第十一章.杆塔荷载计算
第十一章电杆的计算举例
234第十一章 钢筋混凝土电杆计算举例设计一种杆型的程序，大致有以下几个步骤：1.根据线路的电压和使用的导线型号确定电杆的结构型式；2.按第八章的相关规定计算设计荷载并绘制荷载图；3.计算电杆的设计弯矩和钢筋配置；4.计算横担、吊杆、抱箍等铁附件；5.根据地质条件计算卡盘、底盘、拉线盘等基础。
部份例子中的最大风速相当于新规范距地15m 的基本风速。
第一节 拔梢单杆一、设计条件1.杆型如图11-1所示，35kV 拔梢上字型直线杆，固定横担。
2.导线为LGJ-70，地线为GJ-25。
设计水平档距200m ，垂直档距300m 。
3.电杆采用C40混凝土，钢筋A3。
4.地基为可塑亚粘土，地下5m 范围无地下水。
5.气象条件如表11-1所列。
二、各种情况下的设计荷载如表11-2所示。
三、主杆计算 （一）已知数据主杆为梢径φ190mm ，锥度1/75，杆高18m （上段10m ，下段8m ）的环形截面钢筋混凝土电杆，环厚50mm ；断导线时地线的应力为320N/mm²，地线金具串长为170mm ；（二）正常最大风情况主杆弯矩及纵向钢筋的配置 图11-1 35kV 拔梢直线杆 经比较杆顶纵向钢筋受构造最小配筋控制，其它受最大风情况控制。
最大风时，电杆的弯矩按下式计算，计算结果如表11-3所列。
01.15 1.15[]x qx i i M M Ph PZ M ==∑++ 根据正常最大风情况的弯矩计算结果，并结合电杆构造配筋的要求，初选配筋如图11-2所示。
根据初选配筋，按下式计算得出各截面的设计抗弯矩如表11-4所示。
u ssin sin sin t cm y s sM f Ar f A r παπαπαππ+=+2.5y scm y sf A f A f A α=+ 1 1.5t αα=-根据表11-3、11-4的计算结果，比较电杆弯矩图11-3，可见电杆的设计弯矩均大于最大风荷载产生的弯矩M df ，故在最大风情况下，电杆的强度满足要求。
输电线路杆塔荷载设计计算
输电线路杆塔荷载设计计算陈斌;盖永志;陈鹏;宋志昂【摘要】Base on 5B2 module of the transmission line generaldesign,complied with the code for design of 110kV ~ 750kV overhead transmission line,this paper discussed the calculation of tower load in the design of high voltage overhead transmission lines,and offered the parameters of work condition that are in reference wind speed and design ice thickness.This paper also provided technological reference on planning and design of pole-towers.%依据5B2模块输电线路通用设计,结合GB 50545-2010《110～750 kV架空输电线路设计规范》国家标准的实施,重点讨论高压架空输电线路设计中的杆塔荷载计算问题,给出基本风速、设计覆冰等工况下风压和张力的参数取值,同时可为杆塔规划设计提供技术参考。
【期刊名称】《山东电力技术》【年(卷),期】2011(000)006【总页数】5页(P18-22)【关键词】通用设计;杆塔荷载;工况【作者】陈斌;盖永志;陈鹏;宋志昂【作者单位】山东电力工程咨询院有限公司,山东济南250013;山东电力工程咨询院有限公司,山东济南250013;山东电力工程咨询院有限公司,山东济南250013;山东电力工程咨询院有限公司,山东济南250013【正文语种】中文【中图分类】TM7530 引言2005年，国家电网公司组织编制了“110～500 kV输电线路通用设计”，并在系统内推广应用，取得了良好的效果。
第十一章杆塔荷载计算
（3）垂直档距 按经验一般取(1. 25-1. 7) Lh,或按水平档距加大（50-100) m （4）代表档距 代表档距与导线张力有关，随电压等级和地形条件而 变化。根据设计经验220kV线路，在平地上代表档距可取 200-350m，山地可取200-600m。另外根据实际工程的统计 分析，约有80%左右的代表档距小于标准杆塔高的标准档 距，且为杆高标准档距的0. 7-0. 9倍左右，另外有10%20%的代表档距大于杆高标准档距，其值为杆高标准档距 的1. 2- 1. 5倍左右。
作用方向
（1）横向水平荷载：顺横担方向作用的 水平荷载，导、地线的风荷载、杆塔身 风荷载和导地线的角度合力。
（2）纵向水平荷载：垂直于横担方向的 水平荷载，导、地线的不平衡张力、断 线张力及杆塔、导线、地线的纵向风荷 载，安装时的紧线张力。
（3）垂直荷载：指垂直于地面方向作用 的荷载，包括导、地线及附件自重、杆 塔、横担自重、覆冰重及拉线下压力、 安装检修时人员、工器具重力。
4、设计档距初值的确定
标准挡距 与杆塔的经济呼称高相应的挡距，称为标准挡距
(2) 水平档距 平原地区线路，可取杆高标准档距Lb的1. 05-1. 1倍。
丘陵和山地线路，水平档距的变动范围较大，一般按地 形分段、分级取值。如110线路一般可将水平档距Lh分 级为450, 600, 750, 900m，按不同级的水平档距设计若干 种高度的杆塔以适应地形复杂地区的需要。
11.1. 3荷载系数
为了采用同一标准进行受力的比较和尺寸选择，用荷载 系数kH来表征各种情况的荷载对杆塔安全可靠性的要求。
11. 2各种挡距的确定
计算杆塔荷载时，常用到三个设计档距:垂直档距,水平 档距和代表档距 1、水平档距：
杆塔受力分析(2009.09.21)
(2-11)
(2-12)
K=1.15；冰厚b=15mm时，K=1.225；
安装时，垂直荷载还应包括工人、工具和附件质量。
杆塔受力分析与计算
2、电杆荷载计算 （2）导线、避雷线的风荷载W： 无冰时： W1=g4SLh· cosα/2+PJ1 覆冰时： W1=g5SLh· cosα/2+PJ2 式中 α——线路转角0； PJ1——无冰时绝缘子串风压， PJ1=n(v/25)2η，N； n——每串绝缘子个数； η——屏蔽系数，绝缘子串为单串时取1.0，双串 时取1.5； PJ2——覆冰时绝缘子串风压， PJ2=n(v/25)2，N；
杆塔受力分析与计算
2、电杆荷载计算 （5）式中： ψ——试验系数，当主材为单肢构件时取1.1，当主材 为组合构件时，取1.2。 对高杆杆身的风荷载应分段进行计算，以离地面 15m高度为基准，按不同高度分风压高度增大系数K2， K2值取下表所列数值；而导线、避雷线的曲荷载则应 按其平均高度考虑，配电线路架空线的平均高度一般 取10m。
F η 0.1 1.0 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 1.0
0.85 0.66 0.50 0.33 0.15 0.15
杆塔受力分析与计算
2、电杆荷载计算 （5）式中： F——杆身构件侧面（或正面）的投影面积，m2，对 于电杆杆身：F=h〔（D1+D2）/2〕，对塔身： F=K1h〔（b1+b2）/2〕； D1、D2——电杆计算风压段的梢径和根径，m,锥度为 1/75锥形杆，D2=D1+h/75； b1、b2——塔身计算风压段内侧面桁架（或正面桁 架）的上宽和下宽，m； K1——铁塔构架的填充系数，窄塔身和塔头一般取 0.2-0.3宽塔身一般取0.15-0.2，但考虑到 节点板挡风面积的影响，应乘以风压增大系 数，则窄塔身取1.2，宽塔身取1.1；
杆塔计算原则
皖电东送淮南—上海输变电工程杆塔荷载及铁塔计算原则中国电力工程顾问集团公司二〇〇八年九月目录1设计依据 (1)1.1 技术标准及规程规范 (1)1.2 设计气象条件 (1)1.3 导地线参数 (3)1.4 绝缘子及金具等相关参数 (3)1.5 地线保护角 (4)2荷载取值原则 (5)2.1 重现期及结构重要性系数 (5)2.2 荷载 (5)3杆塔荷载条件 (10)3.1 水平档距 (10)3.2 垂直档距 (11)3.3 代表档距 (11)3.4 最大使用档距 (11)3.5 Kv值 (11)4荷载工况 (11)4.1正常运行 (12)4.2 断线工况 (12)4.3 不均匀冰工况 (12)4.4 安装工况 (13)4.5 终端杆塔 (13)4.6 验算情况 (13)4.7 抗串倒塔荷载 (13)4.8 OPGW开断塔 (14)4.9 气象区分界塔 (14)5其它 (14)1.设计依据1.1 技术标准及规程规范适用于电力送电线路工程项目的法令、法规、标准、规程、规范、规定等的最新有效版本。
主要标准如下：（1）《架空送电线路基础设计技术规定》(DL/T 5219-2005)；（2）《送电线路铁塔制图和构造规定》(DLGJ136-1997)；（3）参照执行《110-750kV架空输电线路设计技术规范》(报批稿)、《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》(DL/T5154-2002)、《重覆冰架空输电线路设计技术规程》(报批稿)及其他有关规程、规范、技术规定和参考资料；（4）《1000kV交流架空输电线路设计暂行技术规定》（Q / GDW 178-2008）；（5）本工程相关专题研究报告；（6）中国电力工程顾问集团公司出台的特高压相关规定。
1.2 设计气象条件设计气象条件表1.3 导地线参数地线支架垂直和水平荷载按照LBGJ-240-20AC增大5%开。
1.4 绝缘子及金具等相关参数（1）绝缘子长度本次铁塔规划，盘式或合成绝缘子净长按照10.53m执行，绝缘子串长度参考华东院提供绝缘子串组装图相应串型确定。
杆塔荷载确定及荷载图电力配电知识
杆塔荷载确定及荷载图 - 电力配电学问1．垂直荷载的计算（1）式中G—导线或避雷线的垂直荷载，N；g—导线或避雷线的垂直比载（g1或g3），N/m·mm2；S—导线或避雷线截面，mm2；—垂直档距，m；Gj—绝缘子串总重量，N。
无论是安装状况或断线状况，一般需有工作人员在杆塔上作业，因此在计算安装状况及断线状况荷载时，应考虑工作人员在杆塔上作业的附加荷载。
此外，还应考虑提升导线时冲击系数1.1－1.2。
2．水平荷载(1)杆塔风压荷载。
当风向与线路方向垂直时，杆塔风压荷载按下式计算（2）式中Pp—风向与线路方向垂直时的杆或塔身风压，N；v—设计风速，m/s；C—风载体形系数，对环形截面电杆取0.6，矩形截面杆取1.4，角钢铁塔取1.4（1+η），圆钢铁塔取1.2（1＋η）；F—风压方向杆、塔身侧面构件的投影面积m2；η—空间桁架背面的风压荷载降低系数。
同理，导线、避雷线风压荷载的计算风速也按其悬挂平均高度进行修正。
(2)导线、避雷线的风压荷载为：（2）式中P—导线或避雷线的风压荷载，N，θ—线路转角（°）；g—导线或避雷线的风压比载，N/m·mm2；—水平档距（断线时，断线相计算水平档距取/2），m；—绝缘子串风压（工程计算中常忽视），N。
3．杆塔荷载及倒拔校验(1)杆塔荷载校验荷载校验可用下列三种方法。
1) 铁塔荷载图校验计算出杆塔实际承受的荷载与所选杆塔的设计荷载图相比较，不超出杆塔允许荷载即为合格。
在计算实际荷载时有时可不全部计算，而只计算起把握作用的水平风荷载和垂直荷载。
铁塔荷载图如图1所示。
2) 钢筋混泥土杆塔最大弯矩校验有的钢筋混泥土电杆给出允许最大弯矩。
可计算出杆塔实际承受最大弯矩，不超过允许值并略有裕度即校验合格。
3)水平档距、垂直档距校验有的杆塔给出杆塔使用导线截面、气象条件和设计杆塔时所用的设计水平档距及垂直档距。
这时，假如所设计线路与杆塔使用条件相符，只要实际水平档距、垂直档距相应小于设计水平档距、设计垂直档距，即校验合格。
微地形区域输电线路杆塔电线风荷载计算方法
微地形区域输电线路杆塔电线风荷载计算方法1. 引言大家好，今天咱们来聊聊一个看似枯燥但其实充满趣味的课题——微地形区域的输电线路杆塔电线风荷载计算方法。
听起来像是个工程师的专属话题，其实它关系到我们每个人的日常生活。
你想想，咱们的生活离不开电，电从哪里来？没错，就是那些高高的输电塔。
今天就让我们用轻松的方式，一起捋一捋这些看似复杂的计算。
2. 风荷载的基础知识2.1 什么是风荷载？首先，得跟大家普及一下什么是风荷载。
简单来说，就是风对杆塔和电线施加的压力。
想象一下，像是在海边，海风呼啸而来，把你吹得东倒西歪的感觉，嘿，那就是风荷载在作怪！风荷载可不是小事，它关系到杆塔的稳定性和安全性。
要是风力太大，杆塔可就得受不住，真是“千里之行，始于足下”，得从计算开始。
2.2 微地形的影响再说说微地形。
大家知道，地形复杂的地方，风的流动也是五花八门。
有的地方风速快得像追风少年，有的地方则是慢得像蜗牛。
这就得我们在计算风荷载时，得考虑这些“微地形”因素。
比如说，有些地方是山谷，有些地方是平原。
风在山谷里转弯抹角，风速可能会加快。
而在开阔的平原上，风就能肆意妄为，简直就是“风吹草低见兔子”。
3. 风荷载计算的方法3.1 数据收集那么，风荷载到底怎么计算呢？首先，咱得收集一些数据。
比如说，风速、杆塔高度、地形特征等等。
你想，要是数据不准确，那计算出来的结果就像打了无数个无用的草稿，白忙活了。
所以，第一步，得像个侦探一样，仔细收集数据。
3.2 计算公式接下来，就得运用公式了。
这些公式可不是简单的加减乘除，而是结合了很多复杂的数学知识。
不过别担心，公式也没那么可怕，学会了就能轻松应对。
风荷载的计算公式一般是基于风速和杆塔的特性来进行的。
比如说，风速越大，荷载就越大，这个道理大家都懂。
可以想象一下，风把一片树叶吹得飞得老高，那电线肯定也是受不了的。
再说到杆塔的高度，越高的杆塔，承受的风荷载就越大。
就像打篮球，投篮的高度越高，越容易被风干扰。
杆塔荷载计算复习
例 8 试计算110KV线路无拉线直线电杆上的安装
荷载。电杆总高度21m，埋深3m，下横担长度
2.6m。导线为LGJ－150/35型，地线为1×7－7.8
－1470－A。水平档距为245m，垂直档距为368m，绝缘
子串和金具的总重量为530N（7片x－4.5），地线金具重
量为90N，安装荷载组合情况为有相应风10m/s、无冰。
GD n1D AD LV n 2D AD LV KGJD
1 35.8103 181.62368
117.5103 181.62368 1.075520
4122N
垂直荷载设计值GD： 永久荷载分项系数γG=1.2
可变荷载分项系数γQ=1.4
GD Gn1D AD LV Qn 2D AD LV 1.2GJD 1.4GJD (1.075 1)
Tm a x
TP KC
33.50 2.7
12.41kN
地线断线张力：
TD＝TDmax.X%＝12.41×80%＝9.93kN 问题：该张力是标准值还是设计值？
例 4 绝缘子串采用7片x－4.5，串数n1=1,
每串的片数n2=7,单裙一片绝缘子挡风面积
AJ=0.03 m2 ,绝缘串高度约15m，正常情况Ⅰ的风
导线的垂直比载r1D=35.80×10-3 , 绝缘子串风载PJD=94N, 导线截面积AD=181.62mm2,导线风比载r4D(25) =35.19×
10-3 ,试求作用在杆塔导线上的水平荷载标准值。 解： 水平荷载标准：
r P= 4D(25) ADLp+PJD
=35.19×10-3 ×181.62×352 1.32 3.74
GT1
1.3
200
《杆塔荷载计算》课件
基本原理
应用场景
优点
缺点
基于有限元理论，将杆塔离散化为若 干个有限元，通过建立有限元方程对 杆塔的受力状态进行分析。
能够处理复杂的结构和材料，计算精 度高。
04
杆塔荷载的校核与优化
杆塔荷载的校核
杆塔荷载校核的必
要性
确保杆塔结构的安全性和稳定性 ，预防因荷载过大而引发的结构 破坏或倒塌事故。
校核的主要内容
详细描述
风荷载的大小取决于风速、风压不均匀系数、杆塔截面形状和面积、迎风面积 以及地形地貌等因素。风荷载对杆塔的稳定性、强度和变形等方面都有重要影 响，是杆塔设计中的重要考虑因素。
冰荷载的计算与影响
总结词
冰荷载是杆塔所受的重要垂直荷载，其计算方法包括静冰荷载和动冰荷载两种。
详细描述
冰荷载的大小取决于冰的厚度、密度、粘附力和冰的形状等因素。冰荷载对杆塔 的稳定性、强度和变形等方面都有重要影响，特别是在寒冷地区，冰荷载是杆塔 设计中的重要考虑因素。
《杆塔荷载计算》PPT课件
contents
目录
• 杆塔荷载计算概述 • 杆塔荷载的来源与影响 • 杆塔荷载的计算方法 • 杆塔荷载的校核与优化 • 杆塔荷载计算的软件应用
01
杆塔荷载计算概述
杆塔荷载的定义与分类
定义
杆塔荷载是指作用在杆塔上的外力， 包括重力、风荷载、雪荷载、地震力 等。
分类
根据不同的分类标准，可以将杆塔荷 载分为不同的类型，如按作用方向可 分为水平荷载和垂直荷载，按性质可 分为静荷载和动荷载等。
动方程求解杆塔的荷载。
优点
能够更精确地反映杆塔在动态作用下 的受力状态。
应用场景
适用于对杆塔在动态作用下的安全性 要求较高的场合，如大跨越输电线路 的杆塔、高塔等。
杆塔荷载及强度校验常用的
杆塔荷载及强度校验一、荷载种类及计算条件1.荷载分类根据荷载在杆塔上的作用方向，可划分为以下几种：(1)水平荷载。
杆塔及导线、避雷线的横向风压荷载，转角杆塔导线及避雷线的角度荷载。
(2)纵向荷载。
杆塔及导线、避雷线的纵向风压荷载，事故断线时的顺线路方向张力。
还有导线、避雷线的顺线路方向不平稳张力，安装时的紧线张力等。
(3)垂直荷载。
导线、避雷线、金具、绝缘子、覆冰荷载和杆塔自重，安装检修人员及工具重力，使用拉线时由拉线产生的垂直分力。
2.荷载的计算条件杆塔的荷载与气象条件有关，也与线路运行情况、杆塔型式等因素有关。
确定杆塔的荷载应考虑杆塔在施工、运行中可能遇到的外界条件。
对此，《架空送电线路设计技术规程》做了规定。
此外，中华人民共和国国家标准《工业与民用35KV及以下架空电力线路设计规范》对35KV 及以下架空电力线路杆塔荷载计算条件也做了规定。
过去的书刊上把这种规定叫做杆塔设计条件。
它既是设计杆塔时计算杆塔荷载的依据，也是线路设计中校验杆塔强度的依据。
现将有关规定综述如下：35KV及以上高压架空线路的各类杆塔均应计算线路的运行情况、断线(纵向不平衡张力)情况及安装情况的荷载。
但对35KV及以下采用针式绝缘子线路和10KV及以下的瓷横担线路，可不进行断线情况的杆塔荷载计算。
（1）正常运行情况。
各类杆塔的运行情况，应采用下列荷载计算条件：①最大风速、无冰、未断线；②覆冰、相应风速、未断线；③最低气温、无风、无冰、未断线(适用于终端杆塔和转角杆塔)。
（2）断线(不平衡张力)情况。
分以下几种)情况考虑：1) 直线型杆塔(包括悬垂转角杆塔)的断线(不平衡张力)情况单回路或多回路直线型杆塔(包括悬垂转角杆塔)的断线(不平衡张力)情况，应采用下列荷载计算条件：①断一根导线(或一相不平衡张力)、避雷线未断、无风、无冰。
②一根避雷线有不平衡张力、导线未断、无风、无冰。
其中，单导线的断线张力和避雷线的不平衡张力计算应采用数值参见有关文献。
杆塔荷载计算及基础设计软件简介
杆塔荷载计算及基础设计软件V2.0简介一、软件开发背景南网标准设计由于配网线路杆塔基础地质和环境复杂，基础型式多样，而没有杆塔基础标准设计图。
基础设计均由设计单位自行设计，之前广东省电网公司有基础标准设计图，但因其只考虑了单一的地形地质，基础型式单一，在实际应用中，现场常常会遇至流砂、淤泥等不良地基，或者基础底板受地形限制，难以实施而导致大量的设计变更。
杆塔基础设计必须根据实际的地质地形选择合适的基础型式，再根据杆塔荷载进行基础抗倾覆和强度等一系列的基础设计计算，然而基础计算繁锁，工作量大，目前国内又没有针对配网杆塔荷载及基础设计商业软件可应用，因此杆塔基础设计计算问题一直是设计人员感到很困难的问题。
在这种背景下，开发配网杆塔荷载计算及基础设计系统软件，对提升设计院设计水平和设计效率显得非常迫切重要。
近几年个人一直加强该软件的研究和开发，2012年开发的杆塔荷载计算及基础设计软件V1.0在本院的线路设计中广泛应用，对提高本设计效率起到了非常重要的作用。
2013年利用该软件编制的《广东沿海地区现有配网线路防风加固综合措施》已在全广东沿海地区普遍应用，2014年又在南网推应用，应用效果很好，得到了广东电网公司和南方电网的高度评价。
2014年我院编制的《广东电网公司配网线路防风加固典型设计》也是得益于本软件的杆塔荷载计算和基础设计功能。
目前《杆塔荷载计算及基础设计软件》已成为我院配网线路设计必不可少的工具。
二、杆塔荷载计算及基础设计软件V2.0主要功能简介V2.0，本版本是在以前开发的V1.0的基础上的升级，完善了软件界面，V2.0版在功能方面增加了自动生成各类基础cad施工图和材料表的功能，增加了拉线装置设计、钢管杆基础设计、电杆杯型基础设计和电杆套筒基础设计功能。
本版本的主要功能如下：1、杆塔荷载计算：计算各种工况下的塔荷载作为杆塔选型和基础设计的依据。
计算的杆塔类别如下：①水泥电杆水平综合荷载及根部弯矩计算②钢管杆综合水平荷载计算③铁塔综合水平荷载计算2、杆塔基础设计①水泥电杆直埋基础设计：根据电杆综合水平荷载及基础地质情况计算电杆埋深，卡盘尺寸，以确定最优电杆基础形式。
电力线路杆塔荷载计算
解： 水平荷载标准： P= r4D(25) ADLp+PJD =35.19×10-3 ×181.62×350+94
＝2330.9N
问题：设计荷载是多少？
3. 杆塔塔身风荷载的计算 风向作用在与风向垂直的结构物表面的风荷载用下 Pg=μZμSβZAfW0 B 式中 （1）μZ—风压高度变化系数(查表2-5)， 物理意义：修正地表面粗糙不平对风产生摩 擦阻力而引起风速沿高度的变化。距地面越近，地 面越粗糙，影响就越大。 （2）μS－构件体形系数,采用下列数值环形截 面钢 物理意义：修正在相同风力作用下，结构曝 露在风中的形状不同（物面不标准）而引起的风 压值及其分布的改变。
GD n 1D AD LV n 2 D AD LV KGJD
1 35.8 10 181.62 368 117.5 10 181.62 368 1.075 520 4122N
3 3
垂直荷载设计值GD： 永久荷载分项系数γG=1.2 可变荷载分项系数γQ=1.4
式中γ4、γ5分别为无冰、 覆冰风压比载N/m.mm2 A导、地线截面面积，mm2 LP水平档距，m； α线路转角。
图4
注意：新标准规定重冰还要乘以风载增大系数B。5mm冰 区取1.1，10mm冰区取1.2。
（2）风向不垂直于导线的风荷载计算: Px=Psin2 N
式中 Px垂直导、地线方向风荷载分量 N； P—垂直导、地线方向风荷载，按式 （2-9）、（2-10）计算； θ—实际风荷载的风向与导、地线的夹角。
３．特殊荷载： 地震引起的地震荷载，以及在山区或特殊地 形地段，由于不均匀结冰所引起的不平衡张力等荷 载。 二、按荷载作用在杆塔上方向分 据计算需要，将它们分 解成作用在杆塔 上三个方向的力 垂直荷载G：垂直地面方向 横向水平荷载P：与横担方向平行的力 纵向水平荷载T：垂直横担方向的力,如图1。
第十一章杆塔荷载计算
4、设计档距初值的确定 标准挡距 与杆塔的经济呼称高相应的挡距，称为标准挡距
(2) 水平档距 平原地区线路，可取杆高标准档距Lb的1. 05-1. 1倍。 丘陵和山地线路，水平档距的变动范围较大，一般按地 形分段、分级取值。如110线路一般可将水平档距Lh分 级为450, 600, 750, 900m，按不同级的水平档距设计若干 种高度的杆塔以适应地形复杂地区的需要。
（1）运行情况I（最大风速，无冰）
避雷线重力： GB=g1ABlv+GJB=83.797×103×37.15×350+50=1142 N
避雷线风压： PB=g4B(25)ABlh=82.04×10-3×37.15×300=914 N 导线重力： GD= g1Alv+GJ=32.752×10-3×164.5×350+530=2416 N 导线风压： PD=g4(25)Alh=39.596×10-3×164.5×300=1954 N
（3）断线情况Ⅲ Ⅳ。断上 下导线时，气象条件为无冰， 无风。 避雷线重力： GB=1142 N 未断相导线重力 ： GD= 2416 N 断线相导线重力： G’D=g1Alv/2+GJ=32.752×103×164.5×350/2+530=1473 N 断线张力： TD=0.35σpA/K=6517N
荷载分类
1.永久荷载：包括杆塔自重荷载，导线，避
雷线，绝缘子，金具的重力以及其他固定 设备的重力，人工和工具等附加荷载。
随时间的变化
2.可变荷载：包括风荷载，导线，避雷线
和绝缘子上的覆冰荷载，导线避雷线张 力，事故荷载，安装荷载和验算荷载等。
3.特殊荷载：地震引起的地震荷载，以及
在山区或特殊地形地段，由于不均匀结冰 所引起的不平衡张力等荷载。
杆塔荷载计算复习
图9
T1
3.5β
3.52 1.32 3.74
GT1
1.3
200
T2 如图，Σx=0得：T2cos α＝T1sinβ
sinβ＝1.3/3.74 得T1＝2.7T2
（1）
y 0 T1cΒιβλιοθήκη sβ＝GD+T2sinα3.5 3.74
T1
GD
T2
sin
200
得
T1
3.74 (2913 3.5
0.342T2 )
速为 252 m/s,计算作用在绝缘子串上的风压。
解：绝缘串高度约15m，查表2－4得风压高度变化
系数μZ=1.0
n n μ PJD= 1( 2+1) Z AJW0
=1×(7+1) ×1.0×0.03×252/1.6=94N
例 5．同例 1，已知某输电线路直线杆塔水平档距 为350m，垂直档距为368m，正常情况下最大风、无冰，
900
• 问题：如果求荷载设计值，荷载分项系数是多少？
例 3 已知某220kV线路耐张自立铁塔，地线采用： 1×7－6.6－1370－A－YB/T5004-2001型，试求该地线 断线张力。
解：查表得破坏拉断力TP ＝33.50kN，安全系数取2.7， 地线最大使用张力百分比值为80%。 地线最大使用张力：
导、地线的风压比载为γ4D(10）=6.62×10-3，
γ4B(10）=15.74×10-3
，
地线自重比载γ1B＝85.65×10-3
导线自重比载γ1D＝35.8×10-3 mm2
导线截面积AD＝181.62
，
地线截面积 AB＝37.15 mm2
解: 吊上导线时荷载: 1、挂好的导、地线的荷载 地线重量：GB=γ1BABLV+GJB =85.65×10-3×37.15×368+90=1260 N 地线风压：PB＝γ4B（10） ABLP =15.74×10-3×37.15×245=142N 导线重量：GD=γ1DADLV+GJD =35.8×10-3×181.62×368+520=2913N 绝缘子风载：
电力线路杆塔荷载计算
例 3 已知某220kV线路耐张自立铁塔，地线采用： 1×7－6.6－1370－A－YB/T5004-2001型，试求该地线 断线张力。 解：查表得破坏拉断力TP ＝33.50kN，安全系数取2.7， 地线最大使用张力百分比值为80%。 地线最大使用张力：
TP 33.50 Tmax 12.41kN KC 2.7
图5
2．绝缘子串风荷载的计算 Pj=n1(n2+1) AJμZ W0 B kN 式中 n1－一相导线所用的绝缘子串数； n2－每串绝缘子的片数,加“１”表示金具受 风 面相当于１片绝缘子； μZ－风压随高度变化系数； AＪ－每片的受风面积，单裙取0.03m2，双裙 取0.04m2； W0 －其本风压标准值， kN/m2。 W0=V2/1600，V基准高度为10m的风速。
α2 T2 T2
T2
α 2
图 3a
图 3b
3. 断线张力荷载 产生纵向水平荷载 （1）直线杆塔： 按《规程》规定了直线杆塔的导线、地线的断线 张力分 别取各自最大使用张力乘以一个百分比值。 TD＝TDmax.X% 式中 TD－断线张力 N TDmax－导、地线最大使用张力， TDmax＝ TP/KC N； TP－导、地线的拉断力，N（查导线手册）；
二、导线、避雷线张力引起的荷载计算
直线型杆塔： （1）正常运行情况 导线、避雷线张力不产生不平衡张力，但当 气象条件发生变化时，或因档距、高差不等引起 荷载改变，从而产生纵向不平衡张力。 （2）事故断线时 在纵向产生断线张力。
转角杆塔： 导线、避雷线会产生张力，分解成横向水平荷载 （称角度荷载）和纵向水平荷载（称不平衡张力） 。
式中γ4、γ5分别为无冰、 覆冰风压比载N/m.mm2 A导、地线截面面积，mm2 LP水平档距，m； α线路转角。
杆塔荷载及强度校验
二、杆塔外形尺寸的确定1．确定杆塔外形尺寸的基本要求杆塔外形尺寸主要包括杆塔呼称高、横担长度、上下横担的垂直距离、避雷线支架高度、双避雷线悬挂点之间水平距离等。
杆塔是用来支持导线和避雷线的，因此，其外形尺寸主要取决于导线和避雷线电气方面的因素。
如导线对地、对交叉跨越物的空气间隙距离，导线之间、导线与避雷线之间的空气间隙距离；导线与杆塔部分的空气间隙距离；避雷线对边导线的防雷保护角；双避雷线对中导线的防雷保护；考虑带电检修带电体与检修人员之间的空气间隙距离等。
一般说来，杆塔外形尺寸的确定，应符合以下基本要求：(1)确定杆塔高度时，应满足导线对地面及交叉跨越物的距离要求。
(2)导线与塔本身的距离应满足内过电压及正常工作电压的间隙要求，并满足带电作业的间隙要求。
(3)导线间的水平距离或垂直距离应满足档距中央接近程度所需的距离。
(4)避雷线的布置应满足导线防雷保护的要求。
2．杆塔呼称高的确定杆塔最下层导线绝缘子串悬挂点到地面的垂直距离H，称为杆塔的呼称高，如上一章图4－1所示，并已知杆塔的呼称高H计算式为:由上式可知，对一定电压等级的架空线路，其λ、h、Δh为定值，随着设计档距的增加，导线弧垂加大，所用杆塔的呼称高也随之加大，这一分析在上一章已有介绍。
实际上，杆塔呼称高的确定主要考虑满足导线与地面及导线与各种跨越物之间的安全距离的要求。
对某一电压等级的线路，根据不同档距下，分析杆高与其数量在投资效益方面的得失，则必然存在着一个经济的杆塔高度，此高度则称之为经济呼称高。
35－500KV电压等级的杆塔经济呼称高见上一章表4－4所示数据。
3．杆塔头部尺寸的确定杆塔的头部尺寸主要决定于电气对空气间隙及线间距离的要求。
(1)空气间隙的校验。
包括在内外过电压及正常工作电压三种情况下，其绝缘子串风偏后，导线对杆塔接地部分的空气间隙要求不得小于表5－1的数值。
表5－1带电部分与杆塔构件的最小间隙（m）线路电压（KV）35 110 220外过电压间隙R10.45 1 1.9内过电压间隙R20.25 0.7 1.45运行电压间隙R30.1 0.25 0.55校验塔头空气间隙，必须保证悬垂绝缘子串风偏后，带电部分对杆塔部件的净距离仍能满足表5-1所规定的最小空气间隙。
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11. 3荷载确定及荷载图
11.3.1 垂直荷载的计算
在计算安装情况及断线情况荷载时，应考虑工作人 员登杆作业时的附加荷载（工人及工具重力）。
11. 3. 2水平荷载的计算 1.杆塔的风压荷载
当风向与线路方向垂直时，杆塔风压
F ― 风压方向杆（塔）身侧面构件的投影面积， m 2 ; C 一风载体形系数，对环形截面电杆取 0 . 6 ，矩形截 面电杆取 1 . 4 ，角钢铁塔取 1 . 4 ( 1 + η ) ，圆钢铁塔 取1.2(1+η ); η ― 空间桁架背风面的风压荷载降低系数，采用表 11一 4 所列的数值。
输配电线路设计
刘增良 杨泽江 主编
第十一章 杆塔荷载计算
11. 1 荷载种类及计算条件
在进行杆塔结构设计计算时，对作用在杆塔外部荷 载的分析及选定计算是否合理，直接影响杆塔结构的 安全性和经济性。因此在杆塔设计计算时必须对作用 在杆塔上的荷载认真地进行分析计算。按照《架空输 电线路设计技术规程》规定：各类杆塔进行强度计算 时，均应考虑线路的运行情况，断线情况，安装情况 的荷载。
（1）横向水平荷载：顺横担方向作用的 水平荷载，导、地线的风荷载、杆塔身 风荷载和导地线的角度合力。 作用方向 （2）纵向水平荷载：垂直于横担方向的 水平荷载，导、地线的不平衡张力、断 线张力及杆塔、导线、地线的纵向风荷 载，安装时的紧线张力。 （3）垂直荷载：指垂直于地面方向作用 的荷载，包括导、地线及附件自重、杆 塔、横担自重、覆冰重及拉线下压力、 安装检修时人员、工器具重力。
11.1. 3荷载系数
为了采用同一标准进行受力的比较和尺寸选择，用荷载 系数kH来表征各种情况的荷载对杆塔安全可靠性的要求。
11. 2各种挡距的确定
计算杆塔荷载时，常用到三个设计档距:垂直档距,水平 档距和代表档距
1、水平档距：
2、垂直档距
3、代表档距
代表档距用于计算某一耐张段电线的代表应力(平均 应力)。
△T=T1COSα1-T2COSα2
T1 α1
T 1COSα 1
T1
T1
α2 T2 T2
T 2 COSα
2
T2
2、顺线风荷载 杆塔、导线、避雷线在顺线路方向的风荷载总和， 可取为导线在垂直线路方向的风荷载的 20 ％一 50 ％。
11.3.4 杆塔安装荷载
杆塔安装荷载计算 架设导线或避雷线时，需要将其从地面提升到杆塔 上，此工作过程所引起的荷载叫吊线荷载。在施工 中常采用双倍吊线或转向滑车吊线两种方式 。
荷载分类
1.永久荷载：包括杆塔自重荷载，导线，避
雷线，绝缘子，金具的重力以及其他固定 设备的重力，人工和工具等附加荷载。
随时间的变化
2.可变荷载：包括风荷载，导线，避雷线
和绝缘子上的覆冰荷载，导线避雷线张 力，事故荷载，安装荷载和验算荷载等。
3.特殊荷载：地震引起的地震荷载，以及
在山区或特殊地形地段，由于不均匀结冰 所引起的不平衡张力等荷载。
（3）垂直档距 按经验一般取(1. 25-1. 7) Lh,或按水平档距加大（50-100)
m （4）代表档距 代表档距与导线张力有关，随电压等级和地形条件而 变化。根据设计经验220kV线路，在平地上代表档距可取 200-350m，山地可取200-600m。另外根据实际工程的统计 分析，约有80%左右的代表档距小于标准杆塔高的标准档 距，且为杆高标准档距的0. 7-0. 9倍左右，另外有10%20%的代表档距大于杆高标准档距，其值为杆高标准档距的风的振动作用，杆 塔塔身风荷载应乘以风振系数。铁塔的风振系数取1.5， 拉线杆塔的风振系数取1.25. 2.导线避雷线的风压荷载 导线的风压荷载用下式计算
3.导线避雷线的角度荷载
线路转角时，杆塔承受顺横担方向的合力T
11. 3. 3顺线荷载的计算
1.避雷线的不平衡张力、 断线张力 导线的断线张力和不平衡 张力可分别取最大使用张 力的百分数。 不平衡张力 按下式计算：
例11-1 110kV 单回直线杆的呼称高为 13 . 4m , LGJ 一 150 / 20 ， GJ 一 35 ，标准挡距 260m ，水平挡距 300m ,垂直挡距 350m 。气象条件如表11-8，导线避雷线 的参数如表11-9试计算该直线杆的荷载，并画出荷载图。
转向滑轮 GF 滑轮 导线 G GF 滑轮 导线 G
P
P
滑轮 至卷扬机 (a) (b) 至卷扬机
采用双倍吊线时: G＝2KG＋GF 式中 K动力系数，考虑滑动阻力和牵引倾斜等因素， 取K＝1.1； 采用转向滑车吊线时: 垂直荷载 G＝KG+GF N 吊线时，还要考虑相应风荷载引起对导线横向水平荷载 水平荷载 P=KG+P N 式中 P导线或避雷风荷载 N；
杆塔荷载的来源
1、杆塔自重与杆塔自身的风荷载; 2、电线上的所有荷载都要通过电线挂点传给杆塔。电线 重量、电线覆冰荷载、电线风荷载、电线不平衡张力(包 括电线转角张力)、温度变化引起的电线张力变化、事故 断线引起的张力变化、防振锤和重锤的重量等; 3、架线施工时紧线、挂线、吊线引起的荷载; 4、绝缘子串的重力荷载与风荷载也要传给杆塔; 5、杆塔组立时所发生的施工荷载; 6、拉线结构的永久拉线荷载; 7、地震荷载与电线舞动产生的荷载;
1、荷载标准值 按照各种荷标准规定计算而 得的荷载叫标准荷载，风载 为基本风压乘挡风面积. 2、荷载设计值 荷载标准值乘分项系数 一般分项系数: 永久荷载取1. 2 可变荷载取1. 4
11.1.2 荷载的计算条件（组合原则）
(1) 各类杆塔正常运行情况的荷载组合 (2) 直线及悬垂转角杆塔断线情况的荷载组合 (3) 耐张及转角杆塔断线情况的荷载组合 (4) 直线及悬垂转角杆塔安装情况的荷载组合 (5) 耐张及转角杆塔安装情况的荷载组合 (6) 地震情况的荷载组合
4、设计档距初值的确定 标准挡距 与杆塔的经济呼称高相应的挡距，称为标准挡距
(2) 水平档距 平原地区线路，可取杆高标准档距Lb的1. 05-1. 1倍。 丘陵和山地线路，水平档距的变动范围较大，一般按地 形分段、分级取值。如110线路一般可将水平档距Lh分 级为450, 600, 750, 900m，按不同级的水平档距设计若干 种高度的杆塔以适应地形复杂地区的需要。