六、桥架系统设计内容
桥架系统工程设计应与土建、工艺以及有关专业密切相配合以确定佳布置,其设计内容可含有:
1、桥架系统的有关剖面图。
2、桥架系统的平面布置图。
3、桥架系统所需直线段、弯通、支、吊架规格和数量的明细表以及必要的说明。
4、有特殊要求的非标件技术说明或示意图。
七、安装
电缆桥架的安装请参照中国建筑标准设计研究院所发行的JSJT-121全国通用建筑标准设计-电气装置标准图集《电缆桥架安装》04D701-3。
八、设计要求
1、桥架系统的路径平面布置图;
2、桥架系统的有关断面图。
3、桥架系统所用防腐材质及所需直通、弯通、支(吊)架等的规格和数量明细表以及必要的说明,连接板及螺丝、防护帽按以上要求由生产厂家配齐。
4、有特殊要求的非标准技术说明或示图。
5、在预算有限的范围内,设计需要符合安全的要求。尘、不防干扰。槽式、托盘式汇线桥架具有防尘、防干扰性能。
电缆桥架的荷载
电缆桥架的荷载分为荷载、动荷载和附加荷载。
静荷载是指敷设在电缆桥架内的电缆种类、根数、每根的外径重量/单位长度,按电缆敷设的不同路由分别列表统计。
动荷载是指电缆桥架安装和维护过程中施工维修人员的重量。对于轻型电缆桥架,一般不考虑动荷载,即不允许在桥架上站(行)人,如果需要考虑站人,则应将跨距适当缩小。附加荷载仅在室外是指冰雪、风和电磁力所形成的荷载,它与安装场所的地区自然气象条件和带电体的性质有关,设计中应根据各种条件加以计算。
选用桥架的步骤
(1)确定桥架宽度、层数、支撑点的型式和间距、以及电缆在各层桥架上的分布。
(2)计算每层电缆的均布荷载(kN/ m2),初步确定桥架的型号、规格。
(3)按大的电缆总均布荷载值来验算桥架强度。验算式如下:
Q使用=q1+q2
式中:q1 --电缆的均布荷载(各层的均布荷载中取大值)(kN/
m2),均布荷载是托盘、梯架或电缆槽的荷载;
q2--考虑电缆敷设或检修时,人的重量等效的均布荷载(kN/
m2),q2值的计算,人的重量一般按p=90kg计。
表示集中荷载和均布荷载的弯距如图2
按大弯距相等的条件折算:
令pι/4=q2ι2/8则q2=2p/ι
∵P=90kg
∴q2=180/ι
式中:P--1人的荷载(kg)
ι--1个支撑点间距(若支点间距不等时取大值)(m)
q2--1 人的等效均布荷载(kg/m)
根据上述初步确定的桥架型号、规格及支点间距,查阅生产厂家的样本资料,反复核查间距和桥架型号,直至满足负荷要求为止。
(4)挠度
挠度值如何取定,还尚无明确的规定,在重负区显然应考虑减小绕度,这意味着钢材的用量会相应增加,因此,计算时只要充分利用钢材的大允许应力,并保证有足够的安全系数,一般大挠度与跨距(支撑点间距)之比取1/250~1/150为宜。
折叠胀缩问题
由于环境温度变化,钢质电缆桥架会出现热胀冷缩的现象。室外桥架受温度影响较大例如环境高温度为40℃,低温度为-20℃,则电缆桥架的大收缩量按下式求得:
Δt=11.2 ×10-6×60deg(度)×1000mm
由此得出结论:
温差为60℃时 ,Δι =0.672mm/m
温差为50℃时, Δι =0.560mm/m
温差为40℃时, Δι =0.448mm/m
工程设计中直线段电缆桥架应考虑伸缩接头,伸缩接头的间距建议按以下取定:
当温差为40℃时为50m;
当温差为50℃时为40m;
当温差为60℃时为40m;
折叠接地
根据规范的有关规定,镀锌电缆桥架进行良好的接地。
(1)镀锌电缆桥架直接板每个固定螺栓接触电阻
应小于0.005Ω,此时电缆桥架可作为接地干线(喷粉电缆桥架不宜作接地干线),每个电缆桥架的电阻值可按下式计算:
r=ρ·L/S
式中:ρ =15×10Ω-6 / cm(20℃);
L=长度按100mm计算;
S=截面积cm2。
(2)梯架于托盘的单位电阻值见表2。
表2 梯架于托盘的单位电阻值
(3)电缆槽的单位电阻值见表3
(4)当电缆桥架安装连接程整体后,每根梯边(或每个电缆槽)的电阻为:
R=L(r+1/3r')
式中:
R--梯边,即(电缆槽)全长总电阻(mΩ);
r--梯边单位长度电阻(mΩ/m)
r'--直接板固定螺栓接触电阻。
电缆桥架的选型设计
1、 确定环境条件环境条件一般有三种:腐蚀环境、正常环境、特殊环境。
2、 根据多数电缆走向,在室内可沿着、柱、梁、楼板走,在室外尽可能沿工艺管道走。
3、 计算荷重计算在电缆桥架走向断面上的单位长度电缆的重量q及总荷载G
G总=n1q1+n2q2……nnqn 式中:q1·q2·q3……qn为每根电缆单位重量(kg/m)
n1·n2·n3……nn为相同电缆根数
G总<G允(电缆侨架的允许荷载参照荷载曲线图表)
4、 选择桥架根据电缆荷载及桥架安装处的环境,以桥架的载荷曲线为依据,来确定桥架的类型和规格及立柱的间距、托臂的长度、桥架的层次,立柱的长度等。
5、 根据电缆走向及安装的环境确定桥架的固定方式;悬挂式、直立式,(这两种形式均可采用单侧固定或双侧固定)、壁侧式等。
6、 各种电缆在电缆桥架上的层次安排与层间距离。
电缆桥架层次的排列是:弱电控制电缆在上层,接着一般控制电缆、低压动力电缆、高压动力电缆依次在下排列:如下表:这样排列有利于屏蔽干扰通风、散热等。
2.电缆桥架材质选择
电缆桥架的材质是电缆桥架工程设计常见的另外一个问题。按照材料划分,电缆桥架主要有钢制、玻璃钢和铝合金几种。玻璃钢电缆桥架的特点是质量轻,比重仅为碳钢的1/4;耐水性和耐腐蚀性好,适合化工厂。不易燃烧,难燃型玻璃钢电缆桥架的氧指数≥32。使用寿命长,一般设计寿命为20年,但价格是钢制电缆桥架的3倍。施工的优越性在于切割方便、组装灵活,安装无需动火,这对于爆炸危险环境并且工程工期紧张的化工厂工程意义尤其重大,因为在爆炸危险环境,工程动火安装时化工厂必须停产,经济效益必受影响。铝合金电缆桥架重量也很轻,由于铝、钢比重不同(Al=2.7,Fe=7.86),按重量计算,铝钢之比约为1:3。铝合金电缆桥架外形尺寸、荷载特性均与钢质桥架基本相近。就费用而言,铝合金桥架的造价比镀锌钢制电缆桥架要高20%,使用寿命是钢制电缆桥架的5倍以上。
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