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浅议高压输电线路铁塔结构设计特点


浅议高压输电线路铁塔结构设计特点 摘要:在电力行业中,铁塔是高压输电线路中最常用的输电设施,能架空高 压输电线并起保护和支撑作用。本文主要对高压输电线路铁塔结构设计进行分 析,简单的综述了我国高压输电线路的铁塔结构设计。 关键词:高压输电线路;铁塔结构设计 前言 高压输电线路铁塔作为架空高压输电线路的重要组成部分, 其结构的合理设 计是现代电力系统运行与发展的重要保障。随着我国电力事业的快速发展,对铁 塔的结构提出了更高的要求。 一、高压输电线路铁塔设计 1 塔头铰结点的设置 在输电线路铁塔内力分析时,均将杆系结点作为铰结点。本节所述塔头铰结 点的设置,是指两铰拱或三铰拱力学模型的选择及构造模式。如:酒杯型塔头 K 节 点,从力学模型看是纯铰 ,将其处理成结实的刚性节点 ,虽不会影响结构的正常工 作,但浪费了不少钢材。 2 导线横担下平面斜材布置 导线横担下平面斜材常见的布置形式为交叉斜材(双斜材)式, 且交叉斜材布 置到导线横担根部时,大多连接到导线横担的主材上。在纵向荷载作用下,其连接 部位的主材或节点板极易变形。为此,常见设计者在这一部位节点上,增设了 1 根 短角钢,以增强这一部位抵抗纵向荷载的能力。虽然这一办法能解决问题,也没有 因此引发事故。为使设计尽可能合理,满足杆系传力的要求,只需设计者将横担下 平面交叉斜材杆系布置到导线横担根部时,与塔身横隔面侧面横材的中点相连接, 使导线纵向荷载通过塔身横隔材直接传递到塔身上去,就可解决主材和节点板弯 曲变形问题。 3 塔腿平连杆的使用 80 年代中期,我国对塔腿结构加设平连杆问题进行了专题研究和试验分析 , 推求出近似的实用公式,并写入 SDGJ94—90 《架空送电线路杆塔结构设计技术规 定》 。 此后,作为 1 个增强塔腿结构承载能力的措施被推广应用。近年来,在设计和 真型塔试验中发现,塔腿结构加设平连杆后,力学模型发生了从静定到超静定的变 化和仅靠 80 年代中期推求出的近似实用公式,已不能满足内力分析的需要。并考 虑 1997 年 4 月在真型塔试验中,曾因平连杆加工负误差偏大,出现将塔腿主材拉弯, 不能满足试验荷载要求的情况。故平连杆的使用直接影响到杆系的布置,甚至影 响到相邻杆的工作状态。建议在新版《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》中 指出:当塔腿采用平连杆时,应作为杆件与塔体同时计算。 4 派生结构的杆系布置 近年来,由于城网建设的需要,同塔多回路并架已广泛使用。如某工程真型塔 试验时,曾因 110kV 横担受力后引起试验塔倒塔。经专家分析,一致认为与 110kV 横担连接的塔身节间是 K 形三分段杆系,110kV 横担吊杆直接拉在 K 形三分段辅 助材支撑的主材小节间点上,塔身主材在 110kV 横担的拉拽下,位移过大,塔身主 材不能在原设计条件下正常工作,而导致试验失败。只要将原 K 形斜材杆系中的 塔身主材三分段下端的小节间与 110kV 横担连接方式,改为塔身节间与 110kV 横 担连接的小节间,脱离原 K 形斜材杆系,独立自成一个节间,使杆系传力均由受力 材传递,节与节之间互不干扰,就可以使结构正常工作。该设计按专家意见修改后, 顺利通过了试验。这个实例证明,派生结构应认真注意杆系布置的合理性,才能保 证铁塔的正常工作。 5 曲臂传递纵向荷载的问题 自 80 年代中期以来,国内设计的 500kV 酒杯型直线塔,大都对塔头部位的上 下曲臂采取了外侧面主材取直的作法。这样不仅从外观上看,塔型显得利落、美 观,而且纵向荷载传力路线直捷,自是最佳方案。但此时传递纵向荷

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