关于输电线路铁塔结构设计的研究

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关于输电线路铁塔结构设计的研究
梁树 兰
（ 广西凯威 电力通信安装工程有限公司， 广西 南宁 ５０ｏ ） ３００
摘
题。
要： 在我国智能化电网的建设中。 输电线路铁塔结构是高压输电线路重要组成部分， 文中从输电线路铁塔结构设计进行分析及探讨一些相关的问
关键词 ： 电线路建设， 每项 分， 它的造价、 工期和劳动消耗量在整个线路工程 工程都有各 自 特点， 但很多设计脱离工程实际。 一 中占 很大比重。 其施工工期约占整个工期一半时 味生搬硬套是无法保证输电线路质量与满足电网 间。 运输量约占整个工程的６ ％， ０ 费用约占 整个工 发展需要的。 在输电线路建设过程中， 铁塔结构设 程的 ２％一 ５ 基础选型、 ０ ３％， 设计及施工的优劣直 计的效果对于工程质量及安全性能的影响较大 ， 接影响着线路工程的建设。 只有通过优化方案， 科技攻关 ， 不断探索与创新 ， 由于地质的特殊性和埋深的局限性 ，当前的 才能满足建设 电网的管理要求。 基础型式只 有采取浅埋式，通过适当加大基础地 ｌ输电线路铁塔结构设计理论的更新 板尺寸 ，增加基础 自重来满足上拔稳定才是比较 在我国电力部门 １９ 年出版实施的 《 安全经济的。 ９０ 架空 直线塔埋深控制在 ２ ｍ左右。 承力塔 送电线路铁塔结构设计技术规定》中，主要是以 埋深控制在 ３ ４ －ｍ左右可减少地下水对施工的影 Ｓ Ｊ— ９９架空送电线路设计技术规程》 Ｄ３１ ＇ ７《 为基础 ， 响。根据工程实际地质情况每基塔的受力情况逐 同时根据 Ｇ 卜１８ 建筑结构设计统一标准》 地段逐基进行优化设计比较重要 ，特别对于影响 Ｂ ９４《 的 结构可靠度 指标对铁塔结构设计作 出相应的规 造价较大的承力塔 ，由四腿等大细化为两拉两压 定。而｛２ ０ 结构规定》 是以概率理论为基础的极限 或三拉一压才是经济合理 的。 设计方法 ， 该方法在 １８ 年 Ｇ Ｊ—９７建筑结 ９７ Ｂ９ １８（ ２ ． ３导线横担下平面斜材布置 构荷载规范》 １８ 年 Ｇ Ｊ０ｑ８（ 土结构设 及 ９９ Ｂ１．９９ｔ ． 疑 输电线路铁塔顶部横向固 定的角铁 。 上面有 计规范》 出台后 ， 在其他工业与民用建筑 ， 尤其是 瓷瓶， 用来支撑架空电线的。 横担是杆塔中重要的 民用建筑中广泛应用的一种设计方法。这两本规 组成部分 ， 它的作用是用来安装绝缘子及金具 ， 以 范随着《 建筑结构可靠设计统一标准》 ２０ 年 支承导线 、 在 ０２ 避雷线 ， 并使之按规定保持一定的安全 的修订分别于 ２０ 年 ３ 、月重新修订。该方 距离。导线横担下平面斜材常见的布置形式为交 ０２ 月４ 法规定整个结构或结构的一部分超过某一特定状 叉斜材（ 双斜材） 且交叉斜材布置到导线横担根 式， 态， 而不能满足设计规定的某一功能时。 则称此特 部时， 大多连接到导线横担的主材上。 在纵 向荷载 定状态为该功能的极限状态， 超过这一界限， 则结 作用下， 其连接部位的主材或节点板极易变形。 为 构进入失效状态，分承载力极限状态和正常使用 使设计尽可能合理 ， 满足塔身传力的要求 ， 只需设 极限。 另外 ， 在电力系统输电线路铁塔结构设计过 计者将横担下平面交叉斜材塔身布置到导线横担 程中，首先需要在勘测工作中做到兼顾铁塔的经 根部时 ， 与塔身横隔面侧面横材的中点相连接， 使 济合理性和可能性 ， 个别特殊地段更要反复测量 导线纵向荷载通过塔身横隔材直接传递到塔身上 就可解决主材和节点板弯曲变形问题。 比 ， 较 使铁塔位置尽量避开交通困难地区， 为组立 去 ， 铁塔和紧线创造较好的施工条件。 ３输电线路铁塔结构设计中的强度问 题及新 ２输电线路铁塔结构的选型与基础设计的 型材 料 的应用 基本原则 ３１铁塔设计的强度问题 ． ２１铁塔选型的基本原则 ． 影响铁塔强度的因素主要有制选铁塔所用的 不同的铁塔型式在造价 、 占地、 施工、 运输和 材料、 铁塔的受力形式及铁塔的结构形式 。 输电线 运行安全等方面均不相同， 铁塔工程的费用约占 路在长期的运行 中， 铁塔作为导线和避雷线 的支 整个工程的 ３ ％－０ Ｏ ４％。合理选择铁塔型式是关 持物 。 必须能承受一定的荷载 ， 且其变形必须在一 键。对于新建工程若投资允许一般只选用 ｌ２ 一 种 定允许的范围之 内，即铁塔必须满足一定的强度 直线水泥杆 。 、 跨越 耐张和转角尽量选用角铁塔 ， 和刚度要求。 环形截面的构件较其它构件， 具有各 材料准备简单明了、 施工作业方便且提高一 了线路 方向承载能力相等， 节省材料 ， 便于采用离心机制 的安全水平。对于同塔多 回且沿规划路建设的线 造以提高质量等优 ， Ｃ法制备法浇制的混凝土 Ｓ Ｅ 路， 铁塔一般采用占地少的铁塔， 但大的转角塔若 强度 比振捣法浇制的可提高 ３％。 ０ 因此 ， 在输电线 采用铁塔由于结构上的原因极易造成杆顶挠度变 路中广泛采用环形截面的钢筋混凝土构件。这类 预应力构件浇注前， 将 形， 基础施工费用也会比角铁塔增加一倍。 直线塔 构件分普通和预应力两种。 采用铁塔， 转角塔采用角铁塔的方案比较合理， 能 钢筋施行张拉， 待混凝土凝固后撤 出张力 ， 这时钢 够满足环境、 投资和安全要求。 针对多条老线路运 筋回缩而混凝土必须阻止其回缩，因而混凝土受 行十几年后出现对地距离不够造成隐患的情况 ， 个预应压力。 当构件承载而受拉时， 这种预压力 在新建线路设计中适当选用较高的铁塔并缩小水 可部分或全部抵消受拉时应力而不致产生裂缝 ， 平档距可提高导线对地距离。 在线路加高工程 中 由此保证铁塔的稳定性和长寿命。 设计采用 占地小 、 安装方便的酒杯型（ Ｙ型） 铁塔 ， ３ ． ２新型材料在铁塔设计 中的应用 施工工期可由传统铁塔的 ３ ５天缩短为 １天， — 能 圆截面铁管的空气动力学性能好 ， 受力各向 够减少施工停电时间。 同性， 截面抗弯剐度大。 输电铁塔采用铁管构件 ， ． ２ ２基础设计的基本原则 不但可以减小塔身风载荷，还能充分均衡地发挥 铁塔基础作为输电线路结构的重要组成部 材料的性能， 减小杆件长度 ， 提高结构的稳定性 ，
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参 考文献
ｆ１ 万 昌， 树 萍 ， ｌ 杜 赵 李凌 宴 ． 送 电线路 设 计 防 高压 雷措施 Ｉ． 国新技 术新产 品 ，ＯＯ４． Ｊ中 １ ２ Ｌ（ ） ｆ１ 利华． ２古 目 现代城市紧凑 型 ｌ０ Ｖ架空输电线路 １Ｋ 设计『． Ｊ 中国科技 纵横 ， １（ ） １ ０ ２ ｏ１ ． ２ ｆ１ ３陈伟恩， 贞政． 房 新型输电线路铁塔 结构设计 体系探讨Ｉ１福建建设科技 ，２ｏ （． ． Ｊ ０ ８３ ） 【］ ４姜安庆 ， 陆洲导， 何海．某输电线路铁塔结构设 计分析与优化ｆ．四川建筑科学研 究，Ｏ ４ ３． Ｊ ］ ２０ ，（ ）
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特别是对于结构几何尺寸较 大、杆件较长的大型 铁塔 ， 这种优越性更为明显。 在受拉杆件中采用的铁管截面与角钢截面相 等， 此时铁管不显现其优势， 主要是由于用钢量相 等而铁管造价高。 但在压弯构件 中， 在同时满足稳 定的条件下， 铁管的截面要比 角钢省 ３％ ５ 左右， 而 且在承受风荷载时， 铁管的体型系数仅为相应角 钢体型系数的 ０６０８ ，且挡风面积较角钢小 ．－ ．倍 ２％－０ 。在满足相同强度、 ０ ４％， 刚度和稳定要求时 ， 当铁塔呼称高度超过 ３ｍ时 ， ０ 其造价就低于角铁 塔， 而且随着塔高的增加优势愈加明显。 根据大量 的统计计算和工程经验。 在一定塔身坡度时 ， 当铁 塔相对于角铁塔的重量减小超过 ２ ％时，铁塔 比 Ｏ 角铁塔造价低。 对于那些 四拼角钢也不能满足承 载力要求的铁塔或者是跨越高塔 ，以及走廊狭窄 或有景观要求的地区 （ 城市及周边 、 风景保护区 等）适宜采用铁塔 。 ， 综上所述 ，输电线路杆塔作为整个电网线路 的支点 ，其重要性不言而喻。随着 国民经济的发 展， 自然环境的不断变化 ， 给我国电力系统输电设 备安全问题带来了前所未有的冲击。在实际工程 中各种各样新问题也不断显现， 在未来的工作中， 如何因时制宜、 因地制宜的解决存在的问题， 不断 提高线路杆塔结构的科学性 、 稳定性 、 可靠性 ， 在 最大程度上保障电力安全，同时兼顾经济性 和视 觉美观将是我们研究的重点。