输电线路结构设计技术交流
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
塔型数量 4塔 方案 水平档距（m） 垂直档距（m） Ⅰ型 400 480 Ⅱ型 480 550 Ⅲ型 550 700 IV型 650 800
2.3 铁塔塔头的选择
• 直线塔塔头的选择要根据线路所处的地区， 综合考虑线路房屋拆迁、塔头电气性能、线 路走廊宽度、结构合理、铁塔钢材指标等因 素。
塔型
36 9180 100% ①能够有效解决“K”节点变形问题； ②铁塔重量相比略轻； ③结构美观，传力清晰； ④三个“X”型头部布置的铁塔在 500kV田盐线中进行过真型试验； ⑤塔头电气性能很好； ⑥“X”型节点不会产生外凸变形。
36 9244 100.7%
优点
①“K”节点较常规猫头上移，节点变形 有所改善； ②头部上横担采用上拱桁架结构； ③塔头电气性能很好。
2.4 铁塔优化设计
• 铁塔优化设计主要从塔头优化布置、塔身截 面选择、塔身主材坡度优化、塔身主材节间 布置、斜材布置优化、选材优化、节点构造 处理等方面对铁塔整体和局部进行优化，在 确保铁塔安全可靠的前提下达到降低铁塔耗 钢量目的。
比较项目
X型
K型
单线图 （ZMV1）
呼高（m） 塔重（kg） 相对重量
（1）遵照新规程新规范确保铁塔安全可靠为首要前提； （2）降低铁塔耗钢量，使铁塔设计经济可行，达到降低 工程造价目的； （3）铁塔设计尽可能减少对环境的影响； （4）合理规划铁塔型式，力求简洁、美观，结构合理、 构件穿力清晰； （5）合理选择构件和节点型式，充分发挥材料性能； （6）方便施工安装和运行维护。
2215.41 t
0 1993.87万元 32872片 394.50万元
2353.53 t
0 2118.18万元 32872片 394.50万元
费用总额
费用差额
3252.4万元
0万元
3231.3万元
－21.1万元
3238.4万元
－14.0万元
3174.68万元
－77.7万元
2.4 铁塔优化设计
• 杆塔结构优化设计的主要原则：
2.5.3 铁塔材料及其它
角钢：Q235、Q345两重、工差、定长、规格、镀锌；
螺栓：4.8、6.8、8.8级、丝扣、防卸、单双帽、紧固 脚钉：型式、两帽或三帽、间距450、安装位置（易于 上塔） 地脚螺栓：Q235、35号、45号
铁塔高低腿设计
3 基础设计原则和型式
• 根据沿线的地形地质条件，结合线路工程 特点，按照“安全可靠、方便施工、便于 运行、注重环保、节省投资”的原则； • 在基础设计中，根据不同的基础作用力和 地质条件，规划相对经济合理的基础型式。 在同种基础类型中，根据相同基础作用力 和地质条件，以降低混凝土和钢材指标为 目标，对基础埋深、底板宽度和基础钢材 选用进行优化
基础类型
特点
适用范围 一般地形地质条件和 一般塔型都适用 本工程主要用于直线塔
现浇斜柱式柔性基 础
施工经验成熟，应用广泛 工程量较小
现浇直柱式柔性基 础
施工经验成熟，应用广泛 工程量较小
一般地形地质条件和 一般塔型都适用 本工程主要用于耐张塔
地质条件差地下水位高的塔位 本工程主要用于直线塔 本工程主要用于低山丘陵地带 地质条件好，土体易于成型塔 位 低山丘陵地带 要求岩石的整体性好
• 2.5.1 风荷载
500kV大跨越
50年
30年 a.不同电压等级，气象条件的重现期是不同 500kV送电线路 30年 b.江苏地区目前220kV线路设计风速通常为 110～ 500kV大跨越 25m/s和28m/s两种。500kV设计规程对风 110～ 500kV送电线路 15年 速取值为不低于30m/s。 c.考虑500kV线路因绝缘子串较长、子导线 多，有发生动力放大的可能，且随风速增 大而增大。按79规程设计时，500kV线路 事故频率较高。因此新规程中靠虑此因素增加了导线风压调整系数β c。 考虑该系数后，铁塔重量增加8%左右，基础工程量相应增加。
• 2.5.2 铁塔荷载
a.正常运行情况：最大风速（90°、60°、45°、0°）、最大覆冰、 最低气温； b.事故情况：根据子导线分裂数、回路的不同、塔的受力情况考虑不 同断线情况； c.安装荷载： 两倍起吊 直线塔锚线（220kV及以下线路不考率），锚线对地夹角不大于 20°； 承力塔锚线：临时拉线对地夹角不大于45°，临时拉线平衡导地线 张力30%。对500kV线路导、地线张力20kN与5kN考虑； 紧线牵引绳对地夹角不大于20°； d.导地线架设次序为自上而下逐相架设； e.水平铁塔杆件考虑1000kN人重荷载
• 按结构型式分为单桩基础、单桩连梁基础 及群桩承台基础： • a.单桩基础：对于位于鱼塘内、河渠边及基 础荷载较大等使用开挖基础有困难的铁塔 基础，采用单桩基础。 • b.单桩连梁基础：用于直线塔立在深度较深 的塘中及转角塔立在塘中情况。 • c.群桩承台基础：用于基础荷载特别大的大 转角及终端塔。
d. 《架空送电线路钢管杆设计技术规定》(DL/T 5130-2001) e. 《220kV～500kV紧凑型架空送电线路设计技术规定》(DL/T 5217-2005)
f. 《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)
g. 《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-94)
2．铁塔型式
2．1铁塔分类
根据回路可分为单回路、双回路和多回路； 根据受力特点可分为直线塔、直线转角塔和承力塔； 根据结构型式分为拉线塔和自立塔； 根据外形可分为猫头、酒杯、干字型、鼓型、伞型 等
2.2铁塔档距规划
• 理论上讲，全线采用M基杆塔，就按实际使用条件 设计出M种型号的杆塔是最优方案，但这给设计、 杆塔制造、运行都带来极大困难，是不切实际的。 为了使塔型规划合理、经济，对附近已有线路的杆 塔实际使用条件进行统计，应用数理统计的方法进 行分析计算，使所规划系列塔型的设计条件较好地 满足和逼近实际使用条件，降低杆塔工程造价。
输电线路铁塔结构设计 技术交流
江苏省电力设计院
2005年9月
杆塔结构设计部分
1．线路结构设计规程
线路结构设计主要依据的规程规范；
a. 《110～500kV架空送电线路设计技术规程》(DL/T 5092-1999) b. 《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》(DL/T 5154-2002)
c. 《架空送电线路基础设计技术规定》(DL/T 5219-2005)
缺点
①铁塔指标相对重一些； ②“K”节点易产生外凸变形。
比较项目
方案Ⅰ
方案Ⅱ
单线图
呼高m） 塔重kg） 相对重量
36 8830 100%
36 9060 102.6%
正侧面根开 （mm） 正面坡度 侧面坡度 塔重（kg）
8960 8940 8920 8900
7400 /5920 0.089 0.071 8836
现浇台阶 基础 掏挖式基础 嵌固式 岩石基础
施工方便，施工周期短 工程量较大 工程量较小，施工要求高 保护环境 工程量最小，开挖面积小 植被破坏少但地质要求高
• 基础受力特点：上拔、下压； • 直线塔和转角塔的安全系数差异； • 基础施工要求：基面标高、分坑、预偏值、防 沉层、环境保护等； • 基础材料：钢筋（HPB235、HRB400）；混 凝土（C15、C20、C25）
220kV单回路酒杯塔
220kV单回路猫头塔
220kV单回路干字型转角塔
220kV、500kV双回路鼓型直线塔
220kV、500kV双回路鼓型转角塔
500kV单回路V串塔型
500kV双回路V串塔型
同塔多回路塔型
500kV单回直线塔
500kV双回直线塔
500kV单回转角塔
500kV双回直线塔
8200 /6560 0.106 0.085 8881
8300 /6640 0.108 0.086 8911
8400 /6720 0.110 0.088 8933
0.080
8819
9300
9200 9100
塔重(kg)
8880 8860 8840 8820 8800 8780 8760 8740 0.089 0.091 0.093 0.098 0.100 0.102 0.104 0.106 0.108 0.110
3相V串酒杯塔
3相V串猫头塔
中相V串酒杯塔
中相V串猫头塔
塔头方案
走廊宽度 风偏特性 房屋拆迁 拆迁费用Hale Waihona Puke Baidu西段5626m2 309万元
28.85m 10.0m 东段7550m2 415万元
22.45m 10.0m 西段4250m2 234万元 东段7069m2 389万元 西段6540m2 360万元
8800 8700
塔重( kg )
9000
8900
正面坡度
8600 1.00
1.04
1.08
1.12
1.16
1.20
1.24
1.25
1.26
1.28
1.32
1.36
1.40
正侧面根开比
2.5 杆塔荷载
杆塔荷载按性质可分为： 永久荷载：杆塔自重、导线及金具自重等； 可变荷载：风荷载、覆冰荷载、导地线张力、 施工检修荷载等；
7500 /6000 0.091 0.073 8844
7600 /6080 0.093 0.075 8856
7800 /6240 0.098 0.078 8880
7900 /6320 0.100
8000 /6400 0.102 0.081 8830
8100 /6480 0.104 0.083 8909
31.45m 14.0m 东段8910m2 490万元
24.45m 14.0m 西段5080m2 279万元
东段6960m 383万元
直线塔重
呼高折减 铁塔费用 绝缘子量 绝缘费用
2310.13 t
74.24 t 2012.30万元 43008片 516.10万元
2402.17 t
76.80 t 2092.83万元 43008片 516.10万元
2.3 铁塔塔头的选择
• 直线塔塔头的选择要根据线路所处的地区， 综合考虑线路房屋拆迁、塔头电气性能、线 路走廊宽度、结构合理、铁塔钢材指标等因 素。
塔型
36 9180 100% ①能够有效解决“K”节点变形问题； ②铁塔重量相比略轻； ③结构美观，传力清晰； ④三个“X”型头部布置的铁塔在 500kV田盐线中进行过真型试验； ⑤塔头电气性能很好； ⑥“X”型节点不会产生外凸变形。
36 9244 100.7%
优点
①“K”节点较常规猫头上移，节点变形 有所改善； ②头部上横担采用上拱桁架结构； ③塔头电气性能很好。
2.4 铁塔优化设计
• 铁塔优化设计主要从塔头优化布置、塔身截 面选择、塔身主材坡度优化、塔身主材节间 布置、斜材布置优化、选材优化、节点构造 处理等方面对铁塔整体和局部进行优化，在 确保铁塔安全可靠的前提下达到降低铁塔耗 钢量目的。
比较项目
X型
K型
单线图 （ZMV1）
呼高（m） 塔重（kg） 相对重量
（1）遵照新规程新规范确保铁塔安全可靠为首要前提； （2）降低铁塔耗钢量，使铁塔设计经济可行，达到降低 工程造价目的； （3）铁塔设计尽可能减少对环境的影响； （4）合理规划铁塔型式，力求简洁、美观，结构合理、 构件穿力清晰； （5）合理选择构件和节点型式，充分发挥材料性能； （6）方便施工安装和运行维护。
2215.41 t
0 1993.87万元 32872片 394.50万元
2353.53 t
0 2118.18万元 32872片 394.50万元
费用总额
费用差额
3252.4万元
0万元
3231.3万元
－21.1万元
3238.4万元
－14.0万元
3174.68万元
－77.7万元
2.4 铁塔优化设计
• 杆塔结构优化设计的主要原则：
2.5.3 铁塔材料及其它
角钢：Q235、Q345两重、工差、定长、规格、镀锌；
螺栓：4.8、6.8、8.8级、丝扣、防卸、单双帽、紧固 脚钉：型式、两帽或三帽、间距450、安装位置（易于 上塔） 地脚螺栓：Q235、35号、45号
铁塔高低腿设计
3 基础设计原则和型式
• 根据沿线的地形地质条件，结合线路工程 特点，按照“安全可靠、方便施工、便于 运行、注重环保、节省投资”的原则； • 在基础设计中，根据不同的基础作用力和 地质条件，规划相对经济合理的基础型式。 在同种基础类型中，根据相同基础作用力 和地质条件，以降低混凝土和钢材指标为 目标，对基础埋深、底板宽度和基础钢材 选用进行优化
基础类型
特点
适用范围 一般地形地质条件和 一般塔型都适用 本工程主要用于直线塔
现浇斜柱式柔性基 础
施工经验成熟，应用广泛 工程量较小
现浇直柱式柔性基 础
施工经验成熟，应用广泛 工程量较小
一般地形地质条件和 一般塔型都适用 本工程主要用于耐张塔
地质条件差地下水位高的塔位 本工程主要用于直线塔 本工程主要用于低山丘陵地带 地质条件好，土体易于成型塔 位 低山丘陵地带 要求岩石的整体性好
• 2.5.1 风荷载
500kV大跨越
50年
30年 a.不同电压等级，气象条件的重现期是不同 500kV送电线路 30年 b.江苏地区目前220kV线路设计风速通常为 110～ 500kV大跨越 25m/s和28m/s两种。500kV设计规程对风 110～ 500kV送电线路 15年 速取值为不低于30m/s。 c.考虑500kV线路因绝缘子串较长、子导线 多，有发生动力放大的可能，且随风速增 大而增大。按79规程设计时，500kV线路 事故频率较高。因此新规程中靠虑此因素增加了导线风压调整系数β c。 考虑该系数后，铁塔重量增加8%左右，基础工程量相应增加。
• 2.5.2 铁塔荷载
a.正常运行情况：最大风速（90°、60°、45°、0°）、最大覆冰、 最低气温； b.事故情况：根据子导线分裂数、回路的不同、塔的受力情况考虑不 同断线情况； c.安装荷载： 两倍起吊 直线塔锚线（220kV及以下线路不考率），锚线对地夹角不大于 20°； 承力塔锚线：临时拉线对地夹角不大于45°，临时拉线平衡导地线 张力30%。对500kV线路导、地线张力20kN与5kN考虑； 紧线牵引绳对地夹角不大于20°； d.导地线架设次序为自上而下逐相架设； e.水平铁塔杆件考虑1000kN人重荷载
• 按结构型式分为单桩基础、单桩连梁基础 及群桩承台基础： • a.单桩基础：对于位于鱼塘内、河渠边及基 础荷载较大等使用开挖基础有困难的铁塔 基础，采用单桩基础。 • b.单桩连梁基础：用于直线塔立在深度较深 的塘中及转角塔立在塘中情况。 • c.群桩承台基础：用于基础荷载特别大的大 转角及终端塔。
d. 《架空送电线路钢管杆设计技术规定》(DL/T 5130-2001) e. 《220kV～500kV紧凑型架空送电线路设计技术规定》(DL/T 5217-2005)
f. 《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)
g. 《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-94)
2．铁塔型式
2．1铁塔分类
根据回路可分为单回路、双回路和多回路； 根据受力特点可分为直线塔、直线转角塔和承力塔； 根据结构型式分为拉线塔和自立塔； 根据外形可分为猫头、酒杯、干字型、鼓型、伞型 等
2.2铁塔档距规划
• 理论上讲，全线采用M基杆塔，就按实际使用条件 设计出M种型号的杆塔是最优方案，但这给设计、 杆塔制造、运行都带来极大困难，是不切实际的。 为了使塔型规划合理、经济，对附近已有线路的杆 塔实际使用条件进行统计，应用数理统计的方法进 行分析计算，使所规划系列塔型的设计条件较好地 满足和逼近实际使用条件，降低杆塔工程造价。
输电线路铁塔结构设计 技术交流
江苏省电力设计院
2005年9月
杆塔结构设计部分
1．线路结构设计规程
线路结构设计主要依据的规程规范；
a. 《110～500kV架空送电线路设计技术规程》(DL/T 5092-1999) b. 《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》(DL/T 5154-2002)
c. 《架空送电线路基础设计技术规定》(DL/T 5219-2005)
缺点
①铁塔指标相对重一些； ②“K”节点易产生外凸变形。
比较项目
方案Ⅰ
方案Ⅱ
单线图
呼高m） 塔重kg） 相对重量
36 8830 100%
36 9060 102.6%
正侧面根开 （mm） 正面坡度 侧面坡度 塔重（kg）
8960 8940 8920 8900
7400 /5920 0.089 0.071 8836
现浇台阶 基础 掏挖式基础 嵌固式 岩石基础
施工方便，施工周期短 工程量较大 工程量较小，施工要求高 保护环境 工程量最小，开挖面积小 植被破坏少但地质要求高
• 基础受力特点：上拔、下压； • 直线塔和转角塔的安全系数差异； • 基础施工要求：基面标高、分坑、预偏值、防 沉层、环境保护等； • 基础材料：钢筋（HPB235、HRB400）；混 凝土（C15、C20、C25）
220kV单回路酒杯塔
220kV单回路猫头塔
220kV单回路干字型转角塔
220kV、500kV双回路鼓型直线塔
220kV、500kV双回路鼓型转角塔
500kV单回路V串塔型
500kV双回路V串塔型
同塔多回路塔型
500kV单回直线塔
500kV双回直线塔
500kV单回转角塔
500kV双回直线塔
8200 /6560 0.106 0.085 8881
8300 /6640 0.108 0.086 8911
8400 /6720 0.110 0.088 8933
0.080
8819
9300
9200 9100
塔重(kg)
8880 8860 8840 8820 8800 8780 8760 8740 0.089 0.091 0.093 0.098 0.100 0.102 0.104 0.106 0.108 0.110
3相V串酒杯塔
3相V串猫头塔
中相V串酒杯塔
中相V串猫头塔
塔头方案
走廊宽度 风偏特性 房屋拆迁 拆迁费用Hale Waihona Puke Baidu西段5626m2 309万元
28.85m 10.0m 东段7550m2 415万元
22.45m 10.0m 西段4250m2 234万元 东段7069m2 389万元 西段6540m2 360万元
8800 8700
塔重( kg )
9000
8900
正面坡度
8600 1.00
1.04
1.08
1.12
1.16
1.20
1.24
1.25
1.26
1.28
1.32
1.36
1.40
正侧面根开比
2.5 杆塔荷载
杆塔荷载按性质可分为： 永久荷载：杆塔自重、导线及金具自重等； 可变荷载：风荷载、覆冰荷载、导地线张力、 施工检修荷载等；
7500 /6000 0.091 0.073 8844
7600 /6080 0.093 0.075 8856
7800 /6240 0.098 0.078 8880
7900 /6320 0.100
8000 /6400 0.102 0.081 8830
8100 /6480 0.104 0.083 8909
31.45m 14.0m 东段8910m2 490万元
24.45m 14.0m 西段5080m2 279万元
东段6960m 383万元
直线塔重
呼高折减 铁塔费用 绝缘子量 绝缘费用
2310.13 t
74.24 t 2012.30万元 43008片 516.10万元
2402.17 t
76.80 t 2092.83万元 43008片 516.10万元