悬索式跨越架在跨越电力线路施工中应用广泛,其承载索及封网绳多采用超高分子量聚乙烯纤维绳索和聚酯纤维绳索。由于进行悬索式跨越架动力学仿真计算纤维绳索所涉及的非线性本构关系尚无公开资料,各单位在进行仿真计算时采用弹性模量固定值来替代非线性应力—应变关系曲线,导致计算结果与实际情况不符。针对上述问题,对这两种常用规格的纤维绳索开展非线性本构关系试验研究,介绍了试验原理,提出了试验方法,获得了应力—应变曲线、弹性模量—载荷曲线。试验结果表明两种纤维绳索弹性模量的最大峰值随着直径的增大而减小,与原有推荐的弹性模量经验值存在很大差异。

为提升悬索式跨越架的抗冲击性能,该研究依据悬索式跨越架在事故状态下的承载特点,设计了适用于悬索式跨越架的液压吸能装置,并进行了吸能效果验证试验。首先,在分析事故工况下悬索式跨越架的承载特点的基础上,对比几种不同类型的吸能原理,最终选取液压吸能装置进行设计。然后,通过悬索式跨越架承载索小尺度垂直状态试验测试了吸能装置的吸能效果,最大可达到71.05%。为进一步验证真实工况下吸能装置的吸能效果,开展了大尺度模拟冲击试验技术研究,分别测试了承载索在有无吸能装置下的冲击响应规律。试验表明,在110 m跨距、重物载荷0.5 t、冲击高度0.5 m的条件下,液压吸能装置的吸能效果达到32.10%,可以有效提高悬索式跨越架的抗冲击性能。