第11卷第4期工程技術通訊2011年8月EngineeringTechnologyCommunication·PAGE10·2012-02-2710:32:380.00%電纜橋架伸縮節(jié)節(jié)設置方式式的探討集團總部金飛摘要：本文從金金金屬橋架架的理理論伸縮縮量計計算和通通常做做法入手手，分分析、探探討伸伸縮節(jié)做做法的的適用范范圍和和缺陷，通通過過論證和和比對對，建議議將伸伸縮量由由集中中消除改改為分分散消除除。并并通過橋橋架承承插接口口和改改性連接接片的的設置實實現(xiàn)分分散、消消除橋橋架溫差差伸縮縮量的目目的。關鍵詞：橋架；；；熱脹冷冷縮；；線性膨膨脹系系數(shù)；伸伸縮節(jié)節(jié)；伸縮縮量；；承插式式橋架架；改性性連接接片1．前言橋架和電線導管管管是目前前運用用最為廣廣泛的的電氣線線路保保護載體體。隨隨著專業(yè)業(yè)的拓拓展和需需求的的增加，電電氣氣布線越越來越越復雜，而而橋橋架相較較于導導管具有有容量量大、強強度高高、施工工靈活活、維修修方便便等特點點，在在大空間間和線線路密集集的機機房、豎豎井、通通道等處處更有有明顯的的優(yōu)勢勢。橋架作為各種電電電氣線路路的載載體，既既要保保護電線線免遭遭外界的的損壞壞，也要要減少少因電氣氣原因因對外界界造成成的影響響。因因此電纜纜橋架架應具有有良好好的防火火、防防觸電隔隔離、防防形變的的性能能，在人人員可可觸及和和環(huán)境境影響較較大的的區(qū)域還還應有有良好的的封閉閉效果。而而制制作橋架架的材材料（如如鐵或或鋁材）有有其其固有的的物理理、化學學特性性，如熱熱脹冷冷縮和電電化學學反應等等。熱熱脹冷縮縮現(xiàn)象象引起的的橋架架周期性性的伸伸縮擾動動會使使金屬疲疲勞斷斷裂、柔柔性粘粘接物分分離、硬硬質物間間產(chǎn)生生裂縫、接接觸觸面磨損損、固固定件松松脫等等情況發(fā)發(fā)生；；而電化化學反反應造成成的銹銹蝕更是是直接接影響到到橋架架的耐久久性、耐耐火性、防防水水和接地地等使使用功能能。在在高層、超超高高層較為為普遍遍的今天天，這這些影響響尤為為突出。如如果果處理不不當，將將會給使使用安安全和使使用功功能帶來來不利利的影響響。因因此，國國家標標準GB5500303—20022《建建筑電氣氣工程程施工質質量驗驗收規(guī)范范》規(guī)規(guī)定：電電纜橋橋架應有有足夠夠的強度度（不不變形）和和防防腐性能能（無無銹蝕）；；安安裝牢固固；接接地可靠靠；直直線段超超過一一定長度度（鋼鋼制橋架架300米，鋁合合金金或玻璃璃鋼橋橋架15米）要要設設置伸縮縮節(jié)；；橋架與與支架架間螺栓栓、橋橋架連接接板螺螺栓固定定緊固固、無遺遺漏，螺螺母位于于橋架架外側；；當鋁鋁合金橋橋架與與鋼支架架固定定時，有有相互互間的絕絕緣防防電化腐腐蝕措措施。建建設部部批準的的《電電纜橋架架安裝裝》圖冊冊（編編號04DD7701--3）也也規(guī)定：：鋼制制電纜橋橋架直直線段長長度超超過30mm，鋁合合金電纜纜橋架架超過155mm時，或當當電電纜橋架架經(jīng)過過建筑伸伸縮（沉沉降）縫縫時應應留20～30㎜補償償量量，其連連接宜宜采用伸伸縮連連接板。一一些些推薦性性的地地方圖冊冊和驗驗收、評評優(yōu)標標準也有有相同同的內容容。但但這些資資料對對于伸縮縮節(jié)的的設置方方式、安安裝要求求和適適用范圍圍都沒沒有更詳詳細的的說明。本本文文將從橋橋架的的伸縮問問題入入手，探探討橋橋架溫差差伸縮縮的解決決方案案。希望望起到到拋磚引引玉的的作用。2．熱脹冷縮變變變形量的計計算算物體的熱脹冷縮縮縮現(xiàn)象是是大家家熟知的的、也也是人類類認識識和運用用較早早的自然然現(xiàn)象象之一。我我們們用它修修復癟癟了的乒乒乓球球，加工工爆米米花、蒸蒸饅頭頭、做膨膨化食食品；用用它的的工作原原理發(fā)發(fā)明了溫溫度計計、內燃燃機、燃燃氣輪機機、制制冷機等等現(xiàn)代代文明的的動力力源。當當然，當當我們對對它重重視不夠夠的時時候它也也會搞搞點破壞壞，如如凍裂水水管、脹脹裂爐窯窯、使使鋼軌變變形甚甚至斷裂裂、讓讓建筑物物產(chǎn)生生冷熱裂裂縫。其其實熱脹脹冷縮縮現(xiàn)象并并不神神秘，只只要我我們揭示示了它它的原理理和成成因，通通過適適當?shù)姆椒椒ê秃痛胧?，揚揚長長避短，興興利利除弊，熱熱脹脹冷縮這這一自自然奇觀觀將會會繼續(xù)為為我們們的生活活增光光添彩。那么如何精確描描描述和測測量熱熱脹冷縮縮的效效果呢？？通過過對大量量的試試驗數(shù)據(jù)據(jù)和測測量結果果分析析，人們們驚喜喜的發(fā)現(xiàn)現(xiàn)：一一種物質質由于于溫度變變化引引起的軸軸線尺尺寸或體體積的的變化與與溫度度的變化化量呈呈現(xiàn)特定定的函函數(shù)關系系，這這種函數(shù)數(shù)關系系引用一一個叫叫“線性膨脹脹系系數(shù)”的參數(shù)（符符符號al）來表示示，aal指溫度每每變變化1℃時材料長長度度變化量量和它它在0℃時的長度度之之比。單單位為為1/開?？煽捎糜孟率奖肀硎荆海篴l=(lt--ll0)/l0△t（1）或lt=l0((1++al△t)（2）式中：lt表示示示溫度為為t℃時的長度度l0表示溫度為為00℃時的長度度△t表示溫度的的變變化量，也也也叫溫差差“線性膨脹系數(shù)數(shù)數(shù)”的絕對值值與與物質的的晶體體結構和和晶體體間結構構鍵的的強度密密切相相關，不不同的的物質有有不同同的系數(shù)數(shù)，同同種物質質在不不同溫度度條件件下系數(shù)數(shù)稍有有不同；；在常常溫下變變化不不大，可可以將將常溫下下的“線性膨脹脹系系數(shù)”視為與溫溫度度無關的的常數(shù)數(shù)。因此此，在在實際運運用中中，如果果已知知一種物物質tt1溫度狀態(tài)態(tài)下下的長度度l1，求t2溫度狀態(tài)態(tài)下下的長度度l2，可以用用下下式進行行簡化化計算：：l2=l1[11++a1(t2-t1)](33)計算的方法已經(jīng)經(jīng)經(jīng)找到，下下面面我們來來計算算一根2米長的鋼鋼質質電纜橋橋架在在最不利利條件件下的最最大變變化量：：即氣氣溫從極極端低低（高）溫溫變變化到極極端高高（低）溫溫時時橋架的的最大大伸縮量量。以以下是通通過網(wǎng)網(wǎng)絡查詢詢得到到的部分分城市市溫度列列表（表表1）。表1序號城市名稱年平均氣溫℃極端高溫℃極端低溫℃極端溫差℃極端／年平均溫溫溫差℃1北京12.8～144441-1758２７／３０2上海18～1939-342２０／２１3廣州21.938.12.136１６／２０4三亞2635.75.130.6１０／２１5拉薩7.529-1443２２／２２6烏魯木齊740.5-32.873.3３４／４０7哈爾濱3.537-3572３４／３９除列表的數(shù)據(jù)外外外，其他他地區(qū)區(qū)的極端端溫度度有：200002年山西西河河套地區(qū)區(qū)的443℃高溫；200112年1月23日內蒙蒙古古圖里河河的--46..9℃℃低溫；而而號號稱三大大火爐爐之首的的重慶慶市近500年來的最最高溫度度為442.33℃。從以上的數(shù)據(jù)可可可以看到到，南南方地區(qū)區(qū)極端端溫差較較小，年年平均氣氣溫較較高；北北方地地區(qū)極端端溫差差較大，年年平平均氣溫溫較低低。其中中極端端溫差最最大的的烏魯木木齊市市，達到到了773.33℃，最小的的是是三亞市市，只只有30..66℃。為了計計算算的簡單單，極極端溫差差取整整數(shù)計算算；升升溫/降溫過程程導導致t2-t1的值有有正正有負,但其絕對對值值不會變變化,,正負號僅僅代代表是膨膨脹還還是收縮縮。不不影響計計算結結果；線線性膨膨脹系數(shù)數(shù)可查查閱材料料手冊冊得到：：鋼質質件a1=1.1188×10-5/開。有了了這這些數(shù)據(jù)據(jù)，可可以算出出單根根橋架（長長22m）在極極端端溫差最最大（744℃條件下）時時的變形量量△l。l2=l1[11++a1(t2-t1)]（4）=2000×××(1+1..118×10-5×74)=2000+++20000××1.188×10-5×74=2001...75（㎜㎜）橋架的實際伸縮縮縮變形量△l為△l=l2l1=1..775（㎜）（55）通過上述的計算算算，得知知2米的鐵質質橋橋架在溫溫差774℃的范圍內內，其其最大伸伸縮變變形量為為1..75㎜。在在溫差311℃的范圍內內，其其最大伸伸縮變變形量為為0..73㎜。（鋁質橋架的“線性膨脹脹系系數(shù)”a1=22..36×10-5/開，單根根鋁鋁質橋架架的理理論伸縮縮長度度也可進進行計計算。）按照規(guī)范的要求求求，鐵質質橋架架直線長長度超超過30米時必必須須做伸縮縮節(jié)，那那么30米橋架架的的最大伸伸縮量量將在111～26.33㎜之之間（0..773×15～1.755㎜×15根）。雖然大多數(shù)地區(qū)區(qū)區(qū)的實際際溫差差不會達達到774℃，而且安安裝裝時間也也不會會正好都都在極極端天氣氣時進進行，所所以純純粹的伸伸長量量或收縮縮量的的概率極極低，大大多數(shù)情情況下下都是“熱脹伸長長量量+冷縮量=伸縮變形形量”，所以實實際際的熱漲漲量或或冷縮量量都小小于極端端伸縮縮量。不不同的的地區(qū)因因溫差差不同單單根橋橋架的實實際伸伸縮量會會有差差異。3、存在的主要要要問題室外橋架大多采采采用角鋼鋼、型型鋼、方方鋼、鋼鋼管等剛剛性支支架固定定；每每根橋架架（通通常為2米）最大大伸伸縮量達達到00.733～1.755㎜，30米橋架架的的總伸縮縮量將將達到111～26.33㎜。對對于有剛剛性支支架固定定的橋橋架來說說，由由于橋架架和支支架間的的剛性性連接，橋橋架架無法沿沿伸縮縮方向滑滑動，只只能通過過支架架偏移或或橋架架起拱、側側移移等形式式抵消消。當支支架的的強度足足夠大大并且連連接處處無法滑滑動時時，集中中式伸伸縮節(jié)根根本起起不到預預期的的作用。室室內內橋架也也存在在相同的的問題題，室內內小型型水平橋橋架大大部分采采用圓圓鋼吊桿桿+剛性防晃晃支支架吊掛掛固定定，由于于圓鋼鋼的柔性性可以以適量偏偏移；；而尺寸寸較大大或負荷荷較重重的水平平線槽槽（或托托盤）以以及所有有垂直直橋架均均采用用角鋼、型型鋼鋼、方鋼鋼等剛剛性支、吊吊架架螺栓固固定，無無法沿伸伸縮方方向移動動，集集中設置置的伸伸縮節(jié)也也難以以發(fā)揮預預期的的作用；；有些些梯架采采用YYB-22型壓壓板固定定，在在壓板較較松的的情況下下伸縮縮狀況可可能稍稍好一點點，但但又會出出現(xiàn)低低端橋架架應力力集中的的問題題。集中式伸縮節(jié)的的的設置，使使每每節(jié)橋架架的溫溫差伸縮縮量疊疊加，人人為的的放大每每節(jié)橋橋架的伸伸縮位位移，越越鄰近近伸縮節(jié)節(jié)橋架架的位移移量越越大。橋橋架周周期性溫溫差伸伸縮不僅僅對固固定支架架產(chǎn)生生影響，而而且且還影響響層間間防火封封堵的的嚴密性性；更更為嚴重重的是是放大后后的伸伸縮量造造成橋橋架內、外外防防火堵料料錯位位（見圖圖1），有效效防防火層厚厚度相相對減小小，影影響防火火封堵堵的效果果，留留下火災災隱患患。目前，為解決橋橋橋架伸縮縮問題題同行們們想了了不少辦辦法，比比如在橋橋架固固定點處處沿伸伸縮方向向開330㎜左右右的的長孔，采采用用圓頭方方頸螺螺栓固定定，使使橋架和和支架架保持半半緊半半松狀態(tài)態(tài)，保保證橋架架能小小范圍的的滑動動。這種種辦法法是以犧犧牲橋橋架的封封閉性性和降低低支架架和橋架架之間間的接地地可靠靠性換來來的，而而且由于于垂直直橋架直直接承承受重力力，開開長孔或或松動動壓板會會導致致低端的的橋架架承受集集中的的外力，存存在在安全隱隱患。還還有些單單位在在垂直線線槽上上加工彈彈簧或或彈性支支、掛掛件?，F(xiàn)現(xiàn)場加加工不僅僅繁瑣瑣，質量量也難難以保證證。4．建議與措施施施對于如何減少溫溫溫差伸縮縮帶來來的影響響，雖雖然可以以在現(xiàn)現(xiàn)有條件件下采采取一些些補救救措施，比比如如開發(fā)滑滑動支支架、給給支、吊吊件單獨獨接地地線，定定制彈彈性或彈彈簧配配件，增增加防防火封堵堵層的的厚度等等。這這些措施施只能能解決單單一的的技術問問題，綜綜合效果果不佳佳。筆者者認為為應將解解決的的思路從從集中中消除轉轉變到到分散消消除的的思路上上來，從從橋架本本身做做文章，讓讓每每節(jié)橋架架都具具有調節(jié)節(jié)伸縮縮的功能能，消消除橋架架的整整體移位位，借借此解決決橋架架固定牢牢固與與滿足溫溫差伸伸縮的矛矛盾。按照上述的解決決決思路和和前面面的計算算結果果，我們們知道道每根橋橋架（通通常為2米）的實實際際伸縮量量（伸伸長量或或收縮縮量）通通常不不會超過過1..75㎜。如如果在每每根橋橋架的連連接處處預留不不小于于4㎜(>2*11..75㎜)的活動間間隙隙，同時時使連連接板具具有允允許4㎜以上的的微微量活動動的能能力就可可以解解決這個個問題題。根據(jù)這一想法，筆筆者設計了幾幾個橋架配件件，見圖2～５。該配配件與現(xiàn)在通通用的橋架配配件有些不同同，主要體現(xiàn)現(xiàn)在：⑴將橋架的一端端端端口改為為承承插結構構，保保證線槽槽滑動動時密封封性并并起到滑滑動導導軌的作作用。⑵采用“V”型型彈性連接板板板，保證兩兩節(jié)節(jié)橋架間間的柔柔性連接接和接接地連續(xù)續(xù)性。⑶內承插接口橋橋橋架可以采采用用卡扣式式連接接板+接地線的的方方案，以以節(jié)省省安裝材材料和和勞動力力。對對比的詳詳細情情況見表表２。通過理論計算和和和模型試試驗，改改進后的的橋架架在剛性性固定定條件下下可以以滿足橋橋架溫溫差伸縮縮的要要求，承承插式式接口加加強了了線槽接接口部部位的防防火、密密封性能能。5．兩種橋架性性性能的比較較表2是普通橋架架和和改進后的的的橋架性性能對對比列表表。表2序號橋架類型比較內容線槽