一、高杆灯的升降原理

升降式高杆灯底部的长方形内腔中，除了安装电气控制系统外还安装电动机等升降系统。电气控制 系统安装在灯杆内部，可避免恶劣的室外环境导致升降运动的故障。电气控制系统中设有各种电路过载保护装置。系统中的电路的导电体广泛采用铜基镀银，以保证 电气连接的良好接触。升降式高杆灯的升降系统是通过电动机、蜗轮蜗杆减速器、安全联轴器、主钢丝绳、副钢丝绳、分绳器及动滑轮组等部件驱动 灯盘的升降。蜗轮蜗杆减速器的自锁能力强，传动紧凑，传动比很大，为了减小蜗轮、蜗杆变速比，减小上升扭矩，特别增加了一组动滑轮，使灯盘的升降速度小于 0.2米/秒。主钢丝绳通过分绳器与灯盘副钢丝绳相连，可避免由于主钢丝的拉伸而造成副钢丝的缠绕。主、副钢丝绳均采用高强度耐腐蚀6*19型不旋转镀锌 钢丝绳。升降滑轮组都采用经过热镀锌处理的A3钢支架、不锈钢轴、铜滑轮，确保在正常大气条件下不锈蚀运转灵活。各种紧固件垫圈、卡圈等零件也都采用热镀 锌件或不绣钢。灯盘上设有6组导向滑轮组及三组以上制动装置，在灯盘的提升或下降过程中呈120度分布的导向轮沿灯杆表面滚动，保证灯盘不产生摆动。灯盘 的导向轮与灯杆表面接触的工作部分表面采用橡胶热压合工艺。为了充分保证灯盘到极限位置时自动停车，灯盘上升、下降运动都装性能可靠的限位开关，并设有超 行程保护。高杆灯灯盘的升降是靠改变电动机的旋转方向来实现。为了安全防盗，长方形空腔配有密封门，密封门上装有特制的门锁。

二、高杆灯安全性计算

高杆照明设施照明范围大，功能性强，使用便利，在城市广场、大型立交、体育场、机场和港口码头等处广泛应用的同时，要充分考虑到高杆灯在狂风暴雨等恶劣环境中可靠使用的安全性。高杆灯的安全性包括刚度、稳定性及经济性等多方面的计算，其中强度校核是保证使用的一项重要内容。在此我将分步演算高杆灯安全性计算及强度校核：

1.、高杆灯的安全性计算

1)高杆灯灯盘(包括灯具)的迎风面积：由于灯盘采用不同形状，使灯盘的迎风面积具有不确定性。现取常见的封闭式飞碟状灯盘为例，以灯盘外形的正投影作为迎风面参考面积;S灯盘=(d1+d2)H1/2

2)高杆灯杆身的迎风面积：高杆灯杆身往往采用(锥度约1000:5)锥形体或圆柱体。杆身的迎风面积随着杆身长度的增加而逐渐增大。S杆身=(D1+D2)H2/2

3)高杆灯的基本风压计算：风压是垂直于气流风向的平面受到的风的压力，根据伯努利方程得出标准的风压关系公式。风的动压为：WP=0.5*r*V2/g=0.5*ro*V2(ro=r/g);WP为风压，单位KN/M2。 ro为空气密度，单位KG/M3。V为风速，单位是M/S。 r为空气重度，单位KN/M3。

空气重度r和重力加速度g随纬度和海拔高度而变。一般来说，ro在高原要比在平原地区小，也就是说，同样风速在相同温度下，其产生的风压在高原比在平原地区小。通常的10级大风相当于24.5M/S—28.4M/S。为了使高杆灯有广泛的应用地区，暂取高杆灯所在地区的风速为30M/S，且空气密度取ro=1.255KG/M3。

实际风压是在平均风压上下波动的。平均风压使建筑物产生一定的侧移，而脉动风压使建筑物在该侧移附近左右振动。脉动风压对结构产生的动力现象就是风振。《荷载规范》对于一般悬臂结构(构架、塔架、烟囱等高耸结构)且可忽略扭转影响的高层建筑，风振系数可按规范中一个相应的公式计算。

三、高杆灯的强度校核

1)高杆灯的底部面积：S=D2一d2)/4 式中：D是外径、d内径

2)高杆灯的结构自重应力：由于高杆灯的整体份量较重时，所以计算强度时要考虑自重引起的结构应力。假设灯杆底部面积在变形前后横截面不变且与灯杆轴线垂直，可定应力在灯杆底部横截面上均匀分布d结构自重=Q高杆灯/S灯底部横截面积

3)高杆灯弯矩作用下的应力：d弯矩=M/W;M是合力矩(截面的弯矩)，W是抗弯截面系数

4)高杆灯合计应力：根据叠加原理可以得出: d总=d结构自重+d弯矩

5)高杆灯的安全系数

为了保证高杆灯的灯杆能正常地工作，必须使其所受的最大工作应力不超过制作灯杆材料的容许应力。制作灯杆的材料往往采用低合金结构钢16MN或碳素结构Q235钢，这二者都属于典型的塑性材料。塑性材料通常是以屈服极限应力作为容许应力。当压缩受力达到塑性材料的屈服极限应力时，即出现塑性变形，进而发生断裂、破坏。

四、合理调整有关因素，提高高杆灯的整体强度

我们知道高杆灯的整体强度与外形、材料等因素有关，合理调整这些因素，可以有效提高灯杆的整体强度。如灯杆截面形状可以采用阶梯式的截面体，多面棱柱，椭圆形等多种形式或加大灯杆的横截面积，减少灯盘荷载(灯具的数量)都可以影响灯杆的整体强度。

高杆灯不仅要满足安全性计算和强度校核的要求，也应同时满足刚度，稳定性以及生产经济性等其它方面的要求。总之，只有从设计、制作，经济性等多方面入手，才能生产出质优价廉，安全稳固的高杆灯。