1、輸電桿塔簡介

1.1 桿塔分類

▲圖  桿塔分類

 

1.2 鋼筋混凝土電桿簡介

1.2.1 鋼筋混凝土電桿的分類

▲圖  鋼筋混凝土電桿的分類

 

1.2.2 鋼筋混凝土桿的應用范圍

(1)、混凝土單桿一般主要用于35～110kV單回路直線桿。

(2)、混凝土雙桿和帶拉線雙桿一般用于35～110kV單回路承力桿和220～330kV單回路直線桿。

備注：鋼筋混凝土桿目前一般均有定型產品，使用時可直接套用國網公司典型設計。

 

 

1.3 角鋼塔簡介

1.3.1 單回路角鋼塔簡介

(1)、酒杯型鐵塔

▲圖  酒杯型鐵塔

優點：

a)、桿件受力、傳力明確清晰，桿件受力最為優化；

b)、三相導線位于同一水平線，塔重指標最優；

c)、設計、加工、運行經驗豐富。

缺點：

線路走廊較寬，拆遷費用大。

(2)、貓頭型鐵塔

▲圖  貓頭型鐵塔

優點：

a)、桿件受力、傳力明確清晰，在330以下電壓等級中應用廣泛；

b)、導線三角排列，線路走廊最窄；

c)、設計、加工、運行經驗豐富。

缺點：

中相抬高，導致鐵塔彎矩增加，塔重較重。

 

(3)、拉線塔

常用拉線塔分為“拉M塔”、“拉V塔” 和拉貓塔。

 

 

 

(a) 拉M塔

▲圖  拉M塔

特點：

拉門塔是把斜桿固定在地上的柔性斜桿式塔，占地面積最小，多用于低電壓等級輸電線路中， 在750kV官亭～蘭州東示范線路工程中也曾試點應用過。

 

(b) 拉V塔

▲圖  拉V 塔

特點：

與拉門塔相比，拉V塔的拉線占地面積大，但單基重量指標要小，在330kV烏蘭-明珠送電線路工程和青藏交直流聯網工程750kV交流部分中大范圍采用。在地勢開闊、運輸條件相對較好的平、丘地使用拉V 塔是比較適宜的。

 

 (c) 拉貓塔

▲圖  拉貓塔

特點：

拉貓塔在國外使用比較廣泛，我國的部分500kV線路曾采用過。但該塔型發生過兩次倒塔事故，分析其原因，從設計角度看，主要是對風荷引起的塔頭動力響應考慮不周（理論上沒有全部認識清楚），故而在以后工程中沒有再使用過。 

 

(4)、干字型耐張塔

▲圖  干字型耐張塔

特點：

干字型耐張塔具有結構緊湊，受力合理、結構處理成熟等優點，是國內外送電線路常用的轉角塔型。

 

1.3.2 雙回路角鋼塔簡介

(1)、直線塔

 

 

不同橫擔布置的鼓型塔對比分析

 

 

 

(2)、耐張塔

▲圖  鼓型轉角塔

鼓型轉角塔有良好的設計、施工和運行經驗，其外形也與直線塔協調，一般雙回路耐張塔均選用鼓型塔。 

1.4 鋼管塔

       鋼管塔一般用在高電壓等級輸電線路中，其型式和角鋼塔類似。

  

   ▲圖  鋼管塔  

2、輸電桿塔設計

2.1 塔頭尺寸的確定

 

   

  

 

2.2 桿塔荷載

2.2.1 荷載分類

永久荷載：

導線及地線、絕緣子及其附件、桿塔結構、各種固定設備等的重力荷載、拉線或纖繩的初始張力、預應力等荷載。

可變荷載：

風和冰（雪）荷載；導線、地線及拉線的張力；安裝檢修的各種附加荷載、結構變形引起的次生荷載以及各種振動動力荷載。

桿塔荷載一般分解為：橫向荷載、縱向荷載和垂直荷載。

 

2.2.2 荷載工況

各類桿塔均應計算線路正常運行情況、斷線情況、不均勻覆冰情況和安裝情況下的荷載組合，必要時尚應驗算地震等稀有情況下的荷載組合。

 

2.2.3 風荷載計算

導、地線風荷載標準值

        

桿塔風荷載標準值

其中：

α -- 風壓不均勻系數，和設計風速、水平檔距有關，查表可得。

β -- 風荷載調整系數(相當于風振系數)。對導、地線，主要和風速有關；對桿塔，和體型、高度、風速等多種因素有關。

μz -- 風壓高度變化系數，查表可得，也可通過下式計算。

 

μs -- 體型系數

     導地線體型系數，線徑小于17mm或覆冰時取1.2；線徑大于或等于17mm時，取1.1.

     構件的體型系數，塔架取1.3*（1+η），環形截面取0.7。Η塔架背風面荷載降低系數，查表可得。

    B -- 覆冰風荷載增大系數，如下表所示。

 

2.3 桿塔布置

1、呼高范圍滿足桿塔規劃要求。

2、根據線路地形規劃高低腿或平腿。

3、合理確定桿塔口寬及塔身坡度。

4、橫擔、曲臂、塔腿等夾角宜控制在18度以上。

5、塔身交叉斜材和主材夾角宜控制在35度以上。

6、橫擔開口尺寸滿足金具要求。 

2.4 桿塔計算

1、桿塔材料、螺栓等級選擇滿足工程要求。

   （注意低溫條件下鋼材等級的選用）

2、桿塔計算參數滿足規范要求。

   填充系數、風振系數等

3、構件布置型式和計算書保持一致。

   主材等分數、平行軸布置型式、隔面計算長度等

4、傳力路線和實際一致

   橫擔上平面、內曲臂等端頭交叉材應取掉計算。

5、關鍵部位需適當留有設計欲度

   掛點、倒K等

6、加荷位置應和施工圖保持一致

   注意分開牽引導線時不在掛點位置。

7、螺栓扣孔數量和施工圖保持一致。 

2.5 桿塔優化

1、桿塔口寬及塔身坡度的優化

 

取C點為力矩中心

取O點為力矩中心

其中：

P—作用在鐵塔上的外力，kN

U—主材受力，kN

S—斜材受力，kN

b—根開寬度，m

r—斜材力臂，m

主材受力U隨著塔身坡度b的增加而減少，反之則增大，二者成反比；根開b增大，r值也相應的增加，可看出斜材受力S變小。雖然如此，b值過大時，由于主材的節間距離受長細比的約束，不能超過一定范圍，這將使斜材的總長度有所增加。 

2、塔身斷面型式優化

3、塔身結構布置及節間優化

4、塔身斜材布置優化

 

5、隔面設置及優化

 

6、節點構造優化

7、大規格角鋼的應用

8、塔身K節點的應用

9、荷載分組優化

 

2.6 常見節點構造

1、地線架構造

2、曲臂K節點構造

3、內曲臂交叉點構造

4、貓頭塔曲臂主材雙面連接構造

5、雙肢主材角鋼位置構造

6、綴板構造