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文档简介
PDL/T5551—20182018-12-25发布2019-05-01实施国家能源局发布LoadcodeforthedesignofoverheadtransmissionlineDL/T5551—2018施行日期:2019年5月1日中国计划出版社2018年第16号2018年12月25日序号标准编号标准名称代替标准采标号出版机构批准日期实施日期DL/T5551—2018架空输电线路荷载规范中国计划出版社2018-12-252019-05-01根据《国家能源局关于下达2014年第一批能源领域行业标准条文,参考有关国外标准,并在广泛征求意见的基础上,制定本载和偶然荷载等。能源行业电网设计标准化技术委员会负责日常管理,由中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议,请寄送至电力规划设计标准化本标准主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人:中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司国核电力规划设计研究院有限公司中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司段成荫袁志磊金晓华李士峰阎涛唐剑夏波任宗栋肖立群傅鹏程梁明黄兴朱映洁默增禄赵虎元杨靖波赵雪灵何江王子瑾何运祥岁栋梁徐星王瑞代志强朱瑞元俞登科董飞飞张龙温作铭张新奇廖宗高赵江涛李晋陈洁邓洪洲范文亮侯中伟王勇杨林王虎长赵庆斌包永忠朱永平赵全江杨立黎智张健鲁景星王志强施菁华 2术语和符号 3气象条件 4荷载分类和荷载组合 5永久荷载 6风荷载 7冰荷载 8导地线张力 9安装及检修荷载 10偶然荷载 附录A典型气象区 附录B荷载组合表 附录C埃菲尔效应计算方法 4Classificationandcombin 4.1Classificationo AppendixBTableofloadscombination AppendixCLoading Explanationofwordinginthiscode Listofquotedstandards 1.0.1为了在架空输电线路的荷载设计计算中贯彻国家的基本1.0.2本标准适用于轻冰区新建110kV及以上架空输电线路和大跨越线路的设计。1.0.3对重要线路和特殊区段线路宜采取适当加强措施,以提高线路安全水平。1.0.4架空输电线路的荷载设计计算,除应符合本标准的规定2术语和符号2.1.1架空输电线路overheadtransmissionline用绝缘子和杆塔将导线架设于地面上的电力线路。2.1.2大跨越largecrossing上)或杆塔较高(一般交流1000kV在150m以上,直流±800kV和±1100kV在130m以上,其他线路在100m以上),导线选型或杆塔设计需特殊考虑,且发生故障时严重影响航运或修复特别困2.1.3特高压输电线路ultra-highvoltageoverheadtrans-missionline标称电压为交流1000kV、直流士800kV及以上的架空输电2.1.4基本风速basicwindspeed按当地空旷平坦地面(大跨越应取历年大风季节平均最低水位)上10m高度处10min平均最大风速观测数据,经概率统计得出30年、50年、100年一遇最大值后确定的风速。2.1.5设计冰厚designicethickness根据历史上记录存在,并显著地超过历年记录频率曲线的严设计冰厚为10mm及以下地区为轻冰区,设计冰厚大于10mm且小于或等于20mm地区为中冰区,设计冰厚为20mm及以上地区为重冰区。可以忽略不计,或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。可以忽略不计的荷载。2.1.10偶然荷载accidentalload在结构设计使用年限内不一定出现,而一旦出现其量值很大,且持续时间很短的荷载。2.1.11地震作用earthquakeaction由地震动引起的结构动态作用,包括水平地震作用和竖向地震作用。2.1.12荷载代表值representativevaluesofaload合值等。2.1.13标准值characteristicvalue/nominalvalue荷载的基本代表值,为设计基准期内最大荷载统计分布的特2.1.14组合值combinationvalue对可变荷载,使组合后的荷载效应在设计基准期内的超越概合后的结构具有统一规定的可靠指标的荷载值。2.1.15抗震设防烈度seismicfortificationintensity按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。一般情况下,取50年内超越概率10%的地震烈度。2.1.16极限状态limitstates整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计2.1.17承载能力极限状态ultimatelimitstates对应于结构或结构构件达到最大承载力或不适于继续承载的2.1.18正常使用极限状态serviceabilitylimitstates对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定荷载代表值与荷载分项系数的乘积。2.1.20荷载效应loadeffect由荷载引起结构或结构构件的反应,例如内力、变形和裂缝等。2.1.21荷载组合loadcombination按极限状态设计时,为保证结构的可靠性而对同时出现的各种荷载设计值的规定。2.1.22基本组合fundamentalcombination2.1.23偶然组合accidentalcombination承载能力极限状态计算时永久荷载、可变荷载和一个偶然荷载的组合,以及偶然事件发生后受损结构整体稳固性验算时永久荷载和可变荷载的组合。2.1.24标准组合characteristic/nominalcombination2.1.25基准风压referencewindpressure按基本风速采用贝努利(Bernoulli)公式确定的风压。2.1.26地面粗糙度terrainroughness风在到达结构物以前吹越过2km范围内的地面时,描述该地面上不规则障碍物分布状况的等级。2.1.27动力系数dynamiccoefficient承受动力荷载的结构或构件,当按静力设计时采用的等效系数,其值为结构或构件的最大动力效应与相应的静力效应的2.2.1荷载代表值及荷载组合Gk永久荷载的标准值;Qk——可变荷载的标准值;R——结构构件抗力的设计值;Sa——荷载组合效应的设计值;SEhk—--水平地震作用效应的标准值;竖向地震作用效应的标准值;SGE——地震基本组合中永久荷载效应的代表值;导地线张力效应的代表值;Swk—-风荷载效应的标准值;Yo—结构重要性系数;Y(;一永久荷载的分项系数;YQ一可变荷载的分项系数;ψwe-—地震基本组合中风荷载的组合系数。2.2.2风荷载A₁——单联绝缘子串承受风压面积计算值;B₁——导地线覆冰风荷载增大系数;B₃一绝缘子串覆冰风荷载增大系数;fi——结构一阶自振频率;Iz——导线平均高z处的湍流强度;Lp——杆塔的水平档距;Lx——水平向相关函数的积分长度;n——垂直风向绝缘子联数V₀基本风速;α一-地面粗糙度指数;δi.——档距相关性积分因子;Ec—导地线风荷载脉动折减系数;E₁----杆塔风荷载脉动折减系数;η塔架背风面风荷载降低系数;41——结构一阶振型系数;λ——顺风向绝缘子串风荷载屏蔽折减系数;Hsc——导线或地线的体型系数;μsi一绝缘子串体型系数;2.2.3冰荷载c——设计冰厚;d₁—地线或单根导线的外径;Lv—覆冰情况的杆塔垂直档距;ns导线分裂数;2.2.4偶然荷载A计算至一般冲刷处的基础阻水面积;Fw一水流力标准值;T——撞击时间;Vw一--水流速度;pw——水的密度。3.0.1架空输电线路的设计气象条件,应根据沿线气象资料的数理统计结果及附近已有线路的运行经验确定。当沿线气象与本标准附录A中的典型气象区接近时·宜采用典型气象区所列数值。3.0.2架空输电线路的设计气象条件应按以下重现期确定:11000kV交流、±800kV及以上直流输电线路及其大跨越应取100年;2500kV~750kV交流、±500kV~±660kV直流输电线路及其大跨越应取50年;3110kV~330kV交流输电线路及其大跨越应取30年;4不同电压等级线路同塔架设时应按最高电压等级确定。3.0.3确定基本风速时,应按当地气象台站10min时距平均的年最大风速为样本,并宜采用极值I型分布作为概率模型。统计风速的高度应符合下列规定:1一般输电线路应取离地面10m;2大跨越应取离历年大风季节平均最低水位10m。3.0.4山区输电线路宜采用统计分析和对比观测等方法,由邻近行经验确定。当无可靠资料时,宜将附近平原地区的统计值提高10%。输电线路的风速统计值换算到跨越处历年大风季节平均最低水位以上10m处,并增加10%,考虑水面影响再增加10%后选用。大跨越基本风速不应低于相连接的陆上输电线路的基本风速。3.0.6在有足够的覆冰观测资料情况下,宜采用极值I型分布概覆冰气象等要素及附近已建线路运行情况综合分析确定设计3.0.7各类架空输电线路的基本风速不宜低于表3.0.7的规定.必要时还宜按稀有风速条件进行荷载设计。线路类别电压等级一般输电线路大跨越交流110kV~330kV交流500kV~750kV、直流±500kV~±660kV交流1000kV、直流±800kV及以上3.0.8轻冰区宜按无冰、5mm、10mm设计,中冰区宜按15mm、20mm设计,重冰区宜按20mm及以上设计,必要时还宜按稀有覆冰条件进行荷载设计。3.0.9大跨越线路的设计冰厚.除无冰区段外,宜较附近一般输电线路的设计冰厚增加5mm。3.0.10除无冰区段外,地线设计冰厚应较导线设计冰厚增考虑微地形和微气象条件、导线易舞动地区等的3.0.12设计用年平均气温应符合下列规定:1当地区年平均气温在3℃~17℃范围内时,取与年平均气温值邻近的5的倍数值;2当地区年平均气温小于3℃和大于17℃时,分别按年平均气温减少3℃和5℃后,取与此数邻近的5的倍数值。3.0.13设计大风工况的相应气温宜采用最大风速月的平均气温,取与此数邻近的5的倍数值。3.0.14设计覆冰工况的相应气温宜采用一5℃;相应风速对轻、中冰区宜采用10m/s,对重冰区宜采用15m/s,当有实测资料时也可按实测风速选取。3.0.15不均匀覆冰工况的相应气温宜采用一5℃,相应风速宜采用10m/s,有不均匀冰。3.0.16安装工况的相应风速宜采用10m/s,无冰,同时气温应符合下列规定:1最低气温为一40℃~—30℃的地区,宜采用一15℃;2最低气温为一20℃的地区,宜采用一10℃;3最低气温为一10℃的地区,宜采用一5℃;4最低气温为一5C的地区,宜采用0℃;5最低气温为0℃以上的地区,可按最低温度增加5℃确定。3.0.17舞动工况的相应气温宜采用一5℃,相应风速宜采用15m/s,覆冰厚度宜采用5mm。3.0.18稀有气象条件可按历史上有记录的稀有大风及稀有覆冰资料选定。3.0.19稀有覆冰工况的相应气温宜采用一5℃,相应风速可采用3.0.20稀有大风工况的相应气温宜采用与该工况发生时气温减小3℃后邻近5的倍数值,无冰。宜采用5m/s.无冰。3.0.22断线工况的相应气温应采用一5℃,无风,相应冰厚应采可采用5m/s,无冰。3.0.24计算地基变形时,相应气温应采用年平均温度,无风可采用5m/s,无冰。4荷载分类和荷载组合4.1荷载分类和荷载代表值4.1.1荷载和作用的分类应符合下列规定:应力等荷载;检修的各种附加荷载;结构变形引起的次生作用以及各种振动动4.1.2杆塔和基础设计时,应按下列规定对不同荷载采用不同的2除导线和地线的张力外,可变荷载应采用标准值和组合值象条件和工作状态确定其代表值;3对偶然荷载,应依据杆塔和基础的运行环境确定其代4对地震作用,应采用标准值作为代表值。地震作用标准值应根据本地区抗震设防烈度确定,并符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的规定;对大跨越杆塔和基础,当需要按高于本地区抗震设防烈度一度的要求确定地震作用标准值时,应组织审查并报上级主管部门核准。4.1.3荷载的标准值应按本标准各章的规定计算;风荷载和冰荷载的组合值,应按不同情况所对应的气象条件计算。4.2.1架空输电线路的极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态。杆塔和基础设计时应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载,按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载组合,并应取各自的最不利组合进行设计。悬垂型杆塔和耐张型杆塔的典型荷载组合可参见本标准附录B。4.2.2对于承载能力极限状态,应按荷载的基本组合或偶然组合计算荷载组合的效应设计值,并应采用下列设计表达式进行设计:式中:Yo-——结构重要性系数,重要线路不应小于1.1,临时线路取0.9,其他线路取1.0;Sd一荷载组合效应的设计值;Ra一一结构构件抗力的设计值,应按各有关架空输电线路结构设计规范确定。4.2.3荷载基本组合的效应设计值Sd,应根据本标准第3章规定的气象条件,从下列荷载组合值中取用最不利或规定工况的效应设计值确定:永久荷载的分项系数,对结构受力有利时不大于1.0.不利时取1.2;验算结构抗倾覆或抗滑移时取0.9;SGk-—永久荷载效应的标准值;ψ-—可变荷载调整系数,应按表4.2.3的规定选取;YQ-—可变荷载的分项系数,取1.4;SQR-—第i项可变荷载效应的代表值。表4.2.3可变荷载调整系数设计大风情况设计覆冰情况低温情况不均匀覆冰情况断线情况安装情况4.2.4荷载偶然组合的效应设计值Sd应根据本标准第3章规定的气象条件按下式计算:式中:SAd一偶然荷载效应的标准值。式中:SAd一偶然荷载效应的标准值。4.2.5结构或构件的抗震验算应按下式进行设计:承载力抗震调整系数应按各有关架空输电线路结构设计规范确定。4.2.6位于基本地震烈度为7度及以上地区的混凝土杆塔和位于基本地震烈度为9度及以上地区的钢结构杆塔均应进行抗震验算。抗震验算时,荷载基本组合的效应设计值Sd应根据本标准第3章规定的气象条件,按下式计算:式中:SGE—地震基本组合中永久荷载效应的代表值;Yeh,YEv—水平、竖向地震作用分项系数,应按表4.2.6的规定选取;SEhk—-水平地震作用效应的标准值;YET——地震基本组合中导线、地线张力的分项综合系数,可取0.5;ψwe——地震基本组合中风荷载效应的组合系数,可取0.3;Swk--风荷载效应的标准值。表4.2.6地震作用分项系数YEhYEv仅计算水平地震作用仅计算竖向地震作用同时计算水平与竖向地震作用水平地震作用为主时竖向地震作用为主时4.2.7对于正常使用极限状态,应根据不同的设计要求,按下式进行设计:结构或构件达到正常使用要求的规定限值,例如杆4.2.8正常使用极限状态下荷载标准组合的效应设计值Sd应根据本标准第3章规定的气象条件,按下式计算:4.2.9正常使用极限状态下的杆塔挠度、地基变形和基础裂缝验算,其荷载组合的效应设计值S』应根据本标准第3章规定的气象4.2.10荷载作用方向应符合下列规定:1杆塔的作用荷载一般分解为横向荷载、纵向荷载和垂直荷载;2杆塔应计算最不利风向作用,悬垂型杆塔应计算与线路方塔可只计算90°一种基本风速的风向;终端杆塔除计算90°基本风速的风向外,还应计算0°基本风速的风向;悬垂转角杆塔和小角度耐张转角杆塔还应计算与导线、地线张力的横向分力相反的风向;特殊塔(如分支塔)应按照实际情况计算最不利风向;在垂直和顺线条方向的分量.塔身和横担风荷载在塔面两垂直方向的分量,可按表4.2.10的规定选用。表4.2.10角度风吹时风荷载分配表θ(度)线条风荷载塔身风荷载水平横担风荷载角度风作用示意图XYXYXY0000WY“a”面X0(0.747W十(0.431Ws十方向“b”面0W03Wsa、Wb分别为风垂直于“a”面及“b”面吹时塔身风荷载标准值,按公式(6.2.1)计算;组合角钢断面构件的风荷载标准值应乘以1.1的增大系数;4Wse为风垂直于横担正面吹时横担风荷载的标准值,按公式(6.2.1)计算;5计算线条风荷载时.θ为风向与线条间的夹角:计算为风向与垂直于横担方向的夹角。4.2.11各类杆塔承载能力极限状态下的荷载基本组合应计算设和安装情况,必要时尚应计算地震作用和偶然荷载作用等情况。大跨越线路的耐张塔应按转角和终端两种情况进行计算。基本组合应按下列要求计算,并计及高差和档距不等引起的导线、地线纵向不平衡荷载:最大水平荷载组合);杆塔)。4.2.1310mm冰区各类杆塔不均匀覆冰情况的荷载基本组合,4.2.14悬垂型杆塔的断线情况应计算下列荷载基本组合:1同塔架设导线总相数不大于3的杆塔:单导线断任意一相导线(分裂导线任意一相导线有纵向不平衡张力),地线未断;断任1)同一档内,单导线断任意两相导线(分裂导线任意两相导地线,单导线断任意一相导线(分裂导线任意一相导线有纵向不平衡张力);3同塔架设导线总相数大于6的交流线路杆塔:1)同一档内,单导线断任意三相导线(分裂导线任意三相导地线,单导线断任意两相导线(分裂导线任意两相导线有纵向不平衡张力);相导线有纵向不平衡张力的情况。4防串倒的加强型悬垂杆塔,除计算上述荷载组合外,还应按所有导线、地线同时同侧有断线张力(分裂导线有纵向不平衡张4.2.15耐张型杆塔的断线情况应计算下列荷载基本组合:1同塔架设导线总相数为2的杆塔:同一档内,断任意一根地线,单导线断任意一极导线(分裂导线任意一极导线有纵向不平1)同一档内,单导线断任意两相导线(分裂导线任意两相导地线,单导线断任意一相导线(分裂导线任意一相导线有纵向不平衡张力);3同塔架设导线总相数大于6的交流线路杆塔:1)同一档内,单导线断任意三相导线(分裂导线任意三相导地线,单导线断任意两相导线(分裂导线任意两相导线有纵向不平衡张力);计算同一档内断两根地线、任意一相导线有纵向不平衡4.2.16导线、地线的架设次序,宜自上而下逐相(极、根)架设。对于双回路及多回路杆塔,应按实际需要计算分期架设的情况。4.2.17悬垂型杆塔安装情况的荷载基本组合应计算下列情况:2锚线作业。4.2.18耐张型杆塔安装情况的荷载基本组合应符合下列规定:导线和地线已架设或未架设;3终端杆塔应计算变电站(换流站)侧导线及地线已架设或4大跨越线路的耐张型杆塔应计算线路侧导线及地线已架设或未架设的情况。4.2.19稀有大风情况和稀有覆冰情况的荷载组合效应设计值应按荷载偶然组合进行计算。5.0.1结构自重的标准值可按结构构件的设计尺寸与材料单位体积的自重计算确定,覆土自重的标准值可按覆土体积与土体单位体积的自重计算确定。5.0.2常用材料和构件单位体积的自重,应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定取值。6.1导地线风荷载6.1.1导线及地线、跳线风荷载的标准值,应按下列公式计算:式中:Wx——垂直于导线及地线方向的风荷载标准值(kN);ai.——档距折减系数,计算杆塔荷载时应按公式6.1.1-4W。——基准风压(kN/m²);变化系数应按表6.1.1-1的规定取值;Hsc——导线或地线的体型系数,线径大于或等于17mm时取1.0,线径小于17mm时取1.1;d一导线或地线的外径或覆冰时的计算外径,分裂导线取所有子导线外径的总和(m);Lp—杆塔的水平档距(m);B₁一导地线覆冰风荷载增大系数:对于按有冰设计的各类情况,5mm冰区时取1.1,10mm冰区时取1.2,对无冰情况取1.0;计算张力时取1.0;Yc导地线风荷载折减系数,取0.9;Iz-—导线平均高z处的湍流强度,应按公式6.1.1-3分别取0.12、0.15、0.22和0.30;取0,计算导地线风荷载(用于杆塔结构设计)时应按表6.1.1-2的规定取值;δ1.—档距相关性积分因子,对导地线应按公式6.1.1-5计算,计算跳线时可取1.0;Lx——水平向相关函数的积分长度,可取50m;e—--自然常数,可取2.71828;Vo——基本风速(m/s)。离地面或海平面高度地面粗糙度类别A3CD5续表6.1.1-1离地面或海平面高度地面粗糙度类别ABCD表6.1.1-2导地线风荷载脉动折减系数e线路类型大跨越1000kV交流、土800kV及以上直流输电线路500kV~750kV交流、±500kV~士660kV直流输电线路110kV~330kV交流输电线路对应的下导线平均高度0.50·注:*沿海受台风影响地区可取0.7。6.1.2导线、地线及跳线风荷载的组合值,应根据本标准第3章规定的气象条件按公式6.1.1-1~公式6.1.1-6计算。6.2杆塔风荷载6.2.1杆塔风荷载的标准值应按下式计算:Ws=Wo·μz·Hs·βz·B₂·As杆塔风荷载标准值(kN);μs——构件体型系数,应按第6.2.2条的规定选取;B₂——杆塔构件覆冰风荷载增大系数:对于按有冰设计的各类情况,5mm冰区取1.1,10mm冰区取1.2;对无冰情况取1.0;As——迎风面构件的投影面积计算值(m²)。1对于由型钢(角钢、槽钢、工字型和方钢)构件组成的塔架,6.2.2-1的规定取值。≤0.12注:1A塔架的轮廓面积;a-塔架迎风面宽度;b—塔架迎风面与背风面之间的距离;2中间值可按线性插入法计算。3当铁塔为钢管和角钢等不同类型截面组成的混合结构时,μs应按不同类型杆件迎风面积分别计算或按照杆塔迎风面积加权平均确定。应按表6.2.2-2的规定取值。体形系数μs环形、十六边形及以上十二边形八边形及六边形四边形注:表中数值已包括杆身附件的影响。6.2.3杆塔风振系数βz宜根据高度分段按下式计算,计算简图如图6.2.3所示。式中:E,—-杆塔风荷载脉动折减系数,可按表6.2.3确定;R---背景因子,应按公式6.2.3-2计算;共振因子,应按公式6.2.3-3计算;杆塔第i、j、j段的质量(kg);9₁-—结构一阶振型系数,可由结构动力分析确定;计算;A,、A,、A;—-杆塔第i、j、j段迎风面构件的投影面积计算值coh₂(z,,z,)—竖向相干函数,可按公式6.2.3-5计算;z一塔段离地高度(m);5——结构一阶阻尼比,对钢结构杆塔可取0.02;fi—一结构一阶自振频率(Hz);类地貌分别取1.284、1.0、0.544和0.262。表6.2.3杆塔风荷载脉动折减系数E₁杆塔类型H≥40m的杆塔H≤20m的杆塔6.2.4计算曲线型杆塔时,应计算沿高度方向不同时出现基本风速的不利情况,计算方法可参见附录C。6.2.5作用在扶梯和走道上的风荷载标准值,其计算方法与塔身6.2.6杆塔风荷载组合值,应根据本标准第3章规定的气象条件按公式6.2.1计算。6.3绝缘子串风荷载6.3.1绝缘子串风荷载的标准值应按下式计算:λ—-顺风向绝缘子串风荷载屏蔽折减系数;对单联,取1.0;对双联,取1.5;对三联,取2.0;对四联,取3.0;对V型串,取2.0;μsi——绝缘子串体型系数,可取1.0;当有可靠试验数据时也可按试验结果确定;B₃—-绝缘子串覆冰风荷载增大系数:对于按有冰设计的各类情况,5mm冰区取1.1,10mm冰区取1.2;对无冰情况取1.0;A₁——单联绝缘子串承受风压面积计算值(m²)。6.3.2绝缘子串风荷载的组合值应根据本标准第3章规定的气象条件按公式6.3.1计算。7.0.1在有冰情况下,各类荷载取值均应计入覆冰的影响,冰荷载的标准值应按下式计算:Ik=ns·g·pi·C·π·(c+d₁)·Lv(7.0.1)冰荷载标准值(kN);ns一导线分裂数,对地线取1.0;g-一重力加速度,取9.80665m/s²;pi冰密度,取0.9g/cm³;(设计冰厚(m);d₁地线或单根导线的外径(m);Ly一设计覆冰情况的杆塔垂直档距(m);7.0.2导线、地线冰荷载的组合值.断线(或分裂导线纵向不平衡张力)情况时取100%冰荷载标准值,不均匀覆冰情况时取75%冰荷载标准值。8导地线张力8.0.1大风、覆冰、低温等情况的导地线张力应通过状态方程8.0.2导线、地线断线张力(或分裂导线的纵向不平衡张力)的取值应符合下列规定:110mm及以下冰区线路导线、地线断线张力(或分裂导线的纵向不平衡张力)的取值应符合表8.().2-1规定的导线、地线最大使用张力的百分数值。(或分裂导线的纵向不平衡张力)取值表(%)断线张力(或分裂导线的纵向不平衡张力)(最大使用张力的百分数)地形地线悬垂塔导线耐张塔导线单导线双分裂导线双分裂以上导线单导线双分裂及以上导线平丘山地210mm及以下冰区大跨越线路导线、地线断线张力(或分裂导线纵向不平衡张力)的取值不应小于表8.0.2-2规定的导线、地线最大使用张力的百分数值。(或导线纵向不平衡张力)取值表(%)断线张力(或分裂导线的纵向不平衡张力)(最大使用张力的百分数)覆冰厚度地线悬垂跨越塔导线耐张塔导线单导线双分裂及以上导线8.0.310mm冰区线路不均匀覆冰情况下导线、地线不平衡张力的取值应符合表8.0.3规定的导线、地线最大使用张力的百分数值。不均匀覆冰情况导线、地线不平衡张力(最大使用张力的百分数)悬垂型杆塔耐张型杆塔导线地线导线地线8.0.4各类杆塔的不均匀覆冰情况,应按所有导线、地线同时同向有不平衡张力计算。8.0.5各类杆塔断线情况下的断线张力(或分裂导线纵向不平衡张力),以及不均匀覆冰情况下的不平衡张力均应按静态荷载8.0.6各类杆塔的稀有覆冰情况,应按所有导线、地线同时同向有不平衡张力计算。8.0.7大跨越线路稀有覆冰情况的不平衡张力,应按脱冰档内的脱冰重量不小于稀有覆冰重量的50%计算。9安装及检修荷载9.0.1悬垂型杆塔的安装荷载应符合下列规定:1提升导线、地线及其附件时的作用荷载应包括提升导线、地线、绝缘子、金具等重力荷载(一般按2.0倍计算)和安装工人、工具的附加荷载,动力系数宜取1.1。一般线路附加荷载标准值可按表9.0.1的规定取值,大跨越线路附加荷载标准值可按一般线路的1.5倍取值。电压等级导线地线跳线悬垂型杆塔耐张型杆塔悬垂型枉塔耐张型杆塔1000、±660、士800、±11002导线及地线锚线作业时的作用荷载。锚线对地夹角不宜大于20°,正在锚线相的张力应计及动力系数1.1。挂线点垂直荷向不平衡张力分别取导线、地线张力与锚线张力纵向分量之差。9.0.2耐张型杆塔的安装荷载应符合下列规定:临时拉线所产生的荷载:锚线塔和紧线塔宜计及临时拉线的作用,临时拉线对地夹角不应大于45°,方向与导线、地线方向一致,临时拉线平衡导线、地线张力标准值可按表9.0.2的规定取值。大跨越线路的耐张塔可不计及临时拉线对导线、地线张力的表9.0.2临时拉线平衡导线、地线张力标准值电压等级(kV)地线导线110、220、330500、750、士50030kN(四分裂),40kN(六分裂)1000、士660、士800、±110040kN2紧线牵引绳产生的荷载:紧线牵引绳对地夹角宜不大于20°,计算紧线张力3动力系数应取1.1;4一般线路附加荷载标准值可按表9.0.1取值,大跨越线路附加荷载标准值可按一般线路的1.5倍取值。9.0.3与水平面夹角不大于30°且可以上人的铁塔构件,应能承受施工或检修集中荷载的作用。施工或检修集中荷载的标准值不应小于0.8kN,且不应与其他荷载组合。9.0.4扶梯和走道上的垂直荷载应包括自重和可变荷载,其中可变荷载的标准值不宜小于2.5kN/m²,且不应与其他荷载组合。10.0.1汽车等机动车的撞击荷载标准值可按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定计算。10.0.2位于河床内、堤外滩地等的杆塔和基础,应计算漂流物的撞击作用。当塔位所在河流可能严重冰冻时,尚应计算冻融期的壅冰堆积作用。漂流物对基础的冲撞力按公式10.0.2-1计算,流水对基础产生的压力按公式10.0.2-2计算:漂流物作用在水位线上的冲撞力标准值(kN);m——漂流物的质量(kg);Vw——水流速度,根据电压等级不同取30年、50年或100年一遇最大流速(m/s);T——撞击时间,如无数据,一般可取1秒;Fw——水流力标准值(kN);A——计算至一般冲刷处的基础阻水面积(m²);K——基础柱的形状系数,正方形断面取1.5,长方形断面(长边与水流平行)取1.3,圆形断面取0.8,尖端形断面取0.7,圆端形断面0.6,流水压力作用在设计水位线以下1/3处。10.0.3稀有大风和稀有覆冰情况下的风荷载、冰荷载标准值,应根据相应的气象条件按本标准第6章和第7章的规定计算。附录A典型气象区表A典型气象区IⅢVVWV大气温度最高十40最低覆冰基本风速十10十10十10安装00雷电过电压十15操作过电压、年平均气温十20十15十10十10十10风速基本风速覆冰安装雷电过电压操作过电压0.5×基本风速折算至导线平均高度处的风速(不低于15m/s)覆冰厚度(mm)0555冰的密度(g/cm³)附录B荷载组合表塔型荷载工况塔身风压导线、地线荷载与塔的重力荷载风向与Y轴夹角X方向Y方向Z方向WxMxWγMyG悬垂塔正常运行设计大风OOOOOXYZX垂直线路方向Y并行线路方向Z垂直地面方向OOOOOOOOOOOOOOOOO设计覆冰OOOOOO不均匀覆冰OOOOOO安装OOOOOOO断线OOOOOO舞动OOOOO稀有气象条件稀有大风OOO○OOOOO○OOOOOOOOOOOO稀有覆冰OOOOOO包括不均匀脱冰地震OOOOO塔型荷载工况塔身风压导线、地线荷载与塔的重力荷载风向与Y轴夹角X方向Y方向Z方向WxMxWyMyG耐张塔正常运行设计大风OOOOOOOOOOOOOOOOOO设计覆冰OOOOOOO低温OOOO不均匀覆冰OOOOOOO安装OOOOOOOO断线OOOOOOOO舞动OOOOOOOO稀有气象条件稀有大风OOOOOOOOOOOOOOOOOOO稀有覆冰OOOOOOOO包括不均匀脱冰地震OOOOOO注:1Wx,Wy——导线、地线和绝缘子风压在X、Y方向的分量;3G₁——塔和设备质量;4Px,Py——导线、地线断线张力在X、Y方向的分量;5Mx.My—-不对称张力或不对称垂直质量引起的扭矩或弯矩在X、Y方向的分量;附录C埃菲尔效应计算方法C.0.1斜材的埃菲尔效应。风速作为随机过程,在空间沿着三个方向都随着时间发生变化。由于杆塔结构具有很大的空间尺度,因此不可能同时在不同的高度上达到最大风速。当杆塔某个高度处的风速达到最大值化的这种特性,对曲线形杆塔斜材的受力影响很大。鉴于曲线形杆塔与埃菲尔杆塔外形相似,因此把这种影响称之为斜材的埃菲尔效应。曲线形杆塔斜材的埃菲尔效应,一般可采取折减系数法和剪力比法进行计算。C.0.2折减系数法。折减系数法是以杆塔变坡段主材的交点为界,将杆塔分成上风速最不利分布下斜材内力的一种方法。设计风载是指按设计基本风速和相关系数计算确定的水平风荷载,折减风载是将设计风载乘以折减系数后得到的风荷载。折减荷载法主要适用于90°大1首先确定杆塔每个变坡段主材交点的位置;2分别以每个主材交点为界,将杆塔分成上下两个部分;3在杆塔上下两个部分分别作用设计风荷载和折减风荷载,组成若干不同的荷载工况;4与其他荷载组合工况一起进行电算,即可求得斜材的最大图C.0.2中情况1,变坡段主材交点位于塔顶以上,不构成上下情况11折减风载折减风载设计风载设计风载折减风载设计风载情况2折减风载折减风载折减风载设计风载设计风载折减风载情况312345设计风载图C.0.2折减法荷载工况示意图3,塔身有3个坡度段,主材的两个交点都位于塔身内,应按图示荷载折减系数可按表C.0.2的规定选用。表C.0.2折减系数表悬垂直线塔一一转角塔(包括悬垂转角塔)C.0.3剪力比法。剪力比法是根据杆塔斜材和主材承担的剪力比,求得风速最不利分布时斜材内力的一种方法。我国2007年开始实施的现行国家标准《高耸结构设计规范》GB50135—2006,针对杆塔斜材的埃菲尔效应列出了相应的计算公式。规定当计算所得四边形钢塔斜杆的剪力与同层塔柱承担的剪力比0.4时,斜杆内力取塔柱内力乘系数α(图C.0.3),α可按公式(C.0.3)确定。b——层顶宽度;计算截面以上塔体高度;μ——系数,刚性斜杆取1.0,柔性斜杆取2.0。图C.0.3斜杆计算简图C.0.4当曲线形杆塔斜材没有按照C.0.2或C.0.3规定的方法考虑埃菲尔效应时,为了保证斜材具有足够的承载能力,其设计内力不宜小于主材内力的3%。本标准用词说明1为便于在执行本标准条文时区别对待,对要求严格程度不3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:引用标准名录DL/T5551—2018《架空输电线路荷载规范》DL/T5551—2018,经国家能源局2018年12月25日以第16号公告批准发布。本标准的编制主要遵循下列原则:1以现行国家标准为依据,以现行行业标准为基础,贯彻国2在现行各架空输电线路相关设计标准规定的技术框架内,有基础上进行了适当的补充和完善,提出了各类荷载的设计计算3吸收和采纳近年来输电线路行业在荷载设计环节积累的宝本标准属新制定的专业性标准,编写组成员针对架空输电线以下专题报告:2重覆冰区荷载研究;3输电线路国内外荷载规范对比研究。的有关事项进行了说明。但是,本条文说明不具备与标准正文同等的法律效力,仅供使用者作为理解和把握标准规定的参考。 2.1术语 2.2符号 4荷载分类和荷载组合 4.1荷载分类和荷载代表值 4.2荷载组合 6.1导地线风荷载 6.2杆塔风荷载 6.3绝缘子串风荷载 7冰荷载 9安装及检修荷载 10偶然荷载 1.0.1本条明确强调了110kV及以上交、直流架空输电线路荷设计的输电线路能获得最佳的综合效益。1.0.3本标准适用范围。目前,我国在交流110kV~1000kV、直流±500kV~±1100kV等超、特高压架空输电线路工程中积累了较为丰富的建设和运行经验。本标准的技术内容,吸收了多年来息研究等工作中所取得的成果,适用于轻冰区新建110kV~~±1100kV直流、220kV~500kV紧凑型交流架空输电线路(包括一般线路和大跨越)。需要指出的是,由于直流双回路和多回路工程、1000kV多回路工程的设计与运行经验较少,因此在开展此类工程的荷载设计时宜根据具体情况进对已建架空输电线路的改造和扩建项目,可根据具体情况和运行经验参照本标准执行。对临时架空输电线路,视其使用年限可适当降低荷载取值标对已有架空输电线路的大修和技术改进工程,可结合本地区1.0.4根据我国历年来的线路运行经验,为确保供电设施的安全对重要线路:结构重要性系数取1.1,使其安全等级在原标准上有所提高;对易覆冰区段宜采取覆冰设防加强措施,必要时按照稀有覆冰条件进行荷载设计。对特殊区段线路:如大跨越线路、跨越主干铁路和高速公路等重要设施的线路段,必要时杆塔结构重要性系数取不小于1.1。对于运行抢修特别困难的局部区段线路,宜采取适当加强措重要线路是指核心骨干网架、特别重要用户供电线路等。2术语和符号对架空输电线路工程荷载设计和计算中涉及的主要专用名词给出统一的定义和解释。3.0.1设计气象条件应根据沿线气象资料的数理统计结果,参考现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的风压图以及附近已有线路的运行经验确定。3.0.2我国住建部颁布的《建筑结构荷载规范》GB50009—2001(2006版)把风荷载标准值的重现期由30年一遇提高到50年一一规定。经对风荷载重现期由30年一遇提高到50年一遇增加值的评估,统计了129个地区,V₅o/V₃0在1.00~1.09之间,平均为1.05.说明了重现期由30年一遇提高到50年一遇,风速值提高约5%,风压值提高了11%左右,杆塔的抗风能力显著提高,但不会造成工程量较大的增加,因此本标准将500kV~750kV交流、±500kV~±660kV直流输电线路及其大跨越的重现期与现行国一致取50年。鉴于特高压线路(含大跨越)的重要性,其基本风速数理统计重现期取100年。110kV~330kV架空输电线路(含大跨越)的重现期取30年。3.0.3统计风速样本的基准高度,统一取离地面(或水面)10m,可简化资料换算,并便于与其他行业比较。3.0.4架空输电线路经过地区广,地形条件复杂,线路通过山区,除一些狭谷、高峰等处受微地形影响风速有所增大外,对于整个山区从宏观上看,山区摩擦阻力大,风速值也不一定就较平地大。所以,一般情况下如无可靠资料,对于通过山区的线路,采用的设计风速,从安全的角度出发,参考荷载规范的规定,按附近平地风速资料增大10%。至于山区的微地形影响,除个别大跨越为提高其可靠度可考虑增大基本风速以外,在一般地区就不予增加。一般山区虽可能有狭管等效应,但考虑到架空输电线路风荷载在整档范围内不均匀等因素的影响,故整体而言山区线路在风速较平地增大了10%以后,已能反映山区的情况了。一般跨江跨湖的地面大都属于B类粗糙度,根据我国儿处大线路气象资料增大10%设计。关于江面风速的问题,根据我国沿长江几处重要跨越的设计资料,一般认为江面风速比陆地略大一级,取为10%。大跨越杆塔的高度一般在100m~400m之间,因以上的塔身和横担的风荷载和导地线荷载对铁塔和导线的设计起到关键的作用。在100m~400m的高度范围内,A类粗糙度与B类粗糙度风压高度变化系数比值约为1.050~1.115。10m处的风速增加10%。将水面风速增加10%后,大跨越工程可按B类粗糙度设计。3.0.6设计冰厚的确定。(1)电线覆冰与天气条件、地形因素和线路特性三者密切相气条件下,由于地形因素和线路特性不同,所观测到的冰凌数值往往偏小,不能代表线路覆冰的实际情况。早年湖南省设计院曾对此有个统计分析资料,湘中地区覆冰概率统计见表1。地区长潭株地区郴州地区重现期(年)55冰厚气象台站的统计资料9.70现有电力线的统计资料9.51从表中气象台站与现场电力线统计资料对比,值差在10mm以内。但必须注意,上表差值所代表的应是两者覆冰速度的差异,即现场电力线覆冰将比台站覆冰厚度大1.5倍~2.4倍才是,当(2)根据IEC规范,冰凌荷载与风荷载一样,如果按年最大值荐在冰凌荷载的统计分析和冰厚选择中采用极值丨型分布。在上述规范中,对设计冰荷载的选择也提出一套较完整的方法可供参考使用。即提出三种不同情况下选择设计冰荷载的模式见表2。表2三种不同情况下选择设计冰荷载的模式序号观冰年数n标偏σg1g2g0.5g≤og≤0.7g3不定,只有一个最大值gmax(3)鉴于目前各地冰凌观测资料很少,不但不能应用数理统计方法选取设计冰厚,而且往往连一个较确切的历年最大冰凌数据也难以获得。在这种情况下,就只能通过对地区气象台站资料的记录资料,了解该地区历次大冰凌年的天气形势和相应的气象要初步掌握该地区凝冻天气出现的规律和可能达到的严重程度。2)是进行线路沿线的调查访问。鉴于各地大冰凌年出现次数不多,给予人们的印象较深,一般通过访问都能了解到该地区通信线和各种植被上覆冰情况、持续时间、出现次数以及冻结高度等方面的资料。如果进一步与气象台站资料印证分析,即可确认该地区大冰凌年覆冰的严重程度和重现的次数。3)在掌握地区冰凌资料之后,还应结合线路沿线所经地段的地形、地物等情况,充分计入地形对覆冰的影响因数后,才能较合理地选择设计冰厚和划分冰区。线路中有利于覆冰加重发展的局部地形,如:a)高于地区凝冻高度的地段;b)促使覆冰气流增速的垭口、风道地段;c)迫使覆冰气流抬升,过冷却水滴增多的长缓坡地段;d)使覆冰增长期加长的地段;e)冬季水汽充足的河流、湖泊等潮湿地区;f)在封闭低洼的盆形地区,可能形成局部沉积型覆冰小气候区。对于个别可能出现严重覆冰的微地形、微气候地段(如山垭口、风道、对覆冰气流中明显处于暴露的突出地带等)设计时可划为严重覆冰区。也可采取在同一冰区内,作为特别加强地段处理。3.0.7输电线路设计时,现行行业标准《110kV~500kV架空送电线路设计技术规程》DL/T5092—1999规定,500kV线路对地20m高的最大设计风速的最小值不能低于30m/s,把这个风速归算到10m基准高时为26.85m/s;现行行业标准《110kV~750kV架空输电线路设计规范》GB50545—2010规定,基本风速按10m高度换算后:110kV~330kV架空输电线路的基本风速,不应低于本次标准制定,一般输电线路根据不同重现期30年、50年、100年分别对应风压0.3kN/m²、0.4kN/m²、0.45kN/m²来确定各电压等3.0.8根据2008年初我国南方地区覆冰灾害情况分析结果,对3.0.9对大跨越线路的设计条件规定较高的安全标准是必要的。考虑到覆冰资料大多数地区比较缺乏,日前气象部门尚提不出覆冰资料及其随高度变化的规律,根据现有的工程的经验,多采用附近线路的设计覆冰增加5mm作为大跨越的设计覆冰厚度。3.0.10对于一般线路,地线设计冰厚增加5mm,仅针对杆塔的机械强度设计,即地线水平、垂直荷载、纵向张力(地线张力计算时,按导线设计冰厚作为覆冰控制工况,计算冰厚增加5mm情况下的张力,计入杆塔荷载中),不涉及地线机械特性、间隙验算、断线情况和不均匀覆冰情况(地线不平衡张力取值时应与导线采用的冰区相对应)。3.0.11根据我国高压输电线路的运行经验,强调加强沿线已建线路设计、运行情况的调查,并在初步设计文件中以单独章节对调我国高压输电线路运行经验要求:线路应避开重冰区及易发生导线舞动的地区。路径必须通过重冰区或导线易舞动地区时,应进行相应的防冰害或防舞动设计,适当提高线路的机械强度,局部易舞区段在线路建设时安装防舞装置等措施。输电线路位于河岸、湖岸、山峰以及山谷口等容易产生强风的地带时,其基本风速应较附近一般地区适当增大。对易覆冰、风口、高差大的地段,宜缩短耐张段长度,杆塔使用条件应适当留有裕度。对于相对高耸、相对高差较大、连续上下山等局部地段的线路应加强抗冰灾害3.0.12我国地域辽阔,气温差异显著,黑龙江北部及内蒙古东部寒冷地区多处线路发生导线微风振动现象。经对多起事故调查发气温与年平均气温相差较大,且一年内持续时间可长达5个月~7季平均气温计算。年平均最低气温指每月最低气温的年平均值,取多年平均值;冬季平均气温指在城市采暖期内每月平均气温的3.0.14~3.0.17、3.0.19对于这些工况,由于线条风荷载在杆塔的设计荷载中不起主导作用,因此在导线、地线风荷载计算时可不考虑离地高度的影响。3.0.25抗震验算时的风荷载组合值应根据本标准第4.2.6条的规定计算。4荷载分类和荷载组合4.1荷载分类和荷载代表值4.1.1本条依据现行国家标准《工程结构可靠度设计统一标准》线路特点·按随时间的变异性提出了荷载和作用的分类原则。值不均匀等因素引起的纵向不平衡张力。稀有气象条件(如稀有大风和稀有覆冰等)一般在架空输电线路的运行期问出现概率较小,一口出现则导致的荷载很大.且持续时间一般较短,因此本标准将稀有气象条件所导致的荷载归入偶然荷载。4.1.2、4.1.3各类荷载具有不同性质的变异性.但在设计中不可能直接引用反映荷载变异性的各种统计参数进行概率运算。因此.在设计时除了采用便于设计者使用的设计表达式外,还须对荷载赋予一个规定的量值,称为荷载代表值。荷载可根据不同的设计要求规定不同的代表值·以使之能够更确切地反映其在设计中为主。风荷载和冰荷载的标准值可按本标准第6、7章的规定计可根据本标准第3章所规定的气象条件进行计算。对于导线、地·58·对应的气象条件和工作状态采用不同的代表值。震设防分类标准》GB50223—2008规定的原则,确定了各类电力设施的抗震设防分类和抗震设防标准,本标准与之保持一致。2012.规定了架空输电线路设计中荷载组合的基本原则。4.2.2根据现行国家标准《工程结构可靠度设计统一标准》G350153的规定,给出了架空输电线路承载能力极限状态设计表达式和需计算的荷载组合。根据我国H前架空输电线路的设计和运行经验·结构重要性系数yo的取值可按以下原则确定:(1)对大跨越线路.不小于1.1;(2)对特高压(交流1000kV、直流±800kV及以上)和其他重要线路,除安装情况和断线情况可取1.0外,其他情况不小于1.1;(3)临时线路取0.9;(4)其他线路取1.0。4.2.3结合架空输电线路特点,参考现行国家标准《建筑结构荷载规范》(B50009—2012的规定,给出了适用于架空输电线路的荷载基本组合效应设计值计算表达式。考虑到本标准已在第3章中以气象条件的形式给出了不同情距和气象条件相伴随,因此在公式(4.2.3)、公式(4.2.4)、公式(4.2.8)和公式(4.2.9)中以代表值SQ,k表示不同情况下各类可变荷载效应的标准值和组合值,以便更好地适应架空输电线路的荷载设计。不同情况下各类可变荷载效应的取值原则见表3。计算项目风荷载冰荷载地线张力附加荷载、临时拉线荷载偶然荷载地震作用设计大风标准值代表值——设计覆冰组合值标准值低温—断线 一标准值安装组合值标准值一一不均匀覆冰组合值标准值—稀有覆冰组合值—标准值抗震组合值 —标准值撞击组合值标准值可变荷载荷载调整系数ψ即为现行行业标准《架空输电线路杆塔结构设计规范》DL/T5154中的可变荷载荷载组合系数,是根据输电线路行业多年来的设计运行经验提出的,其口的在保证结构安全的前提下合理控制具有短期作用特点的荷载组合对工程造价的影响。4.2.4结合架空输电线路特点,参考现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009—2012的规定,给出了用于架空输电线路荷载偶然组合效应设计值的计算表达式。4.2.5、4.2.6根据现行国家标准《电力设施抗震设计规范》GB50260—2013第8.2.4条、第8.2.5条改写。本标准不宜大篇幅中仅对地震作用标准值的确定加以规定。地震作用计算参数的选取涉及建(构)筑物的抗震设防分类、抗震设防标准和抗震设防目震设防分类标准》GB50223-2008规定的原则,确定了各类电力设施的抗震设防分类和抗震设防标准,并在第1.0.5条提出了电力构筑物的抗震设防目标,即“小震不坏、中震可修、大震不倒”,与震设计规范》GB50191—2012的规定一致。我国日前采用小震弹性验算辅以抗震措施的方法实现抗震设防目标。因此,地震作用计算参数的选取可以小震弹性验算为原则,地震影响系数应根据抗震设防烈度按多遇地震确定。4.2.7、4.2.8结合架空输电线路特点,参考现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009—2012的规定,给出了架空输电线路正常使用极限状态设计表达式和荷载标准组合效应设计值的计算表4.2.10本条规定了荷载作用方向的分类。1一般情况,杆塔的横担轴线垂直于线路方向中心线或线路载是垂直于横担轴线方向的荷载,垂直荷载是垂直于地面方向的2悬垂型杆塔大风工况,除了0°风向和90°风向的荷载工况外,45°风向和60°风向对杆塔控制杆件产生的效应很接近。因此,截面或者特别高的杆塔等结构,尚需计算60°风向的情况。耐张型杆塔的大风工况,一般情况可只计算90°风向。耐张型杆塔设计大风情况下的外荷载(包括风荷载和张力)与风向角、转角度数、前后档张力差的大小和方向等多项影响因素有关。根据本标准编制时的综合测算以及近年来的设计经验,在综合考虑对于耐张分支塔等特殊杆塔结构,还应根据实际情况判断其他风向控制构件的可能性。考虑到终端杆塔荷载的特点,不论转角范围大小其前后档的张力一般相差较大。因此,规定终端杆塔还需计算基本风速的0°3表4.2.10中的风荷载分配系数。线条风荷载:X向的各换算系数由本标准公式(6.1.1-1)计算得到;Y向的计算系数,当风向角为0°时取0.25,当风向角为60°和90°时取0.风向角为45°时由内插取整得到。塔身风荷载:摘自IEC60826的计算结果。对于分支塔、特殊分坑塔等情况,计算最不利角度风吹时塔身风荷载的分配也可按下列公式计算:式中:Wsx--塔身风荷载标准值沿横担方向的分量;Wsy-一-塔身风荷载标准值沿垂直横担方向的分量。水平横担风荷载:是基于既有常规横担的试验数据和我国多年来的设计运行经验确定的,参考了中国电力科学院的试验数据和现行行业标准《特高压架空输电线路大跨越设计技术规定》DL/T5504—2015。当横担采用特殊的结构型式、几何尺寸等时,宜进行专项研究。4.2.11设计大风情况、设计覆冰情况、低温情况、不均匀覆冰情况、断线(含分裂导线时的纵向不平衡张力)情况和安装情况下的荷载基本组合是各类架空输电线路荷载设计的基础组合.不论线路工程处于何种气象区都必须计算。4.2.12当杆塔前后档的高差和档距差异较大时,会导致杆塔承受由此引起的导线、地线纵向不平衡荷载,一般在大跨越线路的荷载设计中须予以考虑。对于一般线路.可根据工程具体情况确定。设计大风情况时,如果相应的垂直档距是最小值,此时最大水平荷载和最小垂直荷载的组合对一些格构式铁塔(如酒杯塔或猫头塔)的某些杆件可能起控制作用。最小垂直荷载只要求在悬垂塔基本风速时考虑,悬垂塔其他情况(如事故、安装)水平荷载很小,与最小垂直荷载组合不起控制作用。耐张塔不存在最小垂直档距问题,均不需要考虑这种工况。但是,位于山区的耐张杆塔可能存在前后两档垂直荷载不等或倒计算。4.2.13当架空输电线路所处气象区有覆冰条件时,还应计算不均匀覆冰的情况。4.2.14、4.2.15断线情况及其荷载组合是为了确保杆塔具有一定的抵抗纵向荷载的能力而提出的。值得注意的是,对于不同电不同电压等级导线的断线张力(或分裂导线纵向不平衡张力)差异较大,若所有断线(或分裂导线存在不平衡张力)相均为高电压等时可不计算此类组合。例如,单回直流线路与接地极线路同塔架回1000kV线路与双回220kV线路同塔架设时,可不考虑三相1000kV导线同时存在纵向不平衡张力的情况。另外,由于日前时可对其断线情况下的荷载组合进行专项论证。历年运行经验表明,自然灾害或事故导致的倒塔和断线可以引起相邻档内的杆塔发生连续串倒。为了有效控制倒塔断线影响的进一步扩大,在较长耐张段中适当布置防串倒的加强型悬垂型杆塔是一种非常有效的方法,一些国外标准中也有类似的规定。加强型悬垂型杆塔除按常规悬垂型杆塔进行荷载组合外,还应按所有导地线同时同侧有断线张力(分裂导线纵向不平衡张力)计4.2.16对双回路及多回路杆塔,导线分期架设往往会在施工时使杆塔受到较大的扭矩。为了尽可能减小施工荷载的影响,本条有当实际工程需要分期架设时,才考虑分期架设的荷载组合。4.2.17导线、地线及其附件的提升作业在施工和维护时均可能发生,锚线作业在220kV及以上电压等级的架空输电线路中普遍采用。本条根据我国工程实践.列入了悬垂型杆塔设计时必须考虑的上述两种施工荷载组合,设计时一般均应进行计算,如有特殊情况应在设计文件中指明。大跨越工程的跨越段通常导线、地线不允许有接头,此时跨越塔可不计算锚线工况。4.2.18线路架线施工时.耐张型杆塔可能作为锚线塔(尽头塔),也可能作为紧线塔(操作塔),如图1所示。因此,铁塔强度和变形必须同时满足锚线塔和紧线塔的各种荷载组合。本条根据我国工程实践列入了耐张型杆塔设计时必须考虑的各种施工荷载组合,设计时一般均应进行计算·如有特殊情况应在设计文件中指明。锚线塔紧线塔图1架线施工中的耐张塔终端塔在变电所侧的导线、地线可能后架设。因此,应考虑变电侧导线、地线已架设和未架设两种情况的荷载组合。4.2.19以往我国架空输电线路设计中,将稀有大风、稀有覆冰等YQ·2Sqik=1.2Sc;k十0.71.05∑Sqik进行表达。本标准中,为与现行国家标准《工程结构可靠度设计统一标准》GB50153和《建筑结构荷载规范》GB50009保持一致,不再提出“验算情况”这一概念,而将稀有气象条S=SGk+SAd+ZSqik5.0.2现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009—2012给出了常用材料和构件单位体积的自重,本标准不再重复罗列。6.1.1粗糙地表引起的摩擦效应使得大气边界层中的自然风具有紊流特性。由大量的实测资料可知,在瞬时风速的时程中主要包含了长周期和短周期两种成分,其中,长周期在10min左右或周期远远大于工程结构的固有周期,其对结构的作用基本是不随期成分是由风的不规则脉动引起,其强度是随时间呈随机变化的,对结构既有静力作用也有动力作用。图2为某水平风速能量谱,此能量谱反映了湍流能量在各个频率成分所占的比重,其中f为涡旋频率,T为相应的周期。可出现所谓的谱谷,谷底在1h左右。故一般规定以周期1h处分界、5分钟1分钟5秒1260)720周/小时14天f=图2风速能量谱对于候风带,其能量谱有三个能量集中的峰值,对应周期分别为一年、四天和一天左右。由于建筑物的白振周期至多也只有儿秒这样的数量级·比风速候风带中三个峰值的频率成分所对应的周期般称之为平均风。而j对阵风带,其能量谱中有一个峰值(对应周期为1min左右),但由于其频带较宽,包括了结构自振周期在内的频率段,因此它对结构的作用可看作为动力的,将其称为脉动风。在工程实践中,湍流的瞬时风速可以看成是由平均风速和脉动风速的叠加,对结构的作用也可按平均风的静力作用和脉动风的动力作用分开处理,通过分析计算可得到结构的平均风响应与脉动风响应·将两者叠加可最终获得风的总响应。IEC标准《Designcriteriaofoverheadtransmissionlines》采用风对导线的综合影响系数和档距折减系数来体现脉动风的影响。Ac=qo·(xc·(c·G₁.·d·L·sin²Ω(式中:(xc导线体型系数;Gc—--风对导线的综合影响因数,包含了脉动增大系数和高空风压变化系数两项因素;G-档距折减系数;d-线条直径;L-水平档距。Loading》(ASCEManualNo.74—3rd)采用阵风响应系数来考虑脉动风的影响,线条风荷载计算公式如下:F=Yw·Q·K,·Kz·V3o·(w·cos²ψ·C·A式中:Yw——重现期换算系数;Q---单位转换常数;K,——风压高度变化系数;Ka——地形系数;Gw一阵风响应系数;C₁——线条体型系数。阵风响应系数Gw按下式计算:阵风风速与10min平均风速的转换系数;E——与湍流度和离地高度有关的影响系数;IBw-—背景因子。由此,可将该规程阵风响应系数转换至与平均风风压对应的阵风响应系数,具体如下式:1Generalrequirements-Commonspecifications2012)中规定线条风荷载计算公式如下:C。——线条体型系数。阵风风压qp(h)按下式计算,式中qh(h)为平均风风压:阵风响应系数G.计算公式如下:由公式(9)、公式(10),可将该规程阵风响应系数转换至与平βc=1+2kpIy(h)√B²+R²湍流强度和湍流积分尺度进行描述,或者根据脉动风速谱和相干函数等概率特性进行描述。在结构工程中,对结构产生动力作用的脉动风就是由大气湍流所引起的,大气湍流的特性通常是由其风脉动对导线、地线的影响效应计算系按两档悬列线进行推导所得,如图3所示,前后侧两跨导线风荷载共同作用在中间塔上若假定横向大风工况下导线在张力、风荷载和自重共同作用中间挂点处导线的风振系数按随机振动理论可表示为:压;D为导线直径;Lx、Ly分别为左、右两档档距;pis、μ2分别为导线体型系数和高空风压系数;Iz为导线计算高度处湍流度,类地貌分别取0.12、0.14、0.23和0.39,α对应A、B、C和D类地貌分别取(0.12、(.15、0.22和0.30,导线计算高度z需考虑截断高度和梯度风高~er₁-*₂I/lx.Lx为水平向相关函数的积分长度,可取50m;i(x)为影响线函数,按下式计算:取Lx=Ly=Lp时,公式(12)可积分并化简为:公式(14)同时与导线计算高度z和水平档距Lp两个参数有关。为方便对标和工程应用·本标准参照IE(`表达形式,以阵风系数βc和档距折减系数α.考虑风脉动的影响,将公式(14)分解为如下所示仅与高度有关的阵风系数βc和仅与档距有关的档距系数α₁:βc还需考虑导地线风荷载折减系数γc。Yc是考虑到大风入射角为各个方向皆有可能,而计算则尽量考虑最不利方向,因此从概率上看可以对最不利方向的风荷载进行折减。例如,美标建筑基本荷
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