第十一章杆塔荷载计算

GF
滑轮 导线
P G
转向滑轮 GF
滑轮
导线 P
G
至卷扬机
滑轮 至卷扬机
采用双(a) 倍吊线时:
(b)
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
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：
来自百度文库
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)。
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。
第十一章杆塔荷载计算
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。
另外，60米以上的杆塔，考虑的风的振动作用，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：
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
导线重力 ： GD= 2416 N
导线风压： PB=g4(10)ABlh=17.453×10-3×164.5×300=368 N
下图为上导线的安装图。导线越过下横担的拉力T2与 水平线的夹角为20°。假设上下横担导线被水平拉出 1.3m.
根据力平衡条件，列平衡方程
ΣX=0 ΣY=0
1.3T1/3.74=T2cos20° T1=2.7 T2 3.5T1/3.74=GD+T2sin20° T1=3.74(2416+0.342T2)/3.5
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
（2）运行情况II （覆冰:v=10m/s, t=-5℃， b=5mm）
GD= 2416 N 导线风压：
PB=g4(10)ABlh=17.453×10-3×164.5×300=368 N 正在安装的下导线横担处的总荷载为
ΣG=1.1×2416+1500=4158N
（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。
△T=T1COSα1-T2COSα2
T 2 COS α2 T1COS α1
T1
T1
T1
α1
α2
T2
T2
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 。
解: 避雷线金具无冰时重力 Gjb 和覆冰时重力G’jb
Gjb = 50N G’jb = 70N
绝缘子串无冰时重力 Gj 和覆冰时重力 G’j Gj =530N G’j =600N
忽略金具及绝缘子串的水平风压。
由表11-1，该杆塔需要计算7种荷载。
（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
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。
避雷线重力：
GB=1142 N 导线重力 ：
GD= 2416 N 避雷线张力：
ΔTB =0.2σBOAB=0.2×294.2×37.15=2187 N ( 5) 安装情况Ⅵ。起吊导线的气象条件取无冰，风速
10m/s.
起吊上导线一般按避雷线已安，下导线未安装考虑。
避雷线重力： GB =1142 N
避雷线风压： PB=g4B(10)ABlh=15.443×10-3×37.15×300=172 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
（4）避雷线张力差V。其气象条件未无冰无风。
避雷线重力： GB=g3ABlv+G’JB=131.76×103×37.15×350+70=1785 N
避雷线风压： PB=g5BABlh=35.241×10-3×37.15×300=393 N
导线重力： GD= g3Alv+G’J=51.016×103×164.5×350+600=3537 N
导线风压： PD=g5Alh=11.924×10-3×164.5×300=588 N
联立求解 T1=2986N T2=1106N
杆头荷载传递至主杆：
GT1=2986×3.5/3.74=2794N
PT1=2986×1.3/3.74=1038N
ΣG=1.1×2794+1500=4573N
（6）安装情况Ⅶ
按起吊下导线。
避雷线重力：
GB =1142 N 避雷线风压
PB=g4B(10)ABlh=15.443×10-3×37.15×300=172 N 导线重力 ：
式中 P导线或避雷风荷载 N；
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。