapısal tasarım yöntemleri: 0,5 inçlik bölge buz yüklerinden 1,25 inçlik aşırı buz senaryolarına, 2,50 rüzgar yükü faktöründen 3/16 inçlik minimum duvar kalınlığı eşiğine,Her parametreler kışın aşırı koşullarında yapı güvenliğini doğrudan etkiler..
Yukarı Orta Batı, Kuzey Doğu veya Alaska'daki nakliye projeleri için açıkça belirtilen açıklamaya katılmayı planlayan tedarikçiler içinNESC Ağır Yükleme Bölgesi uyumlu,ASCE/SEI 48-19 tasarımı, ve teknik önerilerde tam bir yük doğrulama parametre tablosu teknik güvenilirliği belirlemenin temelidir.
Mesajınız 20-3.000 karakter arasında olmalıdır!