输电线路铁塔

输电线路铁塔

输电线路塔是支持高压或超高压架空送电线路的导线和避雷线的构筑物。

类型根据在线路上的位置、作用及受力情况分类如表：

还可根据不同的电压等级、线路回路数、导线及避雷线的布置方式、材料及结构形式来确定塔的名称，例如:220千伏单回路导线水平排列的门型耐张跨越塔。常见的悬垂型塔或耐张型塔如图。500千伏台山电厂至香山输变电工程的崖门大跨越钢管塔，该塔位于新会区西江崖门边，在两岸各建一高塔，两座高塔跨越距离2.5公里，塔高215.5米，所用钢管直径达1.58米，单塔重1650吨。常见的悬垂型塔或耐张型塔, 崖门大跨越钢管塔

塔的尺寸和档距须满足电路要求：导线与地面、建筑物、树木、铁路、公路、河流以及其他架空线路之间，导线与导线、导线与避雷线之间，均应保持必要的最小安全距离。避雷线对导线的保护角及使用双避雷线时两根避雷线之间的水平最小距离应满足有关规定。

荷载输电线路塔主要承受风荷载、冰荷载、线拉力、恒荷载、

安装或检修时的人员及工具重以及断线、地震作用等荷载。设计时应考虑这些荷载在不同气象条件下的合理组合，恒荷载包括塔、线、金具、绝缘子的重量及线的角度合力、顺线不平衡张力等。断线荷载在考虑断线根数（一般不考虑同时断导线及避雷线）、断线张力的大小及断线时的气象条件等方面，各国均有不同的规定。

结构计算

塔一般均简化为静态进行分析，对于风、断线、地震等动荷载，通常在静力分析的基础上，分别乘以风振系数、断线冲击系数、地震力反应系数来考虑动力作用。

输电线路塔的内力计算，与塔式结构和桅式结构相同，但须考虑下列两个问题：

①导线风荷载对塔的作用。由于导线的支点间距较大（一般为200～800米）而横向摆动的周期较长（一般为5秒左右）,故应考虑风沿导线的不均匀分布及导线对塔的动力效应。20世纪60年代初，许多国家的电力部门曾用实际的试验线路来测定导线在大风作用下的最大响应，并据此制订了实用计算法，其中有的已纳入本国的规程，但是由于受地形、测量仪器的精度、分析水平等各种因素的限制，这些实用计算方法还不能精确反映出真实情况。70年代中期，开始应用随机振动理论分析阵风作用于导线对塔引起的动力响应，这种建立在实测资料基础上并用统计概念及谱分析估计结构响应的概率峰值的方法，比较符合风的特点。

②断线力对塔的作用。导线突断时对塔的冲击荷载在极短的时间内达到峰值，并且各个部位的相对值大小不一，是一种复杂的瞬态强迫振动，要作理论计算比较困难。一般是根据现场试验实测数据获得冲击力的峰值，并据此制定出实用的“断线冲击系数”，其值为1.0～1.3，视电压的高低、塔的类型、不同的部位而定。

基础

输电线路塔基础的种类很多，并随塔的类型、地形、地质、施工及运输的条件而异，常见的有：①整体式刚性基础；②整体式柔性基础；③独立式刚性基础；

④独立式柔性基础;⑤独立式金属基础;⑥拉线地锚；⑦卡盘及底盘；⑧桩基础。上述①、②类基础主要用于窄塔身用地小的情况,③、④、⑧类基础用于软土地基,⑤类则适用于山区或搬运及取水较困难的地区，⑥类只用于拉线塔，⑦类只用于钢筋混凝土塔。除应考虑地基和基础的强度外，尚需核算基础的上拔与倾覆稳定性。根据长期使用经验，对一般塔基础可以不必验算地基的变形。

施工方法

输电线路塔的数量多，分布面广，自然条件及地形条件复杂多变，不利于使用大型机具运输和安装。中国多用把杆吊装方法。20世纪70年代开始对100米以上的高塔，采用了更为安全的倒装法，利用钢塔的底层作承力架，先上后下，逐段安装就位,整体提升,并用纤绳临时固定。

杆塔嘛，总是要遵循一些原则的，比如经济便宜，安全可靠，施工维护方便，少占耕地，少砍伐树林等。

杆塔设计,,,重要的是在满足条件的情况下尽量少用钢材,,,,至于分类的话,,,,总体上按耐张和直线塔就好了,,,,如果要加上终端塔的话,,,也是可以的,,当然,,,,,施工方法也是多种多样的,,,整体,,,分段,,分片.

铁塔结构：分为塔头、塔身、塔腿。导线按三角型排列的铁塔如：干字塔、换位塔、换位塔。下横担及以上部分称塔头。猫头型塔及导线按水平排列的铁塔，下曲臂及其以上部分称塔头。一般位于基础上面的第一段桁架称塔腿。塔头与塔腿之间的各段桁架称塔身。

铁塔的塔身为截锥形的立体桁架。桁架的横断面多呈正方形或矩形。立体桁架的每一侧面均为平面桁架，每一侧面桁架简称为一个塔片。立体桁架的四根主要杆成为主材。相邻两主材之间用斜材及水平材连接，统称为辅材。各主材、辅材或塔片等统称为构件。

杆塔基础设计：在已知地质及荷载条件下通过一系列计算来选择合适的杆塔基础类型，确定最佳尺寸的全过程。杆塔基础设计的重要内容是要在一定经济条件下，赋予杆塔基础结构最高的可靠度。这种可靠度，是相对于杆塔基础结构极限状态而言的。中国建筑结构设计标准中将极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两种。对杆塔基础设计而言，承载能力极限状态对应于地基的强度和稳定度，正常使用极限状态对应于地基的变位。在地基基础设计规范中，通常已将地基的强度和变位结合统一考虑，以满足两种极限状态的要求。在特殊情况下，如松软地基的特高塔基础，设计时尚需增加对沉降和位移的核算。杆塔基础设计的主要设计荷载一般包括竖向力（即上拔力和下压力）、横向水平力及纵向水平力等，相应的计算内容有基础上拔稳定、下压稳定、倾覆稳定和自身强度四项。

铁塔结构布置的要求

1.电气及强度方面

所有塔型必须根据电气条件要求进行结构布置,同时使铁塔在各种工作条件必须满足强度.稳定和变形的要求.

2.施工、制造运行检修诸方面

(1)构件同一截面尽可能减少型钢种类

(2)同一构件应采用同一螺栓孔径,而整个铁塔螺栓孔径应不多于三种

(3)铁塔主材坡度变化次数应尽量减少

(4)尽量避免使用热加工

(5)铁塔构件在安装运输上的分段应考虑施工人员方便及加工工厂生产制作的最大允许度

(6)各镀锌构件一般不超过7m,截面尺寸不大于600x600mm,构件材料最长不超过7.5m.

(7)横担主材断开接头位置,离塔身外最好不超过1m.

(8)铁塔防腐在任何情况下都不应采用电镀锌防腐

输电基础知识不同塔型抗覆冰能力比较分析

拉线塔覆冰不平衡张力因拉线的作用将部分纵向不平衡张力转化为垂直荷载，因此拉线塔承受纵向不平衡张力过载能力强于自立式铁塔。

拉线V型塔、拉线门型塔导线悬挂点位置与塔拉线连接点位置在一条水平线上，覆冰引起的纵向不平衡张力直接由拉线抵消；拉线猫头型塔导线悬挂点位置高于塔拉线点位置，覆冰纵向不平衡张力将产生一部分额外的附加弯矩，因此拉线V型塔和拉线门型塔抗覆冰引起的纵向过载能力比拉线猫头型塔强。

就猫头塔和酒杯塔承受覆冰纵向不平衡张力过载能力的强弱而言，酒杯塔三相导线呈水平排列，猫头塔三相导线呈三角形排列，在呼高相同的情况下，猫头塔中相导线悬挂点高度高于酒杯塔中相导线悬挂点高度，覆冰引起的纵向不平衡张力对铁塔根部取矩，猫头塔根部的弯矩大于酒杯塔，即覆冰纵向不平衡张力对猫头塔塔身主材的破坏大于覆冰纵向不平衡张力对酒杯塔塔身主材的破坏；

为了节约钢材，很多猫头塔侧面跟开比正面小（矩形根开），对于矩形根开（正面根开大于侧面根开）的猫头塔，侧面斜材规格一般小于正面，覆冰不平衡张力作用时，对塔身侧面斜材的影响更大，而酒杯塔一般为正方形根开，因此矩形根开的猫头塔承受覆冰不平衡张力过载能力弱于正方形根开的酒杯塔。综合分析比较，总体上讲酒杯塔承受覆冰不平衡张力过载能力强于猫头塔。

从以上分析可知：拉线铁塔抗覆冰引起的纵向过载能力比自立式铁塔强；拉线铁塔中，拉门塔、拉V塔的抗覆冰引起的纵向过载能力比拉猫塔强；自立式铁塔中，酒杯塔的抗覆冰引起的纵向过载能力比猫头塔强。

基础设计的流程

杆塔基础的设计主要是在综合地质、水文条件的基础上，结合外业定位的处理意见，根据电气专业提供的杆塔明细表头，设计与杆塔相适应的基础。这是一项综合的工作，设计需要输入的资料包括：我院正式出版的地质、水文报告，电气专业的杆塔明细表头，外业定位的处理意见，卷册作业指导书，工程初步设计的相关资料等。只有保证设计输入的正确性的前提下，才有可能保证基础设计的正确。这就要求设计人在自己交出卷册之前，必须具备以上资料且认真核实无误以后才能交给校核人。

杆塔荷载系列规划

杆塔系列规划包括直线杆塔（包括直线转角塔）系列规划及耐张转角塔系列规划。

在无约束条件下排位优化后得到该路径上的最佳排位方案，但这些塔是在无约束条件下得出的，各塔的水平档距、垂直档距、纵向张力是按各自的塔的使用情况得出的（相当于逐塔设计），杆塔的设计、加工将极为复杂，也无太大意义，因此，在工程中必须进行杆塔的系列规划。