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图文解读 架空输电线路 杆塔设计 简介

发布时间:2018-08-27 文章来源:公众号:输配电线路 阅读次数:

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35110kV单回路直线杆。

(2)、混凝土双杆和带拉线双杆一般用于35110kV单回路承力杆和220330kV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) M

▲图  M

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) V

▲图  V

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

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

 

C点为力矩中心

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

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