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电力建设起重吊装钢丝绳弯曲受力探讨
作者：张学飚
来源：《世界家苑·学术》2018年第12期
摘 要：在电力建设过程中，安全是十分关键的因素，特别是对于起重吊装钢丝绳而言，一旦存在安全隐患，必将影响电力的有序建设。因此，本文针对电力建设起重吊装钢丝绳弯曲受力和钢丝绳安全系数展开了分析，从而为电力建设行业起重吊装钢丝绳弯曲计算提供参考。 关键词：电力建设；起重吊装；钢丝绳；弯曲受力
前言：所谓钢丝绳，其是一种比较常见的绕性元件，具有很多的优势，如承载能力比较大、运用灵活，还有卷绕性好和可以承受冲击载荷等。当整根钢丝绳破断之前，会有断丝的状况，不会存在立即断裂的情况，能够达到事先预防的效果，因而在工程建设领域当中，钢丝绳的应用更为普遍和广泛。
一、钢丝绳在电力建设施工现场中的应用
在电力建设施工现场中，钢丝绳重点应用在两大方面：第一，各种起重机械，例如，变幅机构和塔机起升机构等。第二，施工现场的起重吊装用索具。比如，捆绑绳和千斤绳等，不管是起重吊装，还是起重机械，均有共同之处，就是在大部分条件下，钢丝绳则是在弯曲状态下受力，因为弯曲度不同，所以强度随着不同程度有所降低，但二者有一定的区别，即强度下降程度大小不同。对绳径比做出明确的规定，进而确保钢丝绳弯曲时的强度。总而言之，在电力建设施工现场中，特别是起重吊装作业过程中，钢丝绳被应用到其中，充分的发挥了关键的作用，对电力建设起重吊装工作的顺利进行奠定了良好的基础，为了保证电力建设起重吊装工作的稳定实施，还必须对电力建设起重吊装钢丝绳弯曲受力予以掌握，以此促进起重吊装工作的合理实施。
二、影响钢丝绳弯曲受力的因素
通常情况下，钢丝绳的构造形式比较复杂，捻制的方式也具有很多种，如果钢丝绳承受一定的拉伸，而且同时处于弯曲状态时，不但会受到拉伸应力的作用，而且在某种程度上，也受到了摩擦应力、弯曲应力以及扭转剪切应力等的作用，由此表明，应力状态十分复杂，在计算应力时，不管是理论计算，还是借助于有限元建模加以分析，精确计算结果难度 很大[1]。最为主要的是，弯曲应力、拉伸应力与其他应力等相对较小，因而可以不考虑。根据有关实践经验证明可知，钢丝绳失效的原因重点有疲劳、磨损与腐蚀。其中，弯曲容易导致磨损与弯曲，是造成钢丝绳破坏的先决因素。同时，弯曲应力也是影响钢丝绳寿命的关键因素，那么不能忽视该点。
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基于以上原因，在选择钢丝绳时，一定考虑到弯曲应力之内的所有应力，都统一按照纯拉伸进行计算，对于起重吊装钢丝绳，捆绑用吊索的受力更加复杂，一般情况下，需要通过增加安全系数的方法对其予以补偿与控制，尤其是在吊装期间，起重机在起制动时，将产生附加动载荷，针对于计算机中的拉应力，必须小于绳索实际所受到的拉应力，再结合实际的情况进行综合考虑。总而言之，在电力建设起重吊装作业中，为了明确钢丝绳弯曲受力情况是否符合有关要求，应该了解影响钢丝绳弯曲受力的因素，从而为明确安全系数做好铺垫。 三、规范钢丝绳弯曲强度计算具体步骤
当钢丝绳与钢丝绳扣绕过不同尺寸的轮滑或者是销轴使用过程中，需要结合不同的弯曲半径，按照如下程序，进而确定其钢丝绳弯曲的强度能力[2]。 1）钢丝绳索比例系数R
其中，D是滑轴或者是销轴直径，mm；d是钢丝绳的公称直径，mm。 2）钢丝绳扣效率系数E 3）钢丝绳扣径弯曲强度能力Pn
其中，n是钢丝绳扣承载的股数；P是钢丝绳破断力，N。 4）钢丝绳与钢丝绳扣使用安全系数K
F是钢丝绳与钢丝绳扣受力，N。由于使用场合不同，所以安全系数K的要求也不尽相同，作为起重吊装用钢丝绳扣时，要求做系挂绳扣使用，K≥5；做捆绑扣使用，则K≥6。 四、有关钢丝绳弯曲的算资料
根据有关文献显示，电力行业通过探索总结诸多经验性结论，对实际吊装起到了重要作用。一般情况下对于钢丝绳内周曲率半径，如果超过6倍绳径以上，起重能力则不会受到影响，当钢丝绳内周曲率半径仅仅有绳径的3倍，起重能力有所降低，下降到原来起重能力的75%；当钢丝绳内周曲率半径等于绳径时，起重能力将下降到50%。
表 1 是物体底端角度与绳破断拉力的关系，在吊装物体底端有角度的条件下，电力建设起重吊装钢丝绳的破断拉力有所下降，钢丝绳不能够承受过分的弯曲，因而需要尽最大程度的防止出现锐角弯折，当实施构件或者是设备的捆绑期间，当遇到钢丝绳，需要绕过锐角[3]。同时，注重对锐角部分的保护。在电力建设起重吊装的施工现场，通常采用的保护方法为在锐角处，放置破开的钢管垫，或者将木块放在锐角处。
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在起重电子作业过程中，在某种条件下，需要一些绳结，主要是因为对于不同形式的绳结，其对绳的破断拉力影响程度不尽相同。目前，在电力建设起重吊装作业过程中，捆绑绳扣得到了广泛的应用。在弯曲的位置，绳扣不仅受到拉力，而且受剪力，那么，在选择绳扣期间，需要结合图例予以对比分析，进而找出其中的薄弱点，遵循以增大钢丝绳的弯曲半径为原则，合理的选择绳的规格，从而确保电力建设起重吊装钢丝绳弯曲受力情况符合相关要求。 结束语
综上所述，电力建设吊装技术水平的不断提高，在一定程度上促进了我国电力工业的稳定发展。近年来，伴随着电力工业的飞速发展，工程的规模已经向现代化与大型化等方向发展，因而我国的电力建设吊装计算水平也有了显著的提升。基于此，需要对电力建设起重吊装钢丝绳弯曲受力与计算予以明确的规定，从而为电力建设起重吊装工作的开展加以指導，也推动我国电力建设行业的可持续发展。 参考文献
[1] 王永新，刘国生，举.电力建设起重吊装钢丝绳弯曲受力探讨[J].建筑机械化，2015，36（05）：45-49.
[2] 王永新，刘国生，举.电力建设起重吊装钢丝绳弯曲受力探讨[C].第六届全国工程建设行业吊装市场研讨暨技术交流会论文集.山东电力建设第一工程公司，2015：322-325. [3] 王延曾，胡耀华，王勇.SCC4000履带起重机超起工况在大型设备吊装中的应用[J].电力建设，2010，31（11）：110-112.
（作者单位：国网江西省电力有限公司横峰县供电分公司）