±800kV特高壓直流輸電線路工程電力設(shè)計院目 錄\l“_TOC_250005“概述 1\l“_TOC_250004“±800KV桿塔構(gòu)造目標(biāo)牢靠度 12.1500KV線路的桿塔構(gòu)造牢靠度........................................................................2.21000KV線路牢靠度目標(biāo)取值..........................................................................2.3±800KV線路設(shè)計基準(zhǔn)期................................................................................2.4±800KV線路桿塔安全等級............................................................................線路桿塔構(gòu)造構(gòu)件牢靠度目標(biāo)........................................................\l“_TOC_250003“桿塔荷載分類 2\l“_TOC_250002“風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 34.1角度風(fēng)................................................................................................................4.2導(dǎo)地線風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值.......................................................................................4.3桿塔風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值...........................................................................................\l“_TOC_250001“桿塔設(shè)計方法 4荷載取值 56.1桿塔構(gòu)造重要性系數(shù).......................................................................................6.2風(fēng)荷載重現(xiàn)期...................................................................................................6.3設(shè)計基準(zhǔn)風(fēng)速...................................................................................................6.4風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)...............................................................................................6.4.1導(dǎo)地線風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)........................................................................6.4.2桿塔風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)............................................................................6.5斷線荷載...........................................................................................................6.6安裝荷載...........................................................................................................6.6.1附加荷載................................................................................................6.6.2耐張塔安裝中臨時拉線的平衡張力 06.6.3直線塔安裝動力系數(shù) 0\l“_TOC_250000“荷載工況及荷載組合 147.2ASCE荷載工況及荷載組合.............................................................................7.4本工程荷載工況及荷載組合...........................................................................7.4.1正常運行狀況.........................................................................................7.4.2安裝狀況.................................................................................................7.4.3事故狀況.................................................................................................7.4.4驗算狀況.................................................................................................±800kV±800kV特高壓直流輸電線路工程專題技術(shù)報告荷載及荷載組合11概述±800千伏特高壓直流輸電力氣強，輸電效益高、可適應(yīng)國家電網(wǎng)的遠(yuǎn)期進(jìn)展，解決西電東送長距離、大容量的輸電需要，并可節(jié)約貴重的輸電資源走廊，提高走廊利用率，符合國家可持續(xù)進(jìn)展戰(zhàn)略的要求。我國已運行的直流線路最高電壓等級為±500kV，總長已6000多公里，對±500kV直流線路的桿塔設(shè)計、荷載組合已有較為豐富的工程設(shè)計閱歷。而±800kV特高壓直流輸電線路是迄今為止世界上最高電壓等級的直流輸電線路，全世界都未有過，這是一個全的領(lǐng)域，缺乏相關(guān)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，有必要對桿塔荷載及組合方案進(jìn)展?fàn)幷?。?jù)估量，±800kV直流線路桿塔及根底的投資約占總投資45％〔30％，1％的主要因素在于荷載的大小。本專題利用了我院馬上投標(biāo)的±800kV流線路的前期可研成果，并借鑒了公司的相關(guān)爭論報告。為了便于設(shè)計，主要思路是依據(jù)現(xiàn)行的電力行業(yè)1500kV架空送電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)程〔DL/T5092-1999〕110～500kV架空送電線路桿塔構(gòu)造設(shè)計技術(shù)規(guī)定》〔DL/T5154-2023B50068-2023〕和GB5000－2023ASCE和IEC進(jìn)展比照分析，結(jié)合本工程的實際狀況，選取±800kV塔構(gòu)造目標(biāo)牢靠度，并對桿塔荷載的取值及組合方案進(jìn)展確定。±800kV桿塔構(gòu)造目標(biāo)牢靠度構(gòu)造牢靠度就是構(gòu)造在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概要性系數(shù)、風(fēng)荷載重現(xiàn)期、設(shè)計基準(zhǔn)風(fēng)速取值對桿塔構(gòu)造目標(biāo)牢靠度指標(biāo)有重要影響，確定桿塔構(gòu)造構(gòu)件目標(biāo)牢靠度應(yīng)綜合考慮桿塔構(gòu)造重要性系數(shù)、風(fēng)荷載重現(xiàn)期、設(shè)計基準(zhǔn)風(fēng)速取值。構(gòu)造設(shè)計的目標(biāo)牢靠度的大小對構(gòu)造的設(shè)計結(jié)果影響較大。假設(shè)目標(biāo)牢靠度定的高，則構(gòu)造會設(shè)計得很強，使構(gòu)造造價加大；而假設(shè)目標(biāo)牢靠度定得低，則構(gòu)造會設(shè)計得很弱，使人產(chǎn)生不安全感。因此，構(gòu)造設(shè)計目標(biāo)牢靠度確實定應(yīng)以到達(dá)構(gòu)造牢靠與經(jīng)濟(jì)上的最正確平衡為原則在確定±800kV線路桿塔構(gòu)造構(gòu)件牢靠度指標(biāo)，需參考和利用同類構(gòu)造500kV線路桿塔的牢靠1000kV500kV通過構(gòu)造構(gòu)件功能函數(shù)和根本隨機變量的統(tǒng)計參數(shù)，JC法計算了500kV線路桿塔構(gòu)造構(gòu)件的牢靠度，可知桿塔構(gòu)造破壞類型為延性破壞，基于最小設(shè)計風(fēng)0m/s500kVGB50068-2023二級建筑物延性破壞牢靠度指標(biāo)的要求，即桿塔構(gòu)造構(gòu)件承載力氣極限狀態(tài)的牢靠β≥3.2，500kV線路多年±800kV±800kV特高壓直流輸電線路工程專題技術(shù)報告荷載及荷載組合來的運行實踐說明其安全牢靠度是可承受的。1000kV國內(nèi)首條特高壓1000kV1000kV準(zhǔn)期為50年、建筑構(gòu)造安全等級為一級、桿塔構(gòu)造重要性系數(shù)1.1100年，桿塔構(gòu)造牢靠度目標(biāo)≥3.7?！?00kVB50068－2023及《建筑構(gòu)造荷載標(biāo)準(zhǔn)GB50009－2023的規(guī)定，±800kV線路設(shè)計基準(zhǔn)期為501000kV±800kV《建筑構(gòu)造牢靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)GB50068－2023〕規(guī)定建筑構(gòu)造設(shè)計時，應(yīng)依據(jù)構(gòu)造破壞可能產(chǎn)生的后果〔危及人的生命、造成經(jīng)濟(jì)損失、產(chǎn)生社會影響等〕的嚴(yán)峻性，承受不同的安全等級。建筑構(gòu)造安全等級的劃分應(yīng)符合1.0.8安全等級破壞后果建筑物類型一級安全等級破壞后果建筑物類型一級很嚴(yán)峻重要的二級嚴(yán)重一般的三級不嚴(yán)峻次要的用作跨區(qū)域聯(lián)網(wǎng)的骨干網(wǎng)架，其輸送容量500kV5～6倍，假設(shè)桿塔

±800kV線路規(guī)劃失效，造成的經(jīng)濟(jì)損失、社會影響等都將很嚴(yán)峻，由此，±800V500kV線路〔安全等級為二級〕提高了一個安全等級，取值1000kV±800kV±800kV直流線路相對于500kV溝通線路的輸送容量提高了數(shù)倍，對整個電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行的影響也大幅提高，桿塔構(gòu)造作為輸電線路的直接支撐構(gòu)造，其安全牢靠性直接關(guān)系到整個線路的安全性，桿塔構(gòu)造牢靠度指標(biāo)至少500kV線路提高一個等級，即安全等級按一級考慮、桿塔構(gòu)造構(gòu)件承載力氣極限狀態(tài)的牢靠指β≥3.70。桿塔荷載分類《建筑構(gòu)造牢靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)GB50068－2023〕指出，構(gòu)造上的作用〔荷載〕可按隨時間或空間的變異分類，還可以按構(gòu)造的反響性質(zhì)分類，其中最根本的是按隨時間的變異分類。依據(jù)《建筑構(gòu)造荷載標(biāo)準(zhǔn)GB50009－2023的規(guī)定，構(gòu)造上的荷載分為三類：永久荷載、可變荷載、偶然荷載110～500kVDL/T5092-1999〕將桿塔構(gòu)造荷載分為以下兩類：永久荷載。導(dǎo)線及地線、絕緣子及其附件和構(gòu)造構(gòu)件及桿塔上各種固定設(shè)備等的自重2±800kV±800kV特高壓直流輸電線路工程專題技術(shù)報告荷載及荷載組合33荷載。變形引起的次生荷載以及各種振動動力荷載?！?10～500kVDL/T5092-1999〕比《建筑構(gòu)造荷載標(biāo)準(zhǔn)》少110～500kV架空送電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)程》在條文說明中指出，結(jié)合輸電構(gòu)造的特點，為簡化不列偶然荷載，將屬這類性質(zhì)的斷線張力及安裝荷載列入了可變荷載。風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值角度風(fēng)直線型桿塔應(yīng)計算最大設(shè)計風(fēng)向與線路方向0°，45°，60°，及90°的四種最大風(fēng)速的90°90°風(fēng)向外，還需計算0°風(fēng)向；對直線轉(zhuǎn)角塔和耐張轉(zhuǎn)角塔轉(zhuǎn)角度數(shù)較小時，還應(yīng)考慮與導(dǎo)、地線張力的橫向合力相反的風(fēng)向。風(fēng)向與導(dǎo)、地線方向或塔面成夾角時，導(dǎo)線、地線風(fēng)載在垂直和順線條方向的重量，塔身和橫擔(dān)風(fēng)載在塔面兩垂直方向的重量，按4－1表4－1 角度風(fēng)吹時風(fēng)荷載安排表水平橫擔(dān)風(fēng)水平橫擔(dān)風(fēng)向角θ線條風(fēng)荷載塔身風(fēng)荷載風(fēng)荷載(°)XYXYXY000.25Wx0Wab0Wsc450.5Wx0.15WxK×0.424×(Wsa＋Wsb)K×0.424×(Wsa＋Wsb)0.4Ws 0.7Wsc c600.75Wx00.4WsK×(0.747Wsa＋0.249Wsb) K×(0.431Wsa＋0.144Wsb) c0.7Wsc90Wx0Wsa00.4Wsc01導(dǎo)地線風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值導(dǎo)地線風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wx

按下式計算：WxaW0 Z

SC

dLp

W 0

/1600 4－2±800kV±800kV特高壓直流輸電線路工程專題技術(shù)報告荷載及荷載組合6式中：a——風(fēng)壓不均勻系數(shù)；——導(dǎo)地線風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)；c——風(fēng)壓高度變化系數(shù)，按《建筑構(gòu)造荷載規(guī)B50009-2023〕的規(guī)定確定；Z 17mm〔不管線徑大小〕1.20；線徑大SZ于或等于17mm時取1.10；d——導(dǎo)線或地線的外徑或覆冰時的計算外徑；分裂導(dǎo)線取全部子導(dǎo)線外徑的總和，mm；

Lm；P——風(fēng)向與導(dǎo)線或地線之間的夾角，度；V——導(dǎo)地線平均高度的風(fēng)速m/；桿塔風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值桿塔風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值W按下式計算：sW W s 01

ASS ZS

4－3W V2/16004－401式中：、A

——分別為構(gòu)件的承受風(fēng)壓面積計算值和體型系數(shù)，按《建筑構(gòu)造荷載標(biāo)準(zhǔn)》s s〔GB50009-2023〕的規(guī)定確定；——桿塔風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)；ZVm/；桿塔設(shè)計方法DL/T5154-2023規(guī)定：桿塔構(gòu)造設(shè)計承受以概率理論為根底的極限狀態(tài)設(shè)計方法。DL/T5154-2023規(guī)定與我國現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑構(gòu)造牢靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》和《建筑構(gòu)造荷載標(biāo)準(zhǔn)》也是全都的。ASCE、IEC是全都的，唯一的區(qū)分在于系數(shù)取值不同。因此，本工程桿塔設(shè)計方法和設(shè)計表達(dá)式仍承受我國現(xiàn)行規(guī)DL/T5154-2023的規(guī)定。構(gòu)造的極限狀態(tài)是指構(gòu)造或構(gòu)件在規(guī)定的各種荷載組合作用下或在各種變形或裂縫的限值條件下，滿足線路安全運行的臨界狀態(tài)。構(gòu)造的極限狀態(tài)分為承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。構(gòu)造或構(gòu)件的強度、穩(wěn)定和連接強度，應(yīng)按承載力極限狀態(tài)的要求，承受荷載的設(shè)計值和材料強度的設(shè)計值進(jìn)展計算；構(gòu)造或構(gòu)件的變形或裂縫，應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)的要求，承受荷載的標(biāo)準(zhǔn)值和正常使用規(guī)定限值進(jìn)展計算。承載力極限狀態(tài)構(gòu)造或構(gòu)件的強度、穩(wěn)定和連接強度，應(yīng)按承載力極限狀態(tài)的要求，按荷載效應(yīng)的根本組合進(jìn)展荷載組合。并應(yīng)承受以下設(shè)計表達(dá)式進(jìn)展設(shè)計：SR0式中：γ0

5－1S——荷載效應(yīng)組合的設(shè)計值；R——構(gòu)造構(gòu)件抗力的設(shè)計值。S按以下設(shè)計表達(dá)式進(jìn)展設(shè)計： S .C.G . G G K Qi Qi iK

5－2γ1.0；不利時取1.2；Gγ——第i1.4；QiG——永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值；KQ——第iikΨ——可變荷載組合系數(shù)，正常運行工況1.00.9，驗算工況取0.75。正常使用極限狀態(tài)構(gòu)造或構(gòu)件的變形或裂縫，應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)的要求，承受荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合。 C.G .C . G K Qi iK ——構(gòu)造或構(gòu)件的裂縫寬度或變形的規(guī)定限制值，mm。6桿塔構(gòu)造重要性系數(shù)

5－3GB50068－2023γo應(yīng)按構(gòu)造構(gòu)件的100年及以1.1。1000kV溝通特高壓試驗示范工程對日詢問可知，日本特高壓線路桿塔構(gòu)造設(shè)計時構(gòu)件強度留101.1。我國溝通特高壓試驗示范工程“晉東南－南陽－荊1000kV輸電線路工程”桿塔構(gòu)造重要性系數(shù)1.1。0公司云南至廣東±800kV特高壓直流輸電工程、楚雄～穗東±800kV線路工程桿塔構(gòu)造重要性系1.1。0

高壓直流輸電提高構(gòu)造重要性系數(shù)取值，無疑對降低倒塔事故、提高桿塔的安全牢靠度是有利的，但會增加塔重和根底工程量，對把握工程造價是不利的。國內(nèi)已建線路倒塔事故主要發(fā)生在運行狀況下的風(fēng)及覆冰超過設(shè)計值，而對于安裝、事故斷線等狀況發(fā)生倒塔事故的概率微小，因此，對于本工程桿塔構(gòu)造重要性系數(shù)綜合考慮風(fēng)荷載重現(xiàn)期、設(shè)計基準(zhǔn)風(fēng)速取值后除安裝工＝1.1。0風(fēng)荷載重現(xiàn)期6-1所示?！督ㄖ?gòu)造荷載標(biāo)準(zhǔn)(GB50009－202350年，對于高層建筑、高聳構(gòu)造以及對風(fēng)荷載比較敏感的其他構(gòu)造，根本風(fēng)壓應(yīng)適當(dāng)提高。本工程為±800kV500kV750kV50風(fēng)荷載重現(xiàn)期取值對桿塔構(gòu)造構(gòu)件牢靠度指標(biāo)有重要影響，當(dāng)重現(xiàn)期0年提高到500.3〔約0.66個等級，提高到100年后，桿塔構(gòu)造構(gòu)件牢靠度提高0.77〔約1.5。表6-1 我國輸電線路風(fēng)荷載重現(xiàn)期取值線線路類別〔年〕基準(zhǔn)高度〔m〕備注1000kV線路10010750kV線路5020750kV架空送電線路設(shè)計暫行技術(shù)規(guī)定500kV大跨越50距歷年大風(fēng)季節(jié)平均最低水位以上10m110kV～330kV大跨越30距歷年大風(fēng)季節(jié)平均最低水位以上10m110kV～750kV架空送電線路設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則重現(xiàn)期取50年，基準(zhǔn)高度取10m500kV線路3020110kV～330kV線路1515110kV～750kV架空送電線路設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則重現(xiàn)期取30年，基準(zhǔn)高度取10mβ應(yīng)不小于3.70，結(jié)合桿塔構(gòu)造重要性取值分析可知，當(dāng)01.1、風(fēng)荷載重現(xiàn)期取100指標(biāo)β3.7，已滿足《建筑構(gòu)造牢靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)B5006－2023要求。00設(shè)計基準(zhǔn)風(fēng)速風(fēng)速基準(zhǔn)高度15m，ASCE和IEC10m?！?10～500kVDL/T5092－1999)對確定最大設(shè)計風(fēng)速時作如下10min時距平均的年最大風(fēng)速做樣本，并宜承受極值Ⅰ型分布作為概率模型。統(tǒng)計風(fēng)速高度為：各級電壓大跨越離歷年大風(fēng)季節(jié)平均最低水0m；110～330kV送電線路離地面15m，500kV送電線路是離地面20m。而《建筑構(gòu)造荷載標(biāo)準(zhǔn)(GB50009－2023)中根本風(fēng)壓對地高度為10m，兩者對風(fēng)速基準(zhǔn)高度取值不全都，相10m。設(shè)計工作中往往要將氣象臺、站10m20mGB50009－2023)所查的根本風(fēng)壓值換算成10m20m高的風(fēng)速，增加了很多計算工作。另外，依據(jù)《架空送電線路桿DL/T5154-2023〕60m范》(GB50009－2023)計算桿塔風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)。計算桿塔風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)的有關(guān)參數(shù)對應(yīng)的基準(zhǔn)高度為10mGB50009－2023)計算桿塔風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)的有關(guān)參數(shù)。因此，本工程風(fēng)速基準(zhǔn)高度應(yīng)與《建筑構(gòu)造荷載標(biāo)準(zhǔn)GB50009－2023)全都，即取10m為基準(zhǔn)高度。GB50009－2023將地面粗糙度類別分為四類，與現(xiàn)實狀況相符，并與國際多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)全都：A、類指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)。B、類指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)。C、類指有密集建筑群的城市市區(qū)。D、類指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)。結(jié)合本工程地形、地貌特征和沿線輸電線路設(shè)計運行閱歷，本工程地面粗糙度B慮。基準(zhǔn)風(fēng)速《110～500kVDL/T5092-1999〕規(guī)定：110～330kV25m/s(對地距離15m)；500kV30m/s(對地距離為20m)，將此風(fēng)速按地面粗糙度類B類換算V＝26.85m/s?！督ㄖ?gòu)造荷載標(biāo)準(zhǔn)(GB50009－20230.3kN/m2，即21.9m/〔10，對于高聳構(gòu)造以及對風(fēng)荷載比較敏感的其他構(gòu)造，根本風(fēng)壓應(yīng)適當(dāng)提高。前蘇聯(lián)風(fēng)荷載分為七個風(fēng)壓區(qū)330和500kV15m7501150kV線路承受與500kV500kV規(guī)定了最小風(fēng)壓為550N/m2，相當(dāng)于風(fēng)速為30m/s。日本最小風(fēng)速為40m/s(瞬時風(fēng))。由于氣象臺站一般靠近城區(qū)，風(fēng)速偏小。通常線路與氣象臺站還有確定距離，氣象臺站的記0kV線路才沒有頻繁發(fā)生倒塔失效事故，參照國外的特高壓和我0－500kV也設(shè)基準(zhǔn)風(fēng)速。設(shè)計基準(zhǔn)風(fēng)速取值對桿塔構(gòu)造構(gòu)件牢靠指標(biāo)有重要影響，設(shè)計基準(zhǔn)風(fēng)速與線路所經(jīng)沿線相應(yīng)重現(xiàn)期風(fēng)速的相對關(guān)系，直接打算了該地區(qū)桿塔構(gòu)造構(gòu)件的牢靠度指標(biāo)荷載重現(xiàn)期均對桿塔構(gòu)造構(gòu)件牢靠度指標(biāo)有重要影響，因此，當(dāng)桿塔構(gòu)造構(gòu)件目標(biāo)牢靠度指標(biāo)確定后，設(shè)計基準(zhǔn)風(fēng)速取值應(yīng)結(jié)合桿塔構(gòu)造重要性系數(shù)、風(fēng)荷載重現(xiàn)期取值而定。當(dāng)桿塔構(gòu)造重要性系 取1.1、風(fēng)荷載重現(xiàn)期取100年時，設(shè)計基準(zhǔn)風(fēng)速取值500kV線0V＝27.0m/s〔離地10m〕時，本工程桿塔構(gòu)造構(gòu)件承載力氣極限狀態(tài)牢靠指標(biāo)β≥3.70，較沿線500kV線路桿塔構(gòu)造構(gòu)件牢靠度指標(biāo)至少提高了一個等級，已滿足《建筑構(gòu)造牢靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB50068－2023)一級安全建筑物牢靠度要求。10m地27.0m/s。風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)導(dǎo)地線風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)DL/T5092－1999規(guī)程較SDJ3－79規(guī)程增加了線條風(fēng)荷載調(diào)整系c，之后設(shè)計的桿塔構(gòu)造構(gòu)件牢靠度有所提高，倒塔失效事故大為降低。對于本工程而言，要保證其桿塔構(gòu)造構(gòu)件牢靠度到達(dá)目標(biāo)值，c至少取1.。為與DL/T509－199930≤V＜35，βc1.20；V≥35，βc1.30，V桿塔風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)構(gòu)造自振周期按《架空送電線路桿塔構(gòu)造設(shè)計技術(shù)規(guī)L/T515－202360mGB50009－2023)計算桿塔風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)，要計算桿塔風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)，首先得確定構(gòu)造的第一自振周期。GB50009－2023)供給的塔式構(gòu)造第一自振周期的估算公式和我國電力部門所做的輸電線路桿塔實測爭論得到的輸電線路桿塔構(gòu)造自振周期近似計算公式后指出，對于干字型塔可承受以下公式近似計算桿塔構(gòu)造的第一自振周期。HbHbB1HbBbB1HbBbB1

6－16－26－3本工程為直流輸電線路，桿塔型式均承受干字性，可承受上述公式近似近似桿塔構(gòu)造的第一9±800kV特高壓直流輸電線路工程專題技術(shù)報告 荷載及荷載組合自振周期，也可承受下述方法準(zhǔn)確計算桿塔構(gòu)造的第一自振周期。T 2 yn(y

m 2

yn m1

yi 2

h i2 i

6－4i1

hi1式中T —桿塔的根本自振周期；1y —在單位力1N作用下塔頂mm/；h 1y —1N作用下塔上mm/；i iwm m m1 i

—每個節(jié)點處的桿塔自重質(zhì)量及附加于該節(jié)點上的質(zhì)量之mi

i；gg 9.8m/s2；質(zhì)點位移y及節(jié)點質(zhì)量m求解，可直接利用桿塔計算數(shù)據(jù)，無需重建模，只需對桿塔塔i i頂作用單位力即可，利用計算結(jié)果文*.dis及*.lod分別摘取對應(yīng)節(jié)點處的質(zhì)點位移和節(jié)點質(zhì)量〔Z〕6-4T。1調(diào)整系數(shù)GB50009－2023(GBJ135-90)和隨機振動理論方法計算所得的桿塔風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)，(GB50009-2023)和《高聳構(gòu)造設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(GBJ135-90)計算方法只適用于外形和重量沿高度無變化的等截面構(gòu)造，不適用于輸電線路桿塔這種外形變化不規(guī)章及附有集中質(zhì)量的特別高聳構(gòu)造，假設(shè)按此方法將鐵塔簡化為一錐體分段計算，無視了橫擔(dān)、曲臂構(gòu)造等質(zhì)量分布和迎風(fēng)面積發(fā)生突變對風(fēng)振的影響，勢必影響鐵塔的安全和牢靠度。輸電線路桿塔的橫擔(dān)尺寸寬長并不是該值增大的主要緣由，而是它的質(zhì)量增大才是z值增大的主要緣由，輸電線路桿塔風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)應(yīng)按隨機振動理論方法計算，且不應(yīng)低于現(xiàn)z500kV之取值。但隨機振動理論計算過程繁瑣，求解困難且易出錯。對此，本工程可承受下述簡化方法計算。 1z 1

ur1

(z)

6-5式中：11T0

2由GB500097.4.36-41u11r1(z)±800kV±800kV特高壓直流輸電線路工程專題技術(shù)報告荷載及荷載組合13表6-4 脈動增大系0110 110 110.010.020.040.060.080.100.120.140.160.180.201.471.571.691.771.831.881.921.951.982.012.040.220.240.260.280.300.320.340.360.380.400.422.072.092.112.132.152.172.192.202.222.242.250.440.460.480.500.600.700.800.901.001.101.202.262.282.292.302.362.412.462.492.532.572.60對于連續(xù)分布質(zhì)量體系或團(tuán)集質(zhì)量體系f1u 01

(z)s

(z)z

bx

1

(z)dzz1z)0

1z1

fi

sizi

b Hxi i 式中：

nmii1

21i

6-6 —f

0.5351.8(0.16)(

z)，為地面粗糙度指數(shù)，對10應(yīng)于A、B、C、D0.12、0.16、0.220.30b x△H 1 1z

6z2H2

4z3Hz43H4 6-5Z1塔高H(m)10203040塔高H(m)102030405060708090100150200250300350400Z10.98 0.97 0.95 0.93 0.92 0.90 0.89 0.87 0.86 0.85 0.79 0.74 0.70 0.67 0.64 0.61注：Z10.98 0.97 0.95 0.93 0.92 0.90 0.89 0.87 0.86 0.85 0.79 0.74 0.70 0.67 0.64 0.61Z1

mr(z) 1

1i i

6-71式中：

(z)s

bx

(z) si

Azi im(z)mm iiA —i點的有效迎風(fēng)面積A Hli i i xigi

i，為團(tuán)集點質(zhì)量比例系數(shù)，即每段質(zhì)量與1段質(zhì)量的比值bm 1

bxib1

，為段1段形心寬度的比值則： u1

z1

n fi i1n

b Hi i 1i

6-8gii1 g

21ir(z)1

1ibi

i Hi

6-9桿塔頭部(橫擔(dān)及地線支架)橫擔(dān)或地線支架≤50m桿塔頭部(橫擔(dān)及地線支架)橫擔(dān)或地線支架≤50m，2.450m＜橫擔(dān)或地線支架≤100m，3.0身局部段高〔m〕102030405060708090100βz1.001.101.301.451.601.801.851.901.952.00表6-7 計算根底作用力的桿塔風(fēng)荷載調(diào)整系βz桿塔桿塔頭部(橫擔(dān)及地線支架)橫擔(dān)或地線支架≤50m，?。?.750m＜橫擔(dān)或地線支架≤100m，?。?.0身局部段高〔m〕102030405060708090100Βz(根底作用力計算)1.00 1.05 1.15 1.22 1.30 1.40 1.425 1.45 1.475 1.50注：①中間值按插入法計算。②表中所列值僅針對本工程推舉塔型。斷線荷載輸電線路桿塔上的縱向負(fù)荷在現(xiàn)實中是存在的，如倒塔、斷線、斷串、不均勻覆冰或脫冰、相鄰檔風(fēng)速不均勻或風(fēng)向不對稱等。前些年，國外有很多工程師建議取消斷相導(dǎo)線作為設(shè)計條件，但過多地降低桿塔的縱向強度，會引發(fā)連續(xù)串倒嚴(yán)峻事故。輸電線路斷線是稀有的，桿塔假設(shè)能抗住固然好，但仍不能避開倒塔的可能，例如地質(zhì)滑坡等災(zāi)難引起的倒塔。一旦發(fā)生倒塔事故，一般與之相鄰的兩基鐵塔也可能受到破壞而倒塔，釋放一定的能量后，要求再下一級的鐵塔能抗住不倒，因此，該級鐵塔的設(shè)計要求能承受全部導(dǎo)地線的不平衡張力，故抵抗斷線荷載只是桿塔的第一級保護(hù)。對于單導(dǎo)線，各國規(guī)程均考慮斷線，但斷線條件不一，有的考慮無風(fēng)無冰斷線，有的考慮確定風(fēng)速或確定覆冰斷線。前蘇聯(lián)認(rèn)為，隨著每相導(dǎo)線根數(shù)的增多，一相導(dǎo)線同時斷線的概率變得500kV架空線路直線桿塔時，規(guī)定了作用于一相支持點上的荷載等于0.15T，但不小于18000N。對750kV架空線路的拉線直線桿塔，確定事故狀態(tài)荷載規(guī)定值25500N，對獨立桿塔為0.15T，但當(dāng)獨立式直線桿塔中相用耐張串固定時0.3T。對單一避雷0.5T制在19620N。對1150kV750kV29430N，僅750kV0.5T，0.8。對500、750和1150kV架空線路，當(dāng)分裂導(dǎo)線斷一根子導(dǎo)線時可能產(chǎn)生的張力差不會超過規(guī)定的荷載。直線塔斷線荷載相分裂導(dǎo)線由數(shù)根導(dǎo)線所組成，所以一相斷線的概率微小。設(shè)計中即使考慮其中的一根導(dǎo)線折斷，直線桿塔上產(chǎn)生的不平衡張力也往往小于線路正常運行和架線中桿塔上可能消滅的最大不平衡張力差。因此，目前設(shè)計相分裂導(dǎo)線的桿塔時，考慮斷線張力差是依據(jù)桿塔的類型、重要性和分裂導(dǎo)線的根數(shù)給定不同的數(shù)值，以保證線路在架線和運行中可能消滅的最大張力差時桿塔具有足夠的縱向穩(wěn)定性。也就是說，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的線路不平衡張力可能遠(yuǎn)大于線路實際斷線時所產(chǎn)生的不平衡張力。從以往的桿塔計算結(jié)果說明，縱向不平衡張力主要把握桿塔塔身側(cè)面斜材和塔身橫隔面的局部桿件。直線塔主要承受塔身風(fēng)荷載和導(dǎo)線的風(fēng)荷載。塔身正面受導(dǎo)地線風(fēng)荷與塔身側(cè)面斜材之比為1：0.25。因此，塔身正面和側(cè)面斜材的受力相差很大，為了降低鐵塔重量，設(shè)計人員有時將直線塔設(shè)計成矩形塔。假設(shè)不考慮確定的縱向不平衡張力，就會導(dǎo)致塔身側(cè)面剛度太差，當(dāng)發(fā)生導(dǎo)線斷線、復(fù)冰發(fā)生縱向不平衡張力時鐵塔側(cè)面斜材就承受不了而倒塔，更為嚴(yán)峻的是，當(dāng)某基塔倒塔時，會發(fā)生多米諾骨牌現(xiàn)象形成串倒，造成嚴(yán)峻的損失。目前500kV輸電線路，塔身尺寸相對特高壓線路要小，110-500Kv架空送電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)程500Kv530很少有發(fā)生串倒的現(xiàn)象。說明規(guī)程在縱向張力的取值上是合理的，確定程度上抑制了倒塔事故的發(fā)生。從以上分析可知，按我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)計算本工程桿塔直線塔的斷線工況是偏保守和安全的。但考慮本工程正常運行和架線中桿塔上可能消滅的最大不平衡張力差，以及本工程桿塔構(gòu)造的本工程桿塔斷線荷載仍按我國現(xiàn)行規(guī)L/T5092-1999導(dǎo)線縱向不平衡張力，對平地、520%及25%；地線縱向不平衡張力50％。耐張塔斷線荷載500kV級以上電壓線路承受三柱桿塔，每個柱塔應(yīng)考9。ASCE1/3其它支撐點承受無風(fēng)狀況下的裸線垂直荷載，即對單回路和雙回路線路的斷線狀況如下：ASCE通過例題給出了導(dǎo)、地線的斷線張力取值狀況：對地線取溫度始張力的100%；對導(dǎo)線為76%。對單回路，斷任意一相導(dǎo)線或地線；

60°F(15.6℃)裸線原對雙回路，斷任意兩相導(dǎo)線或地線或一相導(dǎo)線＋地線的把握工況。ASCE標(biāo)準(zhǔn)對耐張塔的規(guī)定與我國標(biāo)準(zhǔn)對耐張塔的規(guī)定有所不同，主要區(qū)分在于我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)(線終端桿塔考慮作用有一ASCE考慮到本工程的重要性，并且從實際運行狀況來看，按現(xiàn)行規(guī)程和規(guī)定設(shè)330kV和500kVDL/T5092-1999斷線狀況時，全部的導(dǎo)線和地線的張力，均分別取其最大使用80%。安裝荷載ASCE、IEC標(biāo)準(zhǔn)確定安裝工況的根本根本原則是全都的，均需考慮導(dǎo)線的提升荷的具體特點，對施工中附加荷載及耐張塔安裝中臨時拉線的平衡張力作相應(yīng)的提高。附加荷載DL/T5092-1999規(guī)定提升導(dǎo)地線考慮承受雙倍起吊導(dǎo)線，但本工程路鐵塔，由5001.5500kV1.4雙倍起吊導(dǎo)線，橫擔(dān)的大局部桿件是在安裝狀況下把握，很不經(jīng)濟(jì)合理必要在施工方案上實行措施，承受轉(zhuǎn)向滑輪提升導(dǎo)線。因此，本工程提升導(dǎo)15倍起吊考慮，地線仍按雙倍起吊考慮?？紤]到本工程導(dǎo)線分裂數(shù)多，導(dǎo)線及金具的重量要500kV線路大得多，安裝導(dǎo)線所需設(shè)備相應(yīng)要比500kV500kV500kV增加一倍，地線仍按500kV6-7桿塔施工附加荷載(單位：kN)±800kV±800kV特高壓直流輸電線路工程專題技術(shù)報告荷載及荷載組合15類別類別導(dǎo)線地 線電壓(kV)直線型桿塔耐張型桿塔直線型桿塔耐張型桿塔±8008.012.02.02.0耐張塔安裝中臨時拉線的平衡張力現(xiàn)行DL/T5154－2023330kV及以下送電線路臨時拉線可按平衡線條張30%考慮，但對500kV20kN5kN330kV路的耐張塔來說，安裝荷載不會成為耐張塔大局部構(gòu)件的把握條件。00kV線路的耐張塔來說，已有相當(dāng)多的構(gòu)件由安裝荷載來把握，甚至主材都由安裝荷載把握。0N和5kN計算，將會有較多的構(gòu)件受安裝工況的把握。安裝工況只在線路安裝過程中消滅，安裝工況把握較多的構(gòu)件不經(jīng)濟(jì)合理。但臨時拉線的平衡張力受現(xiàn)場施工條件制約較多，提高臨時拉線的平衡張力會使施工變得困難，甚至降低施工的安全性750kV1000kV的平衡張力分別取40kN10kN。直線塔安裝動力系數(shù)1DL/T5154－2023導(dǎo)線及地線錨線作業(yè)時，錨線張力動力系數(shù)1.1，與現(xiàn)行DL/T5154－2023荷載工況及荷載組合DL5092DL/T5092-1999規(guī)程規(guī)定輸電線路設(shè)計時應(yīng)考慮正常運行狀況、斷線狀況和安裝狀況下的荷7-1。表7-1 DL/T5092-1999規(guī)程荷載工況及荷載組合工況名正常運行工況

荷載組合大風(fēng)速、無冰、未斷線〔包括最小垂直荷載和最大水平荷載的組合〕；；低氣溫、無冰、無風(fēng)、未斷線。1〕導(dǎo)線：單回路和雙回路桿塔，單導(dǎo)線時，斷任意一根導(dǎo)線，分裂導(dǎo)線時，任意一相有不平衡張力。地線未斷、無風(fēng)、無冰；斷線工況或縱向不平衡張力

直線塔

多回路桿塔，單導(dǎo)線時，斷任意兩根導(dǎo)線；分裂導(dǎo)線時，任意兩相有縱向不平衡張力。地線未斷、無冰、無風(fēng)。地線不平衡張力：無論線有不平衡張力，導(dǎo)線未斷、無風(fēng)、無冰。工況名

耐張塔

荷載組合1〕導(dǎo)線〔終端塔應(yīng)考慮作用有極相或極相張力的不利狀況、地線未斷、無冰、無風(fēng)；2〕斷任意一根地線、導(dǎo)線未斷、無冰、無風(fēng)。3〕斷線狀況時，全部的導(dǎo)線和地線的張力，均應(yīng)分別取最大使用張70%80%。10m/s風(fēng)速、無冰、相應(yīng)氣溫的氣象條件下考慮的因素有：安裝工況

直線型〔含懸垂轉(zhuǎn)角塔〕耐張塔

提升導(dǎo)線、地線及其附件時發(fā)生的荷載；導(dǎo)線及地線錨線作業(yè)時，導(dǎo)線及地線的錨線張力。導(dǎo)線及地線荷載錨塔：錨地線時，相鄰文件內(nèi)的導(dǎo)線及地線均為架設(shè)；錨導(dǎo)線時，在同檔內(nèi)的地線已架設(shè)。緊線塔：緊地線時，相鄰檔內(nèi)的地線已架設(shè)，同檔內(nèi)的導(dǎo)線已架設(shè)或未架設(shè)。緊導(dǎo)線時，同檔內(nèi)的地線已架設(shè)，相鄰檔內(nèi)的導(dǎo)線已架設(shè)或未架設(shè)。臨時拉線所產(chǎn)生的荷載緊線牽引繩所產(chǎn)生的荷載安裝時的附加荷載ASCE美國輸電線路設(shè)計時通常考慮的荷載工況及荷載組合如7-2。表7-2 ASCE荷載工況及荷載組合工 況 名類似于我國正常運行工況類似于我國事故工況類似于我國安裝工況法規(guī)工況斷線工況

荷 載組合任何方向的最大風(fēng)；最大覆冰和相應(yīng)風(fēng)載；覆冰不平衡力，無風(fēng)〔需要時選用〕；覆冰時實際風(fēng)荷載〔需要時選用。衡量阻擋構(gòu)造失效的標(biāo)準(zhǔn)或荷載，如：斷導(dǎo)線荷載等。構(gòu)造建筑荷載；線條張力荷載；250P法規(guī)荷載于重冰區(qū)應(yīng)考慮覆冰的狀況。單回路，斷任意一相導(dǎo)線或地線，或者是斷任意一相導(dǎo)線+地線；雙回路，斷任意兩相導(dǎo)線或地線，或者是把握工況組合——斷一相導(dǎo)線+地線。IEC荷