输电线路铁塔（精选11篇）
输电线路铁塔 篇1
电力铁塔在高压线路中占据着十分重要的地位, 其工作量达到送电线路工作量的一半以上, 直接影响着输电线路的正常运行。铁塔的体积一般都比较大, 加上高压线路线多、面广, 施工条件变化很大, 在建立电力铁塔的过程中, 需注意其质量保证, 否则一旦出现问题, 势必会影响工期, 带来巨大损失。在实际施工时, 需结合现场环境、原材料、施工技术等多种因素综合考虑, 做好每一环节的工作, 对出现的问题, 应仔细分析原因, 及时采取有效措施加以解决。
1 施工程序
1.1 基坑抄平
基坑是埋设电力铁塔的基础, 首先应做好相关找正抄平工作。借助经纬仪仔细测量基坑深度、对角线的长度等, 保证其精确度, 测量结果应与设计图纸相符, 尽量没有误差。基坑抄平需要基本的五个点, 基坑中心和基坑四角, 中心木桩的印记应明显标出。
1.2 原材料的选择
原材料是配制混凝土的基础, 在选择时必须要注重其质量, 符合国家规定标准。在选择水泥时, 应根据具体条件进行选择, 如热硅酸盐水泥, 它的水热化值较低, 收缩性、保水性好, 且抗冻、耐磨、耐腐蚀。一般情况下, 骨料有两种, 一是粗骨料, 可相应的加大其粒径, 在实际施工时, 粗骨料一般都是粒径在5-40mm的石子, 含沙量应控制在1.5%以内, 对碎石针片状颗粒含量的控制如上;二是细骨料, 尽量采用中砂, 因为中砂较为干净, 并且含沙量低。此外, 可加入适量的膨胀剂、减水剂等, 有利于降低混凝土的开裂程度。例如加入膨胀剂, 能产生预压应力, 和固有的拉应力相抵消, 在一定程度上也能减少裂缝出现的状况。
1.3 混凝土配合比
在配置混凝土时, 各种原材料之间相互制约相互影响, 所占的比例必须达到最佳值才能使混凝土发挥最大效用。应根据工程规模及强度要求等因素做具体配置, 先计算出初步的配合比, 经过试配后做适当调整, 最终确定配合比, 既要达到结构强度的标准, 又要符合抗水性能, 同时还要遵循经济的原则。具体而言, 水泥量最低300kg/m3, 砂率应控制在45%以内, 水灰比要低于0.6, 胶凝材料保持在320kg/m3~450kg/m3。外加剂中的碱含量和氯离子量应严格控制, 否则, 防水砼容易膨胀开裂或者腐蚀钢筋。
1.4 钢筋质量控制
严格按照规定标准检验基础钢筋, 保证其型号、大小、数量等与设计相符, 并对其进行分类, 以防出现失误。在弯钩加工过程中, 首先需符合设计图纸要求的长度和型式, 其次要达到结构构造的标准, 一般而言, Ⅰ级钢筋的末端应该设计成180°的半圆形的弯钩, Ⅱ级和Ⅲ级钢筋的末端通常需设计成90°、135°, Ⅱ级的弯曲直径应尽量大于钢筋直径的4倍, Ⅲ级则应大于5倍。用于建塔的钢筋必须干净、没有破损, 在绑扎之前, 仔细检查, 将上面残留的铁锈、油渍等杂物进行彻底清理, 而后再进行绑扎。
在设置用于立柱和地脚螺栓的箍筋时, 尽量使其与受力主筋呈垂直状, 箍筋弯钩的叠合处应该是主柱脚上的主筋处, 沿着受力主筋方向错开设置, 每一个交叉点都应该进行绑扎。主筋保护层应具备足够的厚度, 因此, 在固定其上端四角时, 选用的混凝土垫块通常是些底板保护层较厚的垫块。
1.5 地脚螺栓质量控制
在安装之前, 需对所用螺栓的长度等参数进行仔细检查, 符合现场情况, 达到规定标准后, 才能开始安装工作。安装方法多用电焊点牢固定的方法, 地螺的外露高度, 需根据中心桩和基础顶面高差来控制。在浇筑的过程中, 会产生一定的压力, 地螺在此压力下, 会比固定不动时有所下降, 其外露长度应该取正误差;在地螺固定后, 应对其小根开、对角线小根开等重新进行校核, 同时检验地脚螺栓的垂直度是否符合标准。
1.6 混凝土施工过程
进行混凝土浇筑之前, 需保证其他条件都符合要求, 一切工作准备就绪, 将模板内的杂物、积水等彻底清除, 检查模板是否坚固, 拼缝是否严密。浇制时, 应把握控制好混凝土的坍落度和配置比例等。一个铁塔腿的混凝土浇筑工作应一次性做完, 尽量避免施工缝隙的出现。
浇筑过程中, 需实时掌握各个部件所处的状态, 包括对角线、钢筋位置、立柱模板以及基础根开、地脚螺栓等, 观察这些部件是否会发生变化, 并及时做出适当调整。同时还应按照规定做塌落度的试验, 塔腿每天需进行至少两次塌落度的检查, 并做好记录。
建筑完成后以及时做好养护, 一般都是12h内必须开始, 若天气特殊, 3h内就需养护, 太过干燥时, 可对模板进行遮挡, 应始终保持混凝土的表面处于湿润状态。养护时间需在5昼夜以上, 达到养生期, 可拆除模板, 拆除时, 保证模板的完好无缺, 并且进行现场检查验收, 签证之后, 才能够回填。回填的过程中应符合规范, 每隔300mm就得夯实一次, 完成后需掩盖外露部分。
2 长短腿耐张输电铁塔
该塔型指的是用耐张绝缘子串悬挂导线或分裂导线的承受导线张力的杆塔, 直线塔和耐张塔是架空线路常用的两种形式, 简单地说, 绝缘子串下垂的是直线塔, 拉伸的是耐张塔, 耐张塔的技术比直线塔更加严格, 也最容易出现问题。一般而言, 塔腿都是的长度都是统一的, 但有些建设受地形影响较大, 适宜采用长短腿耐张塔, 其建设技术和一般的铁塔建设是有区别的。
在设计建设中, 需考虑风荷载、覆冰荷载等各种外力因素, 如风荷载, 正常情况下, 只需考虑90°最大的风作用, 从实践中可知, 6层以下, 尤其是下部两层, 耐张塔杆件轴力骤增, 变化很大, 和支座相连的斜杆轴力却大幅度减小。在6层以上, 长短腿对塔身杆件的内力影响越来越小。在90°大风的荷载下, 长短腿塔常会发生纵向或侧向的位移, 前者往往小于后者。在设计建造时, 需加强底部的横隔设计, 同时需加强垂直和侧向刚度。另外, 长短腿的高差方向及大小对铁塔结构的振型和周期有着重大影响, 高差过大, 周期增长也较大, 在建设时, 应尽量缩短高差。
3 结束语
电力铁塔在输配电系统中发挥着相当重要的作用, 为保证其正常安全地运行, 必须做好建设工作, 控制好施工质量。受诸多因素影响, 电力铁塔的建设工作要求很高的技术, 有一定的难度, 施工人员务必要熟悉施工过程, 遵循相关规范, 按照一定的程序进行, 及时维修保养, 使铁塔的作用得到充分发挥, 保证输电线路的畅通。
参考文献
[1]缪谦, 黄克信, 夏拥军.直升机组立输电线路铁塔施工技术[J].施工技术, 2012, 41 (12) :172-174.[1]缪谦, 黄克信, 夏拥军.直升机组立输电线路铁塔施工技术[J].施工技术, 2012, 41 (12) :172-174.
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[6]耿建光.输电线路铁塔加工和施工过程中问题的处理[J].贵州电力技术, 2010, 24 (7) :230-232.[6]耿建光.输电线路铁塔加工和施工过程中问题的处理[J].贵州电力技术, 2010, 24 (7) :230-232.
输电线路铁塔 篇2
锦屏-苏南±800kV特高压输电线路工程
监理C标段项目部
姓名：岗位：分数：
一、填空(共10小题，每小题2分，共20分)
1、铁塔组立必须有完整的。组立过程中，应采取不导致部件变形或损坏的措施。
2、铁塔组立时，钢丝绳宜通过挂在施工孔上，不得直接缠绕在铁塔构件上，防止镀锌层脱落和损伤构件。
3、铁塔组立前应敷设接地装置，铁塔组立过程中应。
4、铁塔部件组装有困难时应查明原因，严禁强行组装。个别螺孔需扩孔时，扩孔部分不应超过，当扩孔需超过时，应先堵焊再重新打孔，并应进行防锈处理。严禁用气割进行扩孔或烧孔。
5、铁塔各构件的组装应牢固；交叉处有空隙者，应装设相应厚度的。
6、自立式转角塔、终端塔应组立在平面的基础上，向受力方向产生预倾斜，预倾斜值应视塔的刚度及受力大小由设计确定。
7、铁塔组立后，各相邻节点间主材弯曲度角钢铁塔不得超过。
8、塔材组装时防卸螺栓、横担挂点螺栓及防松螺帽的安装应符合设计要求，需加片部位每端不得超过。
9、对塔材的运输和装卸，应采取的措施。
10、铁塔连接螺栓在组立结束时必须全部紧固一次，检查螺栓紧固率不小于后方可进行架线。
二、选择题（共5小题，每小题4分，共20分）
1、基础强度已达到设计强度值的（）后，满足铁塔分解组立施工要求。
A 60%B 70%C 75%D 80%
2、铁塔连接螺栓应逐个紧固。以下螺栓规格相对应的扭紧力矩标准使用正确的是（）。
A M12，50N〃MB M16，60 N〃M
C M20，100N〃MD M24，200 N〃M3、铁塔组立时直线塔结构倾斜允许偏差，高塔应满足（）。
A 1.5‰B 2.0‰C 2.5‰D 3.0‰
4、构件接触面贴合率，满足优良标准时应不小于（）。
A 70%B 75%C 80%D 85%
5、本工程防盗螺栓安装高度按最短腿自基面以上（）米水平范围内（包括此处同一构件连接部位及隔面）采用防盗螺栓。
A 9mB10mC 11mD 12m
三、问答题（共2小题，每小题20分，共40分）
1、铁塔基础达到什么条件时可以开始组立铁塔?
2、铁塔吊装过程中监理的控制要点有哪些?
四、论述题（共1小题，20分）
浅谈输电线路铁塔产品检验控制 篇3
关键词:输电线路;铁塔;产品检验
中图分类号:TM75文献标识码:A文章编号:1000-8136(2010)05-0018-02
1 进货检验
(1)钢材进货后首先应目视观察外观表面有无重皮、叠层、扭曲、不等边以及锈蚀程度等外观质量,然后使用游标卡尺测量轧制尺寸。角钢检验测量肢宽、肢厚应在距角钢端面500 mm以上进行测量,每肢面取3~5点。
(2)钢板检验测量厚度,应在距离钢板边缘不小于20 mm处进行测量,4边各测2~3点,在任何点上测量的厚度不得超过GB/T709—2006允许偏差范围。
(3)对外观及尺寸检验合格的钢材,按规定进行理化试验,检验结果如不能满足规定要求时,应再从同一检验批中抽取双倍的样本重新进行同一项目的检测,结果仍不能满足规定要求时,判定该批采购物资不合格。
2 过程检验
2.1 测量尺寸
应根据不同的加工精度要求,分别选用钢卷尺(30~2 m)、钢直尺(1 m、300 mm、150 mm)、游标卡尺或专用量具进行测量。
(1)下料前必须验证材料的材质和规格。材质通过观察油漆标识,绿色为Q420材质,白色为Q345材质,红色为Q23材质;材料规格利用游标卡尺来测量。
(2)下料过程中观察原材料是否有重皮、叠层、扭曲现象及严重锈蚀,简单的可用音差法辨别混入Q345料中的Q235料(通常Q345材质音色比Q235料音色清脆)。
(3)钢材切断后,其断口上不得有裂纹和大于1.0 mm的边缘缺棱,切断处切割面平面度为0.05 t(t为厚度)且不大于2.0 mm,割纹深度不大于0.3 mm,局部缺口深度允许偏差1.0 mm。切断的允许偏差范围。
2.2 角钢的钢
印应在距端部约500 mm处(长度小于1 000 mm可在中部),且避开制孔、制弯处、有外包连接件者,应保证组装后钢印不被遮盖。焊接部件的钢印应保证组焊后不被覆盖。
2.3 制孔检验
(1)角钢件制孔对照《零件加工示意图》或样板,核对工件的钢印、规格、数量、确认孔数、孔径是否正确。
(2)板材件制孔用标准样板比照检验孔形、孔位和边缘尺寸,对于有精确边要求的板件孔位检测,应将样板精确边与板件剪切精确边比正对齐后用通规测量孔位偏差。
(3)冲孔表面不得有明显的凹面缺陷,大于0.3 mm的毛刺应清除。Q235材质厚度t≥16 mm,Q345材质厚度t≥14 mm应采用钻孔工艺,小于上述厚度时可采用冲孔。对于Q420材质的构件应全部采用钻孔工艺。
2.4 制弯检验
(1)制弯件对照《零件加工示意图》用样杆、样板检验制弯方向和曲点位置是否正确,曲点偏移检验以样杆或样板给定曲点及标准,用钢板尺测量制弯件实际曲点与定曲点位置偏差,曲点位移允许偏差2.0 mm制弯角度检验用钢板尺测量角度卡板与制弯件之间隙。
(2)零件制弯后,角钢边厚最薄处不得小于原厚度的70%。零件制弯后,其边缘应圆滑过度,表面不应有明显的褶皱、凹面和损伤、划痕深度不应大于0.5 mm。
2.5 切角检验
切角检验对照《零件加工示意图》确认剪切位置、切角方式是否正确,用钢板尺测量切角边缘尺寸。
2.6 焊接件检验
2.6.1 拼装检验
对照《组焊件装配图》用钢板尺测量实际装配位置和设计装配位置的偏差。用通规检验通心孔相对偏差。焊件拼装必须经首件确认装配正确后,方可批量进行。焊接完毕,将焊缝附近10 mm~
20 mm基本金属面上所有飞溅物清除干净,检查焊缝外观质量,消除焊缝表面缺陷。
2.6.2 焊缝的检验
(1)焊缝外观检查,具有平滑的细鳞形表面,无褶皱;焊缝金属应细密无裂纹、夹渣、咬边等缺陷。一般来说,贴焊缝面的熔渣有裂纹痕迹,往往在焊缝中也有裂纹。焊缝表面存在缺陷,焊缝内部便有可能也存在缺陷。如焊缝表面出现咬边或满溢,内部可能存在未焊透或未熔合;焊缝表面多孔,则焊缝内部可能含有气孔或非金属夹杂物存在。焊缝尺寸用焊接检验尺测量角焊缝焊脚高度及焊肉截面高度。
(2)焊接的部件,应按设计图所要求的焊缝质量级别进行焊接,其技术要求和质量检验标准,应符合《钢结构工程施工质量验收规范(GB50205—2001)》中关于“焊接”部分的有关规定。材质Q420构件用E55系列焊条,Q345构件用E50系列焊条,Q235构件用E43系列焊条。
2.7 镀锌件检验
(1)热浸镀锌件应控制酸洗和浸镀质量,镀件经酸洗后,目测检验镀件表面,若存在过酸洗现象,以及原材料重皮、锈蚀麻坑严重,应报废处理。
(2)热浸镀锌后,检验镀锌件外观表面质量和锌层测试。①外观表面质量用目测或手感触摸检验。镀锌件表面要有完整的镀层,不允许有露铁、气泡和外来夹杂物等缺陷;镀锌层均匀且表面光洁,不带毛刺、滴瘤,在组装处不允许有1 mm以上明瘤,非组装处不得有3 mm以上明瘤。镀锌颜色一般呈灰色或暗灰色。②锌层厚度用覆层测厚仪进行测试,角钢镀锌件测试4个面,每个面上在两端和中间各测一点,共计12点;钢板镀锌件在2个面各测试6点,共计12点,取12点平均值计算锌层厚度,要求:当镀锌件厚度<5 mm时,锌层厚度应不低于65 um;镀锌件厚度≥5 mm时,锌层厚度不低于86 um。③锌层附着性采用锤击试验法检验,锌层不凸起、不脱落。
3 成品包装检验
(1)成品包装方式采用框架螺栓连接、钢带或镀锌铁线捆扎,依据装箱单进行配料包装。角钢包装高度不宜超过500 mm,应控制高宽比例小于1∶2为宜,钢带捆扎要松紧适度,包捆重量应控制在3 t以下。
(2)板材包装可用镀锌铁线捆扎包装,构造简单的焊件可直接进入板料包内,构造复杂或面积过大的焊件可按单基数量单独包装,塔脚应按单基数量进行包装。
(3)成品包装标志,铁塔成品包捆上应在明显的位置用油漆作标记,标注工程名称、塔型、呼称高、捆号及本捆编号以及包装负责人代号。标识字迹要清晰、杜绝任意涂改或漏字等现象。
4 最终检验
(1)在确认进货检验和试验及过程检验都已完成且满足规定的要求后,才能进行最终检验,并按规定填写相关记录,按合同批规定检查和抽样方案进行产品出厂前的检测,计算产品项次合格率和产品一次验收合格率,作出产品是否交付判定结论。
(2)焊接件分部件和焊道两部分进行检测,部件检验主要检测材料规格、零件尺寸、孔形、孔位、装配偏差等项目,焊道检验将焊缝每200 mm作为一个检测项次(即焊道项次)对焊缝尺寸、成形、表面缺陷等项目进行检验,每个焊道若有一个项目不能满足质量要求,则判定该焊道项次不合格。
(3)均匀性和附着性按照GB/T2694—2003规定方法进行试验,其中有一项不符合要求则判定该批镀锌件不合格。经最终检验后的产品规定分类统计项次合格率。
5 结论
(1)此文仅适用于500 kV及以下输电线路铁塔产品的检验与评定。
(2)进行质量检验所用的计量器具必须定期校验,并取得合格证后方准投入使用,未经检定或检定不合格的计量器具严禁使用。
The Examination and Test of Products of Iron Tower of the Transmission Line of Electricity is Controlled
Jie Jun,Zhang Liping
Abstract: With the development at full speed of national electric wire netting construction,the iron tower of the high-pressure transmission line of electricity is bearing more and more important function , produce the iron tower have tasted quality and proposed higher requirement , in order to guarantee the examination and test of products of iron tower is controlled in process of production,improve the transmission line of electricity product quality of the iron tower,normal,unified quality inspection project,the method of inspection,measuring means,the article has been explained the iron tower correctly control of examination and test of products.
输电线路铁塔 篇4
2008年1月中至2月, 我国粤北地区遭受到一场严重的持续低温、雨雪冰冻天气袭击。大范围地区的电网也出现了冰闪跳闸、杆塔倒塌、导线舞动、设备破坏等事故。输电设备的大量破坏说明了南方地区电线塔对持续大范围长时间低温、雨雪冰冻气候的抵御能力严重不足。
本文采用了SAP2000软件对输电铁塔整体结构在覆冰荷载情况下进行有限元计算, 分析了均匀覆冰荷载下铁塔的极限承载力, 对在实测不均匀覆冰荷载下的倒塔失效原因进行了分析, 指出了输电线路中的薄弱点, 对铁塔提出了提高冰厚等级改造的建议。
1 铁塔覆冰状态下的电线重力荷载与风荷载的计算公式
电线覆冰情况下的单位长度荷载按下式计算:
式中:
n———每相导线子导线根数;
LV———垂直档距;
Q1———单位长度电线的重量
Qb———单位长度覆冰重量。
其中电线单位长度覆冰的重量按下式计算:
式中:
b———覆冰厚度, mm;
d———电线外径, mm。
风载荷是各种工程结构的重要设计载荷, 风对导线的影响随覆冰半径的增大而递增明显。当风向与电线夹角为θ时, 垂直于电线作用的风荷载标准值为:
式中:
w0———基本风压, kN/m2;
α———风压不均匀系数;
βc———电线风载调整系数;
μs———电线风载体型系数, 线径小于17mm或者电线覆冰时K=1.2;
μz———风压高度变化系数;
d———电线外径或覆冰时的平均外径, m;
Lh———水平档距, m;
θ———风向与电线的夹角;
作用在铁塔上的荷载按其作用分为垂直荷载G、横向荷载P、纵向荷载T。其中纵向荷载T之垂直于横担方向的水平荷载, 一般为覆冰脱冰不均匀、断线张力、锚线及紧线张力等纵向分力所致, 本文暂不讨论以上情况。垂直荷载G是垂直于地面方向作用的荷载, 为导线的自重还有覆冰荷载引起。横向荷载P指顺横担方向作用的水平荷载, 本文讨论的是电线风荷载的横担分量。本文主要分析电线对铁塔的强度影响, 在当前铁塔的设计过程中, 以覆冰最大情况下的正常大风工况还有电线荷载为依据计算铁塔强度。
2 用SAP2000软件来分析考虑外载荷对铁塔的稳定问题的屈曲影响
SAP2000通过对特征方程的求解, 来确定结构屈曲时的极限荷载和破坏形态。程序的屈曲特征方程为:
式中:
K———刚度矩阵;
G (r) ———荷载向量r作用下的几何 (P—△) 刚度;
λ———特征值对角矩阵;
ψ———对应的特征向量矩阵。
SAP2000中进行屈曲分析的基本步骤是:定义屈曲分析的荷载工况;在分析模型中建立荷载作用;定义屈曲分析工况;运行分析;查看结果, 得到各个屈曲模态的解。
3 铁塔算例
某自立式60kV (20m) 铁塔 (以下简称3560ZGu2铁塔) , 线路通过第Ⅲ典型气象区;导线为LGJ-150/20, 地线为GJ-35;水平档距Lh=300m, 垂直档距Lv=450m。
按照公式 (1) (2) (3) 和已知条件计算在各种覆冰厚度情况下铁塔电线的风荷载和铁塔电线的重力荷载, 其中风压的计算公式如下:
式中:
V———平均最大风速, 以m/s代入。
风压高度变化系数μz的取值是按照GB50009-2001《建筑结构荷载规范》按照一定的换算原则确定的, 按地表的粗糙程度, 铁塔设为B类地区, 计算公式如下:
得到电线荷载对横担的合力, 见表1、表2。
SAP2000结构建模如图1所示。
经过建模, 3560ZGu2铁塔模型共划分有122个节点, 283个单元。
SAP2000通过对特征方程的求解, 来确定结构屈曲时的极限荷载和破坏形态。SAP2000可以生成任意数量且对应于不同荷载形式的屈曲分析工况, 每个工况可以定义需要的屈曲模式数量。通过计算机分析, 可以对3560ZGu2铁塔的荷载清楚地计算屈曲, 从而得到基于覆冰荷载下的3560ZGu2铁塔屈曲模式。查看结果, 可以知道, 最小屈曲因子约为68, 即最大的电线荷载为68kN。从结果可知当覆冰多大, 电线荷载对3560ZGu2铁塔的强度影响是非常大的, 在铁塔的强度分析过程中应当考虑到覆冰多大对铁塔强度的影响。
4 结束语
覆冰荷载为严重影响输电线铁塔结构稳定性的主要破坏因素之一, 严重覆冰会造成输电线断裂, 杆塔倒塌, 金具损坏。为了避免覆冰导致铁塔失稳带来不必要的损失, 使输电线路更加安全, 在铁塔的设计过程中, 应当充分考虑到在覆冰过大的荷载工况下铁塔结构强度的影响, 使铁塔有一个充足的强度储备, 提高耐张塔的设计强度标准, 适当提高输变电线路的整体投资, 以保证电网能抵御恶劣的气候, 减低倒塔所造成的严重危害和经济损失。
参考文献
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输电线路铁塔 篇5
摘要：铁塔是高压电力线路架设工作中的一项重要基础设施，其质量的好坏直接影响电力线路能否顺利安全的运行。文章针对输电线路铁塔基础工程施工质量控制与管理方面的问题进行了分析。
关键词：输电线路；铁塔基础工程；施工技术；质量控制
随着经济的发展，我国电力需求的迅速增长，我国的电力线路铁塔的基础建设也日趋繁忙。铁塔作为高压电力线路建设中一项重要的基础设施，其质量的好坏直接影响电力线路能否顺利畅通的运行。目前施工技术涉及的范围广，硬性要求高，仍存在许多难点，对于施工前到施工结束的各个环节，都应进行严格的质量把关。本文从电力线路基础施工技术及质量的角度，对施工中存在的困难进行分析，对铁塔基础施工的各个环节严格把关，防止或解决施工中出现质量问题，提高整体工程质量，为施工队提供相应的帮助，从而更好的推动铁塔基础施工顺利完成。
1 基础材料质量控制
混凝土原材料的质量好坏，是混凝土质量控制的重要因素。石子应选用级配良好的碎石，规格为2-4石，石子的颗粒要饱满，针、片状石及杂质含量要少；砂应选择中粗砂为宜。在浇筑基础之前，必须要把工程所需要的材料及时运到施工现场，通常而言，备料是存放在施工现场的专用场地，材料用量一定要以设计要求为准，并根据需要相应地增加备料量，一般而言，碎石量增加2%，砂增加3%；用于存放基础材料的场地必须要做好防雨、防水措施：堆放砂、石、水泥的场地应垫置防水布，而钢筋、声测管等材料应架在木方上，与地面保持一定距离。在施工时，尽可能地避开雨期。
2 混凝土配合比的选择
混凝土配合比的選择，主要目的就是使得混凝土各项参数，如强度、和易性、耐久性等满足工程要求，并且通过配比设计，达到减少成本，增加效益的目的。因此，在选择混凝土的配合比时，需要全面考虑施工工艺，提升工程所用混凝土工作性能。关于配合比设计的有关问题，在具体的处理时，需要从以下几个方面入手：
首先，在进行配合比设计时，需要对于设计配合比的水胶比和砂率进行合理界定，并且根据不同标号一一对应，并结合经验，优化配比，这是因为每个标号有特定的水胶比和砂率，基准水泥用量与用水量选择可按照配合比设计规程中的表进行选取，水胶比和砂率按照配合比设计规程中的表进行选取。规程中的数值也就是全国性的经验值。比如砂的选取，要求通过筛分实验，确定其粗砂、中砂还是细砂，一般情况下，在搅拌混凝土时，普遍使用中砂；同时，还要考虑到砂中含泥量的多少，这也是混凝土配合比所要参考的一个关键因素，对于石子的选取：石子的压碎指标值要满足首选因素，不同压碎指标值的石子要与相应标号的混凝土进行配比。
其次，实验室进行的配合比设计，所用的原材料是现场送检的原材料。因此，工程项目所选用的砂、石、水泥厂家及规格必须与送检的相符，若更换厂家或材料规格，应重新出配合比报告。
再次，送电线路工程野外作业较多，现场搅拌制作混凝土是常用方法。在现场制作混凝土的过程中，配比的控制无法像实验室一样通过精确的计量工具来计量材料重量，通常以小推车车数来控制。为了使得配比更为准确，在称量好每车的砂、石重量后，应在车斗内划线，每车的砂、石应分别装到车斗的相应划线处，才能保证用量的准确。
3 铁塔工程的基础施工
3.1 基础工程的钢筋施工技术
在电力线路铁塔基础施工过程中，对钢筋的要求是完好的，对于有些钢筋表面上的铁锈应进行清除，要按设计的图纸进行检查，无误后再进行钢筋的绑扎。基础的配筋数量一定要符合设计要求，如遇到特殊情况，基础施工收尾阶段，缺少某种规格的钢筋时，在设计允许的情况下，可通过等截面代换的方式用其他规格的钢筋代替，但钢筋总截面积不应少于原设计规定。
钢筋焊接施工是用受力钢筋进行焊接接头，将设置在同构件内的钢筋焊接的接头进行错开处理，要求一根钢筋不可以焊接两个接头，同一平面的焊接面积不能超过1/2，。对于非预应力的钢筋要求其受拉面积不要超过一半，所受压力的区域没有限制。对于预应力筋其受拉区不要超过1/4，如果采取了一定的可靠措施，就可以将这一范围放宽到一半，对于焊接接头同钢筋弯折处之间的距离，最好不超出10倍的钢筋直径，并最好超过构件最大弯矩处。
3.2 铁塔施工中的钻孔灌注桩技术
铁塔工程中的基础施工钻孔灌注桩技术主要分成孔和成桩两方面的过程，这是一项比较复杂的工艺，所要求的技术较高而且工作量也较大，需要在较短的时间内快速完成地下灌注混凝土的施工建设，因此对施工过程中质量的控制显得十分重要。
3.2.1 对操作人员的监控
钻孔灌注桩的施工所受到的人力因素影响很大，应随时检查操作人员的工作情况，所以在铁塔基础施工中对操作人员的监控显得尤其必要。每日开工前都要对施工人员做好交底工作，分配工作任务，强调施工注意事项并做好资料记录。
3.2.2 基础施工中的孔内水位以及泥浆施工
为了防止孔壁的坍塌，钻进过程中要控制好泥浆的比重情况。孔钻完后要进行两次清孔：下钢筋笼之前要进行第一次清孔，至泥浆密度<1.25×103kg/m3为合格；在下完钢筋笼后浇制混凝土前应进行第二次清孔，至泥浆密度<1.15×103kg/m3，泥浆密度使用泥浆密度称进行测量。浇筑混凝土时，第一斗混凝土方量有严格要求，浇筑的深度必须埋管1米以上。根据桩径及埋管深度可计算出第一斗混凝土的方量。因为水下施工的难度较高，很容易产生相关的质量控制问题，要求做好钻孔灌注桩施工质量的监控，混凝土的浇灌过程中要求提管的高度要现场核定，每次提升导管、拆除导管都要有相应的记录资料。
4 混凝土施工技术的质量控制
首先，在浇筑混凝土前，要认真仔细核查一下根开与对角线之间的距离，中心桩与基础中心的距离，台阶与主柱之间的距离，以及顶面的高差、保护层的高度，以及钢筋设置方向等等，这些不仅关系到混凝土工程施工的质量，而且与整个工程的质量密切相关，因此，需要相关人员进行仔细核查。
其次，在浇筑混凝土过程中，要加强对混凝土各项指标的确认与控制，包括混凝土配合比、坍落度、水灰比等，混凝土浇筑需要一次性完成，确保每个铁塔基础的质量，一定不可以留下施工缝隙。在浇制混凝土时，最好时间间隔不可以超过初凝时间，要求尽量控制在较短时间内；混凝土振捣要充足，待混凝土不再发生明显的沉降、表面不再产生气泡或者不再有水泥浆时，振捣工作就可以停止。
另外，在混凝土浇制时，要避免离析现象的发生，必须要控制好其自由沉落距离，通常要求不可以超过2m，与此同时，浇筑时，清理表面渗水的水分，否则将会严重影响到工程质量。
5结束语
由于输电线路基础建设中铁塔基础施工难度相对较大，在施工环节中应运用施工技术，并进行严格的质量把关，具体落实到施工细节，施工人员则应从施工前的准备、原材料的搭配比例、施工的技术水准、养护的相关措施及质量检查等入手，确保了高压电力架空线路工程的顺利完成。
参考文献：
[1]高博.降低输电线路工程基础缺陷率[J].科技创新导报[J].2010，（26）.
[2]杨帆.浅谈输电线路杆塔基础施工方案的优化[J].广东科技，2008，（8）.
论输电线路铁塔构件钢的制作 篇6
Q235钢属于碳素结构钢, 其产品共有A、B、C、D四个等级, 铁塔构件所用的为B级钢, 其成分如表所示, 这类钢主要能保证机械性能。一般情况下, 在热轧状态使用, 不再进行热处理。但对某些构件, 也可以进行正火、调质、渗碳等处理, 以提高其使用性能。
Q345和Q420钢均属于低合金结构钢, 这类钢具有高强度、高韧性、良好的耐蚀性、良好的焊接性能和冷成型能力, 其成分如表1所示, 这类钢一般在热轧空冷状态下使用, 无须进行专门的热处理, 在有特殊需要时, 如为了改善焊接区性能, 可进行一次正火处理, 目前在铁塔构件用材料中扮演着十分重要的角色, 用其代替碳素结构钢, 可大大减轻结构重量, 节省钢材, 使用可靠、耐久。
2 输电线路铁塔用工程结构钢的焊接
铁塔构件的连接主要以螺栓连接为主, 少数采用焊接, 对钢种Q420构件用E55系列焊条, Q345构件用E50系列焊条, Q235构件用E43系列焊条。下面就这三种钢的焊接工艺进行具体分析。
2.1 Q235钢的焊接
Q235钢可以用CO2气体保护焊进行焊接, 也可以用手工电弧焊进行焊接, 由于手工电弧焊自动化程度比较低, 焊接接头的强度及焊缝成形性比较差, 所以, 在实际生产中CO2气体保护焊的使用场合更为广泛。它具有明弧、无渣、焊接质量好、焊接生及产率高以能进行全位置焊接等特点, 并且在焊接Q235钢时采用了含有一定量脱氧剂的焊丝或采用带有脱氧剂的管状焊丝, 使脱氧剂在焊接过程中参与冶金爪进行脱氧, 从而消除CO2氧化作用的影响。同时, CO2气体还能充分隔绝空气中的氮对溶化金属的有害作用, 更能促使焊缝金属获得良好的冶金质量。CO2气体保护焊时电流密度大, 电弧能量集中, 电弧的穿透能力强, 焊缝的计算厚度较大, 熔化系数大, 使其能采用高速焊接, 而且焊后无须清渣, 因而可节省工时, 提高效率。
应特别注意的是:Q235板材的焊缝容易产生裂缝等失效形式, 其原因是因硫化物集中分布于熔合区域时, 使焊缝局部含硫量过高, 结果在焊缝金属凝固结晶的后期, 低熔点硫共晶被排挤在柱状晶体交遇的中心部位, 形成液态薄膜, 在拉伸应力作用下, 此薄弱地带开裂形成热裂缝。另外, 如果选用酸性焊条, 脱硫效果不好, 也会形成裂缝。同时, 焊接热影响区也容易产生裂缝, 原因有三:一是本钢种为半沸腾钢, 含有较多的氮元素, 在焊接热循环的作用下, 易发生淬火失效;二是板材弯曲成型时, 存在较大应力应变, 在焊接热循环的作用下, 发生了应变时效脆化;三是罐体加热夹套焊接时, 存在较大的拘束应力, 在Q235弯曲成型部位存在条带状夹杂处, 在拘束应力作用下, 该处易产生裂缝。
2.2 Q345钢的焊接
Q345钢焊接后焊缝的化学成分及焊接接头的力学性能见表2。从表2可以看出, 焊缝的化学成分与母材相近, 焊接接头的抗拉强度较高, 但韧性较低, 硬度高于母材。其焊缝金属的显微组织呈柱状晶分布, 晶界处为铁素体, 晶内为索氏体和针、块状分布的铁素体。冷却时, 由于向外散热, 故使焊缝的熔融金属沿热扩散方向结晶而获得柱状晶, 此时, 先共析的铁素体沿柱状晶界析出, 由于温度较高, 且冷速又稍快, 因此组织呈过热特征, 但随后的冷却过程中, 奥氏体因过冷度较大, 而转变为索氏体组织。焊缝组织下方为融合区, 此处融合情况良好;过热区的显微组织为针状或块状分布的铁素体和索氏体, 此处晶粒粗大, 呈魏氏组织。这时该区加热温度高, 奥氏体晶粒显著长大, 冷却后得到粗大的过热组织, 使冲击韧性降低;重结晶区组织为晶粒细小的铁素体和珠光体, 由于加热温度超过了AC3, 所以铁素体和珠光体已全部转化为奥氏体, 但又未达到足够的加热温度, 奥氏体晶粒未显著长大, 因此在空气中冷却以后会得到均匀细小的铁素体和珠光体;母材的显微组织为铁素体和珠光体呈带状分布。
Q345钢无热裂纹倾向, 其焊接接头热影响区没有出现裂纹, 焊缝的化学成分与母材相近, 焊接接头的抗拉强度和硬度较高, 但韧性较低, 焊接接头的过热区形成魏氏组织, 容易产生脆化, 构成了接头的薄弱环节, 这时宜以小线能量焊接, 在过热区获取板条马氏体, 韧性会得到改善。
2.3 Q420钢的焊接
Q420高强钢通常采用焊条电弧焊 (SMAW) 及CO2气体保护焊 (GMAW) 两种焊接方法进行焊接, 其接头形式有对接接头B (坡口焊缝) 、T形接头 (对接加角接组合焊缝或角焊缝) 、角接头c (角焊缝) 三种。具体作业指导书如表3所示。
3 输电线路铁塔用工程结构钢的热镀锌机理
3.1 热镀锌原理
输变电铁塔用钢一旦镀锌效果不好, 使用过程中经雨淋后, 未镀锌的部分将被氧化而产生铁锈, 即发生Fe→Fe203, 、FeO或Fe3O4化学反应, 在潮湿环境中, 锌与铁锈又发生电化学反应, 将铁锈腐蚀掉从而流黄汤。通过对热镀锌工艺的研究, 镀锌层由外到内呈5层分布, 即外表氧化膜 (主要为ZnO) →纯锌层→Fe→Zn合金层→Fe2Al5中间层→钢基, 镀锌层的合金层形成过程按两种基本过程进行:第一, 铁溶解在锌中;第二, 形成金属化合物, 镀锌过程实际上是金属化合物Fe5Zn21的形成过程, 即纯粹是反应过程。
3.2 影响热镀锌的因素
热镀锌工艺表明, 钢中含碳量越高, Fe-Zn反应加剧, 使镀锌层黏附性变差;钢中含硅较高, 会形成灰色镀层使黏附性变差;磷对镀锌也有显著的不良影响;而钒、硫、锰则对镀锌影响较小。裂纹、表面夹杂、折叠、结疤、划伤、麻面是影响镀锌的主要因素, 因此影响镀锌的主要因素在于钢基和材上表面质量, 钢基和材上表面质量取决于化学成分的设定和炼钢、轧钢的生产过程控制。
3.3 实际生产中所采取的措施及出现的问题
针对影响镀锌的因素, 可采取如下相应的措施:采用钒微合金化和控温轧制, 解决屈服强度偏低问题;连铸采用全程保护浇铸, 浇铸时采用预熔性保护渣, 黑面操作尽量减少钢水中的气体和夹杂;转炉严格控制终点碳含量, 降低钢水的氧化性;加大对连铸坯中裂纹、气泡、夹杂等缺陷的检验。
热镀锌生产工艺中易出现下列问题:转炉终点碳控制偏低, 加之合金增碳量计算不够准确, 致使脱氧合金化后钢水含碳量普遍偏低;浇铸时连铸机状况不好, 连铸坯外形尺寸不够规则, 两侧有些凹陷, 后经调整虽有改善, 但不理想;从生产节奏看, 炉次之间衔接不够紧密, 致使个别炉的浇铸后期中间包液面偏低, 容易卷轧;轧制过程中, 加热温度和终轧温度不够稳定。
4 总结
通过如上分析发现:钢材的焊接性主要决定于它的化学成分, 焊接性通常表现为两个方面的问题:一是焊接过程造成的各种冶金缺陷, 其中以裂纹的危害尤甚;二是焊接时的热影响区内母材性能的变化。化学元素是影响铁塔镀锌率的主要因素之一, 设定成分时, 一方面考虑力学性能, 另一方面应考虑化学元素对镀锌的影响;钢基和材上表面质量也是影响铁塔镀锌率的主要因素之一, 严格控制钢水氧化性和纯净度, 轧制过程中采用合适的加热温度和终轧温度, 这些都是提高表面质量的必要手段。
参考文献
输电线路铁塔 篇7
220SJ2铁塔为海拔1000m以内、设计基本风速25m/s (离地10m) 、覆冰厚度10mm, 导线2XLGJ-400/35 (安全系数2.5, 最大使用张力2X39.48kN) 、地线JLB40-150 (安全系数3.0, 最大使用张力28.70kN) 的双回路耐张铁塔, 转角度数20~40°, 水平档距450m, 垂直档距520m。
2 铁塔总图规划
铁塔单线图应确定横担长度, 地线与上导线间距及上中下导线间距。确定塔身分段及坡度。
220SJ2铁塔塔头部分采用双回路铁塔最常用的鼓型形状, 导线呈垂直排列。电气间隙根据电压等级、绝缘子串长度、防雷保护要求、转角度数、间隙圆、带电作业间隙要求等综合分析计算确定。总的原则如下:铁塔相邻导地线间和垂直排列的上下导线之间的水平偏移不小于1.0m;双分裂导线子导线间距最小为400mm;导线垂直排列时, 相邻导线间最小垂直线间距离不小于水平线间距离计算值的75%;双回路塔不同回路的不同相导线间的最小水平 (或垂直) 距离应较水平线间距离 (或垂直) 间距计算值大0.5m。综合以上要求, 经过计算比对, 最终确定地线及中导线横担长度为7300mm, 上导横担5300mm, 下导横担6300mm, 地线挂点与上导挂点垂距4500mm, 上中导挂点垂距6700mm, 中下导挂点垂距6300mm。塔头部分单线图见下图：
铁塔下段的坡度经电算优化, 以塔重最小为目标函数, 确定为0.1517。220SJ2铁塔采用方形断面。为了确保铁塔的抗扭刚度, 隔面设置按不大于5倍平均宽和4个主材节间分段。塔腿主材与斜材的夹角不小于18° (本工程为23.27°) , 铁塔高宽比取值在3.5~7范围内 (本工程为3.71) , 塔头身部高宽比不大于10 (本工程为5.44) 。
3 内力及构件计算
3.1 荷载
按照规范规定, 各类杆塔均应计算线路正常运行情况、断线 (含分裂导线时纵向不平衡张力) 情况、不均匀覆冰情况和安装情况下的荷载组合, 必要时尚应验算地震等稀有情况。
各类杆塔的正常运行情况, 应计算下列荷载组合: (1) 最大风速、无冰、未断线 (包括最小垂直荷载和最大水平荷载的组合) ; (2) 最大覆冰、相应风速及气温、未断线; (3) 最低气温、无冰、无风、未断线 (适用于终端和转角杆塔) 。
耐张型杆塔的断线情况, 应按-5°C、有冰、无风的气象条件计算下列荷载组合: (1) 对单回路和双回路杆塔, 同一档内, 单导线断任意两相导线 (分裂导线任意两相导线有纵向不平衡张力) 、地线未断;同一档内, 断任意一根地线, 单导线断任意一相导线 (分裂导线任意一相导线有纵向不平衡张力) ; (2) 对多回路塔, 同一档内, 单导线断任意三相导线 (分裂导线任意三相导线有纵向不平衡张力) 、地线未断;同一档内, 断任意一根地线, 单导线断任意两相导线 (分裂导线任意两相导线有纵向不平衡张力) 。按照《110Kv~750kV架空输电线路设计规范》 (GB50545-2010) 的规定, 本工程地线断线张力按最大使用张力的100%取值, 导线纵向不平衡张力按最大使用张力的70%取值。
本工程导线按10mm覆冰设计, 地线设计冰厚较导线冰厚增加5mm。10mm冰区不均匀覆冰情况的导线不平衡张力按最大使用张力的30%取值, 地线不平衡张力按最大使用张力的40%取值。垂直冰荷载按75%设计覆冰荷载计算。相应的气象条件按-5°C、10m/s风速的气象条件计算。所有导地线同时同向有不均匀覆冰的不平衡张力。不均匀覆冰情况下的不平衡张力按静态荷载计算。
本工程220SJ2铁塔的安装工况, 按照10m/s风速、无冰、相应气温的气象条件下考虑下列荷载组合: (1) 锚塔:锚地线时, 相邻档内的导线及地线均未架设;锚导线时, 在同档内的地线已架设。 (2) 紧线塔:紧地线时, 相邻档内的地线已架设或未架设, 同档内的导线均未架设;紧导线时, 同档内的地线已架设, 相邻档内的导线已架设或未架设。线路架线施工时, 耐张杆塔可能作为锚塔 (尽头塔) , 也可能作为紧线塔 (操作塔) 。因此, 杆塔强度和变形必须同时满足锚塔和紧线塔的各种荷载组合。锚塔和紧线塔施工工况示意图如下:
锚塔和紧线塔均允许计及临时拉线的作用, 临时拉线对地夹角不大于45°, 其方向与导、地线方向一致, 临时拉线平衡导、地线张力的30%。紧线牵引绳对地夹角按不大于20°考虑, 计算紧线张力时计及导、地线的初伸长、施工误差和过牵引的影响。安装时的附加荷载为:导线4.5kN, 地线2.0kN。导地线的架设次序为自上而下逐相架设。
3.2 内力计算
输电线路铁塔为空间桁架结构, 目前国内均采用有限元方法通过电算对铁塔内力进行分析, 按照《钢结构设计规范》 (GB50017-2003) 及《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》 (DL/T5154-2002) 对铁塔构件及连接进行验算。
有限元法是应用离散单元的组合体来逼近整体的连续结构, 主要是应用了变形连续性、单元位移插值函数及能量原理。实质上, 把结构离散后, 应用了结构力学中的几何、物理及平衡的三方面条件可导出各种有限元法基本方程。单元体的形状、数目与相应的单元体的插值函数的选择都需要认真考虑, 这关系到有限元解的计算成本和计算精度。输电线路铁塔属于杆系结构, 是由一些简单构件组合而成的, 对这类杆系结构, 构件本身就是单元, 也称自然型单元。采用有限元法, 引入外荷载和支座边界位移条件, 就可计算出整个结构中各个构件的内力和变形值。
本工程即是通过电子计算机用有限元方法对220SJ2铁塔进行内力分析。
3.3 构件计算及断面选择
3.3.1 极限状态设计表达式
结构或构件的承载力极限状态, 应采用下列表达式:γo (γG·SGK+ψ∑γQi·SQiK) ≤R式中γo--杆塔结构重要性系数, 重要线路不应小于1.1, 临时线路取0.9, 其他线路取1.0;
γG--永久荷载分项系数, 对结构受力有利时不大于1.0, 不利时取1.2;
γQi--第i项可变荷载的分项系数, 取1.4;
SGK--永久荷载标准值的效应;SQiK--第i项可变荷载标准值的效应;
ψ--可变荷载组合系数, 正常运行情况取1.0, 断线情况、安装情况和不均匀覆冰情况取0.9, 验算情况取0.75;
R--结构构件的抗力设计值。
结构或构件的正常使用极限状态, 应采用下列表达式:SGK+ψ∑SQiK≤C
式中C--结构或构件的裂缝宽度或变形的规定限值, mm。
3.3.2 构件截面计算
铁塔结构中多数为轴心受力构件, 轴心受力构件的强度计算公式为:N/An≤m.f
N--轴心拉力或轴心压力;
An--构件净截面面积;
m--构件强度折减系数;
f--钢材的强度设计值。
轴心受压构件的稳定计算公式为:
N/ (φ.A) ≤Mn.f
φ--轴心受压构件稳定系数;
A--构件毛截面面积;
Mn--压杆稳定强度折减系数;
3.3.3
经过内力计算和截面计算, 选出220SJ2铁塔各个构件的合理规格, 得到铁塔司令图。本工程中220SJ2铁塔中横担司令图如下:
3.4 连接计算受力杆件于一点, 力求
3.4.1 在螺栓受剪的连接中, 每个螺栓的承载力设计值应取承剪和承压承载力设计值中的较小者:
式中:Nv、Nc--每个螺栓的承剪、承压承载力设计值;nv--承剪面数目;d--螺栓杆直径;∑t--在同一受力方向的承压构件的较小总厚度;fv、fc--螺栓的抗剪和构件的承压强度设计值。
3.4.2 在螺栓或锚栓杆轴方向受拉的连接中, 每个螺栓或锚栓的承载力设计值应按下列公式计算:
3.4.3 现对本工程220SJ2铁塔下横担下弦杆与塔身螺栓连接计算举例如下:
该构件规格为L100X7, 材质Q345B, 构件长度L=1450mm, 该构件各工况下最大拉力T=76.76kN, 最大压力N=-224.51kN。
该连接螺栓受剪, 故按承剪承载力和承压承载力二者中取小值。考虑采用6.8级M20螺栓。
两者取小值, 故一个6.8级M20螺栓抗剪承载力为71.40kN。
则总计需要螺栓数为224.51kN/71.40kN=3.14个, 取4个, 即4M20。
4 构造要求
4.1 钢结构的构造力求简单, 并使结构受力明确, 个受力杆件的形心线 (或螺栓准线) 尽可能汇交于一点, 力求减小偏心;
4.2 角钢构件的最小规格和型号应满足规范要求;
4.3 节点构造应尽可能使用多排螺栓, 斜材尽量直接与主材相连;宜多用高强螺栓;节点板较大时宜卷边;传力主材在节点处尽可能做到双面传力, 做不到时应采取加强措施;允许辅助材和次要受力材准线错开较小距离, 便于与主材直接相连;塔腿采用平连杆时, 平连杆不应在节点处断开;为减小斜材长细比而增设的辅助材, 两端的支撑位置应尽量减小偏心;在同一受力区间内, 主材和斜材接头不应设在同一水平面;
4.4 杆件与节点板的连接焊缝, 一般宜采用双面侧焊, 也可采用三面围焊, 对角钢杆件可采用L形围焊;节点板焊在杆件上, 一般采用三面围焊, 所有围焊转角处, 必须连续施焊, 其余的面应用薄焊缝封焊。
4.5 螺栓布置的间距应满足规范规定的容许间距要求;
4.6 在铁塔塔身坡度变更的断面处、直接受扭力的断面处和塔顶及塔腿顶部断面处应设置横隔面。受力横隔面必需是一个几何不变体系, 可由刚性或柔性杆件组成。横隔面太大时, 应采取措施, 防止隔面自重引起下垂;
4.7 斜材与主材的夹角不得小于15°;
下图为本工程220SJ2铁塔变坡处节点连接构造:
摘要：本文以某输电线路工程设计为例, 介绍了输电线路铁塔结构设计的要点。铁塔结构设计采用以概率理论为基础的极限状态设计方法, 用可靠度指标度量结构构件的可靠度。在规定的各种荷载组合作用下或各种变形或裂缝的限值条件下, 满足线路安全运行的临界状态。
关键词：架空线路,铁塔,空间桁架,有限元
参考文献
[1]110Kv～750kV架空输电线路设计规范GB50545-2010中国计划出版社2010北京
[2]架空送电线路杆塔结构设计技术规定DL/T5154-2002中国电力出版社2002北京
输电线路铁塔 篇8
1 输电线路铁塔的基本介绍
输电线路铁塔就是常说的电力铁塔, 整个铁塔结构主要由塔头、塔身、塔腿三大部分组成。根据用途的不同输电线路铁塔的形状也是千变万化的, 例如按用途分有:耐张塔、直线塔、转角塔、换位塔、终端塔和跨越塔等, 按其形状一般分为酒杯型、猫头型、上字型、干字型和桶型五种。输电线路铁塔塔架是由几片平面结构构成。为了将各片平面桁架组合起来成为一个几何不变的塔架结构, 则需要设置横隔。横隔应设置在各横截面处, 横隔面是塔身平均宽度的2.0~2.5倍。
2 输电线路铁塔的结构设计方法
输电线路铁塔的结构设计, 必须要贯彻国家的基本建设方针和技术经济政策。根据地区地形特点采用先进的新材料、新结构等技术, 对输电线路铁塔结构设计进行探讨与研究。建立符合国情、经济实用、安全可靠的输电线路铁塔。输电铁塔一般采用角钢加工而成、使用C级螺栓连接而成的构件连接的空间桁架结构系统。通过成熟的有限元软件, 将对整个空间桁架结构体系中连接点之间的构件进行计算。
2.1 设置塔头铰结点
在做输电线路铁塔内力分析时, 铰结点即是杆系结点。近年来设计师为解决三铰拱进行内力分析问题, 因此, 国内部分输电线路铁塔工程采用最多的方法是三铰塔头且中间加设了平连杆。而国外也大范围的选用三铰拱塔头但是中间没有加设平连杆, 但是其稳定性很强。
2.2 杆系布置
根据沿线地区的地质地貌、水文气象不同, 选择杆塔的型号以及工程导线型号也不同, 一般情况下选择使用年限较多的杆塔型号。杆系布置不仅与节点构造有关而且与杆件本身功能也有关。
(1) 导线横担下平面斜材布置
交叉斜材式, 是导线横担下平面斜材布置中最常见的形式。为减缓纵向荷载问题, 设计人员将交叉斜材布置在导线横担根部的同时在这一部位的节点上增设一短角钢。如何从根本上解决纵向荷载的问题, 则需要设计师进一步改进杆系布置设计。
(2) 塔腿加设平连杆
在设计和真型塔实验中, 不断的创新设计, 在塔腿结构中加设了平连杆, 如此一来力学模型从静定变化到超静定。塔腿平连杆的使用在计算中应作为杆件计算, 这样才不会出现较大的误差而引发荷载的情况出现。
(3) 布置塔身斜材
塔身斜材的布置与塔身的宽度有关, 塔身斜材的基本条件, 受斜材对外荷载抵抗力矩和计算长度影响。
3 输电线路铁塔结构评定方法
使用有限元软件通过对输电线路铁塔有限元分析模型, 在各荷载组合作用下来计算出结构的变形以及各单元的内力分量。按照架空输电线路铁塔结构设计技术规定, 将对输电线路铁塔采用以下方法进行评定:
3.1 拉弯构件强度
拉弯构件的强度按照规范要求计算。
3.2 压弯构件的局部稳定性
输电线路铁塔受到荷载作用之后, 大约有一半杆件可能因承受轴向压力和弯矩的共同作用下就会出现失稳的情况。如果出现各杆件失稳的情况或者是局部失稳的情况, 将会对输电线路铁塔稳定性产生影响。
3.3 构件刚度计算
构件刚度计算通过采用限制构件长细比的办法实现, 即用最大长细比小于等于最大计算长细比。同时, 许用长细比取值要符合规范要求。
4 输电线路铁塔结构的优化措施
输电线路铁塔结构的设计遵循以下几点原则:调查沿线工程的地质、地貌、水文气象等条件、科学的杆塔位排定要科学制定、优化设计主力杆塔的造型、根据对地最高温度判定交叉跨越设计。
4.1 铁塔基础的强化
输电线路铁塔基础一般分为三大类, 即水泥杆基础、钢管杆基础、直立式铁塔系列基础。输电线路铁塔基础的建设要充分的结合当地的地质、地貌、施工条件以及杆塔形式进行设计, 同时在进行设计的时候结合基础稳定性、基础位移等各种因素。设计师在设计的时候首先计算得出铁塔基础受力的情况从而确保其安全。
4.2 降低杆塔接地电阻
降低杆塔接地电阻能够有效的提高抗雷水平, 同时也是对输电线路铁塔的优化措施。具体措施如下: (1) 由于电线路的抗雷水平与杆塔的接地电阻成反比关系, 为降低工频接地电阻、降低冲击接地电阻, 在杆塔可以水平放置的背景下即可采取水平外延接地的措施。 (2) 对于电阻率偏低的情况下可以选取竖井式接地极这种措施。 (3) 增设有效的降阻剂。 (4) 尽量多使用酸、碱、盐、木炭等非导电物质。
5 架空输电线路铁塔结构与基础设计的基本原理
架空输电线路铁塔结构与基础设计不仅要结合当地地区的地形、地貌、人文气候特点, 而且要积极的选用新技术、新材料、节能、环保的先进产品, 这样不仅提高了经济效益, 而且保证输电线路铁塔的安全稳定。为提高架空输电线路安全水平, 来通过加强对重要线路以及特殊区段线路的措施, 实现并且按照国家法律法规以及有关标准执行对架空输电线路铁塔结构与基础设计, 从而满足强度和稳定的要求。根据所处的环境及气温等条件选择钢材的厚度和结构, 进行合理的优选。
5.1 调查沿线工程地质、水温等条件
应通过对当地气象局了解相关数据, 取得10m高30~50年一遇10min平均最差最恶劣的气温气候环境条件进行验算, 并结合分析沿线的架空输电线路、通信光缆的运行经验及造成自然灾害等资料, 获得最终气象条件结果表。而地质资料可以通过当地地区勘探部门的勘探资料方式取得, 从而为架空输电线路铁塔结构设计提供可靠有力的依据。
5.2 优选杆塔位排定
根据架空输电线路铁塔结构与基础设计的有关规定并结合实际工程中采用的各种杆塔设计进行对杆塔位排定。
5.3 主力杆塔的选型
在杆塔的选型根据当地地区地形特点进行选择。杆塔的外型规划与构件布置按照杆塔材料、施工方便等选用技术先进、安全合理的设计方案。
5.4 交叉跨越设计以及“最高温度”的判定
架空输电线路铁塔结构与基础设计中, 跨越河流的情况下就要对其进行交叉跨越设计, 而跨越杆塔应采用固定线夹, 还应采取防雷措施。
6 结语
架空输电线路铁塔结构与基础设计需要按照科学和原理的方式进行设计, 不仅保证输电线路铁塔安全稳定, 而且优化、环保、节约的设计理念推动着电业进步。架空输电线路铁塔结构与基础设计的质量直接影响着输电线路铁塔的建筑质量, 因此, 架空输电线路铁塔结构与基础设计是值得重视的且值得研究的。铁塔结构安全稳定的状况, 直接影响着整个电力系统的正常运行。为提升架空输电线路的安全水平, 设计者将对架空输电线路铁塔结构与基础更进一步探讨, 遵循先进科学的原理与理念进行设计。只有这样, 才能确保架空输电线路铁塔在电力行业发挥着它们应有的作用, 从而实现架空输电线路的安全运行。
参考文献
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输电线路铁塔 篇9
焊接是通过加热或加压, 或者两者并用, 使工件达到永久结合的一种方法。采用焊接方法连接的接头统称为焊接接头, 它是由焊缝金属、熔合区和热影响区3个部分组成。角钢输电铁塔的焊接件主要是塔座、连接板及挂线板、挂线角钢等;四柱钢管塔的焊接件主要有管与法兰的连接, 塔座、管与“U”形插板的连接等;焊接接头的主要形式为“T”型焊缝连接方式。受焊接材料、焊接环境、焊接工人技术水平的影响, 焊接接头不可避免地存在部分焊接缺陷。焊接缺陷是指焊接过程中产生的不符合标准要求的缺陷, 焊接缺陷的种类繁多。
1.1 焊接裂纹
裂纹是在电焊后冷却过程中, 在焊缝内部HAZ出现的局部开裂现象。焊接裂纹主要有热裂纹、冷裂纹。焊接裂纹是危害较大的一种焊接缺陷, 会导致构件断裂。在输电铁塔加工中, 必须严格控制焊接裂纹的出现。
1.2 咬边
咬边是指在焊接过程中沿焊趾母材部位产生的沟槽或凹陷。过深的咬边对焊道的力学性能产生严重影响, 主要表现在咬边会减少构件承载的有效截面积, 并在咬边处应力集中, 降低焊接 (特别是低合金高强钢的焊接) 接头的强度。
1.3 夹渣
夹渣是指在焊接处存在的非金属夹杂物及固体颗粒, 常见的夹渣有层间夹渣。夹渣对焊接的连接强度、抗冲击性及冷弯性能等均有不利影响, 特别是尖锐形的夹渣对焊缝的力学性能的影响和危害最为集中。
1.4 未焊透及未熔合
未焊透是指母材金属未熔化, 焊缝金属没有进入焊接接头根部的现象, 一般存在于单面焊缝的根部。未熔合是指焊接过程中焊道与母材坡口、上层焊道与下层焊道之间没有完全熔化结合而形成的缺陷。未熔合是一种面积型缺陷, 垂直于应力方向的未熔合导致焊缝承载面积的减小最为明显, 应力集中也比较严重, 其危害仅次于裂纹。
1.5 气孔
气孔是指焊接过程中, 焊接熔池的气体在熔池凝固前来不及逸出而以气泡的形式存在于焊缝金属内部或表面所形成的孔穴。气孔在焊缝中存在的形状各异, 分布不均匀, 其种类大致有密集气孔、球形气孔、条形气孔、柱状气孔等。气孔会降低焊缝的连接强度和致密性, 对构件的危害不及裂纹与未熔合严重。
2 缺陷的影响因素
在输电铁塔焊接件的生产过程中, 由于诸多因素对焊接质量的影响, 造成不符合设计技术标准要求的产品返修或报废, 给企业带来一定的经济损失。因此, 在焊接生产前需要考虑人员、机械、材料、方法、环境等因素对焊接质量的影响, 通过焊前预防来确保焊接产品质量。
2.1 影响输电铁塔焊接质量的环境因素
根据焊接环境的特点, 影响焊接质量的环境因素可分为理化环境和劳动环境两大类型。理化环境因素包括直接影响焊接接头质量的理化环境以及通过影响焊接设备性能、焊接材料性能、焊接工艺参数的稳定而影响焊接质量的理化环境。劳动环境因素是指直接影响焊接操作人员的身体健康、劳动保护、安全卫生、心理活动而间接影响焊接质量的环境。
2.2 影响输电铁塔焊接质量的人的因素
人的因素是指操作者及检验者、试验者的质量意识、技能熟练程度和身体素质等。输电铁塔制造与安装质量的形成过程离不开人的操作和管理, 质量意识、工作作风及心理状态是关键的影响因素, 也是产生焊接缺陷的主要原因。
2.3 影响焊接质量的设备因素
设备因素是指焊接设备、烘干设备、无损检测和试验设备, 以及仪器仪表的性能精度和维护等对焊接质量的影响。焊接设备和仪器仪表是保证焊接质量符合设计技术要求的重要因素。由于焊接设备和仪器仪表及焊接检测设备在使用过程中不断老化、磨损等, 使其性能和精度不断发生变化, 从而影响焊接质量。
2.4 影响焊接质量的材料因素
材料因素主要是指母材及焊接材料 (焊条、焊丝) 的化学成分和物理性能等对焊接质量的影响因素。材料质量对焊接质量起着主导作用, 材料质量的控制是整个质量保证体系和焊接控制体系中的重要环节。当材料不符合设计规定要求或错用材料, 将会导致焊接结构失败及断裂。
2.5 影响焊接质量的工艺因素
工艺因素是指加工工艺、组装工艺、焊接工艺、操作规程等。包括工艺流程的安排、工艺之间的衔接以及焊接工艺参数的指导性文件和质量检验工艺的适合性等。
焊接工艺对焊接工序质量的影响主要来自2个方面的因素; (1) 制定焊接工艺的方法、选择工艺参数和工艺装备等的正确性和合理性; (2) 贯彻执行工艺方法的严肃性。在焊接过程中必须加强对工艺装备和计量器具的管理, 严肃工艺纪律, 合理使用器具, 并对工艺实施过程进行检查和监督。
3 质量的控制措施
焊接过程是输电铁塔加工的关键过程。塔座、管与法兰组装尺寸偏差、焊接质量的好坏直接影响铁塔的组立和构件的受力情况。因此, 铁塔加工的焊接接头除完全熔透焊外, 焊缝表面质量应符合《钢结构焊缝外形尺寸》 (GB10854-89) 。
3.1 焊前准备
3.1.1 焊接计划
焊接实施前应制定详细的质量计划, 内容须全面体现和落实企业质量管理体系文件的要求, 主要包括质量控制的组织机构、质保体系和质量责任制, 同时设置质量控制点, 规定质量培训和技术交底、焊接质量计划验证。
3.1.2 坡口加工及清理
在现场条件允许的情况下, 应尽量采用等离子弧压、氧乙炔等热加工方法。坡口加工完成后, 必须除去坡口表面的氧化皮层、油污、熔渣及影响接头质量的表面层, 清除范围为坡口及其两侧母材不少于20mm, 并应将凹凸不平处打磨平整。
3.1.3 组装/定位
组装应在确认坡口加工、清理质量合格后进行, 组装间隙应均匀。定位焊的作用是保证焊接质量、促使接头背面形成良好的关键, 如果坡口形式、组装间隙、钝边大小不合适, 易造成内凹、焊瘤、未焊透等缺陷。
3.2 焊接过程控制
3.2.1 焊接材料控制
焊接材料的管理 (采购、验收、入库、保管、发放、回收) 应按相关规程《焊接材料质量管理规程》 (JBT3223-1996) 进行, 以保证材料的规格、型号符合设计要求。
3.2.2 焊接现场控制
焊接过程中, 现场检验人员应对实际焊接工艺参数、焊接材料、组装定位是否符合焊接作业指导书的工艺规程进行检查, 确认坡口、尺寸及组装要求。焊工必须严格执行焊接工艺要求, 现场质检员应加强监督检查, 这是保证焊接质量的关键。
3.2.3 焊接环境控制
焊接环境应符合《建筑钢结构焊接技术规程》 (JBJ 181-2002) 中的相关要求。
3.3 焊缝外观检查
焊缝表面质量的检查应在无损检测之前进行, 所以焊缝表面质量均应采用标准样板、量规、硬度计算等进行100%的外观检验并符合《钢结构焊缝外形尺寸》 (GB 1054-89) 及《钢结构工程验收规范》 (GB 50205-2001) 标准中的具体要求, 且应作实际检验记录。
无损检测人员应培训考核合格, 持证上岗。外观检查合格后, 并在焊口焊接完成24h后方可进行无损检测。所采用的检测方法、检测比例应符合有关规范、标准以及设计要求。
4 结束语
通过对输电线路铁塔焊接缺陷的类别及影响因素在加工中的处理办法进行分析, 总结出控制输电线路铁塔加工过程中焊接质量的具体措施, 以有效地减少焊接缺陷的产生, 从而保证输电线路铁塔加工中的焊接质量
参考文献
[1]电力工业部电力建设总局, 220V送变电线路铁塔设计[M].北京:电力工业出版社, 1980.
输电线路铁塔 篇10
关键词：输电线路；大跨越铁塔；灌注桩承台基础施工
中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）09-0159-02
为了满足国家经济建设用电需求，为了使偏远地区等也能用上电，那么在高压电路传输过程中，必然要克服江河湖泊甚至海洋带来的限制，因此在施工过程中铁塔基础面临在海滩、河滩等地质条件状况差所带来的挑战，实现线路跨越大江、大海。大跨越施工作为高压输电线路施工的重要组成部分，首先要保证大跨越铁塔基础施工质量，才能保证组塔架线施工的质量，有效保障电力的传输。
1 高压输电线路大跨越铁塔基础概况
在输电线路中铁塔基础型式有板式基础式、角钢插入式基础式、人工挖孔桩基础式、灌注桩基础式、灌注桩承台基础。铁塔基础承受输电线路塔杆、水平档距、垂直档距、抗压抗拔等力，并将上述作用力分散传递到周围的地基中，从而使得输电线路能够稳固竖立在地基上[1]。随着高压输电线路跨越大江大河的需求不断增多，跨越大江大河的宽度及难度系数不断增高，铁塔呼撑高越来越高，选用的材质重量越来越大，地基所承受的作用力越来越大。因而在高压输电线路中，大跨越铁塔多选用灌注桩承台基础。
灌注桩承台基础由灌注桩群桩及灌注桩上面的承台组成，选用承台基础相较于以往角钢插入式基础或灌注桩基础基础具有更大的作用分散力，更加牢固结实。而使用灌注桩又可以有效克服地质条件较差土质比较松软的问题。在实际的大跨越基础施工过程中，对于不同的基础形式需要有不同的技术要求，而基于灌注桩承台基础所具有的难度大、周期长和方量的大特点，更需要注意把握基础施工技术要点。
2 高压输电线路大跨越灌注桩承台基础的施工特点
对于高压输电线路大跨越灌注桩承台基础施工过程来说，由于基础承受的作用力气巨大、造成设计时灌注桩群桩数量多施工方量大、而上面的承台方量较大、施工周期长从而给高压输电线路的施工人员带来了很大的不利因素。包括在施工过程中灌注桩的质量把控要求高，等灌注桩检测合格后才能对承台进行施工，施工周期比较长、存在检测和维护方面的困难
具体施工特点工程，可以通过江门220 kV良村（荷塘）输变电配套220 kV输电线路（大跨越段）施工例子进行介绍。大跨越段设有四基四回路铁塔，混凝土的设计强度为C25，属于大型的灌注桩承台基础工程单基基础每条腿由9跟灌注桩连接承台组成铁塔的基础地基持力层非常深，而且形成的基础作用力十分大。依靠桩的底部、表面承受力以及承台周边和地基土壤的摩擦分散成基础的上推力和下压力。高压输电线路大跨越铁塔承受输电线路系统的各种负荷，其高塔大型承台基础的施工建设直接关系到高压输电线路工程的整体造价成本、工程质量、施工工期以及运行安全等方面。
在所有的铁塔基础施工过程中，大跨越、大规模、大体积的承台基础对于输电线路的影响和作用时最为明显的，如果在施工过程中出现一点小纰漏就会在承台基础出现漏筋、承台出现蜂窝形、承台出现麻面、杆塔倾斜开裂甚至是倒塌等安全事故。因此，在高压输电线路的大跨越铁塔承台基础施工中，要特别注意在承台施工的各个环节、各个阶段重视施工技术和施工态度等问题。
3 高压输电线路大跨越铁塔灌注桩承台基础的施 工方法
承台施工必须等到灌注桩养护充足并检测合格后施工，在承台施工开始前需对灌注桩进行破桩头处理，破除灌注桩超灌部位，并清洗干净。找平找正后进行扎筋支模。浇灌采取分层浇灌方法。完成之后要注意采取保温保湿的方式对承台基础进行保养维护。为了有效提高承台基础的施工质量，防止承台基础出现裂缝或者损坏，必须要对承台基础施工的混凝土做好保温措施，延迟施工过程中的混凝土降温速度，从而有效控制混凝土受天气和地质作用影响引起承台基础的伸缩或者变形的问题。在对高压输电线路的大跨越铁塔承台基础进行施工的过程中，要严格按照承台基础的设计图纸进行设计，可以分别铺设石方和混凝土垫层对承台的下部进行防护，而承台的侧面则可以采用砌筑砖模或者支撑模板进行稳固。
完成之后要注意采取保温保湿的方式对承台基础进行保养维护。为了有效提高承台基础的施工质量，防止承台基础出现裂缝或者损坏，必须要对承台基础施工的混凝土做好保温措施，延迟施工过程中的混凝土降温速度，从而有效控制混凝土受天气和地质作用影响引起承台基础的伸缩或者变形的问题。在对高压输电线路的大跨越铁塔承台基础进行施工的过程中，要严格按照承台基础的设计图纸进行设计，可以分别铺设石方和混凝土垫层对承台的下部进行防护，而承台的侧面则可以采用砌筑砖模或者支撑模板进行稳固。
在高压输电线路大跨越铁塔承台基础施工前，要对承台基础的浇筑原料进行严格把关。在水泥进场的时候需要对水泥的品种、型号、级别、包装仓号、出厂日期进行检查，并掌握好水泥混合的强度、稳定性、凝结时间、水化热和其他相关的性能指标，整体的水泥质量要达到现行国家对硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的标准。细骨料砂石材料主要选取和采用的是中砂，对于中砂的细度模数要大于2.3，并且含沙量不能超过3%。如果含沙量超过3%的规定时，则需要在进行搅拌前用水洗的方式使其符合标准。粗骨料砂石材料最好选用砂石粒直径在5～31 mm之间，级配情况要良好，并且含沙量不能超过1%。而与矿物进行掺和的粉煤灰或者矿渣粉，两种粉质的掺和量分别不超过水泥用量的40%和50%，二者可以进行联合掺用[3]。而后根据混凝土的配合比例配合选用优质的原材料，尽量减少水泥的用量从而降低水化热。
对于高压输电线路的大跨越铁塔承台基础施工，为了能够缩短搅拌混合时间，可以进行泵送入模。当然，在泵送的过程中，要注意搅拌运输车的运输时间，以免影响施工浇筑的效果。在大跨越铁塔承台基础浇筑的过程中，要注意采取分层的方式持续进行基础浇筑。混凝土摊铺厚度要注意控制在半米内，浇筑的线路可以采取平行布置的斜面浇筑方式。分层浇筑的时间间隔要尽可能地缩短，比如说在大跨越的承台基础进行浇筑时，第二层的浇筑必须要第一层混凝土初凝之前进行，浇筑要根据泵送规模进行合理计算，对初凝时间也要进行现场科学测定[4]。在施工过程中，要注意采取措施防止钢筋由于受力出现移位或者变形，对于表层水分较多的要使用刮尺减少水分，撒上粗砂或者细石并使用铁丝网进行压实打牢，防止承台基础表面出现裂缝。
在高压输电线路的大跨越铁塔承台基础施工完成之后，特别是大体积的承台基础必须要在混凝土承台内部埋设冷却水管，在承台外侧设置进出水的循环系统，做好大跨越铁塔的内部温度监控。在大体积承台基础设施内垂直埋入两组温度测量钢管，下端保持封闭且不漏水，测量钢管的长度要根据基础施工现场环境制定。加强对混凝土内外温差的控制，一般为25 °左右，在混凝土浇筑施工完成之后要立即进行检测，一般3～5 d后混凝土内部的温度会逐步达到顶峰，通常2 h监测一次，随着混凝土温度的下降，可以降低为每天监测一次。并且要及时予以记录，当内外温差超过25 °时，要立即使用循环水进行冷却降温。
4 结 语
综上所述，高压输电线路大跨越承台基础对于电力传输发挥着越来越重要的作用，在具体的施工过程中提出了更高的施工技术要求。必须要提高高压输电线路大跨越承台基础施工技术水平，使得输电线路能够更加安全、稳定、持续的进行电力传输。
参考文献：
[1] 朱天浩，徐建国，叶尹，等.输电线路特大跨越设计中的关键技术[J].电力 建设，2010，（4）.
输电线路铁塔 篇11
1 国内输电线路铁塔结构设计现状
使用铁塔架空电线来输送电能在我国已经有上百年的历史了, 改革开放以后, 我国经济的到了迅速的发展, 这也加剧了人们对电能的需求量, 电容量也在加大。我国地域广阔, 使用的电源地点并不集中, 所以很多电量需要通过电线才能输送到需求地点, 这给电力铁塔的出现创造了条件, 在实际的输电线路设计中, 铁塔的设计要全面的考虑到电压等级、气候和地形的特点。一条完整的输电线路所经过地区情况复杂多变, 这加大了设计人员的工作难度, 实地考察加大了工作量, 根据实际情况设计出符合本条线路特点的输电线路非常重要。
2 优化输电线路铁塔结构设计的措施
2.1 优化拉线V型塔设计
输电线路V型塔在结构设计上比较合理, 竖向受压, 横向受拉, 采用了压杆构建和高强度钢绞线相组合的格式, 这样的组合把构建和材料间的特性能够充分的发挥出来, 把整个铁塔的刚度都提升了, 提高了稳定性, 进而抵抗风的能力也变强了, 最重要的是他还可以节省钢材料, 降低成本。但因为是细长的杆件可能会出现二阶效应, 出现大规模的占地情况, 特别是农业用地, 所以会有较高的赔偿费用。
拉线V型塔的塔头重量比较大, 主要是由于用了导线横担, 所以优化塔头一般都会从导线横担开始。横担的杆件结构形式是影响横担内力与应力的主要因素, 例如, 选择主要材料的结点, 材料的结构布置形式等等。
2.2 优化酒杯型塔设计
在输电线路上, 一般选择酒杯型铁塔和猫头型铁塔输送高压电量, 悬垂串挂线采用三相导线。在设计条件相同的情况下, 酒杯型铁塔的塔头尺寸要大, 需要较宽的线路走廊, 所以相对而言, 猫头型铁塔具有较低的占地赔偿费, 对电能的损失也比较少, 但是也有美中不足的部分, 它抵抗自然再换的能力差, 整体高度较大, 耗用的钢材比较多, 酒杯型铁塔导线是水平排列的, 铁塔本身的高度较低, 单位耗钢量少, 提升了铁塔整体的刚度, 挠度不容易变形。
过去优化自立式铁塔主要在于塔身结构的优化, 但是由于塔头的重量较高, 所以优化塔头结构也是必不可少的。酒杯型塔头尺寸控制的主要因素是悬垂绝缘子串摇摆的角度, V型绝缘子串在中相中采用可以减少塔头尺寸, 上曲臂外侧控制着边相绝缘子串的摆动角度, 这时也采用V型串, 线间距会变小, 线路走廊变窄, 但还需要多加三串绝缘子, 这样综合起来的效果对铁塔本身而言并不显著。
2.3 应用新型材料
输电线路铁塔构建除了要把材料的性能充分的发挥出来, 杆件长度减小, 还要帮助提高塔身的抗风能力, 能够提高铁塔的整体稳定性。所以选择的材料既要动力学性能好还要有高强度的抗弯能力, 圆截面铁管符合这一要求, 特别是对结构尺寸大的铁塔来说这种优势更明显。
在受拉杆件中, 同时采用铁管截面和角钢截面时铁管的优势就会被埋没, 主要是由于铁管的价钱太高, 提高了工程造价成本, 根据以往的工程建筑数据我们可以了解到, 当塔身坡度一定时, 铁塔的重量仅为角铁塔的80%时, 铁塔的造价明显低于角铁塔。铁塔比较适用于地域狭窄或是有外观要求的地方。
2.4 材料布置要合理
在设计材料布置时要合理, 塔身使用主要材料的设计必须接头少, 保证长度上的要求, 各段的受力情况要根据实际情况分段设计, 这样可以减少浪费。塔身的斜材不同于主材的分割长度, 斜材能够承受能力的关键在于斜材与地面间的夹角, 主材与斜材间明确分工, 明确承载力, 相互配合, 材料布局简单大方, 为了降低发生偏心的几率必须保证每个杠杆的准线都相交在同一点上。
2.5 优化塔身坡度设计
塔身坡度设计的合理与否对塔身主材与斜材的规格以及基础作用力有直接影响, 铁塔角度的合理选择会帮助平均分配塔材应力, 所以在保证铁塔强度和刚度的前提下, 测算出一个最优坡度才是最重要的。
2.6 铁塔设计的强度问题
铁塔的材料、所用材料和受力情况都会对铁塔的强度造成影响, 铁塔作为长期运行的输电线路的支点, 必须具有一定的承重能力, 出现的变形情况也必须控制在一定的范围内才能保证输电线路的安全稳定, 这就要求铁塔必须有一定的刚度和强度。环形截面因为自身的优点比如说:承载能力强, 节省材料离心机制质量高等等。所以环形截面在输电线路中得到广泛的应用, 它能保证铁塔的稳定性。
3 小结
随着科技的进步, 电力行业的取得了很大的进步, 电力基础设施的建设也在不断的完善过程中, 输电铁塔作为整个输电系统的支撑点有着重要的作用, 所以, 我们要不断完善输电线路铁塔结构的设计, 提升抵御自然灾害以及人为破坏的能力, 发展问题, 解决问题, 保证整个输电系统的安全。
参考文献
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