杆塔荷载分析.
输电线路导地线和杆塔角度风荷载作用研究
输电线路导地线和杆塔角度风荷载作用研究目前，我国的综合国力在快速的发展，社会在不断的进步，我国电力发展十分徐迅速，按照力的合成与分解原理，推导输电线路线条和塔身角度风荷载通用计算公式，并与DL/T5154-2012、IEC60826-2016、ASCE74-2009、EN50341-2012四种规范角度风荷载计算方法进行比较分析，结果表明：IEC60826-2016、ASCE74-2009、EN50341-2012均不考虑顺线路方向的线条风荷载，其计算公式与理论公式一致，与DL/T5154-2012计算方法差异较大;DL/T5154-2012、IEC60826-2016、EN50341-2012中关于塔身角度风的计算方法相同，与ASCE74-2009有较大差异。
建议按照通用公式计算线条角度风荷载;按DL/T5154-2012分配系数计算塔身角度风荷载。
标签：角度风;分配系数;规范比较;输电线路引言近年来，随着社会经济的飞速发展，工业和居民用电量呈直线上涨态势。
为满足负荷侧用电需求，国家电网公司加速输电网络建设，输电线路沿途会经过居民住房、林区、水田和鱼塘等复杂环境。
在输电线路运行过程中，异物意外飘落缠绕在输电线路导地线上的事件日趋增多。
当异物缠绕在导线上，遇雨、雪、雾天气时将会变成导体，一方面易造成输电线路相间短路或单相接地短路，导致跳闸停电事故;另一方面人员误碰，导致人身触电事故，给人身和输电线路运行带来极大危害。
因此，研究如何高效、安全地清除输电线路异物具有十分重要的意义。
1输电线路架设特点（1）在选择配电设备方面应尽可能的选用耗能较低的设备，以确保设备在自动运行的过程中其自身消耗的电能最小化。
一般而言，输电线路在建设的过程中都会严格按照标准来进行施工，以全面提升输送电能的效率，从而保证了所输送的电能达到最优化。
（2）在架设结构上，应尽可能的选用易安装且防震功能较强的结构，这样做的目的是为了能够增加输电线路在架设过程中的绝缘性能，从而减少不必要的安全隐患，并为输电线路的安全运行提供强有力的保障。
输电线路结构设计要点
冰荷载: 轻冰区一般按无冰、5mm、10mm设计，中冰区一般按15mm、20mm
设计，重冰区一般按20mm、30mm、40mm、50mm等设计。 必要时
不均匀覆冰工况
轻冰区
所有导地线同时同向有不平衡张力，使杆塔承受最大弯矩
所有导地线同时同向有不平衡张力，使杆塔承受最大弯矩
中重冰区
所有导地线同时不同向有不平衡张力，使杆塔承受最大扭矩
不平衡张力取值
不平衡张力（最大使用张力的百分数） 冰 区 导 线 悬垂塔 地 线 导 线 耐张塔 地 线
10mm轻冰区
于27m/s。
杆塔风荷载标准值
������ ������ = W0 ∗ μz ∗ μs ∗ ������ ∗ As ∗ βz
导、地线风荷载标准值
2 ������ ������ = α ∗ W0 ∗ μz ∗ μsc ∗ βc ∗ d ∗ Lp ∗ ������ ∗ sin θ
B：覆冰风荷载增大系数，如下表所示。
可变荷载：风和冰（雪）荷载；导线、地线及拉线的张力；安装 检修的各种附加荷载、结构变形引起的次生荷载以及各种振动动
力荷载。
杆塔荷载一般分解为：横向荷载、纵向荷载和垂直荷载。 2.荷载工况
各类杆塔均应计算线路正常运行情况、断线情况、不均匀覆
冰情况、安装情况和验算工况下的荷载组合，必要时尚应验算地 震等稀有情况下的荷载组合。
为优化；
b)、三相导线位于同一水平线，塔重指标最 优；
c)、设计、加工、运行经验丰富。
酒杯型铁塔
优点：
架空线路杆塔结构荷载试验
目次前言1范围2规范性引用文件3总则4术语和定义5试验分类6基本规定7试验技术要求8试验方案9安装10荷载11测量12试验工况顺序13图像记录14提前破坏15验收16构件检验17试验报告18记录和溯源前言本标准是根据1995年原电力工业部《关于下达1995年制定、修订电力行业标准计划项目（第一批）的通知》（技综［1995］15号）安排制定的。
本标准规定了架空线路杆塔结构试验的方法和要求，在标准的制定过程中纳入了以往实践工作中的成功经验并参考了国外相应标准。
本标准由中国电力企业联合会提出。
本标准由国电电力建设研究所归口并负责解释。
本标准主要起草单位：国电电力建设研究所。
本标准参加起草单位：中国电力建设工程咨询公司、中南电力设计院、西南电力设计院、广东省电力设计院。
本标准主要起草人：李正、何长华、张东英、李喜来、梁政平、肖洪伟、房向日、许岩、陈海波、耿景都、默增录、李振福、李清华、龙磊、邢海军。
架空线路杆塔结构荷载试验1范围本标准规定了架空线路杆塔结构的试验方法。
本标准适用于35kV及以上电压等级架空线路真型杆塔荷载试验。
变电构架、低电压等级杆塔、通信杆塔、铁道或轨道架空电气化构架、街道照明支柱、风轮机塔、吊索构架等结构荷载试验可参照执行。
本标准不适用于模型试验。
本标准杆塔使用材料的类型包括（但不限于）金属、混凝土、木材、层压木板和合成材料。
2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T 228—2002金属材料室温拉伸试验方法［eqv ISO 6892:1998（E）］GB/T 15481—2000检测和校准实验室能力的通用要求（ISO/IEC 17025：1990，idt）3总则3.1为使杆塔结构荷载试验标准化特制定本标准。
第十一章杆塔荷载计算
（3）垂直档距 按经验一般取(1. 25-1. 7) Lh,或按水平档距加大（50-100) m （4）代表档距 代表档距与导线张力有关，随电压等级和地形条件而 变化。根据设计经验220kV线路，在平地上代表档距可取 200-350m，山地可取200-600m。另外根据实际工程的统计 分析，约有80%左右的代表档距小于标准杆塔高的标准档 距，且为杆高标准档距的0. 7-0. 9倍左右，另外有10%20%的代表档距大于杆高标准档距，其值为杆高标准档距 的1. 2- 1. 5倍左右。
作用方向
（1）横向水平荷载：顺横担方向作用的 水平荷载，导、地线的风荷载、杆塔身 风荷载和导地线的角度合力。
（2）纵向水平荷载：垂直于横担方向的 水平荷载，导、地线的不平衡张力、断 线张力及杆塔、导线、地线的纵向风荷 载，安装时的紧线张力。
（3）垂直荷载：指垂直于地面方向作用 的荷载，包括导、地线及附件自重、杆 塔、横担自重、覆冰重及拉线下压力、 安装检修时人员、工器具重力。
4、设计档距初值的确定
标准挡距 与杆塔的经济呼称高相应的挡距，称为标准挡距
(2) 水平档距 平原地区线路，可取杆高标准档距Lb的1. 05-1. 1倍。
丘陵和山地线路，水平档距的变动范围较大，一般按地 形分段、分级取值。如110线路一般可将水平档距Lh分 级为450, 600, 750, 900m，按不同级的水平档距设计若干 种高度的杆塔以适应地形复杂地区的需要。
11.1. 3荷载系数
为了采用同一标准进行受力的比较和尺寸选择，用荷载 系数kH来表征各种情况的荷载对杆塔安全可靠性的要求。
11. 2各种挡距的确定
计算杆塔荷载时，常用到三个设计档距:垂直档距,水平 档距和代表档距 1、水平档距：
杆塔受力分析(2009.09.21)
(2-11)
(2-12)
K=1.15；冰厚b=15mm时，K=1.225；
安装时，垂直荷载还应包括工人、工具和附件质量。
杆塔受力分析与计算
2、电杆荷载计算 （2）导线、避雷线的风荷载W： 无冰时： W1=g4SLh· cosα/2+PJ1 覆冰时： W1=g5SLh· cosα/2+PJ2 式中 α——线路转角0； PJ1——无冰时绝缘子串风压， PJ1=n(v/25)2η，N； n——每串绝缘子个数； η——屏蔽系数，绝缘子串为单串时取1.0，双串 时取1.5； PJ2——覆冰时绝缘子串风压， PJ2=n(v/25)2，N；
杆塔受力分析与计算
2、电杆荷载计算 （5）式中： ψ——试验系数，当主材为单肢构件时取1.1，当主材 为组合构件时，取1.2。 对高杆杆身的风荷载应分段进行计算，以离地面 15m高度为基准，按不同高度分风压高度增大系数K2， K2值取下表所列数值；而导线、避雷线的曲荷载则应 按其平均高度考虑，配电线路架空线的平均高度一般 取10m。
F η 0.1 1.0 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 1.0
0.85 0.66 0.50 0.33 0.15 0.15
杆塔受力分析与计算
2、电杆荷载计算 （5）式中： F——杆身构件侧面（或正面）的投影面积，m2，对 于电杆杆身：F=h〔（D1+D2）/2〕，对塔身： F=K1h〔（b1+b2）/2〕； D1、D2——电杆计算风压段的梢径和根径，m,锥度为 1/75锥形杆，D2=D1+h/75； b1、b2——塔身计算风压段内侧面桁架（或正面桁 架）的上宽和下宽，m； K1——铁塔构架的填充系数，窄塔身和塔头一般取 0.2-0.3宽塔身一般取0.15-0.2，但考虑到 节点板挡风面积的影响，应乘以风压增大系 数，则窄塔身取1.2，宽塔身取1.1；
架空输电线路设计中杆塔荷载的相关问题分析
架空输电线路设计中杆塔荷载的相关问题分析摘要：架空输电线路是当前我国电力输送中非常重要的一种线路架设方式。
在架空输电线路中，杆塔的载荷会对输电安全造成影响。
本文从水平以及竖直两个方面对杆塔载荷相关问题进行了分析，旨在进一步提升架空输电线路设计的科学性与合理性，保障输电线路运行安全。
关键词：架空输电线路；杆塔设计；问题1 引言目前，架空输电线路设计有着不同的规范，包括了国家标准、行业标准以及企业标准等，不同范围可能有着不同的设计规范标准，但必须根据相关的规范标准进行设计，同时需要满足规范要求，达到相关的标准指标。
国际电工委员会（IEC）于1991 年推广使用了IEC60826：1991《架空输电线路荷载和强度》，2003 年在实际应用当中加以改进修改，最后通过不断完善，于是推广应用了IEC60826：2003《输电线路结构设计标准》。
对杆塔荷载的讨论，关键掌握设计当中的系数、风荷载、最小设计风速等的设计规范以及杆塔的载荷、动力风载重要求、杆塔荷载的分类标准以及设计原则。
当中设计的参数选取和标准，结合有关的规范进行选取运用，一般通过以结构可靠度指标的结果进行选取；风振系数一般参考高塔的情况选取；荷载组合一般结合导线的断线设计要求、张力大小和与风、冰荷载的设计标准情况。
对以上相关的外荷载大小进行分析，主要是通过对杆塔外部荷载，同时根据其相关变化规律情况，为杆塔结构设计给以更好的规范的指导。
对我国电力系统由传统的高压、超高压输电技术向特高压输电技术方向发展起到重要的作用，达到架空输电线路的相关要求，另外对于存在的问题加以改进，本文均根据当前的架空输电线路设计有关规范进行讨论。
2 架空输电线路设计的要点2.1 架空输电线路设计中导线的选择目前，我国应用最广泛的是钢芯铝绞线导线，这主要是钢芯铝绞线的内部是钢线，外部是铝线绞制形成，其不但机械强度好，还能够传输大部分电流。
架空输电线路的电能输送容量较大、电压等级较高，为了降低对高频通讯与电晕的干扰，架空输电线路通常采用两根或者更多根数的导线，并且导线的选择标准应该满足下面几个要求：导线表面不能有夹杂物或腐蚀斑点，应该保证表面的圆整与平滑；导线绞合的应该均匀紧密，并且导线绞合的紧密度应该符合相应的机械张力的放线标准；导线产品应该满足GB/T1179-2008的要求。
电力系统线路杆塔稳定性分析
电力系统线路杆塔稳定性分析随着电力系统的不断发展和扩大，线路杆塔的稳定性变得尤为重要。
线路杆塔的稳定性问题直接关系到电力系统的安全与稳定运行，因此对电力系统线路杆塔的稳定性进行分析和评估是必不可少的。
电力系统线路杆塔稳定性分析是指通过对杆塔结构和环境条件的综合分析，对线路杆塔在各种工作状态下的稳定性进行评估和判断。
稳定性分析的目的是确定线路杆塔是否能够承受各种外力和工况下的荷载，以及杆塔本身的结构是否满足稳定性要求。
电力系统线路杆塔的稳定性主要受到以下几个方面的影响：1. 风荷载：线路杆塔在风力作用下会受到风荷载的作用。
风荷载是指单位时间内单位面积受到的风力作用力。
风荷载的大小与杆塔形状、高度、风速、地面粗糙度等因素有关。
风荷载会引起杆塔的位移、倾倒或破坏，因此对于线路杆塔的稳定性分析来说，风荷载是一个重要的考虑因素。
2. 冰荷载：线路杆塔在冰雪覆盖的环境中会受到冰荷载的作用。
冰荷载是指覆盖在杆塔表面的冰的重量。
冰荷载会增加杆塔的重量，使得杆塔的受力情况发生变化，从而影响杆塔的稳定性。
因此，在寒冷地区建设电力线路时，对于冰荷载的考虑是必不可少的。
3. 地震荷载：地震是一种地球表面地壳运动引起的振动现象。
地震荷载会对线路杆塔产生水平和垂直方向上的作用力。
地震荷载的大小与地震的震级、震源距离、地震波传播路径等因素有关。
地震荷载的作用会引起杆塔的振动、位移和破坏，因此对于电力系统线路杆塔的稳定性分析来说，地震荷载是一个需要重点考虑的因素。
综上所述，电力系统线路杆塔稳定性分析是一个复杂而重要的工作。
首先，需要对线路杆塔的结构进行详细的分析和评估，包括杆塔的几何形状、材料强度、受力情况等方面。
其次，需要分析杆塔所受的各种荷载，比如风荷载、冰荷载和地震荷载。
在分析荷载时，需要考虑到工作状态下的各种情况，比如最大风速、最大冰厚度和最大地震力矩等。
最后，需要对线路杆塔的稳定性进行综合评估，判断杆塔是否具备稳定性要求。
浅析风荷载对输电线路杆塔的影响
浅析风荷载对输电线路杆塔的影响一、风荷载对输电线路杆塔的影响1、风具有不稳定和无规律性，风速的大小会产生物体位置的移动，风荷载是空气流动对工程结构所产生的压力。
风荷载不是固定不变的，它与基本风压、地形、地面粗糙度、距离地面高度，及建筑体型等诸因素有关。
对于外形规则、楼层不高的建筑物，我们可以通过规范找到确定的风荷载，对于高层的建筑物，风的效应会加大，这时需要考虑风对建筑物的影响，可以按照规范中的公式方法进行计算风荷载。
输电线路杆塔支撑的电线位置较高，风力较大，加之电线和设备本身的重量较大，所以需要试验来确定风荷载的作用。
2、风作用下输电线路杆塔的刚度影响在设计输电线路杆塔时，必须考虑到暴风对杆塔的影响、线路和杆塔自身的重量和杆塔所承受的上、下和水平方向的拉力，在风的作用下，杆塔可以有±10度的变化，在结构上可以有小的位移变化，但当风力过大，导致杆塔的加速度过大，很容易造成线路和杆塔的损坏，为了克服暴风对杆塔线路的破坏，需要在杆塔安装阻尼器或纵向结构来提高输电线路杆塔的刚度，保证输电线路的有效运行。
二、输电线路杆塔结构的风荷载杆塔的稳定是输电线路正常运行的重要保障。
输电线路的杆塔多处于地势空旷且较高地区，是一个高耸的建筑物，环境因素对风荷载的计算有重要影响，在输电线路塔杆的设计中，必须将环境因素考虑进去。
当前我国输电线路的建造荷载规范及设计并没有对本身所受的风荷载给出明确合理的计算规定。
输电线路的杆塔由于外力的拉力和自身的重力，会引起动力反应，杆塔本身是由多个自由度结构组成的，由于风是无规律，不规则的，风载产生的振动周期大概在30S-60S之间，时间持续几分钟或是更长时间，我们可以根据静力方法根据公式求取各个截面的内力。
三、输电线路杆塔结构风荷载的计算1、荷载系数荷载系数是用来调整线路的安全等级的，除我国规范外，其他三者都是通过调整线路设计风速的重现期得到荷载系数。
我国规范没有直接采用荷载系数的概念，与其相当的是结构重要性系数和计算设计值时的风荷载的荷载分项系数，这里把两者乘积作为荷载系数与其他3种规范进行比较。
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侧向变形相对比较大，不能忽略附加弯矩的影响，这种柱称 为长柱。8< l0/d≤30。
3）细长柱。当 l0/d>30时，称为细长柱。细长柱细长比过
大，钢筋和混凝土均为达到材料的破坏极限值而破坏，这种 破坏称为失稳破坏。
PB
TB
GB
1、垂直荷载
垂直荷载G包括：
P
GD PD
1）导线地线、绝缘子串和金具的重力荷
TD
载；
2）杆塔自重荷载；
3）安装检修时的垂直荷载，包括工人、
工具附件等的重力荷载。
二、荷载作用方向
PB
TB
GB
P
GD PD
TD
2、横向水平荷载
横向水平荷载P包括： 1）导线、地线、绝缘子串和金具的 风压 2)杆塔塔身风载； 3）转角杆塔上导线及地线的角度力。
2、受拉面钢筋被拉坏（首先混凝土出现裂缝，全部拉力 由钢筋承受，裂缝沿横截面方向向受压区延伸，受拉钢筋 受力不断增加，直到受拉钢筋破坏）
（二）超过正常使用值
1、超过正常使用裂缝宽度，受弯产生横向裂缝。
2、超过正常使用挠度
二、受压构件的强度计算
对于单一均质材料的受压构件，当纵向压力作用线通 过构件截面形心轴线时称为轴心受压构件。而钢筋混凝土 受压构件是由两种不同材料组成，其中混凝土是非均质材 料，钢筋布置的位置非对称，作用力或者施工中可能出现 偏差，因此绝对的轴心受压构件是不存在的。
钢筋和螺旋钢筋。环形截面受弯构件一般受力方 向是不定的，因此，纵向受力钢筋均匀布置在截 面的圆周方向；螺旋钢筋除用来防止在剪力和扭 矩作用下发生破坏外，还起固定纵向受力钢筋的 作用。
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受弯构件破坏的形成
受弯构件是一边受压，一边受拉。根据钢筋和混凝土的 力学性能（混凝土受压强度高，钢筋受拉受压强度都高但 承受压力时易失稳），因此，在钢筋混凝土受弯构件中， 钢筋只承受拉力，混凝土只承受压力。 （一）超过承载能力而破坏 1、受压面混凝土被压坏
一、杆塔荷载类型 二、环形界面钢筋混凝土构件的强度分析
一、载荷的类型
作用在杆塔上的荷载按时间的变异可分为永久载荷、 可变载荷、特殊载荷。
（1）永久载荷：包括杆塔自重荷载、导线、地线、绝缘 子、金具的重力及其他固定设备的重力，土压力和预应力 等。
（2）可变载荷：包括风荷载、导线、地线和绝缘子上的 覆冰荷载，导线地线张力、人工和工具等附加荷载，事故 荷载、安装荷载和验算荷载等。（气象荷载和施工荷载）
3、纵向水平荷载 纵向水平荷载T包括： 1）导线、地线的不平衡张力，对无转角的杆 塔不平衡张力为顺线路方向，对有转角的杆 塔的不平衡张力则与杆塔横担垂直； 2）导线、地线的断线张力和断导线时地线对 杆塔产生的支持力； 3）安装导线时的紧线张力。
一、受弯构件的强度计算（计算承受最大 弯矩）
环形截面受弯构件布置有两种钢筋：纵向受力
环形截面钢筋混凝土柱中一般布置两种钢筋：纵向钢 筋和螺旋钢筋。纵向钢筋沿横截面圆周均匀布置，螺旋钢 筋沿柱高等距盘绕。
设置纵向钢筋的目的是：
1）协助混凝土承受压力，减少构件构件的尺寸； 2）承受可能产生的不太大的弯矩以及混凝土收缩
及温度变形引起的拉应力； 3）防止构件突然脆性破坏；
设置纵向钢筋的目的是：
（3）特殊荷载：地震引起的地震荷载，以及在山区或特 殊地形地段，由于不均匀结冰所引起的不平衡张力等荷载。
二、荷载作用方向
根据计算要求，杆塔承受的荷载一般分解为作用在杆 塔上的垂直荷载（垂直于地面方向）、横向水平荷载（平 行杆塔平面即延横担方向）、纵向水平荷载（垂直杆塔平 面即垂直横担方向）如图所示。
1）防止纵向钢筋的压屈； 2）改善构建的延性并与纵向钢筋形成钢筋骨架；
自立式环形钢筋混凝土电杆属偏心受压构件，
在工程应用中，可讲混凝土偏心受压柱按长细比 （l0/d）的不同理想分为短柱、长柱、和细长柱。
1）短柱。当细长比较小的时候，柱在偏心压力的作用下，
侧向变形与初始偏心距相对比较小，可以不考虑附加弯矩的 影响，这种称为短柱。 l0/d<8。