架空输电线路铁塔结构及基础设计的要点

架空输电线路铁塔结构及基础设计的要点

摘要：在架空输电线路设计中，铁塔结构设计和基础设计均是十分重要的内容。所以为了更好地促进其设计水平的提升，本文主要从架空输电线路铁塔结构和基

础两个方面，就其设计要点进行了探讨。

关键词：架空输电线路；铁塔结构；基础；设计要点

为了确保架空输电线路的质量得到有效的提升，我们必须紧密结合实际，切

实加强架空输电线路铁塔结构和基础的设计，并掌握其设计要点，才能更好地促

进整个设计工作的最优化。以下笔者就此展开探究性的分析。

1.架空输电线路铁塔结构设计要点分析

1.1设计思路

在架空输电线路铁塔结构设计中，其主要包含了三个部分：①塔头；②塔身；③塔腿。由于其不同的用途，所以其在分类时也有所不同。因而我们必须紧密结合其结构类型，在结构设计中，确保国家的各项建设方针政策得到有效的落实，紧密结合区域特点，注重先进新材料和新工艺技术的应用。常见的架空输电

线路铁塔主要是采用角钢加固，利用C级螺栓原件连接而成的空间桁架结构系统。其设计要点如下。

1.2具体的设计要点

一是做好塔头杆系结点的设计。这就需要切实注重架空输电线路铁塔内力的

分析。在对三铰拱开展内力分析时，主要是利用三铰塔头，并在其中间采取架设

平连杆的方式。

二是在布置杆系时，主要是结合所在区域的地质地貌与水文气象等诸多因素，针对性的做好杆塔型号和工程导线型号的选择。在实际选择时，应尽可能地选择

具有较长使用年限的材料。在具体的布置过程中，首先是在导线横档下做好平面

斜材布置工作，常见的布置方式是采取交叉斜材的方式实施，为了尽可能地将纵

向荷载问题减缓，主要是在导线横担的中部布置交叉斜材，并在这一部位节点上

安装一根短角钢，并尽可能地在杆系布置过程中充分考虑纵向荷载带来的影响。

其次是在塔腿设计中加装平连杆，从而将力学模型变成超静定模型，在计算过程中，主要是将使用的平连杆按照杆件进行计算，就能有效的将其误差降到最低，

避免引发荷载加大的情况。

三是在对塔身斜材进行布置时，应充分考虑到塔身自身的宽度，以及斜材等

因素，并结合斜材给外荷载抵抗力矩来计算其长度带来的影响。

四是加强大坡度塔身的应用，尽可能地将其给基础带来的作用力降到最低，

同时将其耗钢量减少。所以注重大坡度塔身的应用，对于确保整个塔身结构的设

计成效显得尤为重要。

五是紧密结合架空输电线路铁塔结构进行针对性的设计。鉴于架空输电线路

铁塔类型较多，笔者以交叉跨越结构这一常见的结构对其设计要点进行分析。在

对杆塔结构设计时，若为跨越结构，主要是选取固定线夹加强对其的处理。当杆

塔跨越河流时，一般采用螺旋形耐张线夹。当输电线路与弱电线路发生交叉时，

应在交叉档弱电线路铁塔中采取针对性的防雷措施。若输电线路需要跨越繁华地

段时，应选用双联串悬垂绝缘子，若线路的电压超过330kV时，应在考虑均压的

基础上，采取相应的防电晕的措施，切实做好绝缘子串和金具的选择。对于覆冰

严重区域，应将绝缘子串的长度增加。而在容易发生舞动的风口区域，则需要提

高绝缘子串和金具的机械强度。当导线跨越较大时，还需要结合发热条件对其截

面进行计算。主要是结合导线最高的温度对最大的弧垂进行计算[1]。

2.架空输电线路铁塔基础的设计要点

2.1基本设计思路分析

在做好铁塔结构设计的同时，我们还需要切实注重铁塔基础的设计。因为只

有确保其基础设计质量达标，才能更好地确保整个铁塔的设计质量。常见的架空

输电线路杆塔基础主要有水泥杆、钢管杆以及直立式铁塔基础。在这些基础中，

水泥杆基础由可以分为非原状、无拉线盘的基础和有拉线盘的基础。而钢管杆基

础又可以分为非原状土台阶式和直柱式样以及混凝土三种。而直立式的铁塔基础

则种类较多，在此不再赘述。一般而言，当混凝土浇筑难度较大时，我们应做好

铁塔基础受力情况的计算，且轴心的受压和受拉的基础应针对性的计算，从而更

好地对新基础的地基承载力进行计算，进而更好地满足设计的需要。但是对于软

基地质，还需要强化对其的再次设计。由此可见，在对架空输电线路铁塔基础类

型确定时，我们应紧密结合沿线的地质条件，针对性的对杆塔的形式进行设计，

且始终注重基础的稳定性，充分考虑基础位移带来的影响，才能更好地确保整个

基础设计的水平[2]。

2.2具体的设计要点分析

一是切实注重杆塔接地电阻的降低。由于在高压输电线路中，其抗雷水平的

高低，将直接取决于与接地电阻，而二者之间为反比的关系。所以应尽可能地在

基础设计中将杆塔接地的电阻降低，在确保高压输电线路抗雷水平提升的同时还

能促进其运行的经济性。所以在杆塔设计时，若杆塔能够在地基上水平的放置，

就应采用水平外延接地的方式，这样不仅能将工频接地电阻降低，而且还能将冲

击接地电阻降低。当地下较深土壤的电阻率偏低时，应尽可能地采取竖井式的接

地极，并敷设相应的降阻剂，尽可能地利用酸、盐和碱以及木炭等物质强化地基

的防雷处理。

二是切实注重线路路径的优化和塔型的搭配。因为很多城市中的架空输电线

路大都采取多回路钢管杆和钢管塔走廊，但是由于其属于紧凑型，所以在对其路

径进行确定时，不仅要满足输电的需要，而且还要在外观和安装上考虑，尽可能

地将其占地面积减少。尽可能地选择地势平坦和走廊宽度小的路线，这样才能为

施工提供便利。而输电线路的走廊宽度，则需要考虑塔头的尺寸，有效控制塔头

的尺寸、风偏、安全距离等，尽可能地将走廊的宽度减少。而若采用直线杆和耐

杆塔时，由于其选择的是固定的挂点，对于塔头尺寸的限制和控制导线的风偏有

着十分重要的作用。

三是在确定基础类型时，一般而言，只要地质条件能满足要求，应尽可能地

采取掏挖类的基础上，若难以满足应采取大开挖基础。当采用掏挖类基础时，又

可以分成全掏和半掏两种方式。若地表土难以成型，就需要采取半掏挖。这主要

是为了尽可能地加强地基原状土自身的力学性能的应用，将基础抗拔和抗倾覆承

载性能提升。而如采用大开挖基础上，应切实注重对其的选型，尤其是在山区地

段进行基础设计时，也需要结合实际来确定。如岩石锚杆技术、岩石嵌固基础、

直柱柔性基础、斜插式基础以及台阶式刚性基础等[3]。

3.结语

综上所述，在输电线路铁塔结构和基础设计中，我们应切实掌握其设计要点，并在设计中加强对其设计质量的控制，才能更好地促进其设计水平的提升和优化。

参考文献：

[1]韩一冬.架空输电线路铁塔结构与基础设计研究[J].科技与创新，2016，