河南省电力勘测设计院输电线路qc小组成果报告

目录附件一双柱组合耐张塔TANS程序计算文件附件二双柱组合耐张塔成果图纸12小组概况3456789现状调查设定目标分析原因确定要因分析原因制定对策实施对策检查效果1011巩固措施总结回顾和今后打算选题理由1、小组概况1、注册登记小组名称输电线路QC小组课题名称降低500KVSJC2双回路耐张塔造价所属部门线路部辅导员何英注册编号201302课题编号2013K02组类型攻关型成立日期2013年1月2、小组成员序号姓名性别年龄文化程度职务职称单位组内分工1王苗苗女28硕士组长工程师设计院组织活动，推进实施，成果总结，活动记录等。2张先俊男50本科副组长教高设计院3殷黎明男27硕士组员助工设计院4郭咏华男38本科组员高工设计院5张建明男29硕士组员工程师设计院参与方案研讨，现状调查，对策制定以及对策实施等。6魏冲男36本科组员工程师设计院7邓锦辉男34本科组员工程师设计院8潘少成男36本科组员工程师设计院审定方案和对策，组织协调，对策实施以及结果检查等。9郭杰男35硕士组员工程师设计院10屈讼昭男26硕士组员助工设计院参与方案研讨，现状调查，对策制定及实施，以及活动记录等。备注小组成员共有10人，平均年龄339岁，其中，教高1人，高工1人，工程师6人，助工2人，文化程度均为大学本科及以上。3、小组活动情况活动时间20131201311活动次数11接受QC教育时间35小时出勤率97以上4、小组历年成果5、QC小组活动程序我们小组工作方法采用PDCA循环模式。这种工作模式科学、严谨，适合我们小组的课题目标。1、PDCA工作模式2、为使本次QC活动有计划、有步骤、有目的进行，小组制定了活动计划进度表表11QC小组活动计划进度表阶段内容20131月20132月20133月20134月20135月20136月20137月20138月20139月201310月201311月选择课题问题症结确定目标分析原因确定要因P制定对策D实施对策C效果检查巩固措施A总结回顾今后打算注计划进度实际进度课题（2002）“减少500KV单回路转角塔钢材用量”（全国工程建设优秀QC小组）课题（2008）“减少500KV双回路直线塔钢材用量”（河南省和中国水电质协优秀QC小组）课题（2010）“降低500KVSJC1双回路转角塔造价”（全国优秀QC小组）P（PLAN）计划，包括方针和目标的确定及活动计划的制定。D（DO）执行，就是具体运作，实现计划中的内容。C（CHECK）检查，就是要总结执行计划的结果，分清哪些对了，哪些错了，明确效果，找出问题。A（ACT）处理或行动。二、选题理由三、现状调查我们输电线路QC小组针对本次课题，对双回路耐张塔造价，通过调阅档案、向外院借资等方法，进行以下两个方面的现状调查。调查人员殷黎明调查时间20131072013111调查内容通过查阅我院近年设计的4个500KV输电线路工程资料，分析500KVSJC2双回路耐张塔造价情况。表31我院设计500KVSJC2双回路耐张塔造价表A贯彻我院“双开拓、双巩固”的方针，我院对线路部提出了提高输电线路工程中标率，创造更大的经济效益的要求。B我院技经专业统计祥符庄周500KV线路工程结果显示，我院设计的500KV双回路耐张塔的造价比同时期国内先进水平高10左右。降低500KVSJC2双回路耐张塔造价院对本部要求目前存在问题现状调查一我院设计的500KVSJC2双回路耐张塔造价情况输电塔造价材料费运输费安装费（材料运输）输电用钢量量安装构件数量工程名称塔型呼高/M用钢量/KG材料/万元运输/万元安装/万元总造价/万元217533417017456748822124811783756148883488832785087579265178439286SJC23090189584015429239866济源牡丹500KV线路工程平均值82947357726255007583790642158248251252617246112461689454272827376446276528875743303756796SJC2306863276036312837178祥符庄周500KV线路工程平均值634647555827528957602566325214264560396626043646622446469204321281475507727496732946193005085427SJC230515817947973125275636鹤壁电厂安阳接安阳西变500KV线路工程平均值475924744257528825486552005214424671411526745248342448571174517294497530827516773048063125295647SJC230535815449833235485854华豫电厂信阳变500KV线路工程平均值49519184605252995065541075平均值6088094558534464756577所占比例8495299100备注材料费在输电铁塔总造价中占的比重远远比运输、安装所占的比重大。材料费用占500KVSJC2双回路耐张塔造价的849。材料造价高是造成500KVSJC2双回路耐张塔造价高的主要原因。500KVSJC2双回路耐张塔用钢量大，是导致材料造价高的主要原因。问题症结造价类型材料运输安装造价/万元55853446475累计造价/万元558559296577所占比例8495299累计比例849901100表32SJC2造价调查汇总表调查人员王苗苗调查时间20131262013128调查内容1、从现状调查一表31中可以看出，我院设计的4个500KV输电线路工程中SJC2双回路耐张塔的钢材用量在4759247KG8294735KG之间，平均用量在6088094KG左右；总造价在52005万元9064万元之间，平均总造价在6577万元左右；2、小组成员王苗苗通过查阅中国电建等杂志与文献中关于500KVSJC2双回路耐张塔用钢量的论文，对比我院设计的500KVSJC2双回路耐张塔用钢量，与目前国内先进水平用钢量数据，分析结果如表33所示。表33我院设计500KVSJC2双回路耐张塔用钢量调查表塔型呼高/M我院输电塔用钢量/KG国内先进水平用钢量/KG我院输电塔偏重/KG215511874788487233924594770519810746902762931755798071337SJC23065996458782472140平均值60880955361155726265现状调查二我院设计的500KVSJC2双回路耐张塔用钢量调查500KVSJC2双回路耐张塔用钢量大，导致材料造价高，是造成500KVSJC2双回路耐张塔总造价偏高的问题症结。结论一我院设计的500KVSJC2双回路耐张塔用钢量比国内先进水平约重7300KG。结论二四、设定目标1、目标值从上述关于我院设计的500KVSJC2双回路耐张塔造价，以及500KVSJC2双回路耐张塔用钢量现状的调查，分别从输电铁塔用钢量和造价两方面进行目标设定2、目标值计算1用钢量由表33可以看出，我院设计的500KVSJC2双回路耐张塔平均用钢量比国内先进水平重约73吨，经过讨论，我们小组拟定本次活动的目标为降低用钢量73吨，减少比例120；降低500KVSJC2双回路耐张塔造价6789万元，减少比例103。2目标计算A用钢量73/6088（平均用钢量）120；B造价6789/6577（平均总造价）103。5、分析原因输电线路QC小组成员，分别从“人员”、“软件”、“设计”、“材料”、“资料”等5个方面，进行500KVSJC2双回路耐张塔用钢量大的原因分析，编制如下因果分析树图用钢量减少500KVSJC2双回路耐张塔用钢量73吨，降低比例120。造价降低500KVSJC2双回路耐张塔造价6789万元，减少比例103。用钢量大是造成500KVSJC2双回路耐张塔造价高的主要原因。降低73吨，比例120降低6789万元，比例1036、确定要因小组成员对上述因果分析树图中所示造成500KVSJC2双回路耐张塔用钢量大的8个末端原因进行逐条分析讨论，制成如下要因确认表，明确了确认内容、确认方法以500KVSJC2双回路耐张塔用钢量大人员软件设计材料资料优化设计理论掌握少设计人员设计经验指数偏低结构专业技能学习不足设计人员同类工程设计经验不足设计软件功能不够完善设计软件缺少一些计算模块设计软件荷载计算不够优化软件荷载加载方式不够优化设计方案不够优化塔型选择较为单一杆件结构裕度偏大塔型选择不能满足最低用钢量要求杆件未达到最佳受力状态铁塔主材用钢量大铁塔主材规格大塔身主材强度低可借鉴的优化资料少我院现有参考资料不足及验证标准。表61要因确认计划表序号末端原因确认方法确认内容确认标准负责人完成时间1结构专业技能学习不足统计分析线路部培训考核成绩及格率线路部专业培训考核及格率95。郭咏华201321520132202设计人员同类工程设计经验不足统计调查设计人员参与设计工程量及工作年限至少有完成2个耐张塔设计经验及工作年限在3年以上。王苗苗殷黎明201321820132253设计软件缺少一些计算模块调查分析现有计算手段进行铁塔设计时间现有软件计算铁塔时间5小时。屈讼昭郭咏华201322520133034软件荷载加载方式不够优化计算分析计算软件计算荷载形式对用钢量的影响软件计算荷载添加形式对塔用钢量的影响3。屈讼昭郭咏华201330520133205塔型选择不能满足最低用钢量要求计算分析单塔型式对用钢量及造价的影响选用合理塔型减轻用钢量5。郭咏华张先俊张建明郭杰201330520133156杆件未达到最佳受力状态调查分析塔身结构布置对受力分析塔身杆件受力裕度37。邓锦辉郭杰201331020133207塔身主材强度低调查分析铁塔主材强度对用钢量及造价的影响选用铁塔主材能够达到最优造价水平。邓锦辉郭咏华王苗苗201331020133258我院现有参考资料不足统计分析现有结构专业资料覆盖率我院结构专业参考资料覆盖率达85。殷黎明王苗苗郭咏华20133152013325末端原因一结构专业技能学习不足要因确认标准线路部培训考核合格率95以上。2013年2月20日，输电线路QC小组在迪森8楼会议室进行了培训考核。参与本次结构专业技能培训的成员有郭咏华、邓锦辉、张建明、王苗苗、殷黎明、屈讼昭、郭杰；考核内容包括输电线路铁塔设计规定、自立式铁塔计算软件TTA、500KV输电线路设计、角钢塔的应用、铁塔结构优化设计、铁塔高强钢的应用、输电铁塔造价分析等方面的内容。考核成绩如图61所示。末端原因二设计人员同类工程设计经验不足要因确认标准至少有完成2个耐张塔设计经验及工作年限在3年及以上。统计输电线路QC小组结构专业成员参与双回路耐张塔设计情况，列表如下表62设计人员参与铁塔设计统计表姓名工程项目名称个数工作年限浙北浙中浙南福州1000KV交流线路工程SJC271011计算王苗苗国网输电线路通用设计2F11SJC2计算24张建明淮南皖南浙北沪西1000KV交流线路工程SKC301计算25输电线路QC小组全体成员经过7次专业知识培训，7名小组成员全部达到了合格线80分以上，合格率达100。结构专业技能学习不足不是要因输电线路QC小组成员均有完成2个以上耐张塔设计的经验，都有3年以上工作经验，全面掌握双回路耐张塔的设计知识与技能。设计人员同类工程设计经验不足不是要因80分以上为考试合格浙北浙中浙南福州1000KV交流线路工程SZJC27101计算浙北浙中浙南福州1000KV交流线路工程SJC271016计算郭杰灵州绍兴800直流线路工程Z27101计算210浙北浙中浙南福州1000KV交流线路工程SJC271013计算郭咏华淮南皖南浙北沪西1000KV交流线路工程SZC307计算217浙北浙中浙南福州1000KV交流线路工程SJC271013计算淮南皖南浙北沪西1000KV交流线路工程FJ1计算邓锦辉浙北浙中浙南福州1000KV交流线路工程SJC271015计算310末端原因三设计软件功能不够完善要因确认标准现有软件计算铁塔时间5小时。目前我院常用的铁塔设计软件主要有自立式铁塔内力分析软件TTA及铁塔制图软件STW。自力式铁塔内力分析软件一般计算占铁塔总构件数量5070左右的受力材，不能计算占总构件数量3050的辅助材；现行铁塔制图软件不能计算制图控制尺寸。随机抽取结构专业5名设计人员，统计以往他们进行手算辅助材及铁塔控制尺寸计算的时间，如表63所示表63结构人员手算时间统计表人员辅助材计算（小时）控制尺寸计算（小时）累计（小时）王经运7253161张忠新6554119赵金丽7057127聂旭初7450124杜娜6852120平均值7053123图62铁塔辅助材计算程序流程铁塔辅助材计算程序及制图控制尺寸计算程序，使得铁塔设计多方案的优化比选成为可能。设计软件缺少一些计算模块不是要因手算一种铁塔的结构布置需要大量的时间和精力，而铁塔的优化设计需要多方案的优化比选。为了解决这一问题，我们科室在小组活动中编制了铁塔辅助材计算程序及制图控制尺寸计算程序，大幅提高了铁塔的优化设计效率。末端原因四软件荷载加载方式不够优化要因确认标准软件计算荷载添加形式对塔用钢量的影响3。我们QC小组成员屈讼昭在自立式铁塔计算软件TTA的基础上，自主编制了输电铁塔计算程序TANS，修正了原有TTA的荷载添加形式，使软件在进行输电铁塔各工况计算时，更能符合实际情况。比较两种程序计算SJC2的用钢量如表64所示。表64计算结果对比表用钢量/KG塔型呼高/MTTATANS减少重量/KG215629625358472711524607874579422284522765059461932331271SJC23068081565129129524平均值6346476255635596473末端原因五塔型选择不能满足最低用钢量要求要因确认标准选用合理塔型减轻用钢量5。小组成员针对耐张塔的特点，通过多方案优化比选，对伞形塔、双柱组合耐张塔、三柱组合耐张塔进行了分析计算，可知双柱组合耐张塔通过分塔挂线、取消导线横担、优化跳线布置方案等手段，有效降低了塔高，减小了塔身尺寸，改善了铁塔受力条件，减小了导、地线纵向荷载对塔身的扭矩，提高了铁塔的抗冰、抗风和抗震性能，从而达到降低用钢量，节约工程投资的目的。从左柱状图可以看出，采用双柱组合耐张塔代替鼓形/伞型耐张塔，同呼高情况下，可以有效减轻用钢量1915429391KG，用钢量减轻约45。塔型选择不能满足最低用钢量要求是要因对比分析上表用钢量计算结果，可以得出，TANS计算的用钢量比TTA减轻1747530885KG，下降比例为35。软件荷载加载方式不够优化是要因末端原因六塔身结构杆件未达到最佳受力状态要因确认标准塔身杆件受力裕度37。我们在2010年的QC小组活动中，通过优化横担尺寸、优化主材分段、优化斜材坡度、优化辅助材布置、优化塔身开口、坡度，以及优化连接节点构造等措施，对塔身结构进行优化布置，使结构能够达到最佳受力状态，杆件裕度控制在37，降低了双回路耐张塔用钢量，降低了输电铁塔造价。末端原因七塔身主材强度低要因确认标准选用铁塔主材能够达到最优造价水平。小组成员郭杰针对500KV双回路耐张塔，将原有的Q420角钢替换为Q690钢管，按照Q420角钢价格每吨7000元，Q690钢管价格每吨9000元计算，对比分析两种钢材情况下的用钢量及造价。我们小组在2010年的QC小组活动中，采用合理的结构布置，有效的减轻了用钢量，成功应用在工程中，明显的降低了双回路耐张塔的造价。塔身结构杆件未达到最佳受力状态不是要因末端原因八我院现有参考资料不足要因确认标准我院结构专业参考资料覆盖率达85以上。小组成员张建明调查了我院现有线路结构专业资料情况，归纳如表65所示。表65我院线路结构专业资料情况调查表名称我院现有种类现有资料涵盖面我院够买种类向外院收资种类采取措施后资料涵盖面1输电线路设计规定101732252输电线路铁塔计算81322203输电铁塔结构优化71112154角钢截面输电铁塔设计7721105钢管杆塔设计552186高强钢的应用研究341167新材料，新技术、新工艺在输电铁塔中的应用321148其他511129我院暂无总计3240/1010我院持有总计4860131190通过比较可知，由于高强钢价格较贵，虽然主材采用高强度钢管能够有效降低塔重，但考虑价格因素，主材采用更高强度等级钢材并不能有效降低造价。塔身主材强度低不是要因怎么办要因确定综上所述，导致500KVSJC2双回路耐张塔用钢量大的主要原因有7、制定对策通过前述，在综合分析造成双回路耐张塔用钢量大的主要原因之后，针对要因，制定了相应的对策。1、软件荷载加载方式不够优化；2、塔型选择不能满足最低用钢量要求。3、使用现有的自立式铁塔计算软件TTA。自力式铁塔内力分析软件，分段计算杆件风荷载及自重时存在多统计及漏统计现象，且单元类型单一。方案一不选用使用我院自主研发的铁塔设计计算软件TANS。改进后的铁塔设计计算软件，更加灵活计算空间任意风压分段对应风荷载和自重荷载，能够计算杆单元、梁单元及杆、梁混合单元。A软件荷载加载方式不够优化经过购买和向外院借取资料后，我院参考资料专业知识涵盖面由原来的60增加到90，完全能够满足结构设计人员各方面的需求。我院现有的参考资料不足不是要因补充参考资料前补充参考资料后表71对策制定表序号要因对策WHAT目标WHY措施HOW负责人WHO地点WHERE时间WHEN1软件荷载加载方式不够优化选择荷载加载方式合理的软件减轻用钢量24吨。1优化铁塔荷载添加方式；2软件培训。郭咏华屈讼昭设计院20133254052塔型选择不能满足最低用钢量要求选用能满足最低用钢量要求的塔型降低用钢量49吨。1）改变跳线布置方式（水平布置跳线和跳线串）；3分塔挂线；4取消横担。郭咏华王苗苗殷黎明郭杰设计院20133254058、实施对策我们QC小组成员，在明确了对策、目标以及要进行的措施之后，根据自己的分工，方案二选用选用鼓形/伞型双回路耐张塔鼓形/伞型耐张塔在跳线设计、塔高、用钢量、灵活性与安全性等方面存在诸多不足。方案一不选用B塔型选择不能满足最低用钢量要求选用双柱组合耐张塔双柱组合耐张塔通过改变跳线布置方式、分塔挂线、取消横担等方案，很好的减轻用钢量。方案二选用选用三柱组合耐张塔同等级、等呼高情况下，三柱组合耐张塔的用钢量比双柱组合耐张塔大，且施工较为复杂。方案三不选用在规定的时间内，很好的落实了每项措施，收到了良好的效果。对策目标减轻用钢量24吨。实施依据架空输电线路杆塔结构设计技术规定（DL/T51542012，以及双回路耐张塔结构的受力特点。实施详情1根据我院设计的双回路耐张塔实际情况，结合“平顶山白河500KV线路工程”项目中500KVSJC2双回路耐张塔的使用情况，小组成员讨论分析输电线路铁塔杆件的传力路径，及其受力形式，总结其受力规律；2小组成员郭杰等经过讨论，决定采用自立式铁塔内力分析软件TTA程序。我院在使用TTA计算软件的过程中，发现TTA在输电线路铁塔导地线挂线点荷载添加方面，存在一定的不足；同时旧版本的TTA已经不能很好的适应最新版的架空输电线路杆塔结构设计技术规定（DL/T51542012）的技术要求。3我们线路部QC小组成员屈讼昭，在TTA的基础上，自主编制了输电铁塔结构计算程序TANS。经过小组成员的一致讨论，决定使用TANS对SJC2双回路耐张塔进行内力计算，并与TTA计算结果，进行相应的比较。由于国内输电线路铁塔计算软件TTA存在计算精度欠佳、计算效率偏低、计算单元类型单一、风荷载自动计算常发生错误、不支持国外规范等缺陷，特别是在使用TTA计算铁塔时，风荷载的添加方式，导致计算结果不理想，给输电线路铁塔设计计算工作造成一定的影响。我们线路部QC小组成员屈讼昭，自主编制的输电铁塔结构计算程序TANS，除拥有TTA塔身风压计算功能外，增加了“全节点”计算模式，可以更加灵活计算空间任意风压分段对应风荷载和自重荷载；并且，TANS程序统计每段挡风面杆件以及每段包含杆件自重时，严格按照体、面精确统计，并智能剔除重复统计杆件信息。TANS程序的风荷载添加方式如图81所示。实施对策一选择荷载加载方式合理的软件措施1优化铁塔荷载添加方式图81TANS程序的风荷载添加方式我们线路部QC小组于2013年4月13日19日进行了为期一周的软件培训。QC小组全部成员参加了本次培训，培训效果良好。主要的培训内容有软件主要功能、计算方法、计算模型、特殊梁单元、有限元计算、软件支持规范、软件测试等方面的内容。1软件主要功能自动生成每基塔对应的ANSYS、SAP2000全荷载工况数据接口文件；自动绘制铁塔司令图、铁塔三维图；自动输出计算书、材料规格统计表；空间梁、杆单元线弹性有限元计算，计算节点位移、应变、应力；内力分析，计算杆单元轴力，梁单元轴力、剪力、弯矩，支座反力；自动选材，根据计算得出的梁、杆内力，程序自动选取满足规范要求的最小杆件。2计算模型线弹性空间梁、杆问题；空间杆单元模拟角钢；空间梁单元或杆单元模拟钢管；钢材视为弹性匀质材料，采用线弹性本构关系。3特殊梁单元TANS程序采用自由度释放的概念，根据杆件两端的联结情况对单元刚度矩阵和右端项荷载列阵做处理。自由度释放在有限元分析理论中又称为自由度凝聚。这种方法不必增加任何节点，也不需要推导专门的单元刚度矩阵，程序化处理很方便。J端自由度释放的空间梁单元刚度矩阵为措施2软件培训4有限元计算有限元计算过程如图82所示。图82TANS程序有限元计算过程5软件支持规范TANS程序支持的规范包括国内规范和国外规范。国内规范架空送电线路杆塔结构设计技术规定（DL/T51542002）架空输电线路杆塔结构设计技术规定（DL/T51542012）钢结构设计规范GB500172003国外规范“DESIGNOFLATTICEDSTEELTRANSMISSIONSTRUCTURES”ASCE101997“GUIDELINESFORELECTRICALTRANSMISSIONLINESTRUCTURALLOADING”（ASCE742010）6、软件测试与TTA不同，TANS程序在迭代选材过程中，针对轮换过程中的每基塔都进行一次风压计算。在此前提下，TANS程序的计算效率仍然高于TTA，荷载工况数越大、腿轮换次数越多体现越明显。实施效果小组成员屈讼昭、郭杰、殷黎明等统计了双回路耐张塔SJC2分别使用TTA和TANS程序的用钢量变化情况，列表如下表81TTA和TANS计算SJC2用钢量对比表用钢量/KG塔型呼高/MTTATANS减少重量/KG减少比例215629625358472711548246078745794222845246276505946193233127148SJC2306808156512912952443平均值625563559647329090546目标检查从左图可以看出，采用我院自主研发的TANS程序计算的铁塔，比同呼高下TTA计算的用钢量降低量为2731吨，降低比例为4348。说明TANS对荷载优化效果比较明显。目标完成情况非常好对策实施效果非常好目标活动后用钢量减轻24吨。结果用钢量减轻了29吨，减少了46实施对策二选用能满足最低用钢量要求的塔型对策目标降低用钢量49吨。实施依据普通耐张塔在塔高、用钢量、根开、结构断面以及经济性等方面的局限性和双柱组合耐张塔的优越性。双柱组合耐张塔的优越性双柱组合耐张塔以改变跳线布置方式、分塔挂线、取消横担等手段，成功解决了普通伞型耐张塔在跳线设计、塔高、用钢量、灵活性与安全性等方面的诸多不足，在提高工程综合经济效益、提高灵活性、增加安全可靠度等方面效果显著。实施详情我院在“皖电东送”特高压工程项目中的经验，结合中国电科院在北京良乡铁塔试验场进行的双柱组合耐张塔软跳线真型试验，结果表明双柱组合耐张塔软跳线系统能很好地满足工程的需要；试验塔型如图83所示；我院自行设计的平顶山至白河500KV同塔双回线路，如图84所示。图83试验塔图84“平白线”双柱组合耐张塔双柱组合耐张塔两个回路的三相导线分别垂直布置在两个塔的塔身上，转角外侧塔的跳线串引至转角内侧塔的跳线支架。通过改变导线挂点和跳线布置方式，从而取消横担，有效控制跳线弧垂及对地和对塔身其他接地部分的间隙。取消铁塔横担不但减小了导地线对铁塔的扭矩和弯矩，也降低了铁塔自身的荷载，极好地改善了铁塔的受力状况。小组成员在认真分析双回路耐张塔结构特点的基础上，提出两回线路分挂在相互独立的两个双柱塔身上，同时不改变导地线间以及导线相间的相对关系。在相导线上下垂直布置、导地线间相对水平偏移、地线对导线的保护角等方面与相邻直线塔一致。分塔挂线，相当于将原来的塔身荷载一分为二，分别施加在两个耐张塔上。在保证输电铁塔受力合理的前提下，选取合理的塔身杆件材料，可以有效的减轻用钢量，同时降低输电铁塔造价。A活动前塔型B活动后塔型图85活动前后导线挂点示意图措施1分塔挂线随着电压等级的升高，要求的电气间隙越来越大，塔头尺寸也越来越大，对施工和运行维护也造成了一定的影响。减少跳线弧垂及其风偏偏移值是缩小耐张塔尺寸的有效方法，而跳线弧垂及偏移主要决定于采用的跳线或固定跳线的方式。小组成员在传统的双回路耐张塔基础上，深入分析双回路耐张塔挂线特点，以及塔身杆件受力特性，结合我院双回路耐张塔设计经验，跳线布置方式改垂直布置为水平布置。采用水平布置跳线和跳线串。从而，跳线不再是耐张塔最低呼称高度和导线层间距的制约因素。我院自行设计的平顶山至白河500KV线路中使用的双柱组合耐张塔在转角内外侧分别采用了铝管式刚性跳线以及普通软跳线，如图86所示。图86平白线双柱组合耐张塔转角内外侧分别采用了铝管式刚性跳线以及普通软跳线对于双柱组合耐张塔，无论是有关联塔型还是无关联塔型，其跳线均为水平方向布置。1双柱组合耐张塔通过分塔挂线，将原来施加在一个塔位上的荷载一分为二，施加在两个塔位上，降低了输电铁塔的承载力；2由于荷载的降低，铁塔杆件受力减小，选用小规格钢材即可满足要求，可以有效的降低输电铁塔的钢材用量，达到降低造价的目的。实施效果伞形/鼓型塔双回导线共塔设计，荷载大，单塔根开大。双柱组合耐张塔双回导线分塔挂线，单塔荷载小，根开小，便于塔位选择和基础选型。措施2改变跳线布置方式图871有关联塔跳线布置方式图872无关联塔跳线布置方式我院委托中国电科院在北京良乡铁塔试验场顺利完成了双柱组合耐张塔软跳线真型试验。如图881、882所示。试验包括双柱组合耐张塔耐张串安装、跳线串安装、张力测试、电气间隙测试等。试验结果与理论计算基本一致，表明软跳线系统能很好地满足工程需要。有关联双柱组合耐张塔有关联时的跳线可使用软跳线，此时，借助另一主塔连接跳线，通过耐张串和跳线串实现水平三点固定，稳定性好。图881跳线串图882组装后成型照片对于无关联单柱塔，加装跳线横担牵拉、支撑水平跳线，与干字型单回路耐张塔中相跳线的跳接形式一样，硬跳线的长度设计与跳线及串的风偏、跳线挠度、线路转角等有关，同时还要考虑施工及运行的方便性。经计算，跳线横担顺线路方向的支架长度宜取为8M，硬跳线长度依据线路转角情况取9M16M。图89为双柱塔在40转角时各相的风偏俯视图和正视图，其跳线支架长度取8M时，硬跳线长度需要16M。图89两柱组合耐张塔内角侧硬跳线结构尺寸无关联双柱组合耐张塔对于无关联塔，可增加跳线横担牵拉、支撑跳线，跳线横担布置在导线耐张挂点上方，并尽量让跳线串的导线挂点和耐张串挂点大致等高，形成水平跳接方式。1双柱组合耐张塔通过改变跳线布置方式，改垂直布置为水平布置，铁塔最低呼高由24M降至21M；2与硬跳线相比，使用软跳线的有关联双柱组合耐张塔，在同呼高下，可以减轻用钢量约23，有效的降低双回路耐张塔造价。实施效果通过技术经济比较，与用硬跳线的无关联双柱组合耐张塔相比，相同呼高情况下，有关联的双柱组合耐张塔减少塔重约23。综上所述，本次QC小组活动中双柱组合耐张塔推荐采用转角外侧使用软跳线的有关联双柱耐张塔。普通耐张塔由于铁塔高度高、导地线横担长，由导、地线引起的弯矩、扭矩随高度和横担长度增加成倍甚至成指数增长，杆塔自身的风振系数也成指数性增长，需要使用双组合甚至四组合角钢（大规格角钢）或钢管塔才能满足荷载要求。双柱组合耐张塔型式如图810所示。A活动前塔型B活动后塔型图810活动前后耐张塔示意图A双柱组合耐张塔取消导、地线横担之后，将导、地线直接挂在塔身上，改善了铁塔的受力状况；B取消导、地线横担，简化了塔身结构，明显减轻了用钢量，达到降低造价的目标。实施效果导线横担跳线横担导线挂塔身，取消导线横担。地线横担地线挂塔身，取消地线横担双柱组合耐张塔取消导线横担后，导线纵向荷载对塔身的扭矩大为减小，显著提高了铁塔的抗扭性能，同时避免了头重脚轻，动力性能优良，其抗冰、抗风、抗舞和抗震性能明显优于伞型耐张塔，安全性能提高，运行维护费用减少，符合全寿命周期设计理念。措施3取消横担实施效果小组成员统计了采用双柱组合耐张塔代替传统的伞型或鼓形耐张塔后，用钢量的变化情况，列表如下表82实施对策二用钢量变化表用钢量/KG塔型呼高/M普通耐张塔双柱组合耐张塔减少重量/KG减少比例21535847478848569991062457942251981059612102276193235579806134399SJC2306512915878246346797平均值5964732553611556035525101目标检查九、检查效果1、双柱组合耐张塔使用效果检查我们小组成员分别统计了使用双柱组合耐张塔代替传统的鼓形/伞型耐张塔后的各目标完成情况非常好对策实施效果非常好目标活动后用钢量减轻49吨结果用钢量减轻了603吨，减少了101TANS计算的用钢量从左图可以看出，与普通耐张塔相比，同呼高情况下，双柱组合耐张塔可以减轻用钢量5763吨，减轻比例为97106。说明，双柱组合耐张塔能够明显的减轻用钢量，降低造价。级别钢材用量的使用情况，并且根据目前各级别钢材的市场价格，进行相应的造价计算，并对两种塔型使用情况的用钢量和造价进行对比，列表如下表91双柱组合耐张塔和普通耐张塔造价对比表活动前对策一节省对策二节省总计节省活动后塔型呼高米塔重吨成本万元塔重吨成本万元塔重吨成本万元塔重吨成本万元塔重吨成本万元215630523627125257053084178247884453246079565328526559655488181951984834276506605131329161357092686155805189SJC2306808633229527563559093086558785467平均值6256581829127160456189483253614986降低比例464697971431432、直接经济效益我们QC小组活动后，将小组的成果，特别是双柱组合耐张塔，已经在我院设计的“平顶山白河500KV线路工程”中成功运用，全线282基，共采用双柱组合耐张塔4基，占全部塔量的14。与传统的鼓形/伞型耐张塔相比，共计节省钢材2623吨，降低造价245万元。我们小组成员统计了“平顶山白河500KV线路工程”中双柱组合耐张塔的使用情况，列表如下表92“平白线”中双柱组合耐张塔汇总表双柱组合耐张塔普通耐张塔减少量减少比例（）塔基名称用钢量/KG成本/万用钢量/KG成本/万用钢量/KG成本/万用钢量/KG成本/万降低894吨降低832万元降低塔重目标完成情况非常好降低造价目标完成情况非常好151981048357942053959610561031039253020649359680355060802571021036352160748558521454763607591071079451500847959332654478318731331342总计2086631194023547632180262337245备注从表中可以看出，“平白线”中采用双柱组合耐张塔，明显的降低了用钢量，降低了造价成本，收到了良好的经济效益。通过分析表92中所示“平顶山白河500KV线路工程”中双柱组合耐张塔的使用情况，可以看出，采用双柱组合耐张塔，与传统的鼓形/伞型耐张塔相比，可以大幅度的减轻用钢量，节省钢材用量，达到明显降低铁塔造价的目的。由于塔重降低，无形中降低了铁塔的运输费用及安装费用，长期经济效益十分显著。3、潜在效益我们小组在QC活动过程中，在分析双柱组合耐张塔的直接经济效益的同时，还综合分析了使用双柱组合耐张塔替代传统耐张塔的间接经济效益、社会环境效益、技术效益等潜在效益。间接经济效益社会环境效益1根据国家河南电网规划，今后将会继续建设一批500KV的输电线路工程，双柱组合耐张塔也将会得到更加广泛的应用，创造更大的经济效益；2双柱组合耐张塔的成功使用，将会提高我院同等级电压输电线路中标率，为我院创造更大的利润。1双柱组合耐张塔的使用，减轻了用钢量，减小了基础作用力，可以降低输电铁塔基础材料的用量及造价，减少基础混凝土用量，以及基础开方量，减少水土流失；2双柱组合耐张塔节省了钢材用量，减少了钢材冶炼的所产生的污染气体的排放，减少了雾霾。4、小组自我评价我们对小组成员于2013年8月针对专业技术水平、质量意识、解决问题的能力、统计工具的应用以及团队合作能力等5个方面进行了活动前后的自我评分，列表如下表93小组成员QC活动自我评价表活动前自我评分活动后自我评分姓名1234512345王苗苗435252535435354张先俊33542525354453535殷黎明25325352535353543郭咏华43535253545444张建明25353252354353535魏冲253152254353335邓锦辉43525335435354潘少成35253251544433郭杰25253353353535435屈讼昭252533534354454吕金祥2532523443535351、专业技术水平2、质量意识3、问题意识4、统计工具应用5、团队合作精神技术效益1国内率先使用双柱组合耐张塔，为我国正在开展的特高压项目提供了新的设计思路；2500KV双回路双柱组合耐张塔的成功设计，为我院积累了宝贵的技术经验，为我院开展1000KV特高压输电线路工程奠定了坚实的技术基础。通过此次QC小组活动，小组成员个性技能都得到了很大程度的提高，这是一笔十分宝贵的财富。10、巩固措施为保证QC小组成果的有效性和持续性，我们采取了如下一系列的巩固措施十一、总结回顾和今后打算将活动中的设计依据性文件进行汇编1对小组QC活动中双柱组合耐张塔的计算成果生成详细的计算书，供以后同类工程借鉴。2对活动过程中运用到的优化设计方法及其条件进行汇编，把双柱耐张塔的相关资料整理归档。走访上级有关部门，认真听取意见为了巩固QC小组的活动成果，在部门主任的带领下，于2013年10月21日2013年10月23日，小组成员对“平顶山白河500KV线路工程”的运营单位平顶山供电局进行走访，听取业主单位的意见和建议，并进行总结。将成果推广应用1、线路部于2013年11月14日2013年11月15日，进行了为期两天的成果推广，详细介绍了双柱组合耐张塔的优化设计方法，以便于在日后工程设计中运用。2、同兄弟单位进行设计经验交流。通过邀请专家讲课、电话沟通、以及信息会议的方式，进行小组活动成果的推广，提高设计水平，达到降低造价的目的。总结回顾通过此次QC小组的活动，小组成员掌握了全面质量管理的理念和工作方法，并严格按照PDCA循环模式，结合具体工程，群策群力，分析了造成双回路耐张塔的造价偏高的症结，并圆满了完成了降低钢材用量的每项措施，达到了预期目标，并通过开展一系列巩固措施来确保成果的推广应用。附件一双柱组合耐张塔TANS程序计算文件500KV平顶山白河FJ12300HEPSDI1204324923201026412002016412112020125102510251300027002910299302103510391039930210104080008001200主材2000418001800300008990415800158001300002004100100001200000028004004100100001200000042004304100100001200000057004704100100001200000072005004100100001200000088006104100100001200000011400800410010000120000001350095041001000012000000163001000410010000120000001950016104100100001200000021900190041001000012000000240001970410010000120000002730021104120000001899000032800231041200000018990000359002510412000000189900004050027004120000001899000043500接腿1291041200000018990000510002990412000000189900005400035104120000001899000046000接腿2370041200000018990000490003910412000000189900005700039904120000001899000060000230280001020000010201000上相支架15023400102000001023000090500340010010000102300005021905000010150000120083029000090013500中相支架183028600090024000下相支架130022850110000001100100030105022上相支架705023032210702302213015020022170150230322201702302263061083052中相支架650630830426706508303281067083022今后打算根据国网公司特高压线路的规划，目前国内设计单位已经相继开展1000KV特高压线路的设计研究。为了降低工程造价，在激烈的市场竞争中占取先机，下一步本小组拟结合工程，选择“降低1000KV特高压耐张塔造价”课题，开展下一次QC小组活动，进一步提高设计水平和技术实力，为国家节省建设资金。7308008305275073083042770750830328207708302216301610183052下相支架1650163018304216701650183032181016701830221730190018305217501730183042177017501830321820177018302251050050122隔面5005205005022185080080122隔面7008608008022110101000100122隔面1000102010001002211030101010202419101900190122隔面1900192019001902211930191019202420102000200122隔面2000202020002002212030201020202427102700270122隔面270027202700270221273027002710242740270027202427502710274034277027402710342760272027303437103700370122隔面3700372037003702213730370037102437403700372024375037103740343770374037103437603720373034103091152110100上相支架3050911521101005070911121101007021091112101002102309111211010020013091142110100130150911421010015017091142101001702209114210100220230911421101003020091142320100NN301309006232010050130911423201005015090042320100701509001252010070170900125201002101709004252010021022090012520100103290042310602XX30529004231060250529110032010050729002231060270212900223106022102129004032010020013290022310602130152900223106021501529004032010015017290022310602170222900223106022202329002231060223023291630320100501529002231060261063091142110100中相支架63065091142101006506709114210100670810911421010081083091142110100800730911521101007307509115210100750770911521010077082091152101008208309115211010063080090052520100NN6307309001252010065073090012520100650750900125201006707509004252010067077090012520100810770900425201008108209001252010061063290042310602XX630652900223106026506729002231060267081290022310602810812900503201008007329004231060273075290042310602750772900223106027708229002231060282083290022310602830832916303201001610163091122110100下相支架1630165091122101001650167091122101001670181091122101001810183091122110100190017309114211010017301750911421010017501770911421010017701820911421010018201830911421101001630190090042520100NN16301730900125201001650173090012520100165017509001252010016701750900125201001670177090012520100181017709004252010