[发明专利]动态弦截法计算不平衡张力的方法

权利要求书

1.一种动态弦截法计算不平衡张力的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)设独立耐张段内有连续i档，架线时气象条件为无风、无冰、气温t_m，架线完成后，档内所有悬垂串均保持垂直，当出现不平衡条件时，各档应力不等，档内悬垂串发生倾斜，得出第i档档距增量Δl_i与档内应力σ_i之间的关系式如下：

$\begin{array}{c}{\mathrm{\Δl}}_i=\frac{l_i}{{\cos }^2{\mathrm{\β}}_i(1+\frac{{\mathrm{\γ}}_i^2{l}_i^2}{8{\mathrm{\σ}}_i^2})}\{\frac{{\left(l_i{\cos }^2{\mathrm{\β}}_i\right)}^2}{24}\×\[{\left(\frac{{\mathrm{\γ}}_m}{{\mathrm{\σ}}_m}\right)}^2\\ -{\left(\frac{{\mathrm{\γ}}_i}{{\mathrm{\σ}}_i}\right)}^2\]+\frac{{\mathrm{\σ}}_i-{\mathrm{\σ}}_m}{E{\mathrm{cos\β}}_i}+\mathrm{\α}(t+{\mathrm{\Δt}}_e-t_m)\}\end{array}$

式中：l_i是第i档档距，m，β_i为第i档高差角；α为电线线膨胀系数，E为电线弹性系数，t_m、σ_m、γ_m分别为架线时气温、水平应力、电线比载，t、σ_i、γ_i分别为计算不平衡张力时气温、水平应力、电线比载，Δt_e为架线时考虑初伸长降低的等效温度；

由于档距相邻档出现了不平衡张力差，导致悬垂串发生了倾斜，假设悬垂串为均匀荷载，则第i+1档档内应力σ_i+1与档距增量Δl_i关系式如下：

$\begin{array}{c}{\mathrm{\σ}}_{i+1}=\[(\frac{G_i}{2A}+\frac{{\mathrm{\γ}}_i{l}_i}{2{\mathrm{cos\β}}_i}+\frac{{\mathrm{\γ}}_{i+1}{l}_{i+1}}{2{\mathrm{cos\β}}_{i+1}}+\frac{{\mathrm{\σ}}_i{h}_i}{l_i})\\ +\frac{{\mathrm{\σ}}_i\sqrt{{\mathrm{\λ}}_i^2-{\mathrm{\δ}}_i^2}}{{\mathrm{\δ}}_i}\]\÷(\frac{\sqrt{{\mathrm{\λ}}_i^2-{\mathrm{\δ}}_i^2}}{{\mathrm{\δ}}_i}+\frac{h_{i+1}}{l_{i+1}})\end{array}$

式中：σ_i、σ_i+1为第i档、i+1档档内电线水平应力，δ_i为第i基直线杆塔上悬垂串挂线点偏距，δ_i＝Δl₁+Δl₂+…+Δl_i，λ_i、G_i分别为第i基直线杆塔悬垂串串长、荷载，h_i、h_i+1是第i档、i+1档高差，m，β_i、β_i+1为第i档、i+1档高差角，l_i、l_i+1是第i档档距；

一个独立耐张段内，各档档距增量之和应为零，即：

${\mathrm{\δ}}_i=\underset{1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\Δl}}_i=0$

2)将总档距增量δ_i与第一档假设初始应力σ₁函数关系设为

δ_i＝f(σ₁)，

获取上述导线参数、各档数据、气象条件；

3)根据弦截法对应力进行求解，首先设定初始应力的两个端点值σ₁、σ₂作为计算应力的区间[σ₁、σ₂]，其中σ₁是区间最小值，按经验值设定；σ₂是区间最大值，设为导线最大张力；

4)根据上述关系式验证公式f(σ₁)f(σ₂)＜0，确定所求应力在设定的初始应力[σ₁,σ₂]区间内；

5)通过设定的初始应力σ₁、σ₂的值，用弦截法计算应力σ₃作为端点值，进一步缩小所求应力的范围；

6)将总档距增量δ_i的精度设为10^-3，将应力σ₃代入关系式δ_i＝f(σ₁)，得到的总档距增量δ_i满足精度要求，则运算结束。