架空輸電線路桿塔位移計(jì)算

1、架空輸電線路轉(zhuǎn)角桿塔中心位移計(jì)算的研究與探討劉仁臣（西南石油大學(xué) , 四川成都市新都區(qū) ,610500） 摘要：在架空輸電線路施工中，我們經(jīng)常遇到由于部分轉(zhuǎn)角（耐張）桿塔橫擔(dān)寬度和不 等長橫擔(dān)引起的線路中心樁與桿塔中心樁存在位移的問題。如何正確計(jì)算出位移值，使桿塔 受力最小及桿塔兩邊線仍與線路中心線對應(yīng)， 以免鄰近轉(zhuǎn)角 （ 直線）桿塔承受額外的角度荷載， 對保證架空輸電線路長期穩(wěn)定安全地運(yùn)行，具有十分重要和長遠(yuǎn)的意義。關(guān)鍵詞： 等長橫擔(dān) 不等長橫擔(dān) 位移計(jì)算 轉(zhuǎn)角桿塔0 引言在架空輸電線路施工過程中， 桿塔基礎(chǔ)分坑及基礎(chǔ)分坑時(shí)轉(zhuǎn)角桿塔位移計(jì)算是我們經(jīng)常 遇到的問題。在勝利油田這樣的平原地區(qū)，地

2、勢一般較平坦，很少出現(xiàn)丘陵及起伏較大的施 工地段，因此，以等高塔腿為多。在線路施工當(dāng)中，一般情況下，線路中心樁就是桿塔的中 心樁，基礎(chǔ)分坑以該中心樁為準(zhǔn)進(jìn)行。但有的轉(zhuǎn)角桿塔、耐張桿塔，為使桿塔受力最小及桿 塔兩邊線仍與線路中心線對應(yīng)，以免鄰近轉(zhuǎn)角 （ 直線） 桿塔承受額外的角度荷載，必須考慮桿 塔的中心位移問題。本文根據(jù)日常工作中遇到的實(shí)際問題，在 110kV 架空線路砼電桿基礎(chǔ)分 坑中的位移計(jì)算及角鋼塔位移計(jì)算兩個方面予以歸納和探討， 希望和有興趣的讀者互相探討。一、110kV 砼電桿轉(zhuǎn)角桿位移的計(jì)算 下面以勝利油田勝利工程設(shè)計(jì)咨詢有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)定型圖電 8701（110kV 輸電線路桿

3、型圖）及其桿型配件圖電 8702 為例計(jì)算位移大小。1、不等長寬橫擔(dān)轉(zhuǎn)角桿的基礎(chǔ)分坑位移計(jì)算 <-)110kV-60 Bl 曰柿昕音 El(圖二)有位移轉(zhuǎn)角桿位移計(jì)算示意圖以上圖示為110kV J60 ° - 18型砼電桿桿型示意圖和橫擔(dān)示意圖其位移由兩部分組成，一是橫擔(dān)寬度引起的，另外一個是由于橫擔(dān)不等長引起的(1)、由于轉(zhuǎn)角桿橫擔(dān)寬度的影響，使轉(zhuǎn)角桿中心位置與原轉(zhuǎn)角樁產(chǎn)生位移，其位移距離為si= Dtg2 2其中D橫擔(dān)寬度和絕緣子串拉板長之和，單位米9線路轉(zhuǎn)角，單位度（2）由于橫擔(dān)不等長引起的位移：不等長寬橫擔(dān)為內(nèi)角橫擔(dān)短，外角長，其位移距離為：S2=- a b2其中，a長

4、橫擔(dān)長米b短橫擔(dān)長米因此，在實(shí)際分坑中，110kV J60° - 18型電桿由原轉(zhuǎn)角樁向轉(zhuǎn)角桿中心位置產(chǎn)生的D1位移為 S= S1+ S2=tg+ a b2 2 2因在實(shí)際施工中，110kV J60 ° - 18桿型a= 3.2m,b=1.7m ,D=0.698m ,9 大小為 30° 60° 之間，以 60° 為例則其位移 S= 0698 tg 型 + 1 3.2 1.7 = 0.951m2 2 2在實(shí)際施工中,110kV轉(zhuǎn)角30度型砼電桿（J30 ° ）也是不等長寬橫擔(dān)的轉(zhuǎn)角桿,位移計(jì)算 方法應(yīng)與轉(zhuǎn)角60度桿型相同.二、角鋼轉(zhuǎn)角塔

5、的計(jì)算目前，受城市規(guī)劃的影響，許多新建或改建線路往往不再使用砼電桿，砼電桿拉線多，占地面積大，且極容易被盜，雖然因此角鋼塔和薄壁離心鋼管塔等塔型雖然建設(shè)初期投資大， 但從線路的長期穩(wěn)定運(yùn)行方面講，經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于砼電桿線路。因此角鋼塔和薄壁離心鋼 管塔越來越受到規(guī)劃部門和設(shè)計(jì)部門以及運(yùn)行維護(hù)部門的青睞。在實(shí)際施工中，為保證桿塔 受力最小，保證線路長期穩(wěn)定運(yùn)行，也要進(jìn)行位移的計(jì)算。其位移也是由橫擔(dān)寬度和橫擔(dān)不 等長兩方面引起的。以下用舉例的方法，參照35220kV送電線路鐵塔通用設(shè)計(jì)型錄（鞍 山鐵塔開發(fā)研制中心），介紹有位移轉(zhuǎn)角塔的位移計(jì)算方法。1、不等長寬橫擔(dān)耐張塔的位移計(jì)算：當(dāng)直線耐張桿塔橫

6、擔(dān)中心與桿塔中心不重和時(shí)，說明該橫擔(dān)相對桿塔是不等長的，這時(shí)， 桿塔中心應(yīng)向短橫擔(dān)側(cè)偏移，以使線路兩邊線仍與線路中心線對應(yīng)。偏移距離為橫擔(dān)中心與桿塔中心的距離。在35kV線路角鋼塔中，只有7719 3560DGU鼓型終端塔的橫擔(dān)是不等長的，即橫擔(dān)中心 與鐵塔中心是不重合的。當(dāng)它作為耐張塔（終端塔）時(shí)，其向短橫擔(dān)方向（即內(nèi)角側(cè)）的位 移為橫擔(dān)中心與桿塔中心的距離。如上圖所示，3560DGI作為直線耐張（終端）塔時(shí)，其短橫擔(dān)方向位移為:11S=丄（a b）= - （3300- 1800）= 750mm22其中a長橫擔(dān)長b短橫擔(dān)長而在110kV鐵塔中，只有7734 110JG3作為終端塔時(shí)，桿塔橫擔(dān)

7、中心與桿塔中心也是不重和的，其位移為:11S=丄（a b）=丄（4100-3100）= 500mm22其中a長橫擔(dān)長b短橫擔(dān)長2、不等長寬橫擔(dān)轉(zhuǎn)角塔的位移計(jì)算：在35kV220kV線路塔型錄中，35kV線路角鋼塔7719 3560DSn和110kV線路角鋼塔7734 110JG3作為轉(zhuǎn)角塔時(shí)，向內(nèi)角側(cè)位移應(yīng)當(dāng)?shù)扔跈M擔(dān)偏心引起的位移與橫擔(dān)寬度引起的位移（即掛線點(diǎn)間距離引起的位移）之和。（圖五）不等長寬橫擔(dān)轉(zhuǎn)角塔位移計(jì)算示意圖D1其向內(nèi)角側(cè)位移S= S1+ S2=Dtg +- a b2 2 23、等長寬橫擔(dān)轉(zhuǎn)角塔的位移計(jì)算：除上述介紹的塔型外，35kV220kV塔型錄中的所有轉(zhuǎn)角塔都是等長橫擔(dān)，其

8、向內(nèi)角 側(cè)的位移為：S1= Dtg 2 2三、同塔雙回線路由雙回變單回時(shí)分坑技術(shù)改進(jìn)在以往施工中，同塔雙回變單回路基礎(chǔ)分坑時(shí)，往往把雙回塔中心作為全站儀安置點(diǎn)， 打角度至單回路塔中心點(diǎn)，實(shí)踐證明，存在嚴(yán)重的弊端，會出現(xiàn)鐵塔橫擔(dān)在緊線時(shí)受力，造 成歪斜，且絕緣子串嚴(yán)重傾斜，特別是單回路桿塔為直線塔的情況下，絕緣子串傾斜嚴(yán)重， 曾經(jīng)有重新立塔的現(xiàn)象發(fā)生。根據(jù)多年的施工經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為正確的方法是將全站儀放置點(diǎn)選在 雙回路塔中相橫擔(dān)邊緣。單回路鐵塔中心n設(shè)計(jì)檔距導(dǎo)線K/p雙回路鐵塔中心AL/ 雙回路鐵塔中相橫擔(dān)圖六）直線桿塔無風(fēng)時(shí)懸垂絕緣子串傾斜（圖七）直線桿塔受橫向風(fēng)時(shí)懸垂絕緣子串傾斜從上圖可以看出，如

9、果在實(shí)際施工中，將全站儀安置在雙回路鐵塔中心，對準(zhǔn)單回路直 線鐵塔中心進(jìn)行復(fù)測分坑，懸垂絕緣子串會產(chǎn)生相當(dāng)大的偏移，轉(zhuǎn)角度數(shù)越大，絕緣子串偏 移n 1越大，再加上絕緣子串受橫向風(fēng)后的偏移n 2，定會使兩個鐵塔橫擔(dān)受力后變形，致使 重新立塔。此時(shí)導(dǎo)線與塔身的電氣安全距離也相對減少，極容易造成接地短路故障。如果在 雙回路鐵塔中相橫擔(dān)（雖然雙回路鐵塔三組橫擔(dān)長度不等，但經(jīng)過計(jì)算，取中相橫擔(dān)邊緣為 基準(zhǔn)點(diǎn)對分坑的準(zhǔn)確度影響并不是很大）邊緣為全站儀安置點(diǎn)，就不會出現(xiàn)上述問題，即使 存在風(fēng)偏，也應(yīng)該在允許范圍內(nèi)。因此，運(yùn)用此項(xiàng)技術(shù)革新，不但提高了架空輸電線路施工 的質(zhì)量，而且避免了因施工造成的嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失

10、。a、直線桿塔懸垂絕緣子串受橫向風(fēng)后的搖擺角計(jì)算：如圖所示直線桿塔懸垂絕緣子串的2角為tgi Pg2 pl hG 2 lv式中Pg 懸垂絕緣子串承受的橫向水平風(fēng)力，N;G懸垂絕緣子串的自重力，N;p架空導(dǎo)線單位長度上的橫向水平風(fēng)力，N m ；架空導(dǎo)線單位長度上的自重力，N m ；lh 校核時(shí)，直線桿塔的水平檔距， mlv 校核時(shí)，直線桿塔的垂直檔距， ma、直線桿塔懸垂絕緣子串無風(fēng)時(shí)的搖擺角計(jì)算：i 卩一 a因此，絕緣子串在受橫向風(fēng)后的搖擺角1 + 2至此，35kV220kV轉(zhuǎn)角（耐張）鐵塔基礎(chǔ)分坑時(shí)位移的計(jì)算方法已全部介紹完畢，在 實(shí)際施工過程中，可根據(jù)塔型和實(shí)際轉(zhuǎn)角度數(shù)選擇合適的計(jì)算方法，確定好位移。因位移計(jì) 算在實(shí)際為工作中重復(fù)使用的次數(shù)非常多，為提高工作效率，應(yīng)根據(jù)有關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分門別類 地羅列