输电线路结构设计技术交流

输电线路铁塔结构设计技术交流江苏省电力设计院2005年9月杆塔结构设计部分1．线路结构设计规程

线路结构设计主要依据的规程规范；《110～500kV架空送电线路设计技术规程》(DL/T5092-1999)《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》(DL/T5154-2002)《架空送电线路基础设计技术规定》(DL/T5219-2005)《架空送电线路钢管杆设计技术规定》(DL/T5130-2001)《220kV～500kV紧凑型架空送电线路设计技术规定》(DL/T5217-2005)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)2．铁塔型式

根据回路可分为单回路、双回路和多回路；根据受力特点可分为直线塔、直线转角塔和承力塔；根据结构型式分为拉线塔和自立塔；根据外形可分为猫头、酒杯、干字型、鼓型、伞型等2．1铁塔分类

220kV单回路酒杯塔220kV单回路猫头塔220kV单回路干字型转角塔220kV、500kV双回路鼓型直线塔220kV、500kV双回路鼓型转角塔500kV单回路V串塔型500kV双回路V串塔型同塔多回路塔型500kV单回直线塔500kV双回直线塔500kV单回转角塔500kV双回直线塔理论上讲，全线采用M基杆塔，就按实际使用条件设计出M种型号的杆塔是最优方案，但这给设计、杆塔制造、运行都带来极大困难，是不切实际的。为了使塔型规划合理、经济，对附近已有线路的杆塔实际使用条件进行统计，应用数理统计的方法进行分析计算，使所规划系列塔型的设计条件较好地满足和逼近实际使用条件，降低杆塔工程造价。

2.2铁塔档距规划塔型数量Ⅰ型Ⅱ型Ⅲ型IV型4塔方案水平档距（m）400480550650垂直档距（m）480550700800直线塔塔头的选择要根据线路所处的地区，综合考虑线路房屋拆迁、塔头电气性能、线路走廊宽度、结构合理、铁塔钢材指标等因素。

2.3铁塔塔头的选择塔型3相V串酒杯塔3相V串猫头塔中相V串酒杯塔中相V串猫头塔塔头方案走廊宽度28.85m22.45m31.45m24.45m风偏特性10.0m10.0m14.0m14.0m房屋拆迁西段5626m2东段7550m2西段4250m2东段7069m2西段6540m2东段8910m2西段5080m2东段6960m2拆迁费用309万元415万元234万元389万元360万元490万元279万元383万元直线塔重2310.13t2402.17t2215.41t2353.53t呼高折减74.24t76.80t00铁塔费用2012.30万元2092.83万元1993.87万元2118.18万元绝缘子量43008片43008片32872片32872片绝缘费用516.10万元516.10万元394.50万元394.50万元费用总额3252.4万元3231.3万元3238.4万元3174.68万元费用差额0万元－21.1万元－14.0万元－77.7万元杆塔结构优化设计的主要原则：（1）遵照新规程新规范确保铁塔安全可靠为首要前提；（2）降低铁塔耗钢量，使铁塔设计经济可行，达到降低工程造价目的；（3）铁塔设计尽可能减少对环境的影响；（4）合理规划铁塔型式，力求简洁、美观，结构合理、构件穿力清晰；（5）合理选择构件和节点型式，充分发挥材料性能；（6）方便施工安装和运行维护。2.4铁塔优化设计铁塔优化设计主要从塔头优化布置、塔身截面选择、塔身主材坡度优化、塔身主材节间布置、斜材布置优化、选材优化、节点构造处理等方面对铁塔整体和局部进行优化，在确保铁塔安全可靠的前提下达到降低铁塔耗钢量目的。2.4铁塔优化设计比较项目X型K型单线图（ZMV1）呼高（m）3636塔重（kg）91809244相对重量100%100.7%优点①能够有效解决“K”节点变形问题；②铁塔重量相比略轻；③结构美观，传力清晰；④三个“X”型头部布置的铁塔在500kV田盐线中进行过真型试验；⑤塔头电气性能很好；⑥“X”型节点不会产生外凸变形。①“K”节点较常规猫头上移，节点变形有所改善；②头部上横担采用上拱桁架结构；③塔头电气性能很好。缺点①铁塔指标相对重一些；②“K”节点易产生外凸变形。比较项目方案Ⅰ方案Ⅱ单线图呼高m）3636塔重kg）88309060相对重量100%102.6%正侧面根开（mm）7400/59207500/60007600/60807800/62407900/63208000/64008100/64808200/65608300/66408400/6720正面坡度0.0890.0910.0930.0980.1000.1020.1040.1060.1080.110侧面坡度0.0710.0730.0750.0780.0800.0810.0830.0850.0860.088塔重（kg）88368844885688808819883089098881891189332.5杆塔荷载

杆塔荷载按性质可分为：永久荷载：杆塔自重、导线及金具自重等；可变荷载：风荷载、覆冰荷载、导地线张力、施工检修荷载等；2.5.1风荷载a.不同电压等级，气象条件的重现期是不同b.江苏地区目前220kV线路设计风速通常为

25m/s和28m/s两种。500kV设计规程对风速取值为不低于30m/s。c.考虑500kV线路因绝缘子串较长、子导线多，有发生动力放大的可能，且随风速增大而增大。按79规程设计时，500kV线路事故频率较高。因此新规程中靠虑此因素增加了导线风压调整系数βc。考虑该系数后，铁塔重量增加8%左右，基础工程量相应增加。

500kV大跨越50年500kV送电线路30年110～500kV大跨越30年110～500kV送电线路15年2.5.2铁塔荷载a.正常运行情况：最大风速（90°、60°、45°、0°）、最大覆冰、最低气温；b.事故情况：根据子导线分裂数、回路的不同、塔的受力情况考虑不同断线情况；c.安装荷载：两倍起吊直线塔锚线（220kV及以下线路不考率），锚线对地夹角不大于20°；承力塔锚线：临时拉线对地夹角不大于45°，临时拉线平衡导地线张力30%。对500kV线路导、地线张力20kN与5kN考虑；紧线牵引绳对地夹角不大于20°；d.导地线架设次序为自上而下逐相架设；e.水平铁塔杆件考虑1000kN人重荷载2.5.3铁塔材料及其它角钢：Q235、Q345两重、工差、定长、规格、镀锌；螺栓：4.8、6.8、8.8级、丝扣、防卸、单双帽、紧固脚钉：型式、两帽或三帽、间距450、安装位置（易于上塔）地脚螺栓：Q235、35号、45号铁塔高低腿设计根据沿线的地形地质条件，结合线路工程特点，按照“安全可靠、方便施工、便于运行、注重环保、节省投资”的原则；

在基础设计中，根据不同的基础作用力和地质条件，规划相对经济合理的基础型式。在同种基础类型中，根据相同基础作用力和地质条件，以降低混凝土和钢材指标为目标，对基础埋深、底板宽度和基础钢材选用进行优化3基础设计原则和型式按结构型式分为单桩基础、单桩连梁基础及群桩承台基础：a.单桩基础：对于位于鱼塘内、河渠边及基础荷载较大等使用开挖基础有困难的铁塔基础，采用单桩基础。b.单桩连梁基础：用于直线塔立在深度较深的塘中及转角塔立在塘中情况。c.群桩承台基础：用于基础荷载特别大的大转角及终端塔。基础类型特点适用范围现浇斜柱式柔性基础施工经验成熟，应用广泛工程量较小一般地形地质条件和一般塔型都适用本工程主要用于直线塔现浇直柱式柔性基础施工经验成熟，应用广泛工程量较小一般地形地质条件和一般塔型都适用本工程主要用于耐张塔现浇台阶基础施工方便，施工周期短工程量较大地质条件差地下水位高的塔位本工程主要用于直线塔掏挖式基础工