钢制电缆桥架设计规范

中国工程建设标准化协会标准钢制电缆桥架工程设计规范CodefordesignofsteelcabletrayengineeringCECS31:2006主编单位:中国工程建设标准化协会电气专业委员会批准单位:中国工程施行日期:2006年8月1日条文说明1总则1.0.1制定本规范总的原则要求。1.0.2把工程设计与制造共同遵守的规则，纳入同一标准，这是电缆桥架工程应用实践的需要。1.0.3电缆桥架工程是一个系统工程，涉及面广、合理的布局可达到节省空间，缩短距离，减少浪费，安全运行的目的。1.0.4确保产品质量和工程质量是制定本规范的目的。针对桥架市场存在未经检测、鉴定，不符合国家标准的产品涌入工程的实际情况，必须明确桥架产品实行质量检测(型试试验)合格。根据《标准化工作导则》GB／T1标准，新产品试制应通过鉴定或评定。1.0.5电缆敷设工程使用钢制电缆桥架时，还应遵守现行有关工程设计标准的规定。2术语2.0.1本条对电缆桥架作出了明确的定义，着重指出它是一个支承电缆线路的刚性结构系统。2.0.2将直接承托电缆线路荷重的部件称为托架，它仅是桥架系统组成部件之一。从其作用和含义上同“桥架”加以区别。2.0.3根据实际部件定义。2.0.4与美国电气制造商协会(NEMA.VE1)标准定义为“实底型电缆托架”相似，现称“无孔托盘”较简明。2.0.5根据实际部件定义。但从国内外产品及安装使用看，组装托盘是托架的一种形式。2.0.6与NEMA.VE1标准的定义相同。2.0.7与NEMA.VE1标准相似。本条1、2款系按部件功能定义。需指出的是：NEMA.VE1标准对“适合连接在同一平面上不同宽度的电缆托架配件”称为“收缩节”。现扩大了其范围，即“变径直通：一段改变尺寸的直通。”，这样定义内涵较明确。2.0.8用以改变电缆桥架方向和尺寸的一种装置，在NEMA.VE1标准中称为电缆托架配件。根据其功能和大多数厂家的习惯，现定义为“弯通”。这样含义明确，又避免与其他附件混淆。本条1～7款系按部件功能定义。2.0.9弯通的弯曲半径应定义为弯通内侧两直角边的内切圆半径。2.0.10折弯形弯通，是大多数厂家的习惯做法。折弯线即内切圆两切点连线，其长度为√2R。内切圆两切点连线与内侧两直角边形成两个135°钝角，使敷设电缆圆滑转弯，不致损伤电缆(如图1所示)。2.0.11圆弧形弯通，有部分厂家采用较美观，且易于监视与电缆允许弯曲半径的配合。2.0.12国外个别标准将桥架中的“附件”定义为“用于补充直线段和配件功能的装置”，并不包括连接件。我们则将直通和弯通之外的部件统一归并在“附件”中，既包括连接板，又包括盖板、隔板、引下装置等。2.0.13本条1至3款系按部件功能定义。3桥架3.1桥架的组成3.1.1明确桥架应由托架、附件和支吊架组成，让人清晰了解“桥架”不是单个部件，而是由多类部件构成的承托电缆线路的结构系统。3.1.2托架应由托盘、梯架的直通及其弯通组成，它直接承托电缆荷载，是构成桥架系统的部件之一。3.2托架的结构类型和品种3.2.1本条仅列出常用的托架结构类型。对于特殊的托架结构形式，本规范不予限制。3.2.2本条仅列出常用的托架结构品种。对于特殊的托架结构品种，本规范不予限制。3.3附件3.3.1本条仅列出常用的桥架附件。对于特殊的桥架附件，本规范不予限制。3.4支吊架3.4.1本条仅列出常用的桥架支吊架。对于特殊的桥架支吊架，本规范不予限制。3.5型号和规格3.5.1列出了型号编制的主要内容。但对荷载等级、防腐类别在型号上不作统一规定，可由厂家自定或在订货技术要求中反映，以照顾到目前各生产厂产品样本的实际情况，不因执行规范而进行大的改动。3.5.2国外及国内各厂家的桥架规格尺寸见表1。国内各厂家桥架规格尺寸品种繁多，给工程设计选择和互换带来不便，宜逐步向标准化系列靠拢。为不使生产厂家的工装、模具等受到较大影响，对规格尺寸不作统一规定，仅给出推荐规格。3.5.3国内大多数厂家的托盘、梯架直通单件标准长度最常用的是2m。考虑到有用滚轧机一次成型的，现将3、4、6m也作为标准长度，以减少连接，且有助于大跨距工程应用。该标准系列将可满足大多数情况。3.5.4纯直角形弯通易损伤电缆，不应在工程中使用。托盘、梯架弯通的弯曲半径系列，能适应大多数常用中低压电缆允许弯曲半径要求，与美国NEMA.VE1标准也相似。弯通的宽度与弯曲半径的配合系列是总结了多年工程的运行经验，特予推荐。3.5.5美国NEMA.VE1标准载有“电缆托架底部开孔以能满足空气流通，支承电缆的面积为底部总面积的60％”。本规范中对有孔托盘底部通风孔面积，规定了不宜大于底部总面积的40％，与NEMA.VE1标准相吻合，若过大，将影响托盘强度。3.5.6梯架底部横档中心间距与横档宽度的规定，是从全塑电缆的受力与敷设整齐的需要考虑的，与美、日标准相近(见表1)，也符合大多数厂家现状。3.5.7支吊架和立柱固定托臂处的开孔位置要求，系考虑与电缆工程设计规程、规范的层间距离规定值相协调，为此，可沿立柱纵向按孔中心距50mm开长孔。3.5.8各种附件和支吊架的规格尺寸在规范中没有列出，目的是给制造厂以更灵活的产品设计范围，本条仅提出原则要求。3.6技术要求3.6.1托盘、梯架的材料选用，首先推荐冷轧钢板而非热轧钢板，是由于热轧钢板在热轧过程中温度和温度降不均匀，从而使板材厚度不均匀，性能不一致，表面有斑疤及压坑。而冷轧钢板表面平整、光洁度高，其表面防护处理较热轧板好。本规范所指的桥架材质均为Q235A钢。3.6.2托盘、梯架所用板材的允许最小厚度，是在满足强度要求的基础上，还应考虑有一定的耐腐蚀裕量，以提高可靠性，与日本电气设备技术标准规定值(表2)相近。对于用滚轧模压加强筋的托盘，其强度相对提高，同类规格托盘板材厚度可降低一级。近年来，由北京建工一宏远电缆桥架有限公司研制、开发的“滚轧模压柔性连接电缆桥架”，根据工程状况，桥架连接处的连接点采用连接钉(又称节材型无螺栓柔性连接)连接方式，其特点：桥架材质薄、轻，有较高承载能力，节约原材，变径灵活，表面光洁，安装简便、迅速，降低劳动强度等。经工程应用反映良好。有关安装可参照《电缆桥架安装图集》统一编号CJBT-721，图集号04D701-3。镇江万奇电器设备有限公司自主研发的瓦楞型节能轻质高强托盘，由于设计了上下冷热空气交换的散热结构和整体散热面积增大，使托盘内的电缆导电体所产生的热量得到充分的散发，从而降低了电力线路的电阻值和损耗，提高了电能利用率，达到节能效果，已获国家节能认证中心的节能产品认证。由于设计采用了瓦楞结构，使惯性矩和抗扭矩大幅度提高，在降低板材厚度的情况下，比普通托盘、梯架强度还增大10％，自重减轻30％。3.6.3随着桥架表面防腐层材料不断发展，品种和规格繁多，本规范不宜一一规定其性能指标，只能定个原则。3.6.4根据《钢结构设计规范》GB50017—2003第2.0.5条有关条文说明的规定。3.6.5属于相关标准要求。3.6.6承载能力是电缆桥架主要性能之一。明确划分荷载等级，将利于制造标准化、系列化，且便于工程选用。美国NEMA.VE1标准给出4种支承跨距(8、12、16、20ft条件下划分的3个荷载等级；A级50Ib／ft(折合744N／m)B级75Ib／ft(折合1116N／m)C级100Ib／ft(折合1488N／m)为简化，本规范只规定在跨距为2m、按简支梁的条件下，分为A、B、C、D四个荷载等级：A级0.5kN／mB级1.5kN／mC级2.0kN／mD级2.5kN／m其中，除A级不考虑附加集中荷载外，其他均考虑可承受一定的附加集中荷载(0.9kN计)。如减去附加集中荷载，则B、C、D级分别与美国标准的A、B、C级相近。3.6.7托盘、梯架、支吊架的承载能力因不满足强度、稳定性要求，工程实践中曾出现过垮坍事故。国内不少厂家没有进行定量计算或试验验证，而仅仅是刚度检验，显然不能充分保证安全的。3.6.8在钢结构规范中，对Q235钢的安全系数n0＝1.407～1.489；在起重机械设计规范中，n0＝1.33～1.5。本规范确定桥架的安全系数n0＝1.5，与NEMA.VE1标准规定相同。3.6.9根据实际应用的需要，各种型式支吊架应能适用单侧或双侧、单层或多层布置托盘、梯架，在一定的跨距条件下，应能支承包含自重在内的总的荷载。为此，特在附录B列出支吊架的荷载试验方法。当托盘、梯架为两跨梁时，其中间托臂所受的支承力最大，根据超静定梁的支反力计算，可以得到由托盘、梯架作用在托臂上的总支承力Pt：Pt＝1.25qL式中q——作用在托盘、梯架的均布荷载；L——跨距。3.6.10连接附件的强度在支吊架荷载试验中验证。若达不到与本体结构等强度的要求，则需修改连接件(包括连接螺栓)的结构设计。3.6.11托盘、梯架跨距与允许均布荷载的关系曲线或数据是反映厂家产品主要技术指标之一，是工程设计必要的技术数据。因此，规定生产厂家应通过试验提供(见附录B)。3.6.12在钢结构规范中，对一般屋梁(非吊车梁)的刚度要求为：f≤1／250；对平台的刚度要求为f≤1／150。所以，本规范的刚度要求f≤1／200是适中的。3.6.13侧壁固定的托臂承受额定荷载时所产生的偏斜值与其各自的长度之比≤1／100，目的在于确保梁系统的整体稳定性。3.6.14参见3.6.11条说明。3.6.15参见4.3.2条说明。3.6.16热浸镀锌技术质量指标系参照国内外有关标准确定的(见表3)。3.6.17电镀锌质量指标系按照桥架多年运行经验制定的。电镀锌后须进行钝化处理。3.6.18喷涂粉末质量指标是参照国内一些地方标准或企业标准以及国产粉末涂料主要性能指标确定的(见表4)。3.6.19涂漆的质量指标系参照《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046—95的有关数据确定的(见表5)。《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205—2001第14.2.2条规定“……涂层干漆膜总厚度：室外应为150μm，室内应为125μm，其允许偏差为—25μm。每遍涂层干漆厚度的允许偏差为—5μm”。3.6.20复合涂镀层的防腐处理和采用不锈钢材质的桥架，工程中已有所应用，但缺乏充分的实践经验。其防腐性能只要求符合人工环境条件下各项质量指标就满足工程要求。3.6.21其他表面防腐处理方式，系指在开发新材料、新工艺等防腐处理技术中，在未经鉴定及较长时间考核的，应经过与适用环境条件相当的科学试验验证，并符合有关技术标准。3.6.22手工电弧焊接要求，系参照《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205—2001作出的规定。3.6.23构件几何尺寸极限偏差按《一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差》GB／T1804—2000标准的公差等级(见表6)。3.6.25为使钢制电缆桥架系统有良好的接地性能，对托盘、梯架直通之间或直通与弯通之间连接处的接触电阻值规定了应不大于0.00033Ω的要求，系参照美国NEMA.VE1标准确定的。3.7试验3.7.1附录B所示荷载试验分为托盘、梯架荷载试验和支吊架荷载试验两种。1托盘、梯架产品的荷载能力试验按简支梁型式进行，较按连续梁更偏于安全。本规范采用破坏荷载试验的方法作为判断强度准则，与美国NEMA.VE1标准相同。2支吊架的单体产品(试样)的承载能力的试验，按实际支承型式固定。对于托盘、梯架为等距多跨连续梁的情况，其作用在中间支吊架的支承力最大。支吊架的强度判断准则为：在试验荷载作用下，试件未产生永久性变形时，该试件即满足强度要求；未发生明显偏移或未出现卡接式托臂下滑时，该试件即满足稳定性要求。附录B所示挠度试验分为托盘、梯架和支吊架两种，都与荷载试验同时进行。试验测定的挠度值符合本规范第3.6.12、3.6.13条规定时，则该试件满足刚度要求。3.7.2桥架防腐层人工环境试验，根据广州电器科学研究院环境中心推荐的6种类型的环境条件，其等级规定如下：普通型(J)：适用于户内正常环境条件下，其环境条件等级规定为3K6、3K5L。湿热型(TH)：适用于湿