桿塔計算原則

1、皖電東送淮南上海輸變電工程桿塔荷載及鐵塔計算原則-可編輯修改 -中國電力工程顧問集團(tuán)公司二八年九月目錄1 設(shè)計依據(jù) 11.1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)程規(guī)范 11.2 設(shè)計氣象條件 11.3 導(dǎo)地線參數(shù) 31.4 絕緣子及金具等相關(guān)參數(shù) 31.5 地線保護(hù)角 42 荷載取值原則 52.1 重現(xiàn)期及結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) 52.2 荷載 53 桿塔荷載條件 103.1 水平檔距 103.2 垂直檔距 113.3 代表檔距 113.4 最大使用檔距 113.5 Kv 值 114 荷載工況 114.1 正常運行 124.2 斷線工況 124.3 不均勻冰工況 124.4 安裝工況 134.5 終端桿塔 134.6 驗算

2、情況 134.7 抗串倒塔荷載 134.8 OPGW 開斷塔 144.9 氣象區(qū)分界塔 145 其它 141. 設(shè)計依據(jù)1.1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)程規(guī)范適用于電力送電線路工程項目的法令、 法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程、規(guī)范、 規(guī)定等的最新有效版本。主要標(biāo)準(zhǔn)如下：（1） 架空送電線路基礎(chǔ)設(shè)計技術(shù)規(guī)定（DL/T 5219-2005）；（2）送電線路鐵塔制圖和構(gòu)造規(guī)定（DLGJ136-1997）；（3）參照執(zhí)行110-750kV架空輸電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)范（報批 稿）、架空送電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)規(guī)定（DL/T5154-2002）、重 覆冰架空輸電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)程（報批稿）及其他有關(guān)規(guī)程、規(guī)范、 技術(shù)規(guī)定和參考資料；（4）

3、1000kV交流架空輸電線路設(shè)計暫行技術(shù)規(guī)定（Q / GDW178-2008）；（5）本工程相關(guān)專題研究報告；（6）中國電力工程顧問集團(tuán)公司出臺的特高壓相關(guān)規(guī)定。1.2設(shè)計氣象條件設(shè)計氣象條件表風(fēng)速（m/s）冰 厚（mm）溫度（c ）年平均氣溫0015最高溫度0040設(shè)計復(fù)冰1010、15-5最大風(fēng)速300-5注：1、風(fēng)速基準(zhǔn)咼度離地面 10m。2、地線比導(dǎo)線增加 5mm覆冰設(shè)計,不平衡張力系數(shù)取值按導(dǎo)線所在冰區(qū)執(zhí)行。3、 本工程驗算覆冰按增加10mm考慮。-可編輯修改-1.3導(dǎo)地線參數(shù)一目徑 結(jié)數(shù)m股鋼-鋁-鋁鋼總m m 徑 直O(jiān)23 a23OX2m mO36O2616-9 a23O3m k

4、 量 重 算 計O24161小O2-84地線支架垂直和水平荷載按照 LBGJ-240-20AC增大5%開1.4絕緣子及金具等相關(guān)參數(shù)（1）絕緣子長度本次鐵塔規(guī)劃，盤式或合成絕緣子凈長按照10.53m執(zhí)行，絕緣子串長度參考華東院提供絕緣子串組裝圖相應(yīng)串型確定。（2）絕緣子重量鐵塔間隙圓絕緣子重量按照合成絕緣子計，鐵塔負(fù)荷計算按盤式絕緣子計，具體長度和總量參考金具圖紙。（3）絕緣子風(fēng)荷載絕緣子受風(fēng)面積0.04m2/片，合成串按照串長/146mm標(biāo)準(zhǔn)絕緣 子折片。覆冰情況下（含不均勻冰）須考慮風(fēng)荷載增大系數(shù)。具體取 值按下表確定：覆冰厚度（mm）覆冰風(fēng)荷載增大系數(shù)導(dǎo)地線、絕緣子桿塔101.2151.

5、3201.5荷載計算時間隔棒個數(shù)按照垂直檔距每50m 一個，單重20kg導(dǎo)地線防振錘個數(shù)根據(jù)檔距，按照下表安裝，導(dǎo)線防振錘單重8kg,地線防振錘單重5kg防振錘安裝個數(shù)表1234導(dǎo)線500 亂 V 750750 L V 1000L 羽000地線LV 300300 V 650600 丸 V 900L邊00（4）耐張塔設(shè)計條件1）鼓型耐張塔跳線掛點距按8m設(shè)計。2）耐張塔外角側(cè)均按照有跳線串設(shè)計，內(nèi)側(cè)是否需要安裝跳線串請各院間隙校核決定。3）耐張塔跳線負(fù)荷按照金具圖參考執(zhí)行。4） 各層橫擔(dān)耐張塔跳線偏角均按：5 10 15 35。設(shè)計，適 當(dāng)配重，按此角度配置硬跳線參數(shù)并校核電氣間隙。1.5地線保

6、護(hù)角（1）鐵塔地線采用負(fù)保護(hù)角，平地塔形地線對最外相導(dǎo)線保護(hù)角-4 山區(qū)塔形地線對最外相導(dǎo)線保護(hù)角取-6 （對分裂導(dǎo)線中心）(2)相鄰導(dǎo)線(含導(dǎo)地線)水平位移 1m。(對分裂導(dǎo)線中心)( 3)導(dǎo)地線垂直距離受地線電暈控制， 目前暫按導(dǎo)地線垂直距離 14m 考慮。(4) 外過無風(fēng)工況下，檔距中央導(dǎo)地線距離按 S為.012L+1進(jìn)行 配合。(5) 導(dǎo)線線間距離和導(dǎo)地線層高按科研部門的研究結(jié)論為準(zhǔn)，根 據(jù)科研部門意見，耐張塔應(yīng)考慮帶轉(zhuǎn)角后線間距離的要求。2. 荷載取值原則2.1 重現(xiàn)期及結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)( 1 )本工程荷載重現(xiàn)期按 100 年一遇取值；(2)本工程一般線路段結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) y按1.1取

7、值(安裝工 況按 1.0 取值)。2.2 荷載(1)基準(zhǔn)風(fēng)速起算高度為10m，地面粗糙度類別按B類考慮， 風(fēng)壓高度變化系數(shù) 戌和風(fēng)荷載體型系數(shù) 由按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 (GB50009 2001)的規(guī)定取值；( 2)基準(zhǔn)設(shè)計風(fēng)速取值不小于 27m/s ，全線分為 27m/s 、30m/s 、32m/s 三個風(fēng)區(qū)：1 )電氣計算 下相導(dǎo)線平均高風(fēng)速分別取值為 32.19m/s 、35.770m/s 和38.15m/s 。 操作過電壓風(fēng)速取相應(yīng)最大風(fēng)速的 0.5 倍，分別取 16m/s、18m/s 和 19m/s ，不再進(jìn)行高度修正 帶電作業(yè)取 10m/s ，不再進(jìn)行高度修正。 雷電風(fēng)速27m/s取

8、10m/s ,30m/s風(fēng)區(qū)、32m/s風(fēng)區(qū)取15m/s。 導(dǎo)線平均高度：對于呼高 H 的塔,下相導(dǎo)線平均高按下式計算：H 平均高二H- （2/3*f） cos （ 0） -L其中H 塔高0導(dǎo)線風(fēng)偏角度，取下相 導(dǎo)線計算高度 高大風(fēng)風(fēng)速計 算f導(dǎo)線弧垂 按f=H-L-dL=絕緣子串長（懸垂串取13m，耐張串取Om）d=導(dǎo)線對地安全距離及欲度（取25m）上、中相及地線平均高按該值增加層間距 （導(dǎo)地線距離） 取值。 風(fēng)壓增大系數(shù)a對于呼高 H 的塔，計算各相導(dǎo)線平均高 H 平均高后，a=（ H 平均高 /導(dǎo)線計算高度） O.32對于如跨越塔等特殊塔形，可不按此執(zhí)行。2 ）荷載計算 風(fēng)壓增大系數(shù)：同

9、電氣間隙規(guī)劃原則， 對于如跨越塔等特殊塔形， 可不按此執(zhí)行。 對于鐵塔的各種呼高，應(yīng)提供不同呼高的風(fēng)壓折算系數(shù)。對 大于平均計算高的鐵塔，按照風(fēng)壓折算系數(shù)減小檔距（水平檔距）使 用，各種鐵塔應(yīng)提供折減比例。（ 3）導(dǎo)地線覆冰增大系數(shù) 10mm 冰區(qū)取 1.2、15mm 冰區(qū)取 1.3、 20mm 冰區(qū)取 1.5 ；（4）不同區(qū)段共用的鐵塔，對所有使用條件均應(yīng)進(jìn)行計算。（ 5）導(dǎo)地線風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)和風(fēng)壓不均勻系數(shù)按下表取值 :-可編輯修改 -導(dǎo)地線風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)和風(fēng)壓不均勻系數(shù)取值表風(fēng)速V ( m/s)或020 92727 少31.5a計算桿塔荷載1.000.850.750.70設(shè)計桿塔(風(fēng)偏計

10、算用)1.000.750.610.61Pc計算桿塔荷載1.001.101.201.30注：表中風(fēng)速為離地 10m高基準(zhǔn)風(fēng)速。跳線計算風(fēng)壓不均勻系數(shù)取1.2 ;(6) 縱向不平衡張力和斷線張力除按覆冰率計算外，取值應(yīng)不低于下表中的取值；輕、中冰區(qū)不平衡張力取值表冰區(qū)不平衡張力(最大使用張力的百分?jǐn)?shù))直線型桿塔耐張型桿塔導(dǎo)線地線導(dǎo)線地線10mm1020304015mm15253545輕、中冰區(qū)斷線張力取值表冰區(qū)斷線張力(最大使用張力的百分?jǐn)?shù))直線型桿塔耐張型桿塔導(dǎo)線地線導(dǎo)線地線10mm平丘20/山區(qū)251007010015mm3510070100注:桿塔規(guī)劃中按平腿設(shè)計的桿塔斷線張力按平丘取值，其

11、余按山區(qū)取值。(7) 桿塔風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù) 億,按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2001 )計算，但不應(yīng)小于架空送電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)規(guī)定(DL/T 5154 2002)規(guī)定，可參照下表取值：塔高50 100m100 150m上橫擔(dān)儀2.52.7中橫擔(dān)儀2.32.5-可編輯修改-下橫擔(dān)儀2.02.2身部分段高（m）102030405060708090100110120130140150Bz1.201.251.301.351.401.451.501.551.601.701.751.801.851.902.00注：中間值按插入法計算; 基礎(chǔ)的 位取對桿塔效應(yīng)的 50%，即 儀基礎(chǔ)=（位桿塔一1

12、）/2+1。（8）安裝檢修提升導(dǎo)線按1.5倍起吊考慮，地線仍按雙倍起吊 考慮，附加荷載按下表取值；耐張塔安裝對導(dǎo)、地線的臨時拉線的平 衡張力分別取40kN和5kN ;動力系數(shù)按1.1取值；桿塔施工附加荷載類另U導(dǎo)線（kN）地線（kN）跳線（kN）電壓（kV）直線桿塔耐張桿塔直線桿塔耐張桿塔耐張桿塔10008.012.04.04.06.0本條原則，由于各院設(shè)計習(xí)慣不同，請結(jié)構(gòu)和電氣兩專業(yè)協(xié)調(diào)考（9）計算各類桿塔的可變荷載組合系數(shù)按下表取值可變荷載組合系數(shù)取值表正常運行情況斷線情況安裝情況不均勻冰荷載情況驗算情況直線桿塔耐張桿塔1.00.900.900.90.90.75（10）結(jié)構(gòu)構(gòu)件的體型系數(shù)，

13、角鋼取1.3，鋼管構(gòu)件取的1.3 X0.6=0.78，考慮到鋼管構(gòu)件的粗糙度，實際計算時取0.85。（11 ）地震荷載由于全線大部分地方均處在7度地震設(shè)防區(qū)或低于7度地震設(shè)防區(qū)，可按110750kV架空輸電線路設(shè)計規(guī)范（報批稿）關(guān)于抗震驗算的要求執(zhí)行。(12)斷線垂直荷載1 )直線及直線轉(zhuǎn)角塔按覆設(shè)計冰工況下 100的垂直荷重取值；2)山區(qū)耐張轉(zhuǎn)角塔的斷線相斷線側(cè)取 70：、另側(cè)取30% ;平地 耐張轉(zhuǎn)角塔的斷線相斷線側(cè)取 60：、另側(cè)取40% ;未斷線相按100 取值；(13)其余荷載取值及荷載組合參照110750架空輸電線路 設(shè)計規(guī)范(報批稿)、重覆冰架空輸電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)程(報 批稿)有

14、關(guān)規(guī)定；3. 桿塔荷載條件3.1水平檔距(1) 根據(jù)各設(shè)計院規(guī)劃鐵塔使用條件進(jìn)行設(shè)計， 耐張塔水平荷載 按照山地3:7，平地4:6的比例分配到橫擔(dān)前后側(cè)；同時要滿足 5:5 比例分配后構(gòu)件強(qiáng)度的要求；(2) 不同風(fēng)速區(qū)直線塔相互插花使用時，可根據(jù)風(fēng)壓系數(shù)對線條 荷載和塔身荷載的影響大小，適當(dāng)調(diào)整桿塔的使用條件(可根據(jù)具體 情況放大或折減使用)，但同時應(yīng)注意校核電氣間隙。(3) 所有桿塔按標(biāo)準(zhǔn)呼稱高設(shè)計計算，對高于標(biāo)準(zhǔn)呼稱高的桿塔 折減檔距使用；在計算時不應(yīng)出現(xiàn)(或盡量減少)大于標(biāo)準(zhǔn)呼稱高的 工況控制塔頭構(gòu)件的情況。-可編輯修改-3.2 垂直檔距（1）根據(jù)各設(shè)計院規(guī)劃鐵塔使用條件進(jìn)行設(shè)計， 耐張

15、塔兩側(cè)按照 3:7 分配；山區(qū)耐張桿塔應(yīng)考慮一側(cè)垂直檔距為正，另外一側(cè)為負(fù) -350m ）的情況；采用雙串的直線桿塔按 4:6 比例分配。（2）不同風(fēng)速區(qū)直線塔相互插花使用時，垂直檔距可保持不變。（3）終端塔應(yīng)考慮垂直負(fù)荷全部加在線路側(cè)的情況。3.3 代表檔距（1 ）直線塔負(fù)荷用代表檔距按 400m 。（2）耐張塔負(fù)荷用代表檔距按 300/600m ，并結(jié)合水平檔距和垂 直檔距組成“大水平荷載；大垂直荷載；大張力 小水平荷載；小垂直 荷載；小張力”等組合。3.4 最大使用檔距各塔型最大使用檔距受導(dǎo)地線線間距離控制。3.5 Kv 值根據(jù)規(guī)劃使用情況執(zhí)行， 同時對于直線轉(zhuǎn)角塔， 應(yīng)驗算正反向風(fēng) 情

16、況下，不同轉(zhuǎn)角度數(shù)對 Kv（包括不同掛點最大Kv和最小Kv）的影 響。直線轉(zhuǎn)角塔按照不同轉(zhuǎn)角度數(shù)結(jié)合最大 Kv 和最小 Kv 值規(guī)劃間 隙圓，布置雙掛架合理減小塔頭尺寸。電氣間隙計算過程中，應(yīng)將各工況垂直檔距進(jìn)行換算。4. 荷載工況各類桿塔均應(yīng)計算正常運行情況、 事故情況、 安裝情況以及不均勻覆冰情況下的荷載組合，必要時尚應(yīng)驗算地震、過載冰、過載風(fēng)等稀有工況。4.1 正常運行（1） 基本風(fēng)速、無冰、未斷線（包括最小垂直荷載和最大水平 荷載組合）。（2） 最大覆冰、相應(yīng)風(fēng)速及氣溫、未斷線。（3 ） 最低氣溫、無冰、無風(fēng)、未斷線。4.2 斷線工況斷線工況下（-5 C、有冰、無風(fēng)荷載）不平衡張力應(yīng)按

17、照靜態(tài)荷 載計算。（ 1）懸垂型桿塔（不含大跨越直線塔）的斷線（含分裂導(dǎo)線的縱向不平衡張力）情況，應(yīng)計算下列荷載組合：1）在同一檔內(nèi)任意兩相導(dǎo)線存在縱向不平衡張力， 地線不斷線。2）在同一檔內(nèi)任意一根地線和任意一相導(dǎo)線同時有不平衡張力；（ 2）耐張型桿塔的斷線情況，應(yīng)計算下列荷載組合：1）在同一檔內(nèi)任意兩相導(dǎo)線（終端桿塔還應(yīng)考慮作用一相或兩相導(dǎo)線的不利情況）存在不平衡張力，地線未斷、有冰、無風(fēng)。2）一根地線斷線，同時任意一相導(dǎo)線有不平衡張力；（ 3）垂直冰荷載取 100 設(shè)計覆冰荷載；（ 4）斷線工況應(yīng)考慮無冰情況下最小垂直荷載情況；4.3 不均勻冰工況不均勻冰工況（按未斷線、-5 C、有不均

18、勻冰、10m/s風(fēng)），考慮所有導(dǎo)地線同時有同向不平衡張力，使桿塔承受最大的彎矩。15mm 冰區(qū)還要考慮導(dǎo)地線同時有不同向不平衡張力， 使桿塔承 受最大的扭矩。4.4 安裝工況各類桿塔的安裝情況，應(yīng)按 10m/s 風(fēng)速、無冰、相應(yīng)氣溫的氣 象條件下考慮。導(dǎo)線安裝張力考慮：施工誤差系數(shù) 1.025 ，同時考慮導(dǎo)線初伸長 影響系數(shù) 1.12 ，地線 1.05 ，即電氣負(fù)荷表中安裝工況考慮的張力增 大系數(shù)為：導(dǎo)線 1.025 X1.12 = 1.15地線 1.025 X1.05 = 1.08同時考慮施工誤差引起的另一側(cè)張力減小引起的張力差和過牽 引系數(shù)。過牽引時，導(dǎo)線動力系數(shù)取 1 . 1 、地線動力系數(shù)取 1.05。4.5 終端桿塔終端桿塔應(yīng)計及變電站 （或升壓站） 一側(cè)導(dǎo)線及地線已架設(shè)或未 架設(shè)的情況。4.6 驗算情況各類桿塔的驗算覆冰荷載情況，按照驗算冰、-5 C、有風(fēng)、未斷 線計