中国特高压输电线路杆塔基础关键技术研究

Geological Condition Load Characteristic Subsoil Properties Construction Method
地质条件 基础荷载特性 地基承载特性 基础施工方法
Transportation Condition 施工运输条件 Economy Consideration Environment Protection 经济性考虑 环境保护因素
The study on UHV transmission lines tower foundation engineering in China 中国特高压输电线路杆塔基础关键技术研究 程永锋 Cheng Yong-feng Yong国网北京电力建设研究院 Beijing Electric Power Construction Research Institute of SGCC
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Introduction／ Introduction／引言
● China started the UHV transmission study since 1986. Some subject researches and achievement have been developed since then. 中国对特高压输电技术研究始于20世纪80年代，取得了一批重要科研成果。 20世纪80年代 中国对特高压输电技术研究始于20世纪80年代，取得了一批重要科研成果。 ● At the end of 2004, the State Grid Corporation of China (SGCC) started researches on key technology of UHV, including power system analysis of UHV AC&DC transmission, engineering design, construction and test, and manufacture of main equipment, etc. 2004年底 国家电网公司启动了特高压输电工程关键技术研究， 年底， 2004 年底，国家电网公司启动了特高压输电工程关键技术研究，全面开展特 高压交、直流输电的系统分析、工程设计、施工调试和主设备研究等方面研究。 高压交、直流输电的系统分析、工程设计、施工调试和主设备研究等方面研究。 ● The 1000kV Jindongnan-Nanyang-Jingmen UHV AC experimental pilot in China began to construct in 2006. 2006年 中国1000kV晋东南 南阳－ 1000kV晋东南－ 2006年8月，中国1000kV晋东南－南阳－荆门特高压交流试验示范工程开工 建设，标志着我国特高压电网建设的序幕已经拉开。 建设，标志着我国特高压电网建设的序幕已经拉开。
Foundation type selection／基础选型原则与要求 selection／
Appropriate foundation type should be adopted to reduce lateral force and moment on foundation pillar, which can improve foundation bearing capacity and stress status. status. 选用合理的基础结构型式， 选用合理的基础结构型式，改善基础受力状态 Properties of high bearing capacity and small deformation of undisturbed subsoil should be utilized sufficiently. Undisturbed soil foundations in accordance with local sufficiently. condition is recommended. recommended. 充分发挥地基自身承载特性， 充分发挥地基自身承载特性，因地制宜采用原状土基础 In order to protect slope and reduce excavation area at tower location on slope of mountain ground, hills, scheme of combination of tower unequal legs with unequal foundations according to local condition is recommended. recommended. 注重环境保护和可持续发展战略， 注重环境保护和可持续发展战略 ， 因地制宜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技术方案。 腿配合使用的杆塔基础技术方案。
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Typical strength coordination of transmission line components
It is similar to the ordinary EHV transmission line engineering that the major goal of UHV transmission line design optimization is to achieve a minimum cost for a given level of reliability and safety. Firstly, foundation type schematization should be made according safety. to the loads and geological condition along the transmission line corridors. And then, corridors. design optimization of the same type foundation should be done to determine the size and structure of the foundation. Main contents include embedment depth, width or diameter foundation. of the foundation bottom, material and connection style with the tower structure, etc. etc. during optimizing. optimizing. 与一般超高压输电线路杆塔基础设计相同， 与一般超高压输电线路杆塔基础设计相同，特高压杆塔基础优化设计目标就是在保 证工程安全和可靠性水平下使基础工程造价最低。 证工程安全和可靠性水平下使基础工程造价最低。首先需根据不同的地质条件和杆塔基 础作用力规划出相对经济合理的基础类型。在同类基础中根据基础作用力和地质条件， 础作用力规划出相对经济合理的基础类型。在同类基础中根据基础作用力和地质条件， 以降低混凝土和钢材消耗指标为目标进行基础优化设计，设计基础尺寸和基础构造， 以降低混凝土和钢材消耗指标为目标进行基础优化设计，设计基础尺寸和基础构造，从 而确定基础工程量。基础设计优化的主要内容有基础埋深、底板宽（直径） 基础材料、 而确定基础工程量。基础设计优化的主要内容有基础埋深、底板宽（直径）、基础材料、 基础与杆塔连接方式等。 基础与杆塔连接方式等。
基础和上部结构的强度配合
In China, the usually accepted strength coordination sequence of major components for 110~500kV transmission line is ①straight line tower structure, ②straight line tower foundation, ③suspension insulators and fittings, ④tension tower structure, ⑤tension tower foundation, ⑥dead-end tower structure, ⑦dead-end tower foundation, ⑧ conductors and wires, ⑨tension insulators and fittings. The accident sequence of each part are externalize through safety coefficient and partial coefficients in technical code. Design principles for foundation and tower should be matched in the UHV transmission line engineering, which is implemented through the transfer of foundation loadings, So simple security reliability alternation for UHV transmission line foundation is not necessary.
p ≤ f s / γ rf pmax ≤ 1.2 fa / γ rf
轴心荷载 偏心荷载
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中国110 500kV输电线路设计中考虑的故障顺序一般是①直线塔②直线塔基础③ 中国110～500kV输电线路设计中考虑的故障顺序一般是①直线塔②直线塔基础③悬垂绝缘子金 110～ 输电线路设计中考虑的故障顺序一般是 具串④转角塔⑤转角塔基础⑥终端塔⑦终端塔基础⑧导地线⑨耐张绝缘子金具串， 具串④转角塔⑤转角塔基础⑥终端塔⑦终端塔基础⑧导地线⑨耐张绝缘子金具串，以上各组成部分 之间的故障顺序通过相应的专业设计规范的安全系数或分项系数体现。 之间的故障顺序通过相应的专业设计规范的安全系数或分项系数体现。 按我国规范设计计算得到的各类基础安全度是杆塔部分的1.2 1.2倍 按我国规范设计计算得到的各类基础安全度是杆塔部分的1.2倍。
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ReliabilityReliability-based design ( RBD ) for transmission line structure foundations
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Basic Concerns During Designing／设计和选型中主要考虑因素 Designing／
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Foundation optimization／基础优化设计原则 optimization／
基于可靠度理论的特高压基础设计
Uplift and lateral stabilities checked Equation／基础上拔和倾覆荷载稳定性计算 Equation／
γ f R≤ A (γ k , γ s , γ c , c, ϕ ⋅⋅⋅⋅⋅⋅)
Compression stress on foundation base／基础下压承载 base／