導(dǎo)語(yǔ)：高壓輸電鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】結(jié)合當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的電網(wǎng)研究狀況，輸電線路不斷增多，走廊日趨緊張，特別是由于規(guī)劃部門對(duì)土地審批日趨嚴(yán)格，線路通道在很多地區(qū)已經(jīng)成為影響電網(wǎng)建設(shè)的主要因素，因此有必要對(duì)提高單位線路走廊的輸電能力進(jìn)行研究。本文詳細(xì)介紹了同塔多回路鐵塔的發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】輸電鐵塔；電力走廊；多回路；經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

同塔多回路在國(guó)外應(yīng)用比較普遍，尤其是在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)且人口密集的日本和歐洲部分國(guó)家應(yīng)用較多。這些國(guó)家由于土地資源緊缺、線路走廊的投資占工程總投資的比重較大。同塔多回路的應(yīng)用已非常廣泛。

1同塔多回路在國(guó)外的應(yīng)用

在歐洲，德國(guó)的電力工業(yè)發(fā)展走在前沿，該國(guó)目前最高電壓等級(jí)為380kV。由于德國(guó)土地較為緊缺，為了有效地利用電力線路走廊，政府規(guī)定新建線路必須同塔架設(shè)兩回以上。根據(jù)文獻(xiàn)資料，德國(guó)高壓和超高壓線路中較為常規(guī)的線路是同塔四回，也有同塔六回線路。線路走廊的投資一般占線路建設(shè)總投資的20～30％。對(duì)于最高電壓等級(jí)的380kV，目前在運(yùn)行的同塔四回線路僅限于兩回380kV，兩回230kV。日本土地資源緊張，所以同塔多回路線路比較普及。目前同塔八回也較為常見(jiàn)。110kV以上線路多數(shù)為四回。500kV以上除早期2條為單回路外其余均為雙回共塔架設(shè)，500kV同塔四回線路很少見(jiàn)。

2同塔多回路技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

2．1鐵塔鋼材成本費(fèi)用通過(guò)對(duì)近期設(shè)計(jì)的唐山動(dòng)車城220kV4回架空輸電線路進(jìn)行匯總，如圖1，比較得知，同塔4回架空輸電線路與同塔雙回線路的直線塔單基塔重比為2．1～2．7，耐張塔為2．7～3．2。分析原因主要是鐵塔高度的增加導(dǎo)致風(fēng)壓產(chǎn)生的彎矩、扭矩增加，從而影響鐵塔重量的增加。為了滿足設(shè)計(jì)要求，鐵塔主材需采用雙拼甚至4拼角鋼或鋼管材料，因此增加了鐵塔的重量。并且其加工難度和加工費(fèi)用高于常規(guī)線路，這也增加了一部分費(fèi)用。2．2鐵塔基礎(chǔ)材料成本費(fèi)用輸電線路的鐵塔基礎(chǔ)材料主要包括鋼筋和水泥。由于多回架空輸電線路鐵塔重量和所承受的荷載增加導(dǎo)致基礎(chǔ)材料量增加。一般情況下，基礎(chǔ)工程量比2個(gè)雙回架空輸電線路要多。2．3電氣材料成本費(fèi)用輸電線路的電氣材料成本費(fèi)用主要包括導(dǎo)地線及通信線、絕緣子和金具。同塔4回架空輸電線路與2個(gè)同塔雙回架空輸電線路相比，其導(dǎo)線、通信線的耗量相同，節(jié)約2根地線，但絕緣子增加了一部分。綜合考慮，兩者的電氣費(fèi)用大致相同。2．4施工費(fèi)用輸電線路的施工費(fèi)用主要是與工程施工相關(guān)的費(fèi)用，影（a）（b）圖1桿件應(yīng)力分布圖響施工費(fèi)用的主要因素有：施工人員、施工難度和施工工期。顯然同塔4回架空輸電線路對(duì)工人技術(shù)要求較高，施工難度較大，工期較長(zhǎng)，相應(yīng)施工費(fèi)用也略高。2．5征地費(fèi)用征地費(fèi)用取決于線路走廊面積。同塔4回征地費(fèi)用比2條同塔雙回架空輸電線路少一半。

3鐵塔設(shè)計(jì)

3.1鐵塔荷載各塔型的使用條件均滿足《塔型規(guī)劃及技術(shù)條件》的要求。鐵塔計(jì)算的荷載組合按如下原則確定。3.2正常運(yùn)行情況（1）基本風(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）；（2）設(shè)計(jì)覆冰、相應(yīng)風(fēng)速及氣溫、未斷線；（3）最低氣溫、無(wú)冰、無(wú)風(fēng)、未斷線（適用于終端和轉(zhuǎn)角塔）。3.3斷線（含分裂導(dǎo)線的縱向不平衡張力）情況（1）懸垂型桿塔的斷線情況，按-5℃、有冰、無(wú)風(fēng)荷載計(jì)算：同一檔內(nèi)，單導(dǎo)線斷任意一相導(dǎo)線（分裂導(dǎo)線任意一相導(dǎo)線有縱向不平衡張力），地線未斷；斷任意一根地線，導(dǎo)線未斷；（2）耐張型桿塔的斷線情況，按-5℃、有冰、無(wú)風(fēng)荷載計(jì)算：同一檔內(nèi)，單導(dǎo)線斷任意兩相導(dǎo)線（分裂導(dǎo)線任意兩相導(dǎo)線有縱向不平衡張力），地線未斷；同一檔內(nèi)，斷任意一根地線，單導(dǎo)線斷任意一相導(dǎo)線（分裂導(dǎo)線任意一相導(dǎo)線有縱向不平衡張力）（四回路斷任意三相）。3.4不均勻冰荷載情況（1）懸垂型桿塔按未斷線、-5℃、有不均勻冰、10m/s風(fēng)計(jì)算，兩側(cè)覆冰不同，同時(shí)不小于：①導(dǎo)線的縱向不平衡張力取導(dǎo)線最大使用張力的10%；②地線的縱向不平衡張力取地線最大使用張力的20%。（2）耐張型桿塔按未斷線、-5℃、有不均勻冰、10m/s風(fēng)計(jì)算，兩側(cè)覆冰不同，同時(shí)不小于：①導(dǎo)線的縱向不平衡張力取導(dǎo)線最大使用張力的30%；②地線的縱向不平衡張力取地線最大使用張力的40%。各類桿塔均應(yīng)考慮所有導(dǎo)、地線同時(shí)同向有不均勻覆冰的不平衡張力，使桿塔承受最大的彎矩。3.5安裝情況各類塔型的安裝情況，按10m/s風(fēng)速、無(wú)冰、相應(yīng)氣溫的氣象條件考慮以下荷載組合：（1）懸垂型桿塔：①提升導(dǎo)線、地線及其附件時(shí)的作用荷載。包括提升導(dǎo)、地線、絕緣子和金具等重量（一般按2.0倍計(jì)算）和安裝工人和工具的附加荷載，提升時(shí)應(yīng)考慮動(dòng)力系數(shù)1.1；②導(dǎo)線及地線錨線作業(yè)時(shí)的作用荷載。錨線對(duì)地夾角一般應(yīng)不大于20°，正在錨線相的張力應(yīng)考慮動(dòng)力系數(shù)1.1。掛線點(diǎn)垂直荷載取錨線張力的垂直分量和導(dǎo)、地線重力和附加荷載之和，縱向不平衡張力分別取導(dǎo)、地線張力與錨線張力縱向分量之差。（2）耐張型桿塔：①導(dǎo)線及地線荷載：錨塔：錨地線時(shí)，相鄰檔內(nèi)的導(dǎo)線及地線均未架設(shè)；錨導(dǎo)線時(shí)，在同檔內(nèi)的地線已架設(shè)。緊線塔：緊地線時(shí)，相鄰檔內(nèi)的地線已架設(shè)或未架設(shè)，同檔內(nèi)的導(dǎo)線均未架設(shè)；緊導(dǎo)線時(shí)，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)。②臨時(shí)拉線產(chǎn)生的荷載。臨時(shí)拉線對(duì)地夾角不大于45°，計(jì)算時(shí)導(dǎo)線的臨時(shí)拉線按平衡其張力標(biāo)準(zhǔn)值30kN考慮，地線臨時(shí)拉線按平衡其張力標(biāo)準(zhǔn)值5kN考慮。（3）線牽引繩產(chǎn)生的荷載：緊線牽引繩對(duì)地夾角一般按不大于20°考慮，計(jì)算緊線張力時(shí)應(yīng)計(jì)及導(dǎo)、地線的初伸長(zhǎng)、施工誤差和過(guò)牽引的影響。對(duì)于四回路塔的施工，應(yīng)先進(jìn)行地線施工，然后22萬(wàn)線施工，完畢后再進(jìn)行11萬(wàn)線施工。3.6鐵塔材料（1）鐵塔構(gòu)件均采用熱軋等肢角鋼及鋼板，熱軋等肢角鋼的材質(zhì)為Q345B和Q235B鋼，鋼板采用Q345鋼和Q235鋼。（2）焊條采用E43型、E50型、E55型。（3）鐵塔各部件的連接大多采用螺栓連接，塔腳及局部結(jié)構(gòu)采用焊接，全線一般地段從塔腳基礎(chǔ)頂面以上10m高度水平范圍內(nèi)的所有連接螺栓（包括橫隔面），均使用防卸螺栓，若在10m處遇有節(jié)點(diǎn)板或接頭時(shí)，節(jié)點(diǎn)板或接頭上所有螺栓均使用防卸螺栓。其他連接螺栓均需配有扣緊螺母。對(duì)于重要跨越處的鐵塔需全塔采用防卸螺栓。（4）對(duì)于線路所在地區(qū)為舞動(dòng)區(qū)的情況，應(yīng)根據(jù)《國(guó)家電網(wǎng)公司新建輸電線路防舞設(shè)計(jì)要求》規(guī)定，對(duì)相應(yīng)鐵塔采取適當(dāng)防舞措施，本工程線路位于一級(jí)舞動(dòng)區(qū)，耐張塔以及緊鄰耐張塔兩側(cè)的直線塔全塔采用雙帽防松螺栓（采用防卸螺栓處仍保留防卸螺栓），螺母采用鍍后攻絲技術(shù)，減小螺栓和螺母間的配合間隙。（5）鐵塔連接螺栓均采用6.8級(jí)粗制鍍鋅螺栓，并均加扣緊螺母（防卸型螺栓除外）。

4結(jié)語(yǔ)

由此可見(jiàn)，同塔四回路本體工程造價(jià)比兩條雙回路造價(jià)之和要高。當(dāng)征地困難，走廊寬度受控的情況下，可優(yōu)先考慮同塔多回路方案，否則其經(jīng)濟(jì)性很難體現(xiàn)。同時(shí)可以從兩方面深入研究，降低本體造價(jià)：①結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)；②新型材料的推廣應(yīng)用。

作者:呂國(guó)棟 齊干 李曉陽(yáng) 單位:1.華北電力設(shè)計(jì)院 2.北京市地質(zhì)研究所 3.鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院

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