1、第一讲杆塔荷载

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第一讲杆塔荷载

第一节杆塔分类

荷载按随时间的变异可分

１．永久荷载：

包括杆塔自重荷载、导线、避雷线、绝缘子、金具的重力及其它固定设备的重力,人工和工具等附加荷载。

２．可变荷载：

包括风荷载、导线、避雷线和绝缘子上的覆冰荷载，导线避雷线张力、事故荷载、安装荷载和验算荷载等

３．特殊荷载：

地震引起的地震荷载，以及在山区或特殊地形地段，由于不均匀结冰所引起的不平衡张力等荷载。

荷载按作用在杆塔上方向分

根据计算需要，将它们分解成作用在杆塔上的垂直荷载、横向水平荷载、纵向水平荷载（如图2－1）。

1.垂直荷载垂直荷载G包括：

（1）导线、避雷线、绝缘子串和金具的重量；

（2）杆塔自重荷载；

（3）安装、检修时的垂直荷载（包括工人、工具及附件等重量）。

2．横向水平荷载横向水平荷载P包括：（与横担方向一致）

（1）导线、避雷线、绝缘子串和金具的风压；

（2）杆塔身风载;

（3）转角杆塔上导线及避雷线的角度力。

3.纵向水平荷载纵向水平荷载T(垂直横担方向的张力)包括：

（1）导线、避雷的不平衡张力（对直线型杆塔和耐张型杆塔不平衡张力为顺线路方向，对转角杆塔的不平衡张力则与杆塔横担垂直）；

（2）导线、避雷线的断线张力和断线导线时避雷线对

杆塔产生的支持力；

（3）安装导线时的紧线张力

第二节杆塔荷载计算方法

一、自重荷载

1．导线、避雷线的自重荷载

无冰时G=r1AL ch N

覆冰时G=r3AL ch N

式中L Ch−杆塔的垂直档距m；

r1、r3−分别为导线、避雷线无冰、覆冰的垂直比载N/m.mm2；

word 格式-可编辑-感谢下载支持 A −导线、避雷线截面面积 mm 2。

2．绝缘子串、金具的垂直荷载

无冰时

为绝缘子串、金具自重，可查单片绝缘子及各组合绝缘子串的金具重量表。 覆冰时 N G K G J J ⋅='

式中 G J 、G J ’ −分别为无冰、覆冰时绝缘子串、金具的重量

K −覆冰系数：设计冰厚5mm 时，

K ＝1.075

设计冰厚10mm 时，K ＝1.15

设计冰厚15mm 时，K ＝1.225

3．杆塔自重荷载

杆塔自重荷载可根据杆塔的每根构件逐一统计计算而得，也可根据设计经验，参照其它同类杆塔资料，做适当假定获得。

二、导线、避雷线张力引起的荷载计算

张力引起的荷载是不平衡张力

直线型杆塔：

（1）正常运行情况

不出现不平衡张力，但当气象条件发生变化时，或因档距、高差不等引起荷载改变，从而产生纵向不平衡张力。

（2）事故断线时

在纵向产生断线张力。

转角杆塔、耐张型杆塔：

张力分解成横向荷载（称角度荷载）和纵向荷载（称不平衡张力）。

1．角度荷载：产生的横向荷载如下

P J ＝T 1sin α1＋T 2sin α2 式中 Ｔ１、Ｔ２−杆塔前后导线张力 Ｎ；

α１、α２−导线与杆塔横担垂线间的夹角（０）。

当α1＝α2＝α／2时（α为线路转角）则

P J =(T 1+T 2)sin α/2

当α＝0时 P J ＝0 为直线型杆塔

2

3．断线张力荷载

直线杆塔：

按《规程》规定了直线杆塔的导线、避雷线的断线张力分别取各自最大使用张力乘以一个百分数

T D ＝T Dmax .X% 式中 T D －断线张力 N

T Dmax －导线、避雷线最大使用张力，

T Dmax ＝K

T N ； T －导线、避雷综合拉断力N （查导线手册）；

K －安全系数，一般取K ＝2.5；

X%－最大使用张力百分数（查规程）。

耐张杆塔、转角杆塔及终端杆塔：

导线： 最大使用张力的70%；

避雷线：最大使用张力的80%。

对于特殊情况，需要进行精确计算断线张力时，应按照线路力学介绍的计算公式及图解法进行精确计算。

冲击系数：

冲击系数采用表2-4中的数值（以新规程为准）。

三、 风荷载的计算

各类杆塔、导线及避雷线的风荷载的计算按《规程》规定有下列三种情况的风向：

（1）风向与线路方向垂直

（2）风向与线路方向的夹角成600和450；

（3）风向与线路方向相同。

1．导线、避雷线风荷载的计算

(1) 风向垂直于导线的风荷载计算

导线、避雷线的风荷载用下式计算：

无冰时 P=r 4AL sh cos α/2 覆冰时 P=r 5AL sh cos α/2 N 式中 r 4、r 5−分别为无冰、覆冰风压比载 N/m ⋅mm 2；

A −导线、避雷线总截面积 mm 2；

L sh −水平档距 m ；

α−线路转角。

（2

当风向与线路方向的夹角θ成450式计算

P x =Psin 2θ 式中 P x −垂直导线方向风荷载分量 P —算； θ— 2．杆塔塔身风荷载的计算 式计算： Pg=KK Z βA c V 2/1.6 式中 K Z — β— A c —杆塔塔身构件侧面 （或正面）的投影面积 m 2；

对电杆杆身：A c =h(D 1＋D 2)/2

对铁铁身： A c =ϕh(b 1+b 2)/2

h —计算段的高度 m

D 1、D 2—电杆计算风压段的顶径和根径 m ，锥度为1/75的锥形电杆D 2为

D 2= D 1+ h/75；

b 1、b 2—铁塔塔身计算段内侧面桁架（或正面桁架）的上宽和下宽

ϕ—铁塔构架的填充系数，一般窄基塔身和塔头取0.2～0.3，宽基塔塔身可取0.15～0.2,考虑节点板挡风面积的影响,应再乘以风压增大系数,窄基塔取1.2,宽基塔取1.1；

K —风压体形系数,采用下列数值（修正挡风面形状不同引起的阻力变化）: 环形截面电杆: K ＝0.6

矩形截面电杆: K ＝1.4

角钢铁塔: K ＝1.4(1+η)

圆钢铁塔： K ＝1.2(1+η)

η−空间桁架背风面风载降低系数，一般按表2－8选用。

《规程》规定，60m 以上的杆塔，应考虑阵风的振动作用，杆塔塔身风荷载应乘以风振系数。铁塔的风振系数取1.5，拉线杆塔取１.25。

3．绝缘子串风荷载的计算

P j =n 1n 2A Z K z V 2/1.6

式中 n 1−一相导线所用的绝缘子串数；

n 2−每串绝缘子的片数

A Z −每片的受风面积，单裙取0.03m 2，双裙取0.04m 2;