半岛彩票:【IBE】电缆桥架的安全工作载荷研究

　　【导读】电缆桥架的安全工作载荷是影响安全、耗材及价格的关键数据。历次规程修订都没有深入研究，本文结合《彩色涂层不锈钢电缆桥架工程技术规程》编制进行专题研究，得出不一样的结果。

　　电缆桥架的安全工作载荷是桥架结构的关键数据之一。因为这个数据决定桥架的强度、刚度及稳定性，也决定耗费钢材的数量。如果这个数据取值过大，会增加钢材的消耗量，过小则影响桥架的安全使用。可是国内所有电缆桥架的资料都缺乏论证，有的则是抄袭国外旧规范，有的则是避而不谈。无论是国家标准还是行业标准，只有工程建设标准化协会规范中有具体数据，但数据值得商讨。CECS 31—2006 版中将安全工作载荷称之为均布载荷，沿用了上一世纪后期日本标准，但当时日本桥架的宽度仅600～700ｍｍ，而我国市场上桥架宽度已增至1000～1200ｍｍ，差别不小。但是国内电缆桥架规程中，率先将电缆桥架按承载能力大小分成A、B、C、D 四个等级，详见表1。之后各个电缆桥架的规程都引用这一个方法及载荷等级数据。

　　T／CECS 31—2017 修订时术语与国家标准一致，将“均布载荷”改为“安全工作载荷”，数值则乘以1.3倍，详见表2。

　　这次数值修改主要是考虑到两个因素：（１）计入电缆敷设不均匀而产生的附加应力；（２）电缆桥架可能过载，因为规程规定的容积率为40%～50%， 显然有剩余空间。但是1.3的系数没有计入最大可能的超载，显然是不够的，而且，超载时只需强度考核而不需要绕度考核，显然又超出了钢结构规范要求。导致结构过度盈余，造成材料的浪费。

　　针对这一关键数据，本次新规程（即：《彩色涂层不锈钢电缆桥架工程技术规程》） 编写组进行了着重研究，保证材料得到充分利用的同时，达到安全可靠。

　　假定电缆在桥架上均匀排列，两电缆间的狭小空间能否敷设小截面电缆？答案是不可以。因为GB 16895.6—2014 指出小截面电缆会因为散热不利而过热，因此这个狭小空间只能用作散热，选择电缆桥架中实际占有空间等于 ｄ×ｄ，详见图 １。

　　理想情况是电缆紧靠排列，充满桥架的宽和高，求得：X%＝π／４＝０.78。即容积＞78％时，桥架盖板无法盖上，而实际工程容积率＜78％。

　　这也让笔者所在的编写组得出结论，当电缆桥架的额定容积率为50％时，其极限过载倍数是1.5， 也说明T／CECS 31—2017版考虑过载1.3倍是不够的。过载倍数取1.5，正好符合钢结构规范的规定， 即按安全工作载荷的1.5 倍校验强度。

　　设Q为电缆单位长度的质量 kg／m，d为电缆外径cm。那么电缆桥架单位容积的电缆荷重为：Z＝ Q／d ２ ，详见表3。

　　由表3可以看出，（1）35mm ２及以下小截面电缆对应的Z值小。（2）4＋1 芯电缆的Z值较小，而3＋1 芯及4芯等截面电缆对应的Z值较大；具有代表性的数值为0.34kg／cm2·m及0.36kg／cm2·m，取平均数为0.35kg／cm2·m。（３）表3采用铜导体多芯电缆为代表测算，它的结果也适用于其他类型电缆。例如低压铜导体单芯电缆，它的Z值在0.3～0.36kg／cm2·m之间，平均值0.35kg／cm2·m与多芯电缆相同。中压电缆，由于绝缘厚，导致电缆外径大于同截面低压电缆，经测算，Z值小于0.2kg／cm2·m。

　　综上所述，确定电缆桥架安全工作载荷ZA的条件是：（1）以电缆桥架50％容积率计；（2）电缆桥架单位容积的电缆荷重以0.35kg／cm2·m 计，于是：ZA＝ 0.35×50％×B×H×10－2（kg／m）。即：ZA＝1.75×B×H×10－3（kg／m）。式中，B×H 为电缆桥架的宽乘以高，ｍｍ。计算结果作为新规程的安全工作载荷， 分为A、B、C、D、E五个等级，详见表 4。

　　虽然2006版已废弃，但是2017版是在它的基础上修改的，需要追本求源。安全工作载荷新规程与T／CECS 31—2006版比较详见表５。

　　需要强调的是，2006版D级只适用于桥架宽度700mm及以下规格，若超过700mm则存在安全隐患，这在此前是未知的。

　　从表6可知：（１）安全工作载荷分别降低了14％～23％，其节省钢材的意义不容小觑，保守估计可节约钢材20％，这对电缆桥架行业来说是一个相当大的数字。（２）2017版规定D级载荷的桥架宽度允许1000mm，根据本文325kg／m 的最大宽度仅900mm，因此1000mm 宽度有安全风险。本规程采用A、B、C、D和E五级安全工作载荷是一个创新，而且找到了安全工作载荷与桥架容积 B×H 的函数关系较合理，又便于掌握，对制造行业及电缆桥架工程建设无疑是一个贡献。

　　由于T／CECS31—2017规范尚在执行中，较为理想的办法是对此内容作局部修订，若有困难，不得已则本规程采用两组数据并存，Q型符合T／CECS31—2017，而P型则体现本研究成果，以作过渡，见表 ７。

　　答案是不需要。因为以1.5倍电缆容积率计算已经有余量，实际工程中电缆桥架不可能达到1.5倍容积率。此外，选取0.35kg／cm2 ·m 这个基数时，是取大截面电缆为代表，小截面电缆的单位容积率电缆质量＜0.35kg／cm2·m，这里面也隐含了余量。