输电线路铁塔基础选型设计和优化

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浅谈500kV输电线路铁塔基础选型与设计

行人工开挖。由于放炮后。岩石整体性被破坏。在基础设计时只是利用了岩石良好的地耐力．抵抗上拔力时只是利用了岩石的
应满足以下几点要求： ① 能够承受施工荷载、事故断线工况荷
载、运行工况荷载； ② 具有良好的工作性能； ③ 优良的耐久性能； ④ 偶然条件下继续工作的能力。
为了确保输电线路能够安全、稳定地运行，铁塔基础在设计上
碎石土地基础其固有的地质特性．基坑一般难以掏挖成
型．目前一般采用以下几种基础型式：（１）柔性斜柱基础；（２）刚性基础：（３）特殊基础，如灌注桩基础。
重力，造成了在岩石十分好的山区。基础尺寸也减少不大，混凝
土方量也很大。另一方面，采用放炮后。对周围的环境有影响，对山体稳定也有较大的破坏。因此．岩石地基最好的基础型式就是采用岩石基础。岩石基础具有节约混凝土、钢材．现场施工工作量小等优点，有着显著的经济效益。包括岩石锚桩基础和嵌固式岩石基础。
与塔腿的关系可分为轴心基础（基础中心在塔腿的垂直线上）和偏心基础（基础中心在塔腿主材的延长线上）；按基础本体受
力状态可分为刚性基础和柔性基础：按基础主柱的形态又可分

探讨输电线路铁塔基础选型设计和优化

探讨输电线路铁塔基础选型设计和优化摘要：文章结合工程实例阐述了铁塔基础工程的现状,探讨了影响铁塔基础设计的主要因素,分析了基础工程设计中存在的技术问题，为今后输电线路铁塔基础设计时的选型和优化提出了宝贵建议，以供大家参考。

关键词：输电线路；铁塔基础；选型；设计铁塔基础是输电线路的重要组成部分和安全稳定运行的基础。

由于受自然环境和人为因素的影响，例如地质条件和冰灾、滑坡等自然因素，以及施工质量不良，勘测设计过程中的失误，运行过程中发生的外破事件等诸多因素，均可能造成铁塔基础的位移和不均匀沉降，致使铁塔倾斜或倒塌，甚至引发整个输电网络瘫痪的重大安全事故。

铁塔基础是输电线路工程的重要组成部分，它的造价、工期和劳动消耗量在整个线路工程中占有很大比重。

各类铁塔基础型式因其作用原理不同及其地质适应性的差异而有所不同，往往在同一线路，由于地质条件的变化而采取多种基础型式，从某种意义上说，沿线地质条件决定了输电线路铁塔基础的设计，根据地质特点，科学合理设计输电线路铁塔基础是保证铁塔安全运行的重要工作。

在实际工作中由于受输电线路路径的限制，经常遇到处于复杂地质条件下的输电线路铁塔基础的设计问题，因此，科学分析铁塔基础的受力特性，研究出更可靠、更经济的基础型式是十分必要的。

现从以下几方面进行分析。

一、确定影响因素输电线路路径确定后，铁塔基础所处地理位置的土力学性质基本已经确定，影响输电线路铁塔基础设计的另一个因素就是铁塔与地基在上部荷载作用工况下的相互作用情况和受力变形特点。

下面以联合式输电线路铁塔基础为例，分析联合式基础在上部荷载作用下的受力情况，进而总结出联合式输电线路铁塔基础的受力特点和规律，为下一步设计输电线路铁塔基础做好准备。

（一）铁塔基础受力的基本规律在输电线路中，联合式基础主要适用于基础根开较小且基坑难以开挖、板式基础上拔土体重叠的软弱土塔位，其设计特点是埋深较浅，基础整体浇制,整体性好。

为更好地分析铁塔基础及土层的受力规律，计算软件采用的是ANSYS有限元计算，通过分析可以得出联合式铁塔基础在上部荷载作用下,最大基础压应力出现在基础的底部边缘,最大拉应力出现在基础底部与地基土接触点，主要原因是由于混凝土与土体两种材料的刚度相差较大所致，同时基础底部和基础台阶与土层接触处有明显的应力集中区域，这就要求在基础底部和变台阶处加大配筋率，防止基础开裂；同样土体的最大位移点出现在基础底部，但越远离基础底部中心的土层沉降位移量越小，应力在土中不会随土层深度的增加而消散。

高压输电线路铁塔基础选型设计及其优化

科技资讯2016 NO.16SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION动力与电气工程25科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 我国输电线路建设的升级增加了高压铁塔的承重荷载,从而影响了铁塔基础的稳定性和安全性。

铁塔基础一般易受滑坡、水文地质等非人为因素及施工工艺不良、设计方案欠合理等人为因素的影响,即可能造成铁塔基础沉降、位移或变形,甚至引起铁塔倒塌。

输电线路工程中的人力消耗、材料、进度和造价等的占比较大。

据此,在高压输电线路铁塔基础工程中,应针对不同的影响因素,选取相应的铁塔基础型式。

分别针对在软土地基与岩石地基环境下,高压输电线路铁塔基础选型的设计与优化。

1 软弱地基环境下铁塔基础选型的优化设计输电线路工程应按既定的路径敷设线路,因此铁塔将不可避免地分布在地质条件复杂的环境中,应根据输电线路铁塔的受力特征,解析其基础型式的经济性和安全性。

根据实践经验,影响高压输电线路铁塔基础选型的因素包括:铁塔所在位置所决定的土力学性质;铁塔与基础的相互作用和受力变形特征。

因此,在联合式高压输电线路铁塔基础设计中,应明确铁塔基础的受力规律。

1.1 基础的受力规律针对联合式输电线路铁塔基础,其主要特征是埋深浅,因此可通过整体浇制基础来解决板式基础上拨、基坑开挖难度大及基础根开小等问题,且应先确定高压铁塔基础受力的规律,即利用ANSYS有限元软件分析高压铁塔基础的荷载,由此得到基础底部边缘所受上部荷载压力的最大值,此时基础底部所受拉应力最大,究其原因是铁塔基础的主要制作材料一般为钢筋混凝土,而其刚度与土壤的差别较大。

据分析,土体位移点的最大值出现在基础底部,且高压铁塔基础底部中心点到土层的距离与其沉降位移量呈反比,但无论土层如何加深,应力依然存在。

据此,若将联合式基础应用在软弱土塔位中,则应先准确计算出土层地基的承载力,并标明铁塔基础底部的尺寸;而若将其应用在土层较硬的环境中,铁塔基础下部极易出现受压、弯曲等问题,则在高压铁塔基础设计时,应先详细勘察线路敷设沿线的地质情况,然后再据此确定配筋比例,以免配筋偏差破坏铁塔基础。

输电线路铁塔基础选型设计及其优化思路

输电线路铁塔基础选型设计及其优化思路摘要：输电线路施工架设过程中，铁塔是整个线路重力负载的主要支撑设施，特别是近些年整个电力网络线路持续改造升级，线路重力负载越来越大，这就对铁塔基础的负载能力提出了更高的要求和挑战。

而且输电线路铁塔基础还容易受外界气候、地质条件及施工方案等诸多因素的影响，若无法保证各方面条件的科学性与合理性，可能会引发基础偏移、下沉甚至是坍塌事故，造成整个电力网络的崩溃。

为了避免此类问题的发生，我们必须对输电线路铁塔基础进行科学选型设计，不断优化设计方案，确保铁塔基础具备足够的承载能力，为电力能源提供稳定安全的输送环境。

关键词：输电线路；铁塔；基础选型；设计优化1影响输电线路铁塔基础设计相关因素铁塔对整个输电线路运行稳定性具有很大的影响，但铁塔基础易受施工环境、人为及其他特殊因素的干扰和影响，可以说铁塔基础质量的好坏直接决定着铁塔的整体承载能力和稳定性能，所以我们有必要深入分析研究输电线路铁塔基础设计相关影响因素，并在此基础之上进一步优化设计方案，提升铁塔基础设计质量，为电力输送提供良好的外部环境。

根据以往经验总结，输电线路铁塔施工工艺复杂，施工环境较为恶劣，导致铁塔基础设计影响因素无法一概而论，不同环境最终体现出的影响存在较大的差异。

大致可以归纳如下：首先，施工技术影响因素。

众所周知，输电线路铁塔施工要求比较高，如果所采用的技术水平不达标，比如：铁塔基础选型不符合工程实际情况、基础应力结构存在一定的偏差、施工材料运输期间受损、或者基础设计不合理等，都会影响铁塔基础设计成效。

其次，施工环境影响因素。

铁塔基础位置的确定需根据整个输电线路走向进行合理布设，同时区域地质条件和外界环境也可能对基础设计造成一定的制约和阻碍[1]。

比如：铁塔基础设计过程必须综合考虑区域地质条件和水文环境，否则后期可能会出现位移、沉降或形变问题，而这些问题会直接影响铁塔基础使用性能的发挥。

再次，其他影响因素。

输电线路铁塔基础选型分析

输电线路铁塔基础选型分析摘要：输电线路是智能坚强电网的重要组成部分，其中铁塔基础建设是输电线路工程的重要组成部分，其造价比例占线路本体造价的30％左右，其失效后的维修尤为困难。

因此，在保证安全可靠的基础上，选择技术先进、经济合理、利于实施且环保的基础型式，优化基础选型，注重施工的可操作性，有利于缩短工期、降低投资，便于质量可控，促进电网建设的健康可持续发展。

关键词：输电线路；铁塔基础；选型分析1输电线路铁塔基础型式分类目前，国内架空输电线路常用的基础型式主要有开挖回填类基础、原状土基础及灌注桩基础三大类。

灌注桩基础施工需采用专用机械，施工环节多，且质量较难控制，在一般工程中较少选用。

现将回填土基础和原状土基础型式的工程特性及分类情况详述如下。

1.1开挖回填类基础开挖回填类基础，其特点是基坑大开挖，绑钢筋、支模板、混凝土浇筑成型后再回填土夯实，利用土体质量和混凝土自重抵抗基础上拔力，主要有台阶基础和版式基础2类，该基础型式在以往输电线路中应用十分广泛。

1.1.1台阶基础台阶基础为传统输电线路杆塔基础型式，基础主柱与基础底垂直。

此类基础一般受竖向上拔力（下压力）、横向水平力作用，使得基础主柱根部因承受较大双向弯矩作用而成为最不利位置。

此基础一般用于地基承载力较好的塔位。

台阶基础的优点是底板不配钢筋，施工简单，但是基础混凝土量较大，目前常应用于地下水位较高地区。

1.1.2版式基础在普通土或戈壁土等地质条件下，板式基础因底板配置受力钢筋，所以厚度较小，混凝土量少、造价较低。

板式基础根据基础立柱是否向塔位中心倾斜，可分为直柱基础和斜柱基础。

地下水埋藏较浅时，宜采用直柱基础，以减小支模难度。

1.1.3开挖回填基础存在问题在地形条件较差的山区输电线路中，土方开挖对原始地貌破坏大，对环境影响大，有冲刷情况时，容易造成水土流失现象。

所以，有时还需要修建一定的防护措施来保证基础的稳定性，工程总体造价会相应增加。

1.2原状土基础原状土基础是利用机械（或人工）在天然土（岩）中直接钻（挖）成所需要的基坑，将钢筋骨架和混凝土直接浇筑于基坑内而成的基础。

输电线路铁塔的选型设计与结构优化

输电线路铁塔的选型设计与结构优化韩琼斐：浙江元利江东铁塔有限公司，浙江省杭州市310000摘要：根据结构材料的不同进行划分，杆塔主要有钢筋混凝土电杆与铁塔两种类型。

而铁塔又可以分为若干形式，如自立式铁塔、拉线铁塔，其中自立式铁塔又包含了猫头型塔、鼓型塔等。

由于新建输电线路的电压等级、输送容量呈现出增长趋势，铁塔承受的载荷也会同步加大。

关键词：输电线路；铁塔；选型设计；结构优化引言输电线路工程中，电气专业将铁塔塔型选定、明确之后，让铁塔既满足电气要求，又在结构方面安全、可靠的前提下，使得塔重最轻、外型美观、运行维护方便是铁塔结构优化的主要目标。

要实现上述目标，铁塔需在满足构造要求的前提下结合外荷载特点进行优化，使铁塔各部件受力清晰、传力直接、节点处理简单、布材满足其受力特点。

1架空输电线路铁塔结构振动模型建立1.1模拟架空输电线路铁塔结构随着大众用电需求的增加，对安全稳定供电的依赖性也在不断上升。

架空输电线路作为效率较高且经济环保性较强的输电途径，是供电系统的建设和发展中的主要构成部分。

目前，电力供应系统网络普及程度不断上升，且伴随着用电量的迅猛增长，架空输电线路越来越长，荷载压力也越来越大，因此合理设计架空输电线路的铁塔结构成为维持架空输电线路供电安全稳定的关键性前提和基础。

铁塔是架空输电线路架设出的空间结构，主要由型钢及螺栓焊接组成。

对架空输电线路铁塔结构振动情况进行模拟，首先要模拟其铁塔结构。

架空输电线路铁塔结构主要分为上字型直线塔、猫头型直线塔、酒杯型直线塔及鼓型直线塔，不同结构能承受的环境振动影响也有所不同，因此在对架空输电线路铁塔结果进行振动模拟时，要考虑不同结构对振动效果的影响。

此外，铁塔结构其他的相关参数也会对振动情况产生影响。

模拟架空输电线路铁塔结构的过程中，还应将上述主要影响参数纳入考虑范畴，提供更为全面真实的振动模拟环境，以期获得精确度更高的振动模拟结果，为提升架空输电线路铁塔结构的强度提供强大的数据支撑。

浅析输电线路铁塔基础设计与优化

２０１７年９月上

电力讯息１０３
浅析输电线路铁塔基础设计与优化
林文玉（福建永福电力设计股份有限公司，福建福州３５０１０８）
【摘要】随着我国电力事业的不断持续发展，输电线路铁塔基础的设计问题也受到了普遍的关注。由于铁塔的基础工程很容易受到具体的环
１影响输电线路铁塔基础设计的因素
一
出发，充分考虑上部铁塔传递的荷载特点，还要考虑铁塔和输（４）对不良地基，提出特殊的基础型式和处理措施。电线路所处的位置，考虑基础与铁塔二者之间的作用与实际基础的设计优化应遵循以下主要原则：的受力情况。铁塔基础埋深并不是很深．因此在具体设计之前（１）优化计算采用的理论、计算公式应合理、科学，有权威必须充分考虑到一些可能影响到它的因素。① 输电线路的铁的、经过论证并发布的理论依据及相关研究、试验结果作为支
致铁塔的实际抗倾覆性差．避免给日后的工程施工埋下巨大
的隐患
２输电线路铁塔基础型式选择和优化的基本
原则
在基础方案选择时．应遵循下面的原则：
优化和加强铁塔基础设计的合理性与科学性．才能更好地避

输电线路铁塔基础选型设计及其优化对策研究_2

输电线路铁塔基础选型设计及其优化对策研究发布时间：2022-08-16T06:20:11.319Z 来源：《城镇建设》2022年7期作者：王业博[导读] 远距离输送是输电线路的典型特征，所通过路径的自然环境对地基条件的复杂性、王业博国网齐齐哈尔供电公司，黑龙江齐齐哈尔 161005摘要：远距离输送是输电线路的典型特征，所通过路径的自然环境对地基条件的复杂性、不稳定性起到了决定性作用。

既往有大量实践表明，差异化的工程水文土质、滑坡、施工工艺不合理、设计偏差等，均可能成为铁塔基础出现形变、移位或不均匀沉降等诱因，严重时造成铁塔坍塌，引起十分恶劣的电力事故。

通常而言，如果地质、水文条件等因素存在差异，通常会结合作用原理的不同，选择使用适宜的铁塔基础类型，采用适宜的方法进行优化，这是铁塔实现安全、稳定运行的重要基础。

本文分析影响线路铁塔基础选型设计效果的主要因素，为优化基础设计选型提出几点可行的措施、方法，以供同行参考借鉴。

关键词：输电线路；铁塔基础；选型设计；优化对策引言在当前电力行业稳步发展的背景下，输电工程规模明显壮大，电网建设工作的范围也不断扩大，逐渐向青海、西藏等地区延伸和发展，这也意味着越来越多的输电线路需要在冻土地区开展工作。

在寒冷的高原地区中，土层中蕴含的水会随着温度降低转变为冰，体积增加约9%，所以土层会出现明显的膨胀状态，这种膨胀状态称作冻胀。

研究发现，目前我国冻胀土壤的最大变形量可超过40cm，同时还伴随较为明显的冻胀力作用。

土壤产生的冻胀性越强，意味着冻胀力和冻胀量越大，如果冻胀力超过土壤自身承受能力，将会发生基础性破坏问题，严重者甚至引发输电线路倒塔事故。

1 线路的设计原则1.1 通用性传统电气控制线路的单一性使得原先的电气设备功能单一，造成生产效率不高。

而随着科学技术的发展，电气控制线路设计逐渐朝着注重通用性的方向发展。

电气控制电路设计中往往在符合设计标准的基础上，还要进行长期的实践来一步一步完善功能，功能需求越多其设计周期越长。

输电线路铁塔基础选型设计及其优化思路

输电线路铁塔基础选型设计及其优化思路摘要：随着人民生活水平的不断提高，各个行业都在不断地发展。

电网建设是电网建设的基础，而电网建设的好坏将直接关系到电网的运营安全。

在实际的配电网络架空线路建设中，多数都是将铁塔作为工程杆塔来使用，但由于其自身建设的限制，加之其工作人员短缺、分布分散，很难保证其基础建设的质量。

根据高压输电线路工程的安全管理状况，对铁塔基础的选型和优化方法进行了分析，为同类工程提供借鉴。

铁塔是电力输送的重要基础设施，由于铁塔在工程中的使用日益普遍，因此，铁塔在地质条件恶劣的情况下得到了广泛的应用。

输电线路的铁塔基础在地质条件恶劣的情况下，其基础的选择和设计是十分必要的。

本文从铁塔基础的受力特点出发，结合工程实例，讨论了铁塔基础的选型和设计。

关键词：输电线路；铁塔基础；优化思路前言：目前，随着各种生产和城市化的快速发展，对电力的需求量越来越大，因此，近年来，我国的输电线路建设也是如火如荼。

而输电线路通常都是由高压铁塔来支持的，如果不支持，导线就会下垂，很可能会出现各种安全事故，甚至会影响到整个输电系统的正常运转。

我国输电线路的总跨径日益增多，对高压铁塔的需求日益增大。

随着线路长度的增大，总质量的提高也会增大，如果高压铁塔的承载能力达不到设计要求，将会对线路的安全和稳定造成很大的影响。

为此，要做好对输电线路铁塔基础的选择和优化，以适应今后输电线路发展的需要。

在全国范围内，输电线路、铁塔的施工都是以地基为基础，如果地基和基础出现质量问题，将严重影响线路的安全和稳定性，严重的可能造成人身伤亡，严重的危害社会的建设和发展。

输电线路的长距离运输是其典型的特点，其穿越路径的自然环境直接影响着基础条件的复杂性和不稳定性。

以往的大量施工经验证明，由于工程水文土质差异、滑坡、施工工艺不合理、设计偏差等原因，都会导致塔身变形、位移、不均匀沉降，严重时会导致塔身倒塌，从而引发电网安全事故。

一般说来，由于地质、水文等条件的不同，往往要根据不同的作用机理，选用合适的地基，并对其进行合理的优化，从而保证铁塔的安全稳定运行。

500kV输电线路铁塔基础设计与优化

根据以上结论, 对本工程大开挖基础选型如下: ( 1) 斜插式柔性基础是本工程主要采用的基础型式之一。用于本工程自立式直线型塔及 0～30°转角塔。斜插式柔性基础是将铁塔腿部主材插入基础主柱, 直到基础地板、端部用锚钉或短角钢锚固。斜插式柔性基础之所以能节省材料, 主要是因为铁塔主材所产生的内力不是作用在主柱顶上, 而是直接传递到基础地板。当基础下压时, 主材内力传到基础底板中心, 由此产生的水平分力由侧向土抗力承受, 垂直分力使基础底板中心受压。基础底板处的弯矩由塔腿斜材的水平力产生, 此弯矩值与直埋台阶式基础相比很小, 所以底板配筋也小的多。当基础上拔是, 铁塔主材的上拔力由斜插式的主角钢承受, 其配筋计算仅考虑斜材的水平分力和垂直分力, 一般按构造配筋即可满足要求。虽然斜插式基础增加了插入角钢量, 但省去了台阶式基础中底脚板和地脚螺栓的重量。总之, 斜插式柔性基础能充分利用侧向土抗力, 将主要的力直接传给地基, 这不仅有利于基础的整体稳定和本身的强度, 而且能节省材料、降低造价。
项目
偏心直柱刚性基础
柔性基础
直柱
斜柱( 斜插)
混凝土 ( m3)
ZB2 直线塔 6 0°转角塔
25. 1 47. 0
21. 3 50. 1
15. 6 28. 4
ZB2 直线塔
4 62
钢材( kg )
6 0°转角塔
6 50
1 42 2 3 22 9
1 04 2 1线路基础设计技术规定 . ( SDG J 62- 84) . 作者简介: 双龙, 男, 1971 年 7 月出生, 籍贯是内蒙古通辽市, 1994 年毕业于青海大学工业与民用建筑专业, 工作后一直从事送电线路结构设计工作, 参加了多项重点送电线路工程杆塔的设计和实验工作, 本文是将钢管杆计算理论与工程实践相结合的一个及时总结。

输电线路铁塔塔型选择与结构设计优化

从前面介绍的桁架结构特点可知，输电塔结构优化分为尺寸优化、形状优化、拓扑优化和布局优化四个层次。比较而言，尺寸优化难度最低，主要是杆件截面尺寸这个变量；形状优化需要同时处理截面和形状两个变量；拓扑优化需要处理截面和拓扑关系（节点间连接方式）两个变量；布局优化需要处理截面、形状和拓扑三个变量，难度最高。实际上，优化难度与优化效果往往是成反比的，根据文献[5]研究，若原始模型造价为100，截面优化、拓扑优化、形状优化、布局优化的造价分别为83、80、79、76。
1.2输电铁塔选型
铁塔塔型选择需考虑电压等级、导线型号及排列方式、档距、回路数、工作环境、线路敷设路径及走廊宽度等多种因素。上字型、鸟骨型、桥型等塔型导线间距较小，适于电压等级较低的直线塔或耐张塔；猫头型、酒杯型、干字形等塔型导线间距较大，适于电压等级较高的直线塔或承力塔。上字型、鸟骨型、桥型、猫头型、干字型、羊角型等塔型的导线一般采用三角形排列方式，而门型、酒杯型等塔型的导线采用水平排列方式，门型、鼓型、蝴蝶型等塔型用于双回路导线。对于覆冰厚度较高的地区及多雷地区，为避免发生线间闪络事故，一般采用双地线和水平排列方式，防雷效果好，但比三角形排列方式占用更大的线路走廊宽度。自立塔比拉线塔占用空间小，对线路走廊宽度要求较严时应采用自立塔。窄基塔（塔宽高比1/14～1/12）适于档距较小的输电线路，宽基塔（塔宽高比1/6～1/4）适于档距较大的输电线路。另外，单回路耐张塔可选择干字型铁塔或酒杯型铁塔，单回路转角塔、终端塔可选择羊角型铁塔或门型铁塔，双回路直线塔可选择鼓型铁塔、蝴蝶型铁塔，双回路承力塔可选择伞型铁塔或鼓型铁塔，大跨越塔常选择蝴蝶型铁塔。
2.2输电塔结构设计优化方法
输电塔结构设计优化的目的是寻求一种安全、经济、适用的结构。安全是保证输电塔结构在各种荷载（重力、导地线牵拉力、风荷载、覆冰荷载等）作用下稳定，不发生倾覆、倒塌等事故。经济要求输电塔结构紧凑，走廊宽度小，占地少，同时用料最省，施工便宜，维护简单，综合费用低。适用的结构能满足输电塔对电气性能、力学性能、维护使用性能的要求，即好用。但输电塔结构优化不光影响因素多，而且这些因素间往往存在“牵一动百”效应，当然最主要的问题是输电塔结构优化中的变量大部分属于离散变量。离散变量具有变量不连续性、函数不可微性（不存在函数微分）特点，不能直接采用解析法求解，要解决离散变量的优化问题必须考虑组合优化问题，设有n个变量，每个变量有m个离散值，那么可能存在的最大组合数是mn，当m和n不断增大时，mn就会急剧增大，以至于无法求解，此类问题被称为NP（Nondeterministic Polynomially）问题。目前，离散变量结构优化主要采用精确算法、近视算法和启发式算法[6]。精确算法如枚举法、割平面法、分支定界法、动态规划法等，这种方法只能解决中小规模，对大规模模型很难求解。近视算法可以求得近视最优解，能实现大规模模型求解，但确定误差界很困难，适用范围较窄。启发式算法也是一种求解近视最优解的方法，例如遗传算法、模拟退火算法、蚁群算法、粒子群算法、人工神经网络等，目前解决复杂离散变量结构优化大多采用这种方法，例如采用蚁群算法对形状、拓扑和布局进行优化。

输电线路铁塔结构设计优化探讨

输电线路铁塔结构设计优化探讨摘要：输电线路铁塔的结构设计方法的掌握是确保设计质量的关键。

所以我们必须切实掌握其设计要点，并结合实际需要，切实加强对其的优化和完善，才能更好地采取优化措施，促进设计质量的提升与优化。

因此，本文对输电线路铁塔结构设计优化进行了探讨。

关键词：输电线路铁塔；结构设计方法；优化措施一、输电线路铁塔塔型设计在有关架空输电线路铁塔内力的分析中，可将铁塔杆系节点作为铰接点。

考虑到架空输电线路铁塔结构多在相对复杂的自然环境中运行，因此对铁塔塔型的规划必须兼顾技术和经济层面的合理性。

根据输电线路工程导线型号、基本环境条件以及敷设路径情况选择基础塔型形式，基于铁塔所承受机械外负荷条件进行设计和计算，以确保铁塔结构稳定性、刚度、强度满足设计要求。

除此以外，在输电线路铁塔塔型的选择设计上还应当考虑施工条件、施工技术以及运行便捷性等因素的影响。

根据底部宽度，可以将输电线路铁塔设置为窄基铁塔和宽基铁塔两种类型。

其中，窄基铁塔底部宽度与塔体高度的比值在 1/14～1/12 的范围内，宽基铁塔底部宽度与塔体高度的比值则在 1/6～1/4 的范围内。

对于窄基铁塔而言，由于铁塔底部宽度较小，因此主材所受作用力较大，适用于小挡距塔的设计选型；对于宽基铁塔而言，由于铁塔底部宽度较大，因此主材所受力作用力较小，适用于大挡距（使用挡距在 100m 及以上）铁塔的设计选型。

二、设计方法目前，我国在输电线路铁塔的结构设计方面已经取得了不小的成就，但是也存在一定的和不足。

由于输电线路中，铁塔结构的设计是整个高压输电线路工程项目中的重点所在。

常见的输电线路主要包含以下部件：①地线支架；②导线横担；③上下曲臂；④塔头立柱；⑤塔身；⑥塔腿、塔脚；⑦拉线等。

将这些部件有机的结合在一起之后形成整体性的结构。

若确定以下因素后：①电压等级；②气象条件；③导地线荷载；④呼称高；⑤塔头电气间隙圆。

那么影响铁塔结构的因素就有：①铁塔杆件内力；②选材；③铁塔耗量指标。

输电线路杆塔基础型式选择和优化设计23

输电线路杆塔基础型式选择和优化设计摘要：由于我国科技水平与经济水平的不断提升，在对输电线路的设计与施工方面投入的资本也在不断的增多，通常来说高压输电线路最短也能够达到几十公里的长度，而铁塔则是输电线路结构中的重要构成部分，无论是在造价方面，还是在工期方面都会在成本与资金上予以很大程度的耗费。

而对于输电线路杆塔的基础型式在选择与优化设计方面，都会影响着整条线路工程的施工建设。

为了能够依托于最低的投入，获得最好的输电线路杆塔基础的建设，就需要在基础型式的选择上进行优化与合理方案的提出。

关键词：输电线路；杆塔基础；型式选择；优化设计1 杆塔基础的选型原则1.1 杆塔基础选型的基本原则与要求输电线路杆塔基础选择时要遵循以下基本原则：其一，要按照输电线路的基本情况以及所在地域的地理、地质条件选用合理的基础结构形式，以达到改善基础受力状况的目的。

其二，要尽可能利用原有地基自身的承载特性，因地制宜采用原状土基础，在达到稳定性要求的基础上有效降低成本。

其三，要注重环境保护以及可持续发展战略的要求，根据实际情况选择全方位高低主柱基础和铁塔长短腿配合使用的杆塔基础方案。

1.2 基础优化设计原则输电线路杆塔基础优化设计的最终目标是要兼顾工程施工的经济效益和基础的基本性能要求即确保其稳定性达到要求，而这一目标实现的关键在于要按照塔位所在的实际地质条件和输电线路对杆塔形成的作用力情况进行综合考虑和合理规划，同时考虑混凝土和钢材消耗量等因素进行杆塔基础优选和施工方法优化，使这些基本指标达到最优化的保证。

2 输电线路杆塔基础型式设计的影响因素分析2.1 杆塔基础设计通常来说杆塔基础设计，主要是指将地质与荷载等条件作为已知条件，并依托于科学的计算体系进行输电线路杆塔基础类型的选择与设计，并能够对最科学与合理的尺寸予以确定的全过程就是杆塔基础设计。

在对杆塔进行基础设计的过程中，需要考虑到工程所涉及的经济性因素与环保的因素，还需要对施工作用的难易度进行科学的考量。

试论输电线路铁塔基础选型设计及其优化

1铁塔基础选型
1.1混凝土台阶式基础
该基础底板的台阶高宽比不小于1.0，基础底板内不配置受力钢筋，是国内传统的基础形式之一。其特点是混凝土耗量较大，因只需立柱配筋而台阶不配筋，钢材耗量较小；铁塔采用塔脚板与其预埋的地脚螺栓相连，容易校正；施工方便、工期较短。
1.2斜柱板式基础
这种基础形式是国内外通用的基础形式之一，该基础的主要特点是：基础立柱坡度与塔腿主材坡度一致，塔腿主材角钢直接插入底板，可减少基础柱顶水平力，降低立柱正截面强度，缩小立柱断面或配筋。底板双向配筋，底板较薄，台阶宽高比可扩大至2.5，底板面积较大，适宜基础浅埋和加大上拔土体而增加基础抗拔能力。
1.3高压灌注基础
高压灌注基础就是通过高压泵将水泥料浆泵入到软土地基当中，使其和淤泥、土壤形成整体，加强基础的承载力。首先要按照软土路基的具体情况进行注浆深度的设计，在泵机钻头达到设定深度时开启高压泵，将料浆注射到路基内。因为料浆受到较大压力具有较大的冲量，在进行喷射时会对软土造成切割并且能够帮助泥土和料浆更好的结合，在料浆发生固化后就成为了稳定的路基。近些年随着高压泵车技术的快速发展，高压灌注基础也大范围应用到了软土路基方面，同时向外进行了扩展。例如高压水泥灌注基础、高压化学灌注基础等等。要按照软土路基所具有的地质结构以及软土自身的特性来选择适合的高压灌注基础，这样就能够保证铁塔不能因为自身和线路所具有的重力而发生基础沉降。
2.3设计优化
在该工程项目中之所以选择联合式铁塔基础，最主要的原因便是它的稳定性与安全性相较于其他的铁塔基础要更加优异。加之该地的土质松软，限制条件较为苛刻，故应选择联合式铁塔基础型式。首先，在进行基础设计之前需要对基础所需要承载的载荷进行计算，而联合式铁塔基础的承载能力一般在实际设计数值的80％以下，这样可以保证基础的稳定性最优化。其次，联合式铁塔基础埋深较浅，且整体由浇筑构型，因此，该基础型式可以方便排水，并且能够让土层顶层的硬质层起到最好的固定作用，但是由于下层的土质相对较为松软，故而基础很容易发生下沉位移，如果发生的是合理变形，那么在沉降与位移量达到一定限度值时便可以自动调节至最优情况，而如果是由于施工误差造成的变形，则有可能对铁塔整体造成极大的影响。最后，便是当地的自然条件、气候环境等都会对铁塔的沉降位移产生影响，为了防止铁塔基础形变产生严重的后果，需要在设计过程中将变形参数考虑到其中，保证最大压力侧变形幅值小于20mm。

输电线路铁塔结构设计的现状和优化措施

工程施工的顺利进行。ｌ国内输电线路铁塔结构设计的现状在我国高压输电线路的建设中，电线路铁输塔的设计与施工占据重要的地位，其一般由地线支架、导线横担、下曲臂或塔头立柱及塔身、上、塔腿或塔脚及拉线等部件组成。通过铰接组成一个整体。当电压等级、气象条件、导地线荷载、呼称高及塔头电气间隙圆确定之后，影响铁塔杆件内力、选材和铁塔耗量指标的主要因数是如何优化铁塔各部件的合理几何尺寸和杆件结构布置形式。使结构杆件长度最短、面积最小。同时满足强度和并稳定要求，到塔材设计重量最轻的目的。达输电线路铁塔简称电力铁塔，按其形状一般分为：杯型、头型、字型、字型和桶型五酒猫上干种，按用途分有：耐张塔、直线塔、转角塔、换位塔（更换导线相位位置塔）、终端塔和跨越塔等，它们的结构特点是各种塔型均属空间桁架结构，杆件主要由单根等边角钢或组合角钢组成，材料一般使用Ｑ３（３）Ｑ４（６ｎ两种，２５ＡＦ和３５１Ｍ）杆件问连接采用粗制螺栓，靠螺栓受剪力连接，整个塔由角钢、连接钢板和螺栓组成，个别部件如塔脚等由几块钢板焊接成一个组合件，因此热镀锌防腐、运输和施工架设极为方便。对于呼高在６ｍ以下的输０电线路铁塔，的ｊ叶一根主材上设置脚钉，在￡Ｊ以方便施工作业人员登塔作业。近年来，我国电力工程设计部门院先后在２０Ｖ、０Ｋ２Ｋ５０Ｖ送电线路工程新的拉Ｖ型直线塔、酒杯型直线塔、双回路直线塔设计中：以结构重量最轻为目与满应力电标，算程序相结合，采用动态规划方法对铁塔各个部件的几何尺寸和结构布置同时进行了优化设计。同传统设计成果相比，单基指标均可节约钢材一吨左右，取得了较好的经济效益。任何结构受力分析表明：力的传递路线愈直接，或外荷载愈能被支承反力直接平衡，结构的重量就愈轻；选取合理的截面形状和刚度配置，将内力与位移的分布相对于材料的配置调整得愈是合理，结构的重量就愈轻；合理组合各种材料，结合结构的受力特性和儿何形状，愈是能充分发挥不同材料的力学特性，结构的重量就愈轻。这些基本原理也是铁塔结构优化没计所遵循的基本原则。２加强输电线路铁塔结构设计优化的具体

试论输电线路铁塔基础选型设计及其优化（大全五篇）

试论输电线路铁塔基础选型设计及其优化（大全五篇）第一篇：试论输电线路铁塔基础选型设计及其优化试论输电线路铁塔基础选型设计及其优化摘要：随着我国经济水平的不断增长，社会对电力行业的发展需求也在不断提高。

因此，我国的输电线路铁塔行业在近些年来有着飞速的发展。

根据数据统计可以看出，我国输电线路铁塔的销售收入在近几年增长了近40%，整体处于高速发展时期。

该文对输电线路铁塔基础选型设计进行分析，并提出一些优化意见与建议，希望能够为我国输电线路的进一步发展做出贡献。

关键词：输电线路铁塔基础选型设计中图分类号：TM726 文献标识码：A 文章编号：1674-098X （2017）03（b）-0077-02如今我国的各类生产活动与城市化建设都在高速发展的进程中，其对于电力的需求极大，故而近些年来我国输电线路的建设正在如火如荼地开展着。

而输电线路往往需要高压铁塔进行支撑，否则将使输电线下垂，容易发生各类安全事故或是影响输电线路整体的正常运行。

当下我国的输电线路总跨度正在不断增加，这对于高压铁塔的要求也越来越高。

线路总长增加则意味着线路的总重量也将随之增加，如果高压铁塔的承重能力不能达到预期标准，将会严重影响到输电线路的安全性与稳定性。

因此，我们必须针对输电线路铁塔的基础选型做好充分准备工作，并对其进行优化，使之能够适应输电线路的进一步发展。

影响输电线路铁塔基础设计的因素虽然输电线路铁塔对输电线路的整体稳定性有着极为重要的作用，但是铁塔的基础非常容易受到各类人为施工因素、施工环境因素以及特殊因素的影响。

铁塔基础直接决定了铁塔的稳定性以及承载能力，因此，我们必须针对这些可能对输电线路铁塔基础造成影响的因素采取相应的防治措施，而要想达到这一步，便是需要确定所有可能对输电线路铁塔基础造成影响的因素。

输电线路铁塔的施工工艺相对较为复杂，而且其所处的地理环境多变，因此，可能对输电线路铁塔基础造成影响的因素不能够一概而论，对于不同的环境来说可能存在着截然不同的影响因素。

浅析山区输电线路塔位选择及基础选型设计

浅析山区输电线路塔位选择及基础选型设计摘要：随着综合国力的不断提高，国内能源设备的不断调整及加强，供电范围越来越广泛，输电线路越来越长。

目前，我国输电线路总长度已超过160万千米。

在这一背景之下，高压电力铁塔的建设也越来越多，而输电铁塔的基础作为铁塔的重要组成部分，且根据有关的研究表明，输电线路建设过程中的基础工程占到了整个工期的50%左右，费用占到25%左右，而运输量则占到60%左右。

由此可见，对电力铁塔基础进行优化设计，不仅可以大大地降低施工工期，还能够在一定程度上降低工程的造价，增强项目的经济效益。

本文将结合实际情况对高压铁塔基础的优化设计进行深入的探讨。

关键词：山区输电线路；塔位选择；基础选型设计引言自改革开放以来，我国的各行各业的经济发展迅速，如今，电力事业已经在我国的国民经济中占据着至关重要的比重。

且我国面前电网的发展重点是发展跨省、跨地区的输电线路，抓紧建设南、北、中三条输电通道，积极的推行全国联网工程。

在这种大环境之下，所需要建设的高压铁塔项目也就越来越多。

而输电线路高压电力铁塔的基础作为电塔结构中的重要组成部分，对它进行优化设计，一方面能够降低工程的造价，节约建设费用，另外一方面还能够增强企业的综合竞争力。

因而，有必要对电力铁塔基础的优化设计及其经济效益进行分析和研究。

1高压铁塔基础类型及优化设计必要性一般情况下，根据电力铁塔在输电线路中所处的位置，可以将铁塔分为终端塔、直线塔和转角塔。

其中直线塔在输电线路建设中采用的最为普遍，而当前我国对于直线塔所采用的基础形式主要可分为斜插式基础、直柱式基础、大开挖基础、原状土基础（挖孔桩基础和掏挖基础）、岩石锚桩基础和倾覆基础。

现已挖孔桩基础为例，挖孔桩基础是以混凝土灌注到人工或者机械挖成的孔洞中而成的基础，它是以天然土来保持基础的上拔稳定的，能够充分的发挥出原状土特性。

这类基础与其他形式的基础相比较，具有以下几个方面的优点：一、这类基础的埋深一般都较深，因而它不仅具有很好的抗拔性能，而且具有横高的竖向和横向承载能力。

高压输电线路基础选型及优化

高压输电线路基础选型及优化摘要：随着输电线路在我国的建设和应用，精细化设计是输电线路基础设计的必然要求，在今后的基础选型及设计中，应根据不同地质情况，不同的基础作用力选择合理的基础型式，合适的基础尺寸和埋深。

本文将对大开挖类基础和原状土类基础的尺寸、埋深方面进行优化，指出铁塔基础优化设计的具体措施。

关键词：高压输电线路；基础型式；优化设计大开挖类基础优化下压工况下台阶宽高比的优化下压工况下，基础底板的扩大可以获得较大的承载面积，特别是地基承载力较低时，通常要放大台阶的高宽比，但随着地基承载力的提高，可能不需要太大的台阶宽高比，即可获得所需的底板面积，一般情况下，配筋板式基础的最大台阶宽高比为 2.5，当台阶宽高比小于1 时，说明底板不需要配筋；当台阶宽高比在 1-2 之间时，说明底板配筋后，没有完全发挥作用。

当基础埋深和台阶高度一定时，在铁塔下压力作用下，随着地基承载力的降低，优化计算出的基础最大台阶宽高比会不断的增大。

台阶的最大宽高比在 1.5-2.5 时，说明底板需要配筋，这时候能够较好的发挥底板钢筋的作用；而当铁塔下的压力继续增大，地基承载力较低时，计算出的基础最大台阶高宽比将会超过规范所规定的 2.5，说明此时的板式基础已不再是该种基础作用力和地质条件下的最佳基础方案。

上拔工况下台阶宽高比的优化当基础埋深和台阶高度一定时，随着上拔作用力的增大，优化计算出的基础最大台阶高宽比不断增大。

当铁塔上拔力在 500kN 以上时，通过优化计算出的基础最大台阶宽高比均在1.5 以上，说明底板需要配筋；而当铁塔上拔力继续增大时，计算出的基础最大台阶宽高比将会超过规范规定的 2.5，为满足规范规定的高宽比，则需要增大台阶高度，当基础上拔作用力大于 1300kN 时，仍然采用高度为400mm 的基础底板，斜柱板式基础已不再是最佳基础方案。

决定底板强度的主要外力为基础上拔、下压时产生的弯矩，弯矩同底板悬臂成平方关系，底板端头弯矩最小（M=0），最大弯矩产生在主柱与底板相交的断面，因此，为充分发挥底板每个断面的强度，底板应该采用变截面设计。

输电线路铁塔选型设计与基础优化研究

输电线路铁塔选型设计与基础优化研究摘要：随着经济建设的不断发展，用电需求也越来越高，2020年我国输电线路总长或超159万千米。

加之输电线路电压等级的日益提高，我国的输电线路铁塔正朝着多回路、高电压等级的方向发展。

传统的老塔型越来越无法适应发展需求，输电线路铁塔的合理选型与有效优化已经成为电网建设过程中必不可少的重要环节，本文便对输电线路铁塔的选型设计与基础优化进行研究。

关键词：输电线路铁塔；选型设计；基础优化引言当前我国电网建设由于受经济发展与地理环境的影响，呈现出长距离、大规模、高电压等级等主要特点。

目前我国的特高压工程与日俱增，在技术方面取得的成果也非常喜人，但与发达国家相比，我国输电线路铁塔在设计过程中的理念与技术还存在一些问题。

因此，需要研究其选型设计与基础优化，以节约输电成本、提升输电质量。

1输电线路杆塔的分类及概述输电线路杆塔是输电线路建设过程中必不可少的重要结构组件，其主要的功能就是把导线、避雷线和附属设备进行支撑，从而保证所有相关的导线之间，导线与地面和一些交叉跨越物之间保持安全的距离。

在电力系统中主要应用的电力线杆塔主要分为：直线杆塔、耐张杆塔、转角杆塔、换位杆塔、跨越杆塔、终端杆塔这五大类。

而电力杆塔建设主要采用两种材料型式：铁塔和钢筋混凝土塔。

一般在输电线路的电压等级大于110kV时都采用铁塔型式，而电压等级小于66kV 时会多采用钢筋混凝土塔。

在输电距离较远，线路电压等级高，施工环境复杂的环境一般采用铁塔。

由于铁塔结构的可变性，铁塔结构的安全性方面有着相当的优势。

但是铁塔的使用对材料的需求量也大，结构设计不合理也会导致杆塔本身的抗弯矩和承载力的不足，并造成材料浪费。

因此电力线路杆塔必须要根据线路的电压等级、回路数、环境情况等进行考虑，从而选择合适的杆塔型式后在针对实际情况进行优化选择，从而选择最为合适的杆塔结构，从技术性、经济性方面综合对杆塔的选择进行评判。

2铁塔设计的原则电网能够有效的发挥其作用，主要是输电线路中的各个组件要能够承受运行过程中的各种外来因素影响，尤其是输电线路的杆塔部分，必须要能够承受一些外在环境的影响，必须要能够稳定的矗立在地面上，保证线路的正常可靠运行使用。

季节冻土区高压输电铁塔基础选型及优化设计

季节冻土区高压输电铁塔基础选型及优化设计摘要：冻土对输电线路工程安全的影响主要为冻胀和融沉，季节冻土地区又以冻胀引起的切向力对铁塔基础影响最大。

消除切向力应结合输电线路工程特点和冻土特性选择简单有效的方法。

基础选型时应使基础特点与工程地质条件相匹配，季节冻土区基础优化设计需综合考虑基础尺寸对荷载和承载力的双重影响。

大开挖基础优化埋深、柱宽、底板宽，原状土基础以获得最优的深径比为目的，通过计算对比选择造价最低的基础型式及尺寸。

关键词：输电铁塔；季节冻土；基础选型；抗冻拔；大开挖基础；原状土基础；优化设计引言：冻土因其存在冻胀和融沉特性，对作用与其上和埋置于其中的建筑物基础存在很大的危害。

我国冻土面积大、分布广，约215万平方公里，占全国领土面积的1/5。

主要分布在青藏高原，东北大、小兴安岭和天山、阿尔泰地区。

以往工程中，由冻土引起的建筑物损坏对国民经济和人民生命财产安全造成了一定是损失和威胁。

各行业均采取了一系列措施来应对该问题。

随着我国电力事业的发展，青藏联网、川藏联网、藏中联网等一大批电力工程先后在高原地区开工建设，输电线路作为电力工程的重要组成部分，因其分布地域广、建设条件复杂多变，也越来越多的面临冻土的考验，如何更好的处理冻土问题，是每一个电力建设者关心的问题。

1 铁塔基础抗冻胀的主要措施1.1 冻土的危害冻土分为季节冻土和多年冻土。

地表层寒季冻结、暖季融化的土（岩石）称为季节冻土，冻结状态持续两年或者两年以上的土（岩石）称为多年冻土。

冻胀的危害：在寒季，当温度下降至0℃以下，土体中的一部分未冻水冻结成冰并与基础冻结，土体因此膨胀，对建筑物基础产生法向、水平、切向三个方向的冻胀力。

法向冻胀力会对埋置其中的基础产生上拱。

水平冻胀力在各方向对称的情况下相互抵消，但对非对称的结构（如支护结构），水平冻胀力会导致结构破坏、失稳等。

切向冻胀力是由于土体与基础表面冻结后继续膨胀，从而对基础产生的上拔，引起建筑基础结构破坏或整体失稳。