3、第三讲钢筋混凝土电杆

式中 ∑P—零力矩点以上所有水平荷载及杆身风 荷载之和； K0—零力矩点的位置偏离系数， 可取K0 =1.1~1.2。 h4－零力矩的高度，对等径电杆， h4＝h5/2。
p 2P
B
3PD 2 p(hb h1 h2 h3 )
叉梁轴向力为：
（2）220～330kV直线电杆 a 、大多采用双杆带叉梁门型电杆、带叉梁 V 型 拉线门型电杆和V型拉线撇腿门型电杆也有荷载 较小时采用拉线单杆电杆。 b、杆柱型式采用有锥型和等径两种型式 2．耐张型电杆（加拉线） 采用加V型拉线、八字型拉线、X型拉线的门 型电杆。 3、转角电杆 采用加转角拉线（平衡角度荷载）、反向内拉 线、分角拉线的门型电杆。
M A (GB aB )2 (Tmax hB ) 2
2、电杆嵌固点处的弯矩 若为固定横担
' M D 1.15 [ ( K cTD h2 Tmin h1 )]2 [(GD GF )a1 GB aB ]2
若为转动横担 a、横担转动前
' M D 1.15 (GB a B GD a1 ) 2 (Tq h2 ) 2
3、转角电杆 转角电杆通常分为小转角电杆（30º以下）、 中转角电杆（30º～60º）和大转角电杆（60º～ 90º）。 转角拉线：角度荷载的反方向加拉线，平衡角 度荷载。 反向内拉线：30º以内的小转角电杆常装有反向 内拉线，防止反向风荷载过大时，电杆向拉线方 向倾斜。 分角拉线： 大转角电杆在内角反方向加装一根 分角拉线，防止转角杆在长期角度荷载作用下向 内角方向倾斜。
＝4710N，地线支架宽度aB＝250mm,地线支架高度
hB=2500mm，，计算断线情况上横担处的弯矩。 解：断线情况荷载组合系数Ψ＝0.75 MA＝
(GB aB )2 ( Tmax hB ) 2 (1.260 0.25) 2 (0.75 4.710 2.5) 2
＝8.84kN.m
第三节 电杆电杆内力计算 一、单杆直线电杆的内力计算 如图
单杆直线电杆因埋入土中较深，所以计算时可
视 为一端嵌固的悬臂梁，其嵌固点一般假定在地面以 下三分之一埋深处。 （一）正常运行情况下杆柱的内力计算 计算公式：
式中 ∑Ga－垂直荷载引起的弯矩； ∑Ph－横向集中荷载引起的弯矩； PxhxZ－杆塔风载引起的弯矩，Z为力作用点 高度； 1.15－考虑垂直荷载产生的附加弯短矩。
张力和提高纵向刚度和稳定性。 优点: 横向稳定性好，承载能力大，防雷性 能较好，适用于大档距、粗导线、重冰区 及多雷区， 缺点：路径走廊较宽，不省材。 2．耐张型电杆（加拉线） V型拉线（见P83面图4－25)八字型拉线（见P85面图4 －27） ： 拉线主要承受纵向荷载，同时兼承受较小的横向荷载 增加横向稳定性，常和带叉梁或撇腿杆柱配合使用。 八字型拉线：承受断避雷线的断线张力 X型（见P85面图4－27）拉线：既能承受纵向荷载， 又能承受部分横向荷载
(二)正常情况下杆柱的弯矩计算 拉线点以上杆柱按受弯构件计算，计算方法与 锥形单杆相同，但因挠度较小，可不考虑附加弯 矩。 拉线点以下的杆柱按压弯构件计算，由于拉线 电杆埋深一般较浅（h0=1.0~1.5m）,电杆下端可视 为铰接。沿杆柱任意截面x处的弯矩包括主弯矩和 附加弯矩两部分。主弯矩主要是由杆头风荷载产 生。在主弯矩和拉线点以下的杆身风荷载等作用 下，杆柱产生挠曲变形，挠曲变形后，轴向力与 挠度的乘积又产生附加弯矩。其任意截面的总弯 矩为:
二、拉线直线电杆的内力计算 （一）拉线的计算 如图
1. 正常情况下拉线的受力
式中 R —拉线点反力，按简支梁计算，并
M R h3
D
1.05R 1.05Rl T 2cos a cos 2b1
Ph M D GB a0 GD a1 [PB h1 PD (2h3 h2 ) 2 ]
M x M 0x N x f x
式中 (三)事故断线情况下杆柱弯矩计算 事故断线情况时在拉线点以上部分的杆柱弯矩， 计算方法与锥形电杆相同。在拉线点以下部分，在 杆头弯矩和拉线的垂直分力的作用下，杆柱按压弯 构件计算，但一般压弯弯矩对电杆配筋不起控制作 用。 例3－3
三、门型直线电杆计算 对于承受荷载较大的杆塔，为了满足强度和刚度 的要求，输电线路中常采用双杆，即门型电杆。门 型电杆分为无叉梁门型电杆（图5-21）和带叉梁门 型直线电杆两种。 （一）无叉梁门型直线电杆 无叉梁门型直线电杆的计算与单柱直线电杆基本 相同。不同之处是两杆受力的分配问题。正常运行 和断线情况时，两杆受力的分配见表5-3规定分配 系数。另外因门型电杆刚度较好，可不考虑垂直荷 载所产生的附加弯矩。
缺点: 是主杆埋深较大（3m左右），如果导线截 面和档距较大时，也常采用带拉线单杆直线电 杆和双杆直线电杆，但拉线电杆占地面积大，影 响耕作。 （2）220～330kV直线电杆 特点: a 、大多采用双杆带叉梁门型电杆、带叉梁 V 型 拉线门型电杆和V型拉线撇腿门型电杆也有荷载 较小时采用拉线单杆电杆。 b、杆柱型式采用有锥型和等径两种型式 C、带叉梁可调整杆柱上下段弯矩，从而使其配 筋合理，同时增强了横向稳定性和整体刚度。V 型拉线撇腿门型电杆，杆柱撇腿的作用是提高横
1000
3000
10300
2500
2200
(二)断线情况下杆柱的内力计算 单杆直线电杆事故断线断上导线起控制作用， 故只计算断上导线时引起的内力 对于有地线单杆直线电杆在断导线情况下必须考 虑地线支持力的作用。但不考虑未断线的支持作 用。设最大和最小地线支持力为△Tmax、 △Tmin 。 内力计算如下： 1、电杆上横担处的弯矩
第二节 电杆应用 对于运输和施工条件较好的平地、丘陵地区， 应优先采用钢筋混凝土电杆或预应力混凝土电杆。 并且要大力推广使用预应力混凝土电杆,逐步用预 应力混凝土电杆代替普通钢筋混凝土电杆。 1、直线电杆 （1）110KV以下 a、一般采用单杆直线电杆。主杆顶径为150～ 190，杆高15～18m ，埋深2.5～3.0m。 b、杆头型式为鸟骨型、斜三角型和上字型三种 型式，三种型式的导线布置均为三角形布置。 C、横担型式多为转动横担或压屈横担
M N 0.55
0
wenku.baidu.com
h2 cos
式中 ∑M0 —所有水平力对零力矩点的力矩和 N.m； θ—叉梁与地面夹角。 当电杆埋置较浅时 ： MC 0.55 Ph5
M N 0.55
D
h2 cos
2、断边导线情况下的计算 断边导线情况力的方向为纵向水平荷载，与叉梁无关， 因此计算与无叉梁的门型杆相同。
(四)耐张型电杆计算 耐张型电杆拉线的布置方式根据电杆受力情况和转角大小而定。小转角电杆和 耐张电杆一般采用X型拉线，（即交叉拉线）大转角电杆采用八字形拉线。 耐张型电杆的杆柱埋入土中的深度一般为1.5～２.０m左右，除特殊原因（例如 土壤冰冻）外，杆柱与地连接方式均可按铰接考虑，故水平力全部由拉线承受； 对不带地线的耐张型电杆的杆柱，可近似地按中心受压或压弯构件计算； 对带地线的耐张型电杆的杆柱，其拉线点以上，按受弯构件计算；拉线点以下， 按压弯构件计算，其计算方法基本与直线电杆相同。 兼５°小转角的耐张型门型电杆如图４-28所示。这种电杆布有两层拉线，在 导线横担处安装四根交叉布置的拉线（称导线拉线，也叫下层拉线），在 避雷横担处安装四根“八字型”布置的拉线（称地线拉线，也叫上层拉线）。导 线 拉线与横担的水平投影角α约为65°，在正常运行情况下，拉线承受导线、地线 的杆身风荷载的水平力及角度荷载或导线的不平衡张力；断线及安装情况时，承 受安装或断线时的水平荷载或顺路线方向的荷载。上层拉线与横担夹角较大，主 要用于承受纵向荷载；下层拉线与横担角度较小，可承受纵向和横向荷载。无上 层拉线时，全部纵向和横向荷载均由下层拉线承受。上层拉线的强度不受正常情 况控制。故正常情况只考虑下层拉线受力，而在断线情况下，上、下层拉线均受 力，但主要仍由下层拉线受力；在断地线情况下，主要由上层拉线受力，耐张型 电杆的拉线在计算事故断线情况下受力时，可不计增大系数1.05。
拉线受力 式中 T＝ Ry－拉线结点的纵向反力Ry=
sin a cos
ab TD（ TD取表5-3门型电 b
杆杆柱受力分配系数大的A杆验算）。
3、有交叉拉线无叉梁门型直线电杆（图5-25c） 有交叉拉线无叉梁门型直线电杆，α角度可以小于 70°，基础一般采用浅埋式，正常运行情况的横向 水平荷载由交叉拉线平衡，故在正常运行情况下， 电杆及拉线的受力计算均与拉线单柱直线电杆同。
（二）常用电杆杆型 1．直线型电杆 （1）35～110kV直线电杆 特点： a、一般采用单杆直线电杆。主杆顶径为150～ 190，杆高15～18m ，埋深2.5～3.0m。 b、杆头型式为鸟骨型、斜三角型和上字型三种 型式，三种型式的导线布置均为三角形布置。 C、横担型式多为转动横担或压屈横担 优 点 ： 结 构 简 单 ， 耗 钢 量 少 （ 比 门 型 电 杆 少 20 ％），并且占地面积很少，便于施工，导线可采 用三角型布置，电气性能较好。
M x 1.15(Ga ph px hx Z )
250 PB 例3－1 如图，PB=1100N, GB PD GB=1500N,PD=2400N, GD GD=3560N, 杆身风载 1250 PD GD PD G D p=94N/m。正常运行情况 1600 1600 下的最大弯矩发生在何处? 并求之。 解： 最大弯矩发生嵌固点。 MD=1.15(ΣGa+ΣPh+phZ) ＝1.15(1500 ×250+ 3560×1250+ 1100×16000＋2400×13800＋ 2×2400×11300＋94×160002/2)＝ 12521555000126252750N.mm=126.3kN.m
T Tq a1
b、横担转动后（若不考虑GD引起的弯矩)
' M D 1.15[(GD GF )a1 (KcTDh2 Tmin h1 )]
式中 KC－断导线时的冲击系数, Ψ－荷载组合系数 GF －荷载组合系数
例3－2已知某110kV线路断线情况GB=1260N, ' G GD=2913N， d 1430N，断线张力TD＝9300N，地 线最小支持力△Tmin ＝4658N ，最大支持力△Tmax
' TD h2 Tm h1 GD GF a1 Ry TD Tm h3
Rx—拉线点的横向（垂直线路方向）反力， GB a0 Rx h3
3、选择拉线截面 KlTmax A1 p 式中 Tmax—正常情况和断线情况下计算拉线所 受最大的力； KL—拉线强度设计安全系数，一般不应小于 2.0； σp—钢铰线的瞬时破坏强度N/mm2。
（二）带叉梁的门型电杆 如图
1、正常运行 当电杆埋置较深时：2
M A PB hB 0.5 phB
2 M B 0.55 2 PB hB h1 3PD h1 P hB h1 M C 0.55 PK 0 h3
M D 0.55 PK 0 h4
b1－电杆正视图，拉线在地面上的投影； l －拉线的长度
1.05—考虑拉线自重、风荷载及温度等因素引起 拉线受力增大的系数。
2 1
2、断上导线时拉线的受力 1.05 Ry 1.05 Rx T1 2sin cos 2 cos a cos 1.05 Ry 1.05 Rx T2 2sin cos 2 cos a cos 式中 Ry—拉线点的纵向（顺电路方向）反力， 对转动横担
第三讲
钢筋混凝土电杆
第一节 电杆杆型 环型截面钢筋混凝土电杆，因具有耐久性好、 运行维护方便、节约钢材等优点，在220kV及以下 的输电线路中应用极为广泛，部分在500kV的线路 中也得到使用。 （一）电杆的分类 1、按截面不同分：等径电杆、锥型、矩型电杆 2、按受力不同可分：直线型电杆和耐张型电杆 3 、按主杆的布置型式分：分为单杆电杆、 A 字型 及门型电杆、带叉梁门型电杆、撇腿门型电杆等 4、按组立方式可为分：自立电杆和拉线电杆。
(三)拉线门型直线电杆计算
由表5-3门型电杆杆柱受力分配看出，断边导线时杆柱 受力很大。为了避免断边导线情况，电杆嵌固处弯矩较 大，而引起电杆破坏，同时也增强对电杆在顺线路方向的 稳定性，可将门型直线电杆增设拉线，以承受断导线张力。 拉线门型直线电杆有三种形式： 1、有V型拉线带叉梁门型直线电杆（图5-5a） 2、有V型拉线无叉梁门型直线电杆（图5-b） 两种杆型采用深埋式基础，由于采用V型拉线，拉线与 横担夹角角较大，一般大于70°，所以拉线平衡横向水平 荷载的能力很低，故电杆正常情况下的计算一般不考虑V 型拉线的受力。 1.05R y