輸電線路設(shè)計(jì)桿塔設(shè)計(jì)1、桿塔型式2、桿塔荷載3、桿塔材料與構(gòu)件形式4、鐵塔的根本計(jì)算方法介紹5、鐵塔的變形6、鐵塔圖紙識(shí)圖7、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖紙的應(yīng)用按照桿塔的構(gòu)件材料分類A鋼筋混凝土電桿B鐵塔拉線鐵塔自立式鐵塔鋼管桿1、桿塔型式桿塔按其受力性質(zhì)A懸垂型:懸垂直線塔懸垂轉(zhuǎn)角塔B耐張型:耐張直線、耐張轉(zhuǎn)角終端桿塔桿塔按其回路數(shù)分A單回路B雙回路C多回路桿塔單回路導(dǎo)線既可水平排列，也可三角排列或垂直排列，水平排列方式可降低桿塔高度，三角排列方式可減小線路走廊寬度；雙回路和多回路桿塔導(dǎo)線一般按垂直排列，必要時(shí)可考慮水平和垂直組合方式排列，但在覆冰地區(qū)，要考慮相鄰垂直相間保持一定的水平偏移。各種塔形簡(jiǎn)圖荷載分類A永久荷載：導(dǎo)線及地線、絕緣子及其附件、桿塔結(jié)構(gòu)、各種固定設(shè)備、根底、以及土石方等的重力荷載；拉線或纖繩的初始張力，土壓力及預(yù)應(yīng)力等荷載B可變荷載：風(fēng)和冰(雪)荷載；導(dǎo)線、地線及拉線的張力；安裝檢修的各種附加荷載；結(jié)構(gòu)變形引起的次生荷載以及各種振動(dòng)動(dòng)力荷載。2、桿塔荷載桿塔荷載的來(lái)源1〕桿塔自重與桿塔自身的風(fēng)荷載。2〕桿塔起著架空支持電線〔導(dǎo)線與地線簡(jiǎn)稱〕的作用，作用在電線上的所有荷載都要通過電線掛點(diǎn)傳給桿塔。如電線重量、電線覆冰荷載、電線風(fēng)荷載、電線不平衡張力〔包括電線轉(zhuǎn)角張力〕、溫度變化引起的電線張力變化、事故斷線引起的張力變化、防振錘和重錘的重量等。3〕架線施工時(shí)緊線、錨線、掛線、吊線引起的荷載。4〕絕緣子串的重力荷載與風(fēng)荷載也要傳給桿塔。5〕桿塔組立時(shí)所發(fā)生的施工荷載。6〕拉線結(jié)構(gòu)的永久拉線荷載。7〕地震荷載與電線舞動(dòng)產(chǎn)生的荷載。8〕其他不可預(yù)見的或偶然荷載。荷載作用方向1〕桿塔荷載一般分解為：橫向荷載：風(fēng)荷載、角度力等縱向荷載：風(fēng)荷載、縱向張力差等垂直荷載：自重、附加荷載等。2)風(fēng)荷載的計(jì)算方向：懸垂型桿塔應(yīng)計(jì)算與鐵塔線路方向軸線成0、45(或60)及90的三種根本風(fēng)速的風(fēng)向；一般耐張型桿塔可只計(jì)算90一個(gè)風(fēng)向；終端桿塔除計(jì)算90風(fēng)向外，還需計(jì)算0風(fēng)向；懸垂轉(zhuǎn)角桿塔和小角度耐張轉(zhuǎn)角桿塔還應(yīng)考慮與導(dǎo)、地線張力的橫向分力相反的風(fēng)向；特殊桿塔應(yīng)計(jì)算最不利風(fēng)向。荷載組合各類桿塔在設(shè)計(jì)時(shí)均考慮：正常運(yùn)行情況斷線(含分裂導(dǎo)線時(shí)縱向不平衡張力)情況安裝情況下的荷載組合必要時(shí)尚應(yīng)驗(yàn)算地震等稀有情況正常運(yùn)行情況荷載組合A根本風(fēng)速、無(wú)冰、未斷線(包括最小垂直荷載和最大水平荷載組合)。B最大覆冰、相應(yīng)風(fēng)速及氣溫、未斷線。位于15mm冰區(qū)、相對(duì)高差較大、連續(xù)上下山等局部地段的鐵塔，必要時(shí)覆冰工況應(yīng)按每相導(dǎo)線和每根地線同時(shí)作用縱向不平衡張力進(jìn)行計(jì)算，導(dǎo)線不平衡張力取最大使用張力的10～15%，地線取最大使用張力的20%～25%。C最低氣溫、無(wú)冰、無(wú)風(fēng)、未斷線(適用于終端和轉(zhuǎn)角桿塔)。懸垂型桿塔的斷線組合〔1〕斷導(dǎo)線(含分裂導(dǎo)線的縱向不平衡張力)情況A三回路及以下桿塔：?jiǎn)螌?dǎo)線時(shí)，斷任意一根導(dǎo)線；分裂導(dǎo)線時(shí)，任意一相有不平衡張力、地線未斷、無(wú)風(fēng)、無(wú)冰。B四回路及以上桿塔：?jiǎn)螌?dǎo)線時(shí)，斷任意三根導(dǎo)線；分裂導(dǎo)線時(shí)，任意三相導(dǎo)線有不平衡張力。斷線張力或縱向不平衡張力仍按單回路和雙回路桿塔的規(guī)定選用。地線未斷、無(wú)風(fēng)、無(wú)冰?！?〕地線不平衡張力情況不管帶多少回路的桿塔，任意一根地線有不平衡張力，導(dǎo)線未斷、無(wú)冰、無(wú)風(fēng)。耐張型桿塔的斷線組合〔1〕斷導(dǎo)線A三回路及以下桿塔：在同一檔內(nèi)斷任意兩相導(dǎo)線(終端桿塔還應(yīng)考慮作用一相或兩相導(dǎo)線的不利情況)、地線未斷、無(wú)冰、無(wú)風(fēng)。B四回路及以上桿塔：在同一檔內(nèi)斷任意三相導(dǎo)線〔終端桿塔還應(yīng)考慮作用一相、兩相或三相導(dǎo)線的不利情況〕，地線未斷、無(wú)冰、無(wú)風(fēng)?！?〕斷地線一根地線、導(dǎo)線未斷、無(wú)冰、無(wú)風(fēng)。安裝情況應(yīng)按10m/s風(fēng)速、無(wú)冰、相應(yīng)氣溫的氣象條件下考慮以下荷載組合：〔1〕懸垂型桿塔的安裝荷載A提升導(dǎo)線、地線及其附件時(shí)的作用荷載B導(dǎo)線及地線錨線作業(yè)時(shí)的作用荷載〔2〕耐張型桿塔的安裝荷載A導(dǎo)線及地線錨線荷載、緊線荷載B臨時(shí)拉線所產(chǎn)生的荷載安裝的限制條件起吊荷載一般按照2倍自重考慮；錨線對(duì)地夾角一般應(yīng)不大于20；臨時(shí)拉線對(duì)地夾角不應(yīng)大于45

，其方向與導(dǎo)、地線方向一致，臨時(shí)拉線一般可平衡導(dǎo)、地線張力的30%；緊線牽引繩對(duì)地夾角一般按不大于20考慮。荷載計(jì)算1〕垂直荷載式中G—導(dǎo)線或避雷線的垂直荷載，N；

g—導(dǎo)線或避雷線的垂直比載〔g1或g3〕，N/m·mm2；

S—導(dǎo)線或避雷線截面，mm2；

—垂直檔距，m；

Gj—絕緣子串總重量，N。2〕水平荷載—桿塔風(fēng)壓荷載

當(dāng)風(fēng)向與線路方向垂直時(shí)，桿塔風(fēng)壓荷載按下式計(jì)算

式中Pp—風(fēng)向與線路方向垂直時(shí)的桿或塔身風(fēng)壓，N；

v—設(shè)計(jì)風(fēng)速，m/s；

C—風(fēng)載體形系數(shù)，對(duì)環(huán)形截面電桿取0.6，矩形截面桿取1.4，角鋼鐵塔取1.4〔1+η〕，圓鋼鐵塔取1.2〔1＋η〕；

F—風(fēng)壓方向桿、塔身側(cè)面構(gòu)件的投影面積m2；

η—空間桁架反面的風(fēng)壓荷載降低系數(shù)，其值見教材表4—10所示。2〕水平荷載—導(dǎo)線、避雷線的風(fēng)壓荷載

式中P—導(dǎo)線或避雷線的風(fēng)壓荷載，N，

θ—線路轉(zhuǎn)角〔°〕；

g—導(dǎo)線或避雷線的風(fēng)壓比載，N/m·mm2；

lh—水平檔距〔斷線時(shí)，斷線相計(jì)算水平檔距取/2〕，m；

Pj—絕緣子串風(fēng)壓〔工程計(jì)算中常忽略〕，N。3〕自立式單桿電桿撓度計(jì)算

3〕自立式單桿電桿撓度計(jì)算

3〕自立式單桿電桿撓度計(jì)算

鐵塔材料A普通鋼材Q235、Q345：目前絕大局部鐵塔選用普通鋼，其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格廉價(jià)、采購(gòu)方便、規(guī)格較齊全；缺點(diǎn)是強(qiáng)度低，大荷載時(shí)無(wú)法滿足強(qiáng)度要求。B高強(qiáng)度鋼材Q390、Q420、Q460：近年來(lái)在750kV和1000kV等高電壓等級(jí)線路上逐步采用，可節(jié)省塔重，缺點(diǎn)是目前加工廠家少采購(gòu)不方便。3、鐵塔材料與構(gòu)件形式鋼材的質(zhì)量要求A質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：應(yīng)分別符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?碳素結(jié)構(gòu)鋼?GB/T700和?低合金結(jié)構(gòu)鋼?GB/T1591的規(guī)定。B質(zhì)量等級(jí)：所有桿塔結(jié)構(gòu)的鋼材均應(yīng)滿足B級(jí)鋼的質(zhì)量要求。螺栓的強(qiáng)度等級(jí)A結(jié)構(gòu)連接一般采用4.8、5.8、6.8級(jí)普通螺栓B特殊情況下可使用8.8級(jí)、10.9級(jí)螺栓高強(qiáng)度螺栓C螺栓材質(zhì)和機(jī)械特性應(yīng)分別符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)?緊固件機(jī)械性能螺栓、螺釘和螺柱?GB/T3098.1和?緊固件機(jī)械性能螺母粗牙螺紋?GB/T3098.2的規(guī)定構(gòu)件斷面形式輸電線路桿塔的構(gòu)件斷面形式一般有單角鋼、雙拼角鋼、雙拼十字角、四拼角鋼、鋼管和格構(gòu)式斷面。對(duì)受力較小的塔采用單角鋼斷面，隨著荷載的增大單角鋼承載力不能滿足需要，國(guó)內(nèi)一般采用雙拼甚至四拼角鋼斷面，在大跨越塔上由于鋼管風(fēng)荷載體形系數(shù)小而更多地被采用，國(guó)外在大荷載塔上那么廣泛使用鋼管結(jié)構(gòu)。確定桿塔外形尺寸的因素桿塔外形尺寸主要包括桿塔呼稱高、橫擔(dān)長(zhǎng)度、上下橫擔(dān)的垂直距離、底線支架高度、雙地線掛點(diǎn)之間水平距離等。桿塔用來(lái)支持導(dǎo)線和地線，其外形尺寸主要取決于導(dǎo)線地線電氣方面的因素。如導(dǎo)線對(duì)地、對(duì)交叉跨越物的空氣間隙距離，導(dǎo)線之間、導(dǎo)線與地線之間的空氣間隙距離，導(dǎo)線與桿塔局部的空氣間隙距離，地線對(duì)邊導(dǎo)線的防雷保護(hù)角，雙地線對(duì)中導(dǎo)線的防雷保護(hù)，考慮帶點(diǎn)檢修帶電體與地電位人員之間的空氣間隙距離等。兩相導(dǎo)線水平排列其線間距離確實(shí)定在正常運(yùn)行電壓氣象條件下，由于風(fēng)荷的作用，使整個(gè)檔距導(dǎo)線發(fā)生搖擺，檔距中央的導(dǎo)線擺動(dòng)的幅度最大。當(dāng)導(dǎo)線發(fā)生不同步搖擺時(shí)，檔距中央導(dǎo)線局部接近，會(huì)導(dǎo)致線間空氣間隙擊穿，從而發(fā)生線間閃絡(luò)。為此，規(guī)程中指出：導(dǎo)線的水平線間距離，可根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定。1000m以下的檔距可按下式計(jì)算。兩相導(dǎo)線垂直排列其線間距離確實(shí)定兩相導(dǎo)線垂直排列時(shí)，使線間距離接近的因素主要是：電線覆冰不均勻或者電線覆冰脫落產(chǎn)生跳躍或者電線舞動(dòng)產(chǎn)生大幅度上下運(yùn)動(dòng)。在覆冰較少的地區(qū)，規(guī)程推薦，垂直線間距離取式(2-3)計(jì)算結(jié)果的四分之三，即Dv=3／4Dm(2-4)使用懸垂絕緣子串桿塔時(shí)，其垂直線間距離不宜小于表2-8所列數(shù)值。4、鐵塔的根本計(jì)算方法簡(jiǎn)要介紹鐵塔內(nèi)力分析采用國(guó)際大電網(wǎng)〔CIGRE〕線路結(jié)構(gòu)工作組推薦的方法——彈性空間桁架分析法。塔架簡(jiǎn)化為空間桁架結(jié)構(gòu)，所有節(jié)點(diǎn)假定為鉸接點(diǎn)，構(gòu)件只承受軸向力。選材時(shí)以對(duì)長(zhǎng)細(xì)比的修正來(lái)考慮約束和偏心對(duì)構(gòu)件承載力的影響。內(nèi)力分析計(jì)算軟件東北電力設(shè)計(jì)編制的?自立式鐵塔內(nèi)力分析軟件?。5、鐵塔的變形包括彈性變形和螺栓松動(dòng)引起的變形，鐵塔設(shè)計(jì)中按照如下要求控制鐵塔的彈性變形：在荷載的長(zhǎng)期效應(yīng)組合(無(wú)冰、風(fēng)速5m/s及年平均氣溫)作用下，桿塔的計(jì)算變形(不包括根底傾斜和拉線點(diǎn)位移)，不應(yīng)超過以下數(shù)值：懸垂直線無(wú)拉線單根鋼筋混凝土桿及鋼管桿5h/1000懸垂直線自立式鐵塔3h/1000懸垂直線拉線桿塔的桿(塔)頂4h/1000懸垂直線拉線桿塔，拉線點(diǎn)以下桿(塔)身2H/1000耐張轉(zhuǎn)角、終端自立式鐵塔和直線轉(zhuǎn)角鋼管桿7h/100066kV及以下轉(zhuǎn)角鋼管桿15h/1000110kV~220kV轉(zhuǎn)角鋼管桿20h/10006、鐵塔圖紙識(shí)圖A圖紙組成：總圖材料匯總表各分段結(jié)構(gòu)圖〔正面?zhèn)让嫫拭鎴D大樣圖塔腳結(jié)構(gòu)圖〕B圖例：總圖例分段結(jié)構(gòu)圖例總圖例分段結(jié)構(gòu)圖例7、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖紙的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)目的和意義1〕實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、標(biāo)準(zhǔn)化；2〕合