浅议输电线路杆塔结构设计

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1、浅议输电线路杆塔结构设计　　摘要：文章综述了我国高压输电线路铁塔结构设计方面的一些经验、看法和常被忽略的问题。对我国输电线路杆塔结构在荷载取值、结构优化、新材料应用等方面的研究进展加以介绍，并且根据研究现状和社会经济发展需求，提出今后研究需要进一步加强的内容。关键词：输电线路；杆塔型；结构设计Abstract:ThispaperreviewssomeexperienceofthedesignoftowerstructureforHVtransmissionlinesinChina’sviewsandoftenoverlookedproblem.Tointroducethere

2、searchprogressonload,structureoptimization,theapplicationofnewmaterialsandotheraspectsofChina’spowertransmissionlines,andaccordingtothecurrentresearchstatusandthedemandofsocialandeconomicdevelopment,putsforwardthefutureresearchneedstofurtherstrengthenthecontent.Keywords:transmissionlinetowe

3、rtype;structuraldesign;中图分类号：TB482.2文献标识码：A文章编码：引言7输电线路杆塔是支承架空输电线路导线和地线并使它们之间以及与大地之间保持一定距离的杆形和塔形的构筑物，其安全可靠性直接关系到整个输电线路的安全运行。在架空输电线路工程中，杆塔建设费用约占本体投资的30%甚至以上，直接决定着线路的经济性。随着我国特高压电网的建设以及同塔多回线路、紧凑型线路、大截面导线等输电新技术的推广应用，输电线路电杆塔大荷载、大型化的趋势愈发明显。“资源节约型、环境友好型”社会的建设、大电网的安全稳定性、气候变化复杂异常对杆塔结构的安全可靠性、经济性、环保性能

4、等都提出了更高的要求，输电线路杆塔结构研究面临新的挑战。本文对我国输电线路杆塔结构在荷载取值、结构优化、新材料应用、等方面的研究进展加以介绍，并且根据研究现状和社会经济发展需求，提出研究需要进一步加强的内容。1.杆塔的作用杆塔（PoleandTower）的作用是支承架空输电线路导线和地线并使它们之间以及它们与大地及杆塔之间的距离在各种可能的大气环境条件下，符合电气绝缘安全和工频电磁场限制条件的要求。2.杆塔设计的现状分析7杆塔结构是一种超静定结构，某一杆件破坏并不能确定整个结构破坏，只有当破坏的杆件达到一定数目时，杆塔不能再承受载荷，导致杆塔破坏。传统的满应力设计方法无法满足

5、工程结构的这一特征。研究杆塔结构极限分析方法，确定杆塔结构的最大承载能力是必要的。作用在杆塔上的载荷主要在风载、冰雪载荷、地震载荷。目前对杆塔的动力学特性研究不深，而在设计过程中盲目地选取过大动载荷影响因子。不仅增加了杆塔的重量，而且也不能避免由动态应力、应变引起的杆塔破坏。因此，研究杆塔结构的动力学特性是新型杆塔结构设计由静态设计走向动态设计的关键步骤。3.输电线路杆塔结构研究3.1杆塔荷载对杆塔荷载的研究，主要研究结构重要性系数、风荷载重现期、最小设计风速等的取值和杆塔的静力和动力风荷载计算方法以及杆塔荷载的组合和取值原则。结构重要性系数和风荷载重现期，主要基于对结构可靠

6、度指标的分析来确定；风振系数主要针对高塔来进行；荷载组合主要研究导线的断线原则、张力取值以及与风、冰荷载的组合条件。这些外荷载取值的研究，目的是掌握杆塔外部荷载更为合理的作用和变化规律，为杆塔结构设计提供较为客观的依据。3.2杆塔结构设计方法7杆塔结构设计方法的研究，一方面是研究杆塔结构设计中的分析计算力学模型、杆件承载力计算方法、杆端节点构造设计计算方法等；另一方面是研究杆件选型、塔头型式、塔腿型式、坡度、根开以及塔身断面、塔身斜材、横隔面等的布置与优化方法。目前，铁塔一般按照理想铰接的整体空间桁架来设计。假设节点的约束为理想铰接，将整个塔架作为超静定空间体系，根据平衡条件

7、和变形协调关系求解塔架的内力和变形，再根据强度和稳定性条件完成铁塔设计的选材工作。4.我国输电线路杆塔结构的未来研究方向当前，气候条件复杂多变，现行的杆塔结构的设计技术存在着不少不相适用的地方。电压等级的提高、新型输电技术的应用，使得杆塔结构复杂、高大的发展趋势愈加明显。在这种情况下，如何保证安全可靠、经济合理、具有更好的抵御自然灾害的能力，是当前杆塔结构研究的重点。4.1设计理论体系7总体来看，我国输电线路铁塔结构设计理论较为传统，需要适应发展需求，形成完善的、更为先进的理论体系。常规的设计方法是以线