输电线路杆塔结构设计技术研究.docx

输电线路杆塔结构设计技术研究摘要：杆塔设计是高压输变电线路设计的关键环节，设计人员要重视杆塔结构设计，保证设计具有较强的科学性，最大限度地提升高压电力建设工作效率，有效提高施工整体品质。关键词：输电线路；杆塔结构；设计技术1输电线路杆塔结构设计概述目前，杆塔主要用于架设输电线路，依照结构材料差异有木杆塔、钢杆塔、铝合金杆塔和钢筋混凝土杆塔几种类型；依照结构形式划分，有自立塔和拉线塔两种类型；依照使用功能划分有成立塔、大跨越高塔、直线塔和换位塔之分。设计人员需要根据高压输电线的实际架设需求合理选定杆塔类型。同时，在这一环节还应该对杆塔的塔头结构进行科学选择。比如，在平缓地带使用羊字型塔头的杆塔，在地形地质条件较为复杂地区使用干字型塔头的杆塔等。开展杆塔选型工作时，相关工作人员需要从实际出发，基于全面的施工勘查与成本计算选定性价比最高的杆塔型号。在杆塔基础工程设计环节，相关工作人员需要以下两方面加以重视：一方面，是浇筑与基础开挖。在此环节，设计人员必须对施工区域的地质地形条件进行实地勘察，而后选定适宜的开挖方式，为保证结构稳定性奠定基础。而且，在浇筑杆塔基础时，可选择钢筋混凝土结构，并以砂石为浇筑原材料。另一方面，是排水与回填[1]。杆塔基础设计中，排水与回填工作至关重要。为了保证基坑内不积水，坑壁不下滑崩塌，就必须做好排水和回填工作。此时，应合理开挖排水槽，并从夯实土层的角度出发开展回填密度计算和回填土方数量计算，以确保回填工作具备有效性。2输电线路杆塔结构设计技术2.1规划动态的杆塔设计杆塔的优化设计主旨在于将杆塔优化的更加轻便，外观更加美丽，操作简便且易运输。在杆塔设计中实施动态设计指的是在实际的施工过程中，通过与多种技术相结合，来达到理想中的效果。为了能够实现杆塔优化，就要工程施工之前，对目标施工区域进行详细的调查，以掌握该区域的情况和特点，后通过与力学原理等相关的知识来对工程进行设计，选择合适的制作杆塔的材质。在保证杆塔的稳定性的前提下，最大程度的缩小杆塔的尺寸，以减少占地面积。2.2杆塔选择的基本要求杆塔设施的施工是电力工程项目输变电线路施工过程中的基础所在，那么，实际施工过程中，非常重要的一点就是结合施工规范及设计方案选择满足要求的杆塔设施。不同电力工程项目施工现场对于杆塔设施具有不同的要求，具体选择何种类型的杆塔设施还需要综合考虑施工现场的地形。例如，陡坡地形上的杆塔设施应考虑到雨水冲刷因素，为了防止在雨水的冲刷作用下导致杆塔受力畸形，那么，在确立杆塔施工方案时，应避免出现档距孤立现象；而山地地形或丘陵地形的杆塔设施开展建设施工时，不仅要做好当地稳固边坡位置的测量作用，还需要充分考虑紧线拉线、立杆、排杆等方面的因素，以便于后续的焊接施工能够顺利开展；而对于重冰区的杆塔施工，要确保档距设置的均匀性，避免出现档距过小或过大的情况[2]。针对拉线杆塔设施，应对杆塔的实际位置予以明确，防止杆塔出现在池塘边、路边区域，防止出现平线打入的情况。总的来说，对于不同地理地貌特征的输变电送电线路的杆塔施工，应充分考虑当地的地理条件，从而选择具有针对性的杆塔设施。这就要求施工人员在正式开展施工前，综合考虑当地的地理地貌条件，选择满足要求的杆塔设施，确保其运行稳定性，防止在实际运行中受到自然环境的影响，从而保证整个送电工作的安全可靠性。2.3杆塔受力荷载计算输电杆塔设计参考现有国家电网220kV典型设计中钢管杆设计条件，导线采用LGJ—300/40钢芯铝绞线，地线采用JLB40—150铝包钢绞线，最大设计风速25m/s，覆冰厚度5mm，设计档距300m，最高气温40℃，最低气温-10℃。通过公式计算导线风荷载，包括最大风、轻度覆冰等不同设计工况。2.4杆塔尺寸计算国内外目前使用的复合材料输电杆塔多为仿造钢管杆式设计，基本为薄壁环形截面。复合材料杆塔最大的短板为弹性模量较低、刚度不足和抗弯抗变形能力较差。因为输电杆塔设计对变形有规定要求，在进一步提高电压等级后，线路本身由于自重荷载及风荷载的增加，会造成输电杆塔整体受力变形，因此输电杆塔采用环形内部加劲肋来增强输电杆塔结构刚度（具体为内部加三角形作为复合材料杆塔主杆）。为进一步弥补输电杆塔刚性不足的缺点，电杆采用克里姆型杆塔，也称为“鸟骨型”（即输电杆塔的杆头横担结构分为上、中、下三段布置，在保证线间电气安全距离情况下，缩短横担长度，避免因电压等级提高、导线自重大而引起复合材料横担的变形）。2.5杆塔截面壁厚计算复合材料由于基础参数与一般钢材具有很大不同（泊松比、弹性模量和拉压强度等），因此不可以直接套用现有的典型设计尺寸，宜采用既定范围内的“列举”法来对输电杆塔尺寸进行列举，优化计算，选取经济适宜值。为计算简便，将输电杆塔视为一悬臂梁，采用加劲肋结构，顶端施加导线横向风荷载和垂直重量荷载