杆塔结构(2008).
我国输电线路杆塔结构研究新进展
1
z 4 (5)
756(B − b)3
144(B − b) 2
近似算法的计算准确度能够满足工程要求[7]。
2.2.2 杆塔导线耦合振动研究 架空线路是由多跨导线与多座杆塔、基础以及
附属连接件等组成的连续、耦合的空间体系结构。 在目前的线路设计中，通常将各组成部分作为彼此 独立的对象分别进行受力分析，不考虑杆塔与导线
⋅
( z' 10
)α
B(
z
)
B(
z′)
R(
z,
z′;
n)Sv
(n)dzdz′
+
∫ ∫ ∫ ∫ l /2 0
l/2 0
Hu Hl
Hu Hl
v2
(
x2
)v2
(
x2′
)µs2c
z ( 10
)α
( z′ )α 10
⋅
D2R(x, x′; z, z′;n)Sv (n)dzdz′dx2dx2′ ]
(8)
利用(1)式可得到杆塔风振系数。
2 我国输电线路杆塔结构研究新进展
2.1 杆塔可靠度及荷载取值研究 2.1.1 特高压杆塔可靠度分析
结构可靠度是对结构可靠性的定量描述，即结构 在规定的时间内、规定的条件下，完成预定功能的概 率[3]。在特高压输电线路目前还缺乏运行、失效等统 计资料的情况下，确定特高压杆塔的可靠度可以借鉴 现有的 500 kV 线路的可靠度，并使特高压杆塔结构 的可靠度指标与 500 kV 线路的相协调。调查统计分 析表明，我国 500 kV 线路杆塔结构的可靠度指标 β≥3.2，基本满足《建筑结构可靠度设计统一标准》[4] 安全等级为二级的延性构件目标可靠度的要求。
KEY WORDS: transmission tower；wind load；vibration；high strength steel；steel tube tower； weathering-proof steel ； cold-bending profiled steel
铁塔识图和构造规定
a.自立式杆塔命名规则
回路数代号 功能代号
设计条件代号 外形代号 构件类型代号
序列号
b.拉线式杆塔命名规则
结构型式代号
构件类型代号
设计条件代号
序列号
示例：ZBVC3010A11——表 示回路数为单回路，功能 为直线塔、外形为酒杯形、 绝缘子串中项及边相分别 为V串和I串、接腿为长短 腿、基本风速为30m/s、设 计冰厚为10mm、采用A类导 线、海拔1类、序列号为1 的单回路直线酒杯塔。
三、一般规定 7、构件标志
螺栓采用大写的“M”表示，规格、长度
均在节点附近表示，如：M20×45，表
示螺栓直径为20mm，长度为45mm。
螺栓在构件端头标识螺栓的数量、规
格、长度，同一位置有不同规格的螺
6.8
栓时，应分别标注，具体见图和图例。
6.8
8.8
四、图纸内容 1、总图（ZM22猫头—01）
铁塔识图和构造规定
一、杆塔的分类 1、按照塔头型分类：
一、杆塔的分类 2、按用途分类：
悬垂型杆塔 耐张直线杆塔 耐张终端杆塔 耐张转角杆塔 跨越杆塔 换位杆塔
一、杆塔的分类 2、按用途分类：
悬垂型杆塔
一、杆塔的分类 2、按用途分类：
耐张直线杆塔
一、杆塔的分类 2、按用途分类：
耐张终端杆塔
五、角钢肢和螺栓方向
1、横担上下平面斜材：角钢肢向中心
2、塔身正、侧面交叉斜材 ：
外贴——肢向上； 里贴——肢向上。
五、角钢肢和螺栓方向
3、隔面：角钢肢向中心
4、横担正面辅助材：斜向的肢向上，竖向的肢向中心； 横担平面上的辅助材：一般肢向中心，非对称的顺线路
杆塔结构
2．绝缘子串、金具的垂直荷载
无冰时为绝缘子串、金具自重 GJ ， 可查绝
解：绝缘串高度约15m，查表2－4得风压高度变化 系数μZ=1.0
PJD=n1(n2+1)μZ AJW0 =1×(7+1) ×1.0×0.03×252/1.6=94N
例 5．同例 1，已知某输电线路直线杆塔水平档距 为350m，垂直档距为368m，正常情况下最大风、无冰，
导线的垂直比载r1D=35.80×10-3 , 绝缘子串风载PJD=94N, 导线截面积AD=181.62mm2,导线风比载r4D(25) =35.19×
型钢(角钢、槽钢、工字型和方钢) 1.3 由型钢杆件组成的塔架 1.3(1+η)
η－塔架背风面荷载降低系数，按表2-6选用。
物理意义：修正背风面产生的负压
多边形截面μS按表2-7选用。
（3）βZ—杆塔风荷载调整系数(表2-8查取)。 物理意义：风压将随着风速、风向的紊乱变化而不
停的改变，风压产生的波动分量(波动风压)，使结
构在平均侧移附近产生振动效应，致使结构受力增 大。
（4）Af—杆塔塔身构件承受风压的投影面积计算 值
对电杆、钢管杆杆身：Af=h(D1＋D2)/2 h—计算段的高度 m D1、D2—电杆计算风压段的顶径和根径 m， 锥度为1/75的锥形电杆D2= D1+ h/75；
对铁塔铁身： Af=h(b1+b2)/2 b1、b2—铁塔塔身计算段内侧面桁架（或正面 桁 架）的上宽和下宽
杆塔
名词解释1，杆塔的定义：钢筋混凝土杆与铁塔的总称。
2，水平档距：杆两侧档距之和的算术平均值。
,3，垂直档距：杆塔两侧档导线最低点O1、O2之间的水平距离。
4，比载：导线单位长度、单位截面积上的荷载,5，杆塔的呼称高是指杆塔下横担下缘到设计地面的垂直距离，用H表示。
6，爬电距离：不同电位的两个导电部件之间沿绝缘材料表面的最短距离。
7，电气间隙：不同电位的两个导电部件间最短的空间直线距离8，导线弧垂是指在平坦地面上，相邻两基电杆上导线悬挂高度相同时，导线最低点与两悬挂点间连线的垂直距离。
,9，安全距离，是导线对地面、建筑物、树木、果树、经济作物、及城市绿化灌木之间的最小垂直距离10，风偏角；导线和绝缘子串在风荷载作用下，使绝缘子串风偏一定角度，称为风偏角，,11，长细比是指杆件的计算长度与杆件截面的回转半径之比，12，根开：相邻两塔腿中心轴线之间的水平距离13，在荷载作用下，钢结构的外力和内力必须保持平衡。
但平衡状态有稳定和不稳定之分，当为不稳定平衡时，轻微扰动将使结构或其组成构件产生很大的变形而最后丧失承载能力，这种现象就称为结构失去稳定性。
,简答题杆塔的作用：在输电线路中起着支持导线、避雷线系统，使导线、避雷线与地面（水面）间及导线、避雷线间保持电气安全距离的作用。
杆塔的分类一、按材料不同分类分为钢筋混凝土电杆和铁塔两种。
二、按受力不同分类1．直线型杆塔（又称中间杆塔）仅承受垂直荷载以及水平风荷载（即横向水平荷载），而不承受顺线路方向的张力的杆塔称直线型杆塔。
特点（1）仅承受垂直荷载以及水平风荷载（2）采用悬垂绝缘子串（3）事故断线时产生不平衡张力，允许在不平衡张力作用下杆塔发生倾斜。
2．耐张型杆塔（又称承力杆塔）除具有与直线型杆塔同样荷载承载能力外，还能承受更大的顺线路方向的拉力（支持事故断线时产生纵向不平衡张力，或者承受因施工、检修时用以锚固导线和避雷线引起的荷载的杆塔）称耐张型杆塔。
特点：（1）除具有直线型杆塔承受荷载能力外，还要承受纵向水平荷载。
输电线路组成(杆塔)
2、电力线路10.5m（杆顶15m）
3、通航河流15m
极距22m
杆塔外形尺寸包含哪些因素？ 杆塔近距离航拍
杆塔一体化吊装
1. 确定杆塔高度 2. 确定导线间距离 3. 确定地线支架高度及地线水平距离 4. 确定杆塔横担尺寸
杆塔高度的确定
杆塔外形尺寸如图，主要包括杆塔呼称高度H、横担长度（即导线间的距离Dm）、上下 横担的垂直距离Dv、地线支架高度hb、双地线的地线挂点之间水平距离、电杆埋深h0、 杆塔总高
同塔并架多回路输电线路
单回输电线路存在的问题：
在经济发达且人口密集的地区，土地资源非常 稀缺，只建设单回输电线路已不能满足电力需 求。
同塔多回线路是提高线路走廊的输送能力的一 种有效手段；既能增加线路单位面积的输送容 量，增加电力输送量，又能降低综合造价。
在德国，政府规定凡新建线路必须同塔架设两 回以上。在高压超高压线路中，为同塔四回为 常规线路，最多六回，德国同塔多回线路已有 70多年的运行经验。在日本，110 kV及以上的 线路多数为同塔四回，500 kV线路除早期2条为 单回路外，其余均为同塔架双回。目前，日本 同塔并架最多回路数为八回。在我国，随着电 网建设速度的加快，同塔多回路应用也比较普 遍，并逐渐成为一项成熟的技术。
1、地线支架高度hB
按下式计算：
hB hDB D B
式中 hDB－地线与导线间的 垂直投影距离；
λD－绝缘子串长度； λB－地线金具长度。
2、防雷保护角
地线与导线形成一夹角α，称防雷保护角《规程》 规定： 1. 对于单回路，330kV及以下线路的保护角不宜
大于15°，500kV～750kV线路的保护角不宜 大于10°； 2. 对于同塔双回或多回路，110kV线路的保护角 不宜大于10°，220kV及以上线路的保护角均 不宜大于0°； 3. 单地线线路不宜大于25°； 4. 对重覆冰线路的保护角可适当加大。
高压输电线路杆塔结构研究
高压输电线路杆塔结构研究高压输电线路是现代电力系统中不可或缺的重要组成部分，而杆塔作为电力输电线路的支撑结构，在保证线路安全稳定运行的同时，承受着巨大的载荷，因此杆塔结构的研究显得尤为重要。
一、高压输电线路杆塔的分类和特点高压输电线路杆塔根据结构形式和功能可以分为不同类型，其中常见的有直线塔、绝缘塔、耐张塔、转角塔等。
不同的杆塔类型适用于不同的环境和技术要求，其结构特点也各不相同。
1. 直线塔：直线塔是高压输电线路中使用最广泛的一种杆塔类型，其主要特点是结构简单、造价较低、安装维修方便。
直线塔的主要负载来自电力线的自重和线路张力，因此其主要结构包括受力臂、塔体和基础等部分，通过合理设计和选用合适的材料可以满足抗震、抗风等要求。
2. 绝缘塔：绝缘塔是为了防止电力线路与地面、建筑物等接触而设计的杆塔，其主要特点是具有绝缘性能。
绝缘塔的主要结构包括塔身、绝缘子串等部分，绝缘子串起到隔离线路与杆塔之间的导电作用，可以有效避免漏电和触电事故的发生。
3. 耐张塔：耐张塔主要用于承受电力线路的张力，其主要特点是具有较大的切向和径向拉力。
耐张塔的主要结构包括杆塔臂、横担等部分，通过理论计算和模拟实验可以确定杆塔的预应力大小和附件的安装方式，以满足线路载荷要求。
4. 转角塔：转角塔主要用于改变电力线路的走向，其主要特点是结构复杂、受力情况复杂。
转角塔的主要结构包括大臂、小臂、杆塔头等部分，通过合理的结构设计和材料选择，可以保证转角塔的强度和稳定性。
二、高压输电线路杆塔结构研究领域及进展高压输电线路杆塔结构研究领域涉及力学、结构设计、材料科学等多个学科，近年来有了长足的发展。
下面就几个较为重要的研究领域进行简要阐述：1. 结构优化：结构优化是提高杆塔结构强度和稳定性的重要手段，通过数值模拟和优化算法可以得到最优的杆塔结构设计方案。
研究者们通常以减小结构自重、提高结构刚度、减小应力集中等为目标进行结构优化研究，以提高杆塔结构的工效性和安全性。
输电线路杆塔结构设计(第二章)
1 间隙圆图
塔度（瓶口）的影响，在 子导线的下导线处增加垂直下偏量和水平偏移量，然后在此基础上 绘制间隙圆。各塔型的垂直下偏量和水平偏移量应根据各塔型的具 体规划条件经计算合理确定。
裕度选取
220-500kV铁塔在外形布置时，结构裕度对应于角钢准线选取，塔 身部位300mm，其余部位200mm；110kV铁塔结构裕度取150mm。 110kV钢管杆在外形布置时，结构裕度对应于钢管杆构件外缘选取， 为150mm。钢管杆结构裕度对塔身取500mm、对横担取300mm。
2 风偏角计算
悬垂绝缘子串摇摆角计算
2）导线风荷载（P）可按规范10.1.18 条（10.1.18-1）和（10.1.18-2） 式计算。 3）杆塔水平档距（LH）的选取；规划塔头间隙圆图时，可根据地形及 拟规划杆塔的档距使用范围，确定相应的水平档距。应该说明，杆塔荷 载规划使用的水平档距，应采用拟规划杆塔水平档距使用范围的上限， 而塔头规划使用的水平档距，则应使其所规划的塔头尺寸能满足该型塔 的水平距适用范围。在a、T等参数一定时，往往选用拟规划杆塔水平档 距使用范围的下限（或接近下限的某一水平档距），否则摇摆角偏小。 因此，杆塔荷载规划用的水平档距与塔头规划用的水平档距往往是不一 致的。
小于15°。
Ⅳ、Ⅴ级落雷密度区域的保护 角相应减少5°。
我国福建和浙江等地区均处于III 级以上落雷密度区域，标准化设计 地线均按双地线设计，220kV的双 回路地线按对导线-5°、跳线0°保 护角设计。福建省单回路也采用负 保护角设计。
4 导地线联塔金具
直线塔导线悬垂串采用I串时，分别按照单挂点和双挂点进行 设计，制图时分别绘制两套挂点详图。采用V串时，采用单挂点 或双挂点。
式中 T +40 —— +40℃时导线张力，N； T ——雷电、操作或工频条件下的导线张力，N； W1、a符号的含义同式（2-1）。
杆塔计算原则
皖电东送淮南—上海输变电工程杆塔荷载及铁塔计算原则中国电力工程顾问集团公司二〇〇八年九月目录1设计依据 (1)1.1 技术标准及规程规范 (1)1.2 设计气象条件 (1)1.3 导地线参数 (3)1.4 绝缘子及金具等相关参数 (3)1.5 地线保护角 (4)2荷载取值原则 (5)2.1 重现期及结构重要性系数 (5)2.2 荷载 (5)3杆塔荷载条件 (10)3.1 水平档距 (10)3.2 垂直档距 (11)3.3 代表档距 (11)3.4 最大使用档距 (11)3.5 Kv值 (11)4荷载工况 (11)4.1正常运行 (12)4.2 断线工况 (12)4.3 不均匀冰工况 (12)4.4 安装工况 (13)4.5 终端杆塔 (13)4.6 验算情况 (13)4.7 抗串倒塔荷载 (13)4.8 OPGW开断塔 (14)4.9 气象区分界塔 (14)5其它 (14)1.设计依据1.1 技术标准及规程规范适用于电力送电线路工程项目的法令、法规、标准、规程、规范、规定等的最新有效版本。
主要标准如下：（1）《架空送电线路基础设计技术规定》(DL/T 5219-2005)；（2）《送电线路铁塔制图和构造规定》(DLGJ136-1997)；（3）参照执行《110-750kV架空输电线路设计技术规范》(报批稿)、《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》(DL/T5154-2002)、《重覆冰架空输电线路设计技术规程》(报批稿)及其他有关规程、规范、技术规定和参考资料；（4）《1000kV交流架空输电线路设计暂行技术规定》（Q / GDW 178-2008）；（5）本工程相关专题研究报告；（6）中国电力工程顾问集团公司出台的特高压相关规定。
1.2 设计气象条件设计气象条件表1.3 导地线参数地线支架垂直和水平荷载按照LBGJ-240-20AC增大5%开。
1.4 绝缘子及金具等相关参数（1）绝缘子长度本次铁塔规划，盘式或合成绝缘子净长按照10.53m执行，绝缘子串长度参考华东院提供绝缘子串组装图相应串型确定。
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2、 常用钢筋强度等级 钢筋按其强度和品种分成不同的等级， 并用不同的符号表示。
钢筋品种 I级钢筋 HPB235(Q235) Ⅱ级钢筋HRB335 (20MnSi) Ⅲ级钢筋HRB400 (20MnSiV、 20MnSib、 20MnTi) 代号 钢筋品种 Ⅳ级钢筋RRB400 （K20MnSi等） 冷拔低碳钢丝 代号
受力筋
2、
钢筋的直径、根数及相邻钢筋中心距在图 样上一般采用引出线方式标注，其标注形式有 下面两种：
① 标注钢筋的根数和直径
② 标注钢筋的直径和相邻钢筋中心距
3、钢筋的编号
构件内的各种钢筋应予以编号，以便于 识别。编号采用阿拉伯数字，写在直径为 6mm的细线圆圈中 。
4、钢筋成型图及钢筋数量表 为了表明钢筋的形状，便于施工，须画出 每种钢筋加工成型图，并进行各种标注。
东北电力大学建筑工程学院土木工程制图
第四章 钢筋混凝土 构件图与钢结构图
教材内容 第十章 钢筋混凝土构件图与钢结构图 教学目的及要求 1、了解钢筋在混凝土中所起的作用; 2、掌握钢筋混凝土结构图的图示特点和标 注的含义; 3、掌握钢结构构件的图示特点； 4、能阅读钢筋混凝土构件的配筋图和钢结 构施工图。
6、 为了加强钢筋与混凝土之间凝结力， 对于光圆钢筋，在两端做成弯钩。有半圆弯钩 和直弯钩两种
# 有弯钩的钢筋要计算长度增减值，可查 阅标准手册
二、钢筋混凝土构件图的图示内容 1、图示特点： 为了清楚地表明构件内部的钢筋，可假 设混凝土为透明体，钢筋在施工图中便可看 见。钢筋在结构图中其长度方向用单根粗实 线表示，断面钢筋用圆黑点表示，构件的外 形轮廓线用中实线绘制。 *绘制钢筋的粗实线和表示钢筋横断面的 涂黑圆点没有线宽和大小的变化，即它们 不表示钢筋直径的大小。
箭头指向焊缝所在的一面
当箭头指向焊 缝所在另一面时， 应将图形符号和 尺寸标注在横线 的下方
箭头指向焊缝所在另一面
（2）双面焊缝的标注： 应在横线上、下都 标注符号和尺寸
上方表示箭头一 面的符号和尺寸，下 方表示另一面的符号 和尺寸
当两面的焊缝尺寸 相同时，只需在横线 上方标注焊缝的符号 和尺寸
4、
配置在混凝土中的钢筋，按其作用和位置可分为 以下几种。
受力钢筋：承受构 件内力的主要钢筋。
架立钢筋：起架立 作用，以构成钢筋 骨架。
箍筋：固定各钢筋的 位置并承受剪力。
分布钢筋：用于 板式结构中，将 板面承受的力分
配给受力钢筋，
并防止混凝土开 裂，同时也起固 定受力钢筋位置 的作用。
5、 保护层 钢筋外缘到构件 表面的距离称为钢筋的保 护层。其作用是保护钢筋 免受锈蚀，提高钢筋与混 凝土的粘结力。
2、钢结构的连接 螺栓连接 连接 焊缝连接 （1）螺栓连接表示方法
对接焊缝
角焊缝
螺栓、孔、电焊铆钉图例及标注
名 称 图
M Φ
例
名 称
图
例
永久螺 栓
圆形螺栓 孔
高强螺 栓
安装螺 栓
M Φ
长圆形螺 栓孔
电焊铆钉
（2）焊缝连接表示方法
（1）单面焊缝的标注：
当箭头指向焊缝所在 的一面时，应将图形符 号和尺寸标注在横线的 上方
冷拉I级钢筋
3、
序号 1 2 3 4 5 名称 钢筋横断面 无弯钩的钢筋端部 带半圆形弯钩的钢筋端 部 带直钩的钢筋端部 带丝扣的钢筋端部 左图表示长、短钢筋投 影重叠时，短钢筋的端 部用45°斜划线表示 图例 说明
序号 6 7
名称
图例
说明
无弯钩的钢筋搭接 带半圆弯钩的钢筋 搭接
8
带直钩的钢筋搭接
（3）3个和3个以上的焊件相互焊接的焊缝：不 得作为双面焊缝标注，其焊缝符号和尺寸应分别 标注
（4）相同焊缝的标注： ①在同一图形上，当焊缝型式、断面尺寸和 辅助要求相同时，可只选择一处标注代号， 并加注“相同焊缝符号”。 ②在同一图形上，当有数种相同焊接焊缝时 ，可将焊缝分类编号标注，在同一类焊接中 可选择一处标注代号，分类编号采用A、B、 C …，并写在横线尾部符号内。
•要求：在横放A3幅面的图纸上，用适当的比 例绘制该单跨简支梁配筋图，注意断面图的比 例与立面图不同，钢筋成型图与立面图对齐。 要求画出钢筋表。图面布局要匀称美观。 •时间：1周
钢结构是用钢板、热轧型钢通过焊接或螺栓连 接制造的结构 一、型钢及其连接 1、常用型钢的标注方法
轻型钢加注Q
轻型钢加注Q
教学重点及难点 重点及难点： 1、掌握钢筋混凝土结构图、钢结构图的图 示特点； 2、快速阅读钢筋混凝土构件的配筋图和钢 结构施工图。 教学方式方法 多媒体讲授
一、钢筋混凝土基本知识 混凝土是由水泥、砂子、石子和水按一定比例 拌和，经浇捣、养护硬化后而形成的一种人造 材料。 配有钢筋的混凝土称为钢筋混凝土。没有配置 钢筋的混凝土称为素混凝土。 用钢筋混凝土制成的梁、板、柱、基础等构件 称为钢筋混凝土构件。 1、混凝土强度等级：C10、C15、C20…C60
受力筋
箍筋
保护层
受力筋
保护层厚度
钢筋混凝土保护层最小厚度（mm)：
钢筋名称
环境条件 室内正常 环境
构件类别 板、墙
混凝土强度等级 ≤C20 C25及C30 15 ≥C35
梁
柱2530 Nhomakorabea受力筋 露天或室 内高湿度 环境 箍筋 分布筋
板、墙 梁
柱
35 45
45
25 35
35 15 10
15 25
30
梁和柱 墙和板
为了便于统计用料，在传统的钢筋 图上常画出钢筋表。
三、钢筋混凝土梁构件图识读
作 业
图名： 单跨简支梁配筋图
梁截面250X500，受 力筋为5根二级钢筋 直径20；架立钢筋为 2根一级钢筋直径12； 箍筋为直径8间距200 等距布置；弯起钢筋 的弯起点距离梁端分 别为500和1100，弯 起角45°；梁长为 6000mm
二、钢结构图识读
1、总图 －单线示意图
形状、尺寸
2、施工图
上弦
填板 节点板
Ⅱ
下弦
Ⅱ
2
140×14，L＝12140
腹杆
垫板
加劲肋
节点板
下弦杆
底板
钢屋架图识读：
画出正、侧面钢结 构工程示意图。正确使 用螺栓、焊缝的标注。
角焊缝
高强螺栓
东北电力大学建筑工程学院土木工程制图
第五章 结构施工图
教材内容 第十二章 结构施工图 教学目的及要求 1、了解房屋常见结构形式 2、了解结构施工图的分类 3、正确绘制与阅读结构施工图