光缆敷设张力计算方法

1.管道光缆张力计算

1）直线路径的敷设张力：

T₀=fWL （15-5-17）

式中 T₀——直线路径的敷设张力（kN）；

f——摩擦系数（见表15-5-5）；

W——缆重（kN/m）；

L——直线路径的长度（m）。

路径示例如图15-5-50a所示。

2）转弯时的敷设张力：

T₁=T₀e^fθ （15-5-18）

式中 T₀——转弯前的张力（kN）；

T₁——转弯后的张力（kN）；

e——自然对数之底；

θ——交角（rad）。

路径示例如图15-5-50b所示。

3）曲线路径时的敷设张力：

T₃=（T₂+fWL）e^fθ （15-5-19）

式中 T₂——曲线路径前的张力（kN）；

T₃——经过曲线路径后的张力（kN）；

fWL——把曲线路径看成直线路径时的张力（kN）。

路径示例如图15-5-50c所示。

适用于张力计算的张力增加率见表15-5-6。

图15-5-50 敷设状态示意图

a）直线 b）转弯 c）曲线

表15-5-5 适用于张力计算的摩擦系数

表15-5-6 适用于张力计算的张力增加率

4）跨过暗管道等障碍物的弯曲管道区间：路径示例如图15-5-51所示。应先计算出交角后再计算张力。

a）在图15-5-51a的情况下：

在b/a及d/c＜0.05的情况下，可以忽略张力的增加，按直线路径的公式计算，否则将交角θ代入式（15-5-19）计算出张力。

b）在图15-5-51b的情况下：

在b/a＜0.05的情况下，也按前例处理。

c）当管道有位差时，如图15-5-52a所示的情况下：

式中 a——人孔长度；

b——位差高度。

d）在图15-5-52b所示的情况下：(https://www.xing528.com)

式中 c——水平位差。

当θ＜10°时，张力增加值可忽略不计。

图15-5-51 管道交角示意图

图15-5-52 人孔交角示意图

a）位差在同一平面 b）水平与垂直位差同时存在

2.海底光缆敷设的张力计算

在水底较平坦的区域敷设海底光缆时（见图15-5-53），光缆所承受的张力的计算式为

图15-5-53 光缆受力状况

式中 T——光缆承受的张力（kN）；

h——水面至海底的深度（m）；

P——单位长度光缆在水中的重量（kN/m）；

v_K——拖轮行驶速度（m/s）；

v_B——光缆放出速度（m/s）；

D——光缆外径（m）；

β——光缆入水角（°）。

当水底存在上升和下降等倾斜状况时，如图15-5-54所示，其放缆速度v_B为

式中 γ——水底倾斜角度；

a——敷设船由A点至C点时光缆的着地长度；

±——水底呈下降或上升倾斜的不同状态。其中正号表示水底地势下降，负号表示水底地势上升。

图15-5-54 在倾斜水底的光缆敷设

3.架空光缆敷设张力计算

架设张力的计算方式，斜坡时可用式（15-5-26）来计算，斜坡示意如图15-5-55所示。

T₀=WL（fcosθ+sinθ） （15-5-26）

架空光缆敷设时转弯路径敷设张力可由式（15-5-18）求出；曲线路径的敷设张力可由式（15-5-19）求出。适用于架空光缆张力计算的摩擦系数见表15-5-7，适用于张力计算的张力增加率见表15-5-8。

图15-5-55 计算斜坡架设张力示意图

表15-5-7 适用于张力计算的摩擦系数

4.埋地光缆的敷设张力计算

敷设埋地光缆时，路径经常是弯曲的或上下不平的，除人工抬放时可不考虑敷设张力外，在机械牵引和人力牵引时，由于各种路径及相应路径的摩擦系数均于管道光缆敷设时相近，故可参考管道光缆的张力计算方法，近似地得出埋地光缆的敷设张力。

表15-5-8 适用于张力计算的张力增加率