淺議輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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1、淺議輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)　　摘要：文章綜述了我國(guó)高壓輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的一些經(jīng)驗(yàn)、看法和常被忽略的問題。對(duì)我國(guó)輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)在荷載取值、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、新材料應(yīng)用等方面的研究進(jìn)展加以介紹，并且根據(jù)研究現(xiàn)狀和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，提出今后研究需要進(jìn)一步加強(qiáng)的內(nèi)容。關(guān)鍵詞：輸電線路；桿塔型；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Abstract:ThispaperreviewssomeexperienceofthedesignoftowerstructureforHVtransmissionlinesinChina’sviewsandoftenoverlookedproblem.Tointroducethere

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

3、rtype;structuraldesign;中圖分類號(hào)：TB482.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編碼：引言7輸電線路桿塔是支承架空輸電線路導(dǎo)線和地線并使它們之間以及與大地之間保持一定距離的桿形和塔形的構(gòu)筑物，其安全可靠性直接關(guān)系到整個(gè)輸電線路的安全運(yùn)行。在架空輸電線路工程中，桿塔建設(shè)費(fèi)用約占本體投資的30%甚至以上，直接決定著線路的經(jīng)濟(jì)性。隨著我國(guó)特高壓電網(wǎng)的建設(shè)以及同塔多回線路、緊湊型線路、大截面導(dǎo)線等輸電新技術(shù)的推廣應(yīng)用，輸電線路電桿塔大荷載、大型化的趨勢(shì)愈發(fā)明顯?！百Y源節(jié)約型、環(huán)境友好型”社會(huì)的建設(shè)、大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性、氣候變化復(fù)雜異常對(duì)桿塔結(jié)構(gòu)的安全可靠性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性能

4、等都提出了更高的要求，輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)研究面臨新的挑戰(zhàn)。本文對(duì)我國(guó)輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)在荷載取值、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、新材料應(yīng)用、等方面的研究進(jìn)展加以介紹，并且根據(jù)研究現(xiàn)狀和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，提出研究需要進(jìn)一步加強(qiáng)的內(nèi)容。1.桿塔的作用桿塔（PoleandTower）的作用是支承架空輸電線路導(dǎo)線和地線并使它們之間以及它們與大地及桿塔之間的距離在各種可能的大氣環(huán)境條件下，符合電氣絕緣安全和工頻電磁場(chǎng)限制條件的要求。2.桿塔設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀分析7桿塔結(jié)構(gòu)是一種超靜定結(jié)構(gòu)，某一桿件破壞并不能確定整個(gè)結(jié)構(gòu)破壞，只有當(dāng)破壞的桿件達(dá)到一定數(shù)目時(shí)，桿塔不能再承受載荷，導(dǎo)致桿塔破壞。傳統(tǒng)的滿應(yīng)力設(shè)計(jì)方法無法滿足

5、工程結(jié)構(gòu)的這一特征。研究桿塔結(jié)構(gòu)極限分析方法，確定桿塔結(jié)構(gòu)的最大承載能力是必要的。作用在桿塔上的載荷主要在風(fēng)載、冰雪載荷、地震載荷。目前對(duì)桿塔的動(dòng)力學(xué)特性研究不深，而在設(shè)計(jì)過程中盲目地選取過大動(dòng)載荷影響因子。不僅增加了桿塔的重量，而且也不能避免由動(dòng)態(tài)應(yīng)力、應(yīng)變引起的桿塔破壞。因此，研究桿塔結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性是新型桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由靜態(tài)設(shè)計(jì)走向動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟。3.輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)研究3.1桿塔荷載對(duì)桿塔荷載的研究，主要研究結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)、風(fēng)荷載重現(xiàn)期、最小設(shè)計(jì)風(fēng)速等的取值和桿塔的靜力和動(dòng)力風(fēng)荷載計(jì)算方法以及桿塔荷載的組合和取值原則。結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)和風(fēng)荷載重現(xiàn)期，主要基于對(duì)結(jié)構(gòu)可靠

6、度指標(biāo)的分析來確定；風(fēng)振系數(shù)主要針對(duì)高塔來進(jìn)行；荷載組合主要研究導(dǎo)線的斷線原則、張力取值以及與風(fēng)、冰荷載的組合條件。這些外荷載取值的研究，目的是掌握桿塔外部荷載更為合理的作用和變化規(guī)律，為桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供較為客觀的依據(jù)。3.2桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法7桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的研究，一方面是研究桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的分析計(jì)算力學(xué)模型、桿件承載力計(jì)算方法、桿端節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)計(jì)算方法等；另一方面是研究桿件選型、塔頭型式、塔腿型式、坡度、根開以及塔身斷面、塔身斜材、橫隔面等的布置與優(yōu)化方法。目前，鐵塔一般按照理想鉸接的整體空間桁架來設(shè)計(jì)。假設(shè)節(jié)點(diǎn)的約束為理想鉸接，將整個(gè)塔架作為超靜定空間體系，根據(jù)平衡條件

7、和變形協(xié)調(diào)關(guān)系求解塔架的內(nèi)力和變形，再根據(jù)強(qiáng)度和穩(wěn)定性條件完成鐵塔設(shè)計(jì)的選材工作。4.我國(guó)輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)的未來研究方向當(dāng)前，氣候條件復(fù)雜多變，現(xiàn)行的桿塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)技術(shù)存在著不少不相適用的地方。電壓等級(jí)的提高、新型輸電技術(shù)的應(yīng)用，使得桿塔結(jié)構(gòu)復(fù)雜、高大的發(fā)展趨勢(shì)愈加明顯。在這種情況下，如何保證安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、具有更好的抵御自然災(zāi)害的能力，是當(dāng)前桿塔結(jié)構(gòu)研究的重點(diǎn)。4.1設(shè)計(jì)理論體系7總體來看，我國(guó)輸電線路鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論較為傳統(tǒng)，需要適應(yīng)發(fā)展需求，形成完善的、更為先進(jìn)的理論體系。常規(guī)的設(shè)計(jì)方法是以線