سیم گای چیست؟ راهنمای مهندسی برای طراحی، انتخاب، نصب و نگهداری

در خطوط برق هوایی، برج‌های مخابراتی، توربین‌های بادی و سایر سازه‌های بلند، سیم سیم ممکن است مانند یک کابل فولادی به نظر برسد، اما نقش مهمی در ایمن نگه داشتن کل سازه در زیر باد، یخ و تنش نامتعادل دارد. این راهنما یک دیدگاه مهندسی عملی دارد تا به وضوح توضیح دهد که سیم گای چیست، چگونه به صورت مکانیکی کار می‌کند، از کدام مصالح و سازه‌های رشته‌ای معمولا استفاده می‌شود، و معمولاً در کجا سازه‌های گاید استفاده می‌شوند. سپس به نحوه طراحی و انتخاب سیم‌ها و سخت‌افزار منطبق (مانند دستگیره‌ها و میله‌های لنگر)، نحوه نصب و کشش صحیح آن‌ها در میدان، و نحوه بازرسی و نگهداری آن‌ها در طول عمر مفیدشان می‌پردازد، بنابراین طراحان، خریداران و خدمه سایت می‌توانند از اشتباهات پرهزینه اجتناب کنند و سیستم‌های پایدار و قابل اعتماد بسازند.

اصول اولیه سیم گای (گای وایر چیست؟)

تعریف مهندسی سیم مرد

در اصطلاح مهندسی، الفسیم مردیک استتنش-تنها عضو ساختاریبرای تثبیت یک سازه عمودی (مانند یک تیر، دکل یا برج) با حمل بارهای افقی از طریق یک کابل شیبدار به پایین تا یک نقطه لنگر استفاده می شود.

ویژگی های معمولی:

• تابع: فراهم می کندپشتیبانی جانبیومقاومت واژگونیبرای ساختاری باریک
• فرم: معمولا الفسیم یا رشته فولادی رشته ای(به عنوان مثال. 1×7، 1×19)، گاهی اوقات یک طناب سیم.
• حالت کار: طراحی شده برایفقط کشش را حمل کنید، نه فشرده سازی یا خمش.
• هندسه: نصب شده در یکزاویهاز سازه گرفته تا لنگر زمین، فونداسیون یا سایر تکیه گاه های ثابت.
• سیستم: با لنگرها، باندهای تیرک، دستگیره‌های مرد، گیره‌ها و سایر سخت‌افزارها به صورت کامل کار می‌کند.سیستم پسر.

شما اغلب سیم های مرد را در موارد زیر می بینید:

تیرهای برق و خطوط توزیع– میله‌های گوشه، میله‌های بن‌بست، تیرهایی با تجهیزات سنگین در یک طرف.

دکل های انتقال و مخابرات– دکل‌های بلند و باریکی که اگر فقط به‌عنوان سازه‌های آزاد- ساخته شوند، غیراقتصادی یا ساختاری ناکارآمد خواهند بود.

به طور خلاصه: هر زمان که یک سازه بلند نیاز به "کمک اضافی" برای ایستادن در برابر بارهای جانبی داشته باشد، سیم کشی یکی از ساده ترین و موثرترین راه حل ها است.

توابع اصلی یک سیم کش: پایداری، اشتراک بار، مقاومت در برابر باد

سیم گای که به درستی طراحی شده و کشیده شده است سه عملکرد ساختاری اصلی را انجام می دهد:

بهبود ثبات کلی

گشتاور واژگونی در پایه را کاهش می دهد.

اجازه استفاده ازتیرها یا پایه های کوچکتربرای همان بارهای خارجی

بخشی از مسئله خمش را به a تبدیل می کندمشکل تنش خالصدر پسر

بارهای نامتعادل را به اشتراک بگذارید و دوباره{0}}توازن کنید

مقابله می کندکشش هادی نامتعادلدر گوشه ها، زوایا و بن بست ها-.

به پشتیبانی کمک می کندبارهای نامتقارن تجهیزات(ترانسفورماتورها، کابل های مخابراتی، آنتن ها در یک طرف).

دراز مدت-را کاهش می دهدکج شدن و خزشاز قطب یا برج.

افزایش مقاومت در برابر باد و اقدامات محیطی

محدودیت هاانحراف و نوسان جانبیزیر باد و یخ

خمش چرخه ای و خستگی را در مقاطع بحرانی کاهش می دهد.

رفتار در طوفان ها را بهبود می بخشد، خطر شکست قطب و قطعی های آبشاری را کاهش می دهد.

شما می توانید نقش یک سیم را به صورت زیر خلاصه کنید:

سیم گای در مقابل سیم بمان در مقابل سیم طناب

این سه اصطلاح مرتبط هستند اما یکسان نیستند. جدول زیر مقایسه واضحی را نشان می دهد:

نکات کلیدی که باید به خاطر بسپارید:

سیم گای / سیم بمانتوصیف کنیدکاری که سیم انجام می دهد(نقش آن در ساختار).

طناب سیمتوصیف می کندمحصول چیست(ساخت و طبقه بندی کلی آن).

یک محصول فولادی رشته ای خاص می تواند هر دو باشدسیم طنابو هنگامی که برای مهاربندی سازه استفاده می شود، الفسیم مردیاسیم بمان.

نام‌ها و املای متداول: کابل پسر، سیم پیچ، سیم راهنما، سیم راهنما

در مشخصات، کاتالوگ ها و ارتباطات میدانی، ممکن است با چندین نام جایگزین برای سیم های گای مواجه شوید. برخی رسمی هستند، برخی غیررسمی، و برخی به سادگی غلط املایی مکرر هستند که هنوز باید آنها را تشخیص دهید.

مروری مختصر:

برای وضوح در اسناد مهندسی و تدارکات، بهتر است:

استفاده کنید"سیم مرد"(و در صورت لزوم،"سیم بمان") به عنوان اصطلاح استاندارد.

نام‌های رایج دیگر را یک بار ذکر کنید، تا خدمه سایت و تامین‌کنندگان متوجه شوند که در مورد یک جزء صحبت می‌کنند.

این کار اصطلاحات شما را ثابت نگه می‌دارد و در عین حال منعکس‌کننده زبان واقعی{0}}جهانی است که توسط تیم‌ها و مناطق مختلف استفاده می‌شود.

مسیر بارگذاری و اصول ایمنی سازه (چگونه سیم‌های گای واقعاً کار می‌کنند)

چیدمان معمولی یک سازه گاید

A ساختار گایدبه سادگی یک عضو عمودی (قطب، دکل یا برج) است که توسط یک یا چند تثبیت می شوداعضای تنش متمایل- سیم های مرد

از نظر مفهومی، یک قطب معمولی شبیه به این است:

A قطب عمودیدر زمین تعبیه شده یا روی پایه ثابت شده است.

یک یا چندنقاط دلبستگی پسرروی قطب (اغلب نزدیک به بالا، گاهی اوقات در سطوح متوسط ​​برای دکل های بسیار بلند).

سیم های مرددویدن به سمت پایین با زاویه (مثلاً 30 تا 60 درجه نسبت به زمین) تا:

لنگرهای زمینی(بلوک های بتنی، لنگرهای مارپیچ، میله های ثابت با صفحات)، یا

یک سازه یا پایه نزدیک.

سخت افزار پسردر طول مسیر: میله‌های میله‌ای، دستگیره‌های پسرانه، انگشتانه، غل و زنجیر، گیره‌ها، میله‌های لنگر و غیره.

در مقایسه با یک میله کنسولی خالص، یک ساختار گیج شده:

داردنقاط مهار اضافیتوسط بچه ها و مجریان ارائه شده است.

می تواند به ارتفاعات بیشتری برسد یا بارهای جانبی بالاتری را با خود حمل کندبخش قطب یکسان یا کوچکتر.

حساسیت بیشتری داردچیدمان و کشش صحیحاز سیستم guy، زیرا ظرفیت بستگی به این دارد که هم قطب و هم سیم های گای با هم کار می کنند.

شما می‌توانید سیم وایر را به‌عنوان یک "تکیه‌گاه از راه دور" در نظر بگیرید که از قطب به سمت بیرون و پایین کشیده می‌شود و بارهای جانبی را به کشش خالص در مرد و فشرده‌سازی در قطب تبدیل می‌کند.

چگونه سیم‌های مرد نیروهای داخلی را در قطب‌ها و برج‌ها تغییر می‌دهند

افزودن سیم‌های راهنما به طور اساسی نحوه حمل بار توسط یک تیرک یا برج را تغییر می‌دهد. سه اثر مهم عبارتند از:

1) کاهش لنگر خمشی

یک ستون آزاد-در زیر بار جانبی بیشتر آن بار را حمل می‌کندخم شدن در پایه.

با یک مرد در سمت بارگذاری شده، بخشی از بار افقی می شودتنش در پسر، بنابراین قطب حمل می کندفشرده سازی محوری بیشتر و خمش کمتر.

نتیجه:گشتاور پایه کمتر و تنش خمشی، خطر ترک خوردگی، تسلیم شدن یا کمانش را کاهش می دهد.

2) تعادل تنش نامتعادل

قطب‌های زاویه،-قطب‌های بن‌بست و تیرهایی با تجهیزات در یک طرف می‌بینیدنیروهای نامتعادل.

بدون بچه ها، قطب باید کاملاً با خم شدن در برابر اینها مقاومت کند که منجر بهشیب،-تغییر شکل طولانی مدت یا خرابی طوفان.

یک پسر درست قرار گرفتهکشش هادی و تجهیزات را خنثی می کند، بنابراینبار جانبی خالص کوچکتر استو نیروی حاصل به محور قطب نزدیکتر است.

3) افزایش مقاومت در برابر واژگونی

تنش پسر در یک عمل می کندفاصله افقیاز قطب (شعاع لنگر)، ایجاد یک اضافیلحظه مقاومتدر برابر واژگونی

بارها بین آنها تقسیم می شودپایه قطب و لنگرهای زمین، نه فقط پایه.

به عبارت ساده، سیم مردعقب می کشددر برابر باد و نیروهای خط، احتمال این که قطب بسیار کمتر شودکج کردن، چرخاندن یا ریشه کن کردن.

به زبان ساده:

سیم پیچ در برابر باد و نیروهای خط "به عقب می کشد"، بنابراین احتمال کج شدن، چرخش یا ریشه کن شدن قطب بسیار کمتر است.

مقایسه سریع:

مسیر بار در یک سیستم گاید: از هادی تا لنگر زمین

درک کردنمسیر بارگذاریبه شما کمک می کند تا اجزای مناسب را انتخاب کنید و از لینک های ضعیف جلوگیری کنید. برای یک ساختار خط هوایی معمولی، جریان بار ساده شده به صورت زیر است:

هادی / کابل

باد، یخ و بارهای کششی روی دهانه هادی اثر می‌گذارند.

-بازوی ضربدری (یا اتصالات بالای میله)

بار هادی را از طریق عایق ها و سخت افزار به قطب منتقل می کند.

قطب یا برج

بارهای ترکیبی (کشش از دهانه ها، خود-وزن، تجهیزات) را به:

راپایه و اساس(به عنوان نیروی محوری، خمشی و برشی)، و

رانقطه دلبستگی پسر(به عنوان واکنش های محوری و عرضی).

سیم و سخت افزار گای

در نقطه اتصال، بخشی از بار جانبی به داخل می رودسیم مرد.

سیم مرد این را حمل می کندتنش خالصدر طول آن

دستگیره ها، گیره ها، انگشتان و غل ها، کشش را به گیره و میله لنگر منتقل می کند.

میله لنگر و لنگر زمین

رامیله لنگر(میله ماندن) سیم گای را به لنگر زمین و در نهایت به لنگر متصل می کندتوده خاک یا بتن.

لنگر زمین و خاک اطراف آن را فراهم می کندمقاومت نهاییدر برابر بیرون کشیدن-و لیز خوردن.

شما می توانید آن را به این صورت نقشه برداری کنید:

اگر هر عنصری در این زنجیره طراحی نشده یا ضعیف نصب شده باشد (به عنوان مثال، یک گیره ضعیف، میله لنگر کم اندازه، یا ظرفیت ناکافی خاک)،کل ظرفیت سیستم پسر توسط ضعیف ترین پیوند محدود شده است.

عامل ایمنی در طراحی: کشش کاری در مقابل مقاومت شکست

در طراحی سیم گای دو مفهوم اساسی حیاتی است:

استحکام شکست (استحکام کششی نهایی)

حداکثر کششی که سیم (یا سخت افزار) می تواند تحمل کندقبل از شکستدر یک آزمون استاندارد

اغلب نامیده می شودقدرت شکست امتیازی (RBS).

تنش کاری (بار سرویس)

راحداکثر تنش مورد انتظار در عملیات واقعی، از جمله:

تنش نصب اولیه،

تنش اضافی ناشی از باد، یخ و تغییرات دما،

هر گونه اثر پویا یا گذرا در طراحی در نظر گرفته شود.

برای اطمینان از ایمنی، کدهای طراحی و استانداردهای ابزار معمولاً نیاز به یکفاکتور ایمنی(عامل ایمنی، FoS) بین استحکام شکست و کشش کاری.

یک عبارت ساده این است:

تنظیم مجدد:

سناریوهای کاربردی معمولی (جایی که از سیم های مرد استفاده می شود)

خطوط توزیع / انتقال برق

روشنخطوط توزیع و انتقال، سیم‌های گای روی قطب‌های زاویه،-قطب‌های مرده، قطب‌های پایانه و قطب‌های دارای تجهیزات سنگین (ترانسفورماتورها، سوئیچ‌ها) استفاده می‌شوند. آنها شیب را کنترل می کنند، خمش پایه را کاهش می دهند و از خرابی های آبشاری در هنگام بارگیری شدید دهانه ها توسط باد یا یخ جلوگیری می کنند. در شبکه های روستایی آنها اغلب هستنداقتصادی ترین راهبرای افزایش ظرفیت قطب بدون ارتقاء به سازه های بزرگتر.

برج های مخابرات و پخش

برایدکل های مخابراتی و دکل های پخش، سیم‌های مردانه سازه‌های بسیار بلند و باریک را امکان پذیر و مقرون به صرفه-می‌سازند. چندین لایه از افراد (مثلا هر 20 تا 40 متر) نوسان و پاسخ پویا را کنترل می کنند، از آنتن ها، فیدرها و موجبرها محافظت می کنند. چیدمان و تنش صحیح مرد برای حفظ حیاتی استانحراف دکل در محدوده خدماتبرای اجرای رادیو

دودکش های صنعتی و پشته های مشعل

بالادودکش های صنعتی و پشته های مشعلدر معرض بادهای شدید و اثرات حرارتی قرار دارند. سیم‌های گای به محدود کردن نوسان در بالا، کاهش خمش در پایه و تثبیت ساختار در هنگام راه‌اندازی{1}}، خاموش شدن و شرایط غیرعادی کمک می‌کنند. در این محیط ها،مناطق{0}}درجه حرارت بالا، خوردگی و محدودیت دسترسیبه شدت بر انتخاب مواد و سخت افزار تأثیر می گذارد.

توربین های بادی و دکل های بلند

بعضی هادکل های هواشناسی، کوچک یا موقتتوربین های بادیو دکل های بلند دیگر به جای برج های{0} خود تکیه گاه از سیم های مخصوص استفاده می کنند. بچه‌ها انحراف را تحت رگبارها کنترل می‌کنند و کمک می‌کنند ابزارها یا روتورها را در پوشش طراحی خود نگه دارند. طراحی باید در نظر گرفته شودخستگی و لرزش، زیرا این سازه ها چرخه های بار مکرر را می بینند.

کاربردهای دریایی و تقلب

روشنکشتی ها، سکوهای فراساحلی و سازه های ساحلیسیم‌های مخصوص (اغلب ضد زنگ یا با روکش مخصوص) از دکل‌ها، آنتن‌ها، چراغ‌های ناوبری و جرثقیل‌های کوچک پشتیبانی می‌کنند. آنها برای تثبیت اعضای باریک تحت بارهای موج، باد و حرکت با عناصر ریگ کار می کنند. اینجا،اسپری نمک، UV و خستگیمحرک های اولیه برای انتخاب مواد و پوشش هستند.

سازه های موقت و سایت های ساخت و ساز

روشنسایت های ساخت و سازو برایسازه های موقت(برج های رویداد، تیرهای چراغ برق، داربست ها، زیر بشکهای علامت موقت)، سیم های قایق مهاربندی سریع و قابل تنظیم را فراهم می کنند. آنها به سازه های سبک وزن اجازه می دهند تا با خیال راحت در طول یک دوره خدمات محدود به ارتفاعات مورد نیاز برسند. سهولت نصب، قابلیت تنظیم وبازرسی بصری سادهمعمولاً مهمتر از عمر 30 ساله هستند.

الزامات ویژه بر اساس سناریو (خوردگی، عایق، افزونگی)

یک مقایسه سریع از آنچه در هر زمینه بیشترین اهمیت را دارد:

در عمل،محیط، سطح ولتاژ و پیامد خرابیبا هم تعیین می کنند که چقدر باید برای محافظت در برابر خوردگی، عایق کاری و افزونگی برای سیستم مرد سرمایه گذاری کنید.

فرآیند طراحی و انتخاب سیم گای (هسته فنی)

جمع آوری پارامترهای ورودی طراحی

قبل از صحبت در مورد اندازه و سخت افزار، شما نیاز به یک تصویر واضح از آن داریدشرایط مرزی. یک چک لیست ساده:

اگر هر یک از اینها ناشناخته است یا فقط "تقریباً حدس زده شده است"، طرح باید به عنوان تلقی شودفقط مقدماتی. اندازه نهایی مرد همیشه باید از کدهای محلی و معیارهای طراحی مشتری پیروی کند.

تعیین تعداد پسرها و الگوی چیدمان

وقتی بارها پاک شدند، شما تصمیم می گیریدچند تا بچهشما نیاز دارید وآنها را کجا قرار دهیم.

چیدمان های معمولی

پسر مجرد-

یک پسر درسمت بارگذاری شده اصلییک زاویه یا قطب مرده-.

مشترک برایزوایای خط کوچکیابارهای نامتعادل متوسط.

بازگشت-به-بازگشت (دوبل) بچه ها

دو پسر تقریباً در جهت مخالف.

استفاده شده برایشاخه-، زوایای بزرگتر، بارگذاری پیچیدهیا زمانی که ایمنی اضافی مورد نیاز است.

سه نفر در 120 درجه

چیدمان کلاسیک برایدکل ها و برج های گید شده.

می دهدنزدیک به-مقاومت یکنواختدر تمام جهات و اغلب در چندین سطح در سازه های بلند تکرار می شود.

برای قطب های توزیع (منطق سریع)

زاویه انحراف کوچک: معمولایک پسردر قسمت بیرونی زاویه

زاویه بزرگ یا پایانه/قطب بن بست-: حداقلیک مرد قویدر مقابل کشش هادی؛ در مناطق با باد/یخ زیاد، الفپسر دوم یا سیستم سنگین ترممکن است مورد نیاز باشد.

در عمل، آب و برق دارندنقاشی های استاندارد مردانهبرای قطب‌های مستقیم، زاویه، بن‌بست-و شاخه. طرح شما باید از این موارد پیروی کند، مگر اینکه یک محاسبه دقیق چیزی متفاوت را توجیه کند.

محل لنگر و عمق دفن (قوانین سرانگشتی)

دو تصمیم کلیدی هندسی:فاصله افقیاز قطب تا لنگر، وعمق جاسازیاز لنگر

فاصله افقی (شعاع لنگر)

خیلی نزدیک → مرد شیب دار است، تنش برای یک بار افقی معین زیاد می شود.

خیلی دور ← کاربری بزرگ، تداخل احتمالی با خطوط یا خواص دیگر.

بسیاری از طرح‌های عملی لنگرها را تقریباً روی آن قرار می‌دهند0.5-0.8 × ارتفاع قطبدور از قطب، تابع-راست-راه و زمین.

هدف حفظ آن استزاویه پسر نسبت به زمین متوسط(نه خیلی شیب دار، نه خیلی مسطح) بنابراین تنش و واکنش عمودی معقول باقی می ماند.

نوع لنگر و عمق جاسازی

به شدت بستگی داردشرایط خاک(سنگ، ماسه/شن متراکم، خاک رس نرم، پر و غیره).

میله های لنگر + صفحات مدفون, لنگرهای مارپیچ (پیچ).، یابلوک های بتنیبر اساس ظرفیت خروجی{0}}و محدودیت‌های نصب انتخاب می‌شوند.

جاسازی باید انجام شودزیر عمق یخبندانو به اندازه کافی عمیق است که مقاومت لازم برای بیرون کشیدن- را با ضریب ایمنی کافی بسیج کند.

طراحی لنگر نهایی باید بررسی شودپارامترهای خاک و دستورالعمل های پی محلی; قوانین سرانگشتی برای مفهوم مفید هستند، اما جایگزینی برای بررسی های ژئوتکنیکی مناسب در جایی که بارها قابل توجه هستند، نیستند.

انتخاب قطر سیم و ساخت و ساز

یک رویکرد عملی گام به گام:-

بار طراحی را در نقطه مرد تخمین بزنید

از طراحی خط یا تحلیل سازه، به دست آوریدحداکثر بار افقیکه مرد باید در بدترین-ترکیب (مثلاً هادی شکسته، طوفان با یخ و غیره) مقاومت کند.

شامل مشارکت ازهادی ها، تجهیزات، باد و یخاقدام بر روی قطب

بار افقی را به تنش مرد مرتبط کنید

بر اساسزاویه پسر، واقعیتنش در پسربالاتر از مولفه افقی خواهد بود.

برای زوایای متوسط ​​که معمولاً در عمل استفاده می شود، کشش طراحی معمولاً حدود است1.2–1.5×بار افقی

برای کار دقیق، این از یک وضوح برداری ساده یا یک مدل ساختاری می آید.

یک فاکتور ایمنی طراحی را انتخاب کنید

از استانداردهای قابل اجرا یا رویه کاربردی پیروی کنید (به عنوان مثال، یک فاکتور جهانی بین کشش کاری و قدرت شکست امتیازی).

را محاسبه کنیدحداقل مقاومت لازم برای شکست:

الگوی قطر و رشته را از نمودار اندازه انتخاب کنید

استفاده از aنمودار اندازه رشته پسر(برای 1×7 / 1×19 گالوانیزه، یا در صورت نیاز ضد زنگ).

قطر / درجه آن را انتخاب کنیدقدرت شکست نامی بیشتر یا مساوی RBS_min.

بررسی کنید کهویژگی های کشیدگی(مدول) برای حدود انحراف مناسب هستند.

بررسی سازگاری با چیدمان و سخت افزار

اطمینان حاصل کنید که قطر رشته انتخابی و ساختار با موارد زیر سازگار است:

دستگیره‌ها یا گیره‌های بی‌{0} از پیش ساخته شده.

گردان، انگشتانه و غل.

لنگرها و میله ها (بار کاری و هندسه).

اگر چندین گزینه نیاز استحکام را برآورده می کنند، می توانید بر اساس آن بیشتر بهینه سازی کنیدهزینه، در دسترس بودن، مقاومت در برابر خوردگی و استانداردسازی(تعداد اندازه های مختلف در یک پروژه را تا حد عملی کم نگه دارید).

انتخاب سخت افزار منطبق

پس از انتخاب رشته مرد، می توانید اندازه آن را اندازه بگیریدسخت افزاربه عنوان یک مجموعه همسان:

دستگیره-بن بست / دستگیره مرد

باید باشددقیقا مطابقت داردبه قطر رشته و ساختار (به عنوان مثال. 1×7 گالو 7.0 میلی متر).

قدرت شکست امتیازی باید باشدکمتر از خود رشته نیست.

گردان

یک نوع (چشم-چشم، فک-فک و غیره) سازگار با بقیه اتصالات را انتخاب کنید.

حد بار کاری (WLL) بزرگتر یا مساویحداکثر تنش کاری در مرد، با ضریب ایمنی مورد نیاز.

بررسی کنید که کافی استسکته مغزی تنظیمتنش کردن و دوباره{0}}تنش کردن مرد.

میله لنگر و لنگر

رامیلهباید ظرفیت کششی کافی و حفاظت در برابر خوردگی برای طول عمر طراحی داشته باشد.

راسیستم لنگر(صفحه، مارپیچ، بلوک) باید مقاومت کندبیرون کشیدن-و خم شدنتحت بار مرد نهایی.

هندسه (اندازه چشم، ابعاد ساق پا) باید با غل و بند انگشتان مطابقت داشته باشد.

در اصل:

هر عنصر در زنجیر بار - از رشته تا لنگر - باید مقاومتی برابر یا بالاتر از نیاز طراحی داشته باشد.، بنابراین هیچ "پیوند ضعیف پنهان" وجود ندارد که پیش از موعد از کار بیفتد.

سوالات متداول