1、输电杆塔简介

1.1 杆塔分类

▲图  杆塔分类

 

1.2 钢筋混凝土电杆简介

1.2.1 钢筋混凝土电杆的分类

▲图  钢筋混凝土电杆的分类

 

1.2.2 钢筋混凝土杆的应用范围

(1)、混凝土单杆一般主要用于35～110kV单回路直线杆。

(2)、混凝土双杆和带拉线双杆一般用于35～110kV单回路承力杆和220～330kV单回路直线杆。

备注：钢筋混凝土杆目前一般均有定型产品，使用时可直接套用国网公司典型设计。

 

 

1.3 角钢塔简介

1.3.1 单回路角钢塔简介

(1)、酒杯型铁塔

▲图  酒杯型铁塔

优点：

a)、杆件受力、传力明确清晰，杆件受力最为优化；

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。

缺点：

线路走廊较宽，拆迁费用大。

(2)、猫头型铁塔

▲图  猫头型铁塔

优点：

a)、杆件受力、传力明确清晰，在330以下电压等级中应用广泛；

b)、导线三角排列，线路走廊最窄；

c)、设计、加工、运行经验丰富。

缺点：

中相抬高，导致铁塔弯矩增加，塔重较重。

 

(3)、拉线塔

常用拉线塔分为“拉M塔”、“拉V塔” 和拉猫塔。

 

 

 

(a) 拉M塔

▲图  拉M塔

特点：

拉门塔是把斜杆固定在地上的柔性斜杆式塔，占地面积最小，多用于低电压等级输电线路中， 在750kV官亭～兰州东示范线路工程中也曾试点应用过。

 

(b) 拉V塔

▲图  拉V 塔

特点：

与拉门塔相比，拉V塔的拉线占地面积大，但单基重量指标要小，在330kV乌兰-明珠送电线路工程和青藏交直流联网工程750kV交流部分中大范围采用。在地势开阔、运输条件相对较好的平、丘地使用拉V 塔是比较适宜的。

 

 (c) 拉猫塔

▲图  拉猫塔

特点：

拉猫塔在国外使用比较广泛，我国的部分500kV线路曾采用过。但该塔型发生过两次倒塔事故，分析其原因，从设计角度看，主要是对风荷引起的塔头动力响应考虑不周（理论上没有全部认识清楚），故而在以后工程中没有再使用过。 

 

(4)、干字型耐张塔

▲图  干字型耐张塔

特点：

干字型耐张塔具有结构紧凑，受力合理、结构处理成熟等优点，是国内外送电线路常用的转角塔型。

 

1.3.2 双回路角钢塔简介

(1)、直线塔

 

 

不同横担布置的鼓型塔对比分析

 

 

 

(2)、耐张塔

▲图  鼓型转角塔

鼓型转角塔有良好的设计、施工和运行经验，其外形也与直线塔协调，一般双回路耐张塔均选用鼓型塔。 

1.4 钢管塔

       钢管塔一般用在高电压等级输电线路中，其型式和角钢塔类似。

  

   ▲图  钢管塔  

2、输电杆塔设计

2.1 塔头尺寸的确定

 

   

  

 

2.2 杆塔荷载

2.2.1 荷载分类

永久荷载：

导线及地线、绝缘子及其附件、杆塔结构、各种固定设备等的重力荷载、拉线或纤绳的初始张力、预应力等荷载。

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。

 

2.2.2 荷载工况

各类杆塔均应计算线路正常运行情况、断线情况、不均匀覆冰情况和安装情况下的荷载组合，必要时尚应验算地震等稀有情况下的荷载组合。

 

2.2.3 风荷载计算

导、地线风荷载标准值

        

杆塔风荷载标准值

其中：

α -- 风压不均匀系数，和设计风速、水平档距有关，查表可得。

β -- 风荷载调整系数(相当于风振系数)。对导、地线，主要和风速有关；对杆塔，和体型、高度、风速等多种因素有关。

μz -- 风压高度变化系数，查表可得，也可通过下式计算。

 

μs -- 体型系数

     导地线体型系数，线径小于17mm或覆冰时取1.2；线径大于或等于17mm时，取1.1.

     构件的体型系数，塔架取1.3*（1+η），环形截面取0.7。Η塔架背风面荷载降低系数，查表可得。

    B -- 覆冰风荷载增大系数，如下表所示。

 

2.3 杆塔布置

1、呼高范围满足杆塔规划要求。

2、根据线路地形规划高低腿或平腿。

3、合理确定杆塔口宽及塔身坡度。

4、横担、曲臂、塔腿等夹角宜控制在18度以上。

5、塔身交叉斜材和主材夹角宜控制在35度以上。

6、横担开口尺寸满足金具要求。 

2.4 杆塔计算

1、杆塔材料、螺栓等级选择满足工程要求。

   （注意低温条件下钢材等级的选用）

2、杆塔计算参数满足规范要求。

   填充系数、风振系数等

3、构件布置型式和计算书保持一致。

   主材等分数、平行轴布置型式、隔面计算长度等

4、传力路线和实际一致

   横担上平面、内曲臂等端头交叉材应取掉计算。

5、关键部位需适当留有设计欲度

   挂点、倒K等

6、加荷位置应和施工图保持一致

   注意分开牵引导线时不在挂点位置。

7、螺栓扣孔数量和施工图保持一致。 

2.5 杆塔优化

1、杆塔口宽及塔身坡度的优化

 

取C点为力矩中心

取O点为力矩中心

其中：

P—作用在铁塔上的外力，kN

U—主材受力，kN

S—斜材受力，kN

b—根开宽度，m

r—斜材力臂，m

主材受力U随着塔身坡度b的增加而减少，反之则增大，二者成反比；根开b增大，r值也相应的增加，可看出斜材受力S变小。虽然如此，b值过大时，由于主材的节间距离受长细比的约束，不能超过一定范围，这将使斜材的总长度有所增加。 

2、塔身断面型式优化

3、塔身结构布置及节间优化

4、塔身斜材布置优化

 

5、隔面设置及优化

 

6、节点构造优化

7、大规格角钢的应用

8、塔身K节点的应用

9、荷载分组优化

 

2.6 常见节点构造

1、地线架构造

2、曲臂K节点构造

3、内曲臂交叉点构造

4、猫头塔曲臂主材双面连接构造

5、双肢主材角钢位置构造

6、缀板构造