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圖文解讀 架空輸電線路 桿塔設計 簡介

發布時間:2018-08-27 文章來源:公眾號:輸配電線路 閱讀次數:

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35110kV單回路直線桿。

(2)、混凝土雙桿和帶拉線雙桿一般用于35110kV單回路承力桿和220330kV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) M

▲圖  M

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) V

▲圖  V

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

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

 

C點為力矩中心

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

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