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如何进行敷设张力的测算?

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:敷设光缆时,施工人员对于牵引张力应当有一个初步估计,以便安排合适的牵引工具和足够的劳动力。表10.2.2常见工况下光缆牵引力的计算公式正常情况下,光缆均绕在光缆盘上释放,在牵引光缆时尚需克服缆盘轴孔和轴间的摩擦力。对管隧交角,可根据表10.2.3进行计算。表10.2.3管隧交角计算对设计人员来说,可以根据具体线路规划,对工程人员提出要求。

如何进行敷设张力的测算?

不管是哪一种类型的光缆,在施工时,施加在光缆上的力值必须小于其最大短期拉伸力,否则,有可能导致光纤残余衰减值变大、光缆伸长变形、光纤断纤或其他隐患。然而,在实际操作时,短期拉伸力的理论值相当于临界点,并不鼓励接近该值,应当留有适当的安全裕度。敷设光缆时,施工人员对于牵引张力应当有一个初步估计,以便安排合适的牵引工具和足够的劳动力。

但施工路由复杂,光缆在线路上的受力和光缆的理论荷载能力是否匹配,需要有一个基本的测算。下面介绍如何测算施工过程中的光缆受力状况。

电力光缆根据不同的跨距、光缆重量、气候条件、线路要求等设计参量计算出不同的最大荷载,其拉力值可以通过最大允许拉力MAT(40%RTS)进行推算。在此不作为重点描述,只是针对通信光缆进行分析和计算。

通信光缆的拉力一般用摩擦力原理来计算。应用这个原理是假定光缆的拉引速度不变,不把弹性和惰性的影响计算在内,光缆的重量在它和滑轮或隧管的接触面之间产生了压力。这个压力乘以接触面的摩擦系数,所得的摩擦力就是牵引时所必须克服的阻力。在平直的线路上,除了光缆重量所产生的压力之外,没有其他的压力存在,牵引力就和光缆重量及摩擦系数成正比,用公式表示为:

式中:F——牵引力(N);

μ——摩擦系数;

G——单位长度光缆的重量(N/m);

L——光缆长度(m)。

对于路径比较复杂的线路,通常是把全路径分成若干个受力段分别予以计算,然后将各部分的牵引力相加,即得全线路的牵引力。各种条件下的摩擦系数可参考表10.2.1。

表10.2.1 各种条件下的摩擦系数(www.xing528.com)

正常情况下,光缆均绕在光缆盘上释放,在牵引光缆时尚需克服缆盘轴孔和轴间的摩擦力。但相对于缆盘的惯性力,缆盘与轴孔之间的摩擦力则小得多,所以在放线初始阶段,应该考虑惯性力。惯性力的大小与光缆长度、缆盘大小、缆重以及缆盘轴孔和放线轴材质等有关,在实际放线阶段是无法给出具体的计算公式,只能根据经验加以估算。为克服惯性,以避免强行拉拽光缆造成损伤,可以辅助转动缆盘。

光缆线路常见情况下牵引力的计算公式列于表10.2.2。

表10.2.2 常见工况下光缆牵引力的计算公式

注:F—牵引力,N;μ—摩擦系数;G—单位长度光缆的重量,N/m;L—光缆长度,m;α—倾斜角,rad;θ—曲线段光缆交角,rad;F1—弯曲前的牵引力,N;F2—弯曲后的牵引力,N;R—光缆的弯曲半径,m

以上计算只是推演简单的数学模型,而实际线路会复杂很多,特别是经过错综复杂的管隧,计算时则需要化繁为简。公式中,曲线段光缆交角θ计算需要根据线路进行计算。对管隧交角,可根据表10.2.3进行计算。

表10.2.3 管隧交角计算

对设计人员来说,可以根据具体线路规划,对工程人员提出要求。但在施工现场,几乎不可能有人会拿皮尺逐段测量高差、弯曲度等指标,并结合光缆与管材、线路摩擦情况,然后再用计算器计算实际所需机具荷载。那如何有效估算合适的机具?

前面介绍过,光缆不同于电缆,因光纤性能和光缆结构影响,不同的光缆都会有不同的短期拉力值,在施工、运行过程中一旦有超过该力值的外力作用在光缆上,将有可能对光缆造成不可逆转的损伤。所以,最简单、直接的办法就是在施工前牢记该型光缆最大可承受的力值,即短期运行张力。至于查询摩擦系数,计算交角,计算长度和重量等,基本可以不去考虑。即使是电力光缆,也可以参照同样的办法进行处理。

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