铁塔设计

关键词： 电力工程 运行 输电 电网

铁塔设计（精选十篇）

铁塔设计 篇1

关键词：输电线路,铁塔基础,设计探究

在进行输电线路设计的过程中, 需要根据线路的施工地形、水文条件以及铁塔的类型来决定输电线路的选址和特点, 设计工作人员需要保证设计的规范性和可行性。输电线路的设计, 最重要的就是安全和可靠, 因此, 铁塔基础的设计是至关重要的。具体来说, 需要从以下几个方面来进行具体的要求:需要具有较强的承载能力, 而且不影响输电线路正常的施工和设计。可以在气候较为恶劣的条件下进行, 方便后期的养护和维修。在输电线路运行的过程中, 可以应对一些突发事件, 其稳定性能够达到相应的标准。

1 铁塔基础选型分类

1.1 混凝土台阶式基础。

这种选型方式是较为常见的, 在进行施工的过程中, 基础的内部不需要进行钢筋的放置, 要严格控制基础底板台阶的高度。由于这种形式的稳定性较强, 已经有了多年的应用历史。但是, 从应用的过程来看。对于混凝土材料的用量较多, 但对于钢筋材料的消耗量却较小, 如果在施工的过程中出现了一些突发的问题, 可以有效地对其进行校正和改进。铁塔部位需要进行固定, 一般来说都采用踏脚板以及螺栓相连接的形式。这样才能有效地缩短工期, 进而提高工程的效率。

1.2 掏挖基础。

采用掏挖基础的形式需要基础的底板具有较强的承载力, 在成型的土胎中放置相应的底板。采用这种方式的主要原因就是施工工序较为简单, 在底板的基坑部位不用采用支模或者是回填土, 这也有效地减轻了模板运输以及施工的难度。而且从环保的角度上来看, 可以极大地增强建筑的环保性和生态性。在开挖的过程中也不会对地表的植物造成损坏。其中一点不足就是在实际的工程建设中, 可能会受到地下水位的影响。因此, 在采用这种形式之前, 需要相关的工作人员做好勘查工作, 尤其是对于施工现场的水温条件等进行细致地分析和研究, 保证水文条件不会对施工造成严重的影响。

1.3 岩石嵌固式基础。

这种方式主要是在强风化岩石或者是是在中等风化岩石的地段进行, 由于输电线路的铁塔基础工程的施工特点就是规模较大, 经常在露天且岩体地段, 因此, 这种方式的应用范围比较广泛。这种方式也可以保证对地表的植被等进行保护。减少水土流失, 减少回填土的环节, 降低了施工的难度。

1.4 斜柱板式基础。

这种形式在铁塔基础的施工中应用较广, 不仅在国内如此, 在国外也得到了很多人的研究。这种方式的精准度较高, 在坡度的设计中要依照相关的建筑工程来进行, 对于立柱的正截面或者是底板的面积等都需要进行精准的设计。如果其底板较薄需要在底板处配置相应的钢筋结构, 这样才能高出台阶一部分, 加强基础的抗拔能力。

1.5 钢筋混凝土板式基础。

这种板式基础是较为常见的, 主要在混凝土板中置入了钢筋结构。从总体上来说, 这种结构的特点就是底板相对较宽, 柔性较强, 而且自重也相对较轻。所以, 在具体的施工过程中能够有效地减少混凝土的使用量以及砂石的运输量。所以施工工程显得较为方便。为了保证工程的稳定性, 需要在各个结构中都配置相应的钢筋。

2 铁塔地基的抗倾覆性

对于铁塔地基来说, 其抗倾覆性是较为重要的一个方面, 在实际应用的过程中, 受到的荷载作用较大, 而且影响其抗倾覆性的特点较多。

2.1 铁塔基础自身特性。

目前, 通常根据构件的自身的刚度不同将其分类为刚性、半刚性和柔性, 这些同时共同工作的构件根据自身的刚性表现出不同的特性。半刚性和柔性视具体的情况可以称之为弹性。由于外力作用, 构件刚度的不同造成其内部对外力的应变和对土体的表现出反力也有很大程度的差异。构件表现出刚性时, 外荷载作用致使基础立柱有可能绕某作用力点进行小幅度的刚性转动;表现出弹性情况时, 立柱自身刚度与土的刚度的比决定了基础的抗倾覆和其破坏的程度。

2.2 基底地基土及立柱周围土体的特性。

众所周知, 地基土的强度影响基础的竖向位移与稳定, 也决定了地基的变形条件。在外荷载作用下, 立柱周围的土体受到挤压, 从而使立柱产生水平位移和转角, 力的作用是相互的, 因而立柱会受到土体的反作用, 从而形成抵抗弯矩。在基础立柱和侧向土体不破坏前, 能与外荷载作用相平衡, 确保整个基础的稳定随着荷载的逐渐增加, 将可能因立柱周围土体发生塑性流动而引起基础的失稳。

2.3 荷载工况。

荷载有下压荷载和上拔力, 对电力铁塔基础的影响表现的比较复杂, 尤其表现在水平荷载较大。输电线路铁塔基础面临的各种荷载工况, 对其的倾覆稳定有不同的影响程度。根据现有的研究了解到, 立柱与周围土体的摩擦力在竖向下压荷载作用下表现出抗侧向荷载的作用。与此同时, 上拔荷载作用则表现出不利的影响。因此, 上拔荷载与水平力的组合对倾覆稳定性而言, 带来了巨大的不利影响。

2.4 施工与工艺措施的影响。

回填土的强度对铁塔地基有很大的影响, 同时应该相应的加强处理措施。近地表加强层表现出的水平反力系数较大, 而且其产生的力矩也比较大。因此, 近地表的回填土密实度对倾覆稳定具有十分重要的作用。在外荷载作用下, 铁塔基础的工作性能与土体和基础之间的相互作用有密切的关系。抗力在水平作用力较小时是由近地面的土作用的。荷载的增大促使立柱变形加大, 同时表层土体将产生一定的屈服作用力, 促使向更深的土层传递水平荷载。立柱顶部的表层土的结构遭到一定的破坏导致呈现上涌, 致使小部分基土的水平反力减小;随着荷载的增加, 立柱前侧的屈服区不断向下扩展, 导致力矩中心的不断改变伴随着位移也不断增大。基底部分土体随着荷载的不断增大到一定程度开始进入塑性区。如果荷载一直增大, 变形的程度增大到超出了基础自身所承受的范围从而出现的塑性流动而被破坏, 那么整个体系的稳定就遭到了破坏。

结束语

随着经济和科学技术的快速发展, 我国的电力工程建设事业不断发展和进步。在铁塔基础建设中的基础处理技术不断发展和进步, 对输电线路铁塔基础设计的探究, 为输电线路安全可靠地运行提供有力保证。

参考文献

[1]陈兰.输电线路基础选型及基础优化设计[J].广东科技, 2010.

[2]张小锋, 姜华.黄冈电网输电线路基础设计选型分析[J].湖北电力, 2010.

《埃菲尔铁塔沉思》教学设计 篇2

[设计思想]

《埃菲尔铁塔沉思》是人民教育出版社“课程标准试验教材”《中国现代诗歌散文欣赏》散文部分第四单元中的课文，该单元教学重点是“现代散文的虚与实”。张抗抗的这篇散文，由登临铁塔的“所见”(实)触发“沉思”，表达了作者对人生的独特感悟(虚)。无疑，理解文章“写实藏虚、虚实相生”的特点，应该是学习本文的目标和重点；而理解铁塔形象的内在含义则是关键，也是难点。本设计从王安石《登飞来峰》导入，让学生懂得什么是“写实藏虚、虚实相生”；然后整体认读，理清文章的思路；接着分析研读，探究铁塔的形象，探究作者的情感和心理；最后整合、迁移。

[教学目标] 体会作者借登塔所作的人生思考。理解文章写实藏虚、虚实相生的特点。

[教学重点难点] 重点：写实藏虚、虚实相生的特点难点：埃菲尔铁塔形象的内在意义

[教学时数]1课时

[教学过程]

课前预习：朗读课文，思考：作者笔下的埃菲尔铁塔有怎样的特点?

一、导入定向

由王安石《登飞来峰》引出“写实藏虚、虚实相生”。

“飞来峰上千寻塔，闻说鸡鸣见日升。不畏浮云遮望眼，自缘身在最高层。”

后两句的字面意思是什么?不怕浮云遮住我远望的视线，是因为我站得最高——在飞来峰千寻塔顶上。言外之意是什么?有着远大的抱负，坚定的信念，深厚的学养，所以不惧怕人生道路上的艰难险阻。

这种写法，叫做“写实藏虚、虚实相生”。字面意义为“实”，言外之意为“虚”。“虚实相生”中的“虚实”还有多种情况：现实为“实”，想象为“虚”；外形为“实”，内蕴为“虚”；写景为“实”，抒情为“虚”……“写实藏虚、虚实相生”，可以形成绝妙的意境，给读者留下广阔的想象空间。

《埃菲尔铁塔沉思》也具有“写实藏虚、虚实相生”的特点。学习中要注意探究。

二、整体认读

默读课文，理清思路。

文章分几个部分，各写什么?

1.登塔前对塔的认识(1－5段)；2.登塔过程中的感受(6-9段)；3.登上塔后的沉思(10－20段)。

三、分析研读 探究课文“写实藏虚、虚实相生”的特点。

在作者看来，铁塔是审美客体，作者是审美主体。在我们读者看来，铁塔、作者，都是审美客体。对这两个客体，我们分别探究。

(一)探究铁塔的形象 作者笔下的埃菲尔铁塔有哪些特点?(用形容词概括你认为最重要的特点，并引用文中语句说明。)

(1)高大 脱尘

第2段：我总没有想到它竟会如此之高……你才会确实地明白它的高度，明白它的气势，明白它的骄傲。第3段：它从一个平凡的基点拔地而起……傲慢地兀立云端，俯视全城……第4段：它太高了，世人的眼，难以与它平行。——高大脱尘。(齐读第2、3段)

第6、7段：我只觉得地面迅疾地脱离我的脚跟，向一个无底的深渊坠落……地壳在下陷，在沉没。——巴黎迅疾下沉，反衬铁塔的高。

第8、9段：它像是永远也升不到头了，永远也不会停下来了。……我曾以为自己像火箭一样被发射出去了呢：我曾以为我离开了地面；我曾以为我离天空很近很近了。——我的上升，衬托铁塔的高。

第10段：只是小轿车变成了玩具，房屋变成了模型，人呢?可惜我没有带望远镜。——反衬铁塔的高。

第11、12、13段：于是我知道铁塔究竟有多高了……于是我知道铁塔究竟有多大了……巴黎多大铁塔就有多大。……铁塔超尘的气质和阔大的胸怀。

(2)孤独寂寞

第19段：当它存在的时候，在巴黎城挤挤撞撞的建筑物中，它雄奇，却也孤独……它的内心却依然孤独。——孤独寂寞的表现。(齐读第19段)

第15段：一百年前它却曾经是一个标新立异的怪物，在一片嘘声里，诞生于巴黎城的古迹之中。第20段：当年曾经被保守的巴黎强烈排斥和憎恶。(据说当年艾菲尔铁塔建造时，莫泊桑、大仲马等一批作家领着市民签名反对，说这个高高的铁家伙是在给巴黎毁容。)——孤独寂寞的原因：世人的误解和排斥。

第1段：在印象的底版中。它只是比一座电视塔略高些的大铁架……，它也似乎只是一个小摆设，甚至，有那么一点被压抑的冷峻。第15段：我曾以为那历经一百多年风雨的朽铁会呻吟。会晃悠颤栗……第16段：这威严古板的铁塔。我原以为你是拒人之外，高傲无情的。——孤独寂寞的原因：作者的偏见和戒心。

(3)坚韧 宽厚

第15段：此时它却纹丝不动，不必担心它会断裂倒塌……似乎雄心勃勃地要同那天边席卷而来的新浪潮作一番耐力的较量。——坚韧。

第16、17段：你是一个不露声色的老父，将那各种肤色各种头发的孩子都拥在你的怀里……铁塔是仁慈的，温暖的。——宽厚。

第20段：它从没有对人说过，当年曾经被保守的巴黎强烈排斥和憎恶的铁塔，后来为什么竟成了巴黎城市的一个象征。——宽厚。其中最主要的特点是什么?(讨论)

主要特点(作者着力表现的特点)是：“孤独寂寞”。

“高大脱尘”是铁塔“孤独寂寞”的原因；“坚韧宽厚”是铁塔“孤独寂寞”中显示出的高尚品质。且“高大脱尘”写在文章前半，“坚韧宽厚”写在文章后半，而“孤独寂寞”写在全篇。作者这样写铁塔的言外之意是什么?

借塔喻人，喻生活中像铁塔一样“高大脱尘而孤独寂寞”的人。李白诗云：“古来圣贤多寂寞”。古今中外有许多“圣贤”，卓有建树，但不为人知，不为人容，因而孤独寂寞。李白还说：“惟有饮者留其名”。这是自嘲，是调侃。我们改为：“超尘脱俗留其名”。埃菲尔铁塔最终不是成为“一个永远矗立的丰碑”“巴黎城市的一个象征”吗?那些不为人知、不为人容的“圣贤”，最终不也成为受人景仰的人吗?

古今中外有哪些人是像铁塔一样高大坚韧而孤独寂寞的人?一生留下大量画作的凡•高，去世后才逐渐被人们认识；创“日心说”的哥白尼，丰富发展哥白尼学说的布鲁诺，受到教会的迫害，布鲁诺被处以火刑；制造出世界上第一辆蒸汽机车的斯蒂芬逊，遭到人们的嘲讽；“举世皆浊我独清，众人皆醉我独醒”的屈原自投汨罗江，写“孤舟蓑笠翁，独钓寒江雪”的柳宗元被贬永州，“我欲乘风归去，又恐琼楼玉宇，高处不胜寒”的苏东坡被贬海南——他们都是高大坚韧而孤独寂寞的人。“不畏浮云遮望眼，自缘身在最高层”的王安石，坚持变法而遭到保守势力的打击，不也是如此?亚里士多德曾经说过：“所有在哲学，艺术，政治上有杰出成就的伟人，无不具有孤独而忧郁的气质。”他们因其高大超尘而孤独寂寞，也都因此而受人景仰。所以说：“古来圣贤多寂 寞，超尘脱俗留其名。” 写铁塔形象，哪些是“实”，哪些是“虚”?

写铁塔的特点是“实”，喻生活中的人是“虚”。写铁塔的特点，其外形(高大)是“实”，其内蕴(超尘脱俗、孤独寂寞、坚韧宽厚)是“虚”。

(二)探究作者的情感和心理 作者写登铁塔，写出了自己情感和心理怎样的变化?

(1)登铁塔前，有偏见、戒心。第1段：它只是比一座电视塔略高些的大铁架……似乎只是一个小摆设……

——存有无知的偏见和戒心(第17段)。

(2)在铁塔下，凝视、仰望。第5段：我凝视它，仰望它，唯独没有膜拜它……

——开始仰视，但没有膜拜。

(3)登铁塔中，震撼、上升。第6、7段：写错觉——巴黎下沉，反衬铁塔之高，更是表明自己受到强烈的震撼。第8、9段：(指名读第8段)无意间，我抬头仰视，怦然心跳——我忽然发现了自己是在上升……透明的铁匣子还在疯狂地往上升，一个劲地向上升……固执而又痴迷地向上升。

——空间上升，更是登塔过程中思想的上升。

(4)在塔顶上，超越、升华。(默读第15-18段)我曾以为那历经一百多年风雨的朽铁会呻吟，会晃悠颤栗……此时它却纹丝不动(坚韧)。我原以为你是拒人之外，高傲无情的——我却发现你是一个不露声色的老父(宽厚)。于是，我认识到，我过去“对它存有那么无知的偏见和戒心”，感悟到，“你没有接近过它，你便没有权利轻视”。

——可见作者在登塔中境界发生了超越，精神得到升华。这与第4段相照应。

(指名读第4段)第4段：我是要登塔的。上去寻觅它的眼睛、窥视它的灵魂。它太高了，世人的眼，难以与它平行。我是要上去的，默默企望一次没有国界的超越，一次没有阶梯的升华。

——作者经过沉思，终于寻觅到铁塔坚韧宽厚的眼神，窥视到铁塔高大而孤独的灵魂。“你没有接近过它，你便没有权利轻视”(第18段)，这是铁塔对作者情感和心理的征服，给作者的启示；也是作者登塔的收获，是作者的超越和升华，体现了作者一种强烈的生命情怀和人生感悟。(齐读第4段)

写作者自己，什么是“实”，什么是“虚”?

写自己登铁塔是“实”，情感和心理的变化是“虚”。

四、整合评读概括本文“写实藏虚、虚实相生”的特点。

本文由登临铁塔“所见”，触发作者的“沉思”，表达了作者对人生的独特感悟。就全文言，写埃菲尔铁塔和作者的登铁塔是“实”，写作者感情和心理的变化是“虚”；就写铁塔言，写铁塔的特点是“实”，喻生活中像铁塔一样的人是“虚”；就写铁塔的特点而言，写其高大雄奇的外形是“实”，写其超尘脱俗、孤独寂寞、坚韧宽厚的内蕴是“虚”。本文就是这样“写实藏虚，虚实相生”。使铁塔的形象更丰满，使作者的感情表达得更充沛，营造了一种朦胧迷离、亦真亦幻的绝妙意境。你读了这篇散文，得到哪些启示?(讨论)

埃菲尔铁塔这个形象启示我们，当你因为独树一帜而遭受误解、甚至排斥时，要经得起时间的考验，耐得住生命的寂寞，用坚韧和宽厚去对待他人的误解和排斥。正如周国平所说：“一个优秀的灵魂，即使永远孤独，永远无人理解，也仍然能从自身的充实中得到一种满足。”

作者对埃菲尔铁塔认识的变化又启示我们，对待生活中那些特立独行的先锋人物，应当宽容，尊重，关怀，为他们创造良好的生存环境，使他们的聪明才智得到更好的发挥。正如张抗抗所说：“你没有接近过它。你便没有权利轻视”!

如果说张抗抗的《埃菲尔铁塔沉思》这篇散文是一种“实”，那么，我们从中得到的这些启示，大概也是作者藏于其中的一种“虚”吧。

五、外向迁移从已学课文中举出一些类似写法的散文。

送电线路铁塔机构优化的设计 篇3

【关键词】送电线路；铁塔机构；优化设计

【中图分类号】TM726 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）09-0290-01

一直以来，送电线路铁塔的连接滑移和节点弹性，均被认为是影响送电线路铁塔受力特性的主要因素。随着地下资源和空间的开发利用呼声的高涨，展开采动区铁塔力学计算模型与塔一线体系两者共同作用机理方面的研究，对上部结构的安全性和地下空间资源的可用性的指导具有重要的意义。

以沿海大风地区的铁塔为着眼点，控制铁塔结构的主要因素有：塔身的坡度、主建材的材质、斜材布置、节问最优的计算长度、塔腿布置等。由于这次设计的铁塔组装方便，基本没采用基础主柱加高的方法来弥补地形高差，对地形的适应能力强，很大的减少了塔基开挖力度和基础混凝土的用量，获得了很好的经济社会效益。

通过滑移性能试验，对单、两个螺栓连接节点进行分析，研究了螺栓连接的荷载一位移关系、螺栓连接滑移机理和连接节点的破坏形态，同时，也推导出了有滑移杆件的轴向刚度。根据模糊数学的隶属度概念，从节点的弹性位移着手，从而实现了节点的模糊转角，导出了空间弹性梁单元的单刚矩阵，得出模糊转角位移的隶属度与弹簧刚度的映射关系。

巧借矿区沉陷预测预报系统MSPS，我们对地下开采引起的动态地表变形进行了初步预计。考虑到既定塔一线体系下方不同工作面布置对导、线应力和弧垂、铁塔杆件内力、支座反力和塔顶综合位移，我们建立塔一线体系三维有限元模型对之进行了系统研究，从而提出了地下开采过程中塔一线体系的共同工作机理。针对工作面推进方向与线路方向的三种关系的问题，专家对塔一线体系进行了安全评估，亦给出了与之相对应的评价指标。

以此为基础，提出了对已建塔一线体系工作面布置原理，采动区新建塔一线体系设计等相关建议。

1.在铁塔计算的处理方面的优化

档距的分配直线塔挂双绝缘子串时，前后垂直荷载按4：6分配；耐张塔前后挂点垂直、水平荷载按照3：7分配。我们搭建转角塔是为了避免安装工况控制塔材及基础作用

力的作用，档距的一侧代表档距取300m，另一侧代表档距取500m.

风荷载调整系数βz的取值对于2-3型直线塔，当全高超过60m时，风荷载调整系数应分段计算，但加权平均值应不低于1.6。

塔身正侧面风压增大系数的影响通过计算是众多周知的，由于大风区转角塔的选材主要由导、地线的张力及断线张力控制，因此塔身正侧面风压影响较小；而直线塔刚巧与之相反，直线塔的主材受塔身正侧面风压有一定的影响，在大风区尤为明显。而选材相对于导、地线的型号的影响甚小。若塔身正侧面风压取得过大，塔材显得不经济，取得过小又不安全。在用道亨软件计算的过程中，正面风压增大系数（Fa），侧面风压增大系数（Fb）均未考虑补助。材、节点板、螺栓的面积，如何计算与估算补助材、节点板等在不同塔身节问的挡风面积将对沿海大风区直线塔的计算有重要的意义。通过多次统计与比较，对本工程常用塔身布局正侧面风压增大系数计算方式如F：

正面风压增大系数Fa=100+正面补助材净面积/正面受力材净面积侧面风压增大系数Fb=100+侧面补助材净面积/侧面受力材净面积

2.塔身坡度的优化

塔身坡度对铁塔重量有至关重要的影响，因为它将直接影响主材规格、斜材的布置形式、基础作用力等的经济指标。合理的塔身坡度会使主材受力更加充分且均匀。如：本工程新设计的铁塔（SJ332A-36）为保证铁塔具有足够的刚度，在塔建的过程中，还应确定适当的变坡开口尺寸。

3.塔身斜材布置的优化

我们在布置斜材时，都是参照对主材最优计算而得到的长度来进行，致使其充分受力。本工程的直线塔，分为塔身上部，中部及下部，塔身上部斜材采用的小交叉式节问控制在1.2-1.3m，塔身中、下部的大交叉式节问控制在1.4-1.5m是适宜的。转角塔因荷载较大且为防止斜材同时受压的情况发生，塔身第一节问斜材采用倒K结构，然后由上至下依次采用3等分、4等分大交叉式节问进行布材，而节问高度随主材的变化控制在1.3-1.6m。通过布置，使塔身斜材与水平面的夹角控制在40°～50°之间，完全发挥了斜材的受力特性，摆脱过去一味以1.5m固定节问的传统做法，使得主、斜材问的连接角度更灵活，减少偏心及节点板的使用，降低了塔重。

一组高低腿中最高腿的高度与铁塔全根开的比值控制在0.8-0.9是比较合适。依据上述原则，结合本工程初设阶段的报告，该地区主要以丘陵为地貌，地面高程50.0～250m，相对高差20～220m，山坡坡度，自然坡度20°～35°，山体自然稳定。因本工程主材采用Q420材质，铁塔根开得到了很大的改善，所以每一组高低腿最小级差设为1m，且最高腿与最低腿的坡度控制在28°-35°间，可以有效地减小塔基开挖面。

这样才能使铁塔组装方便，地形适应能力强，因为减少了采用基础主柱加高的方式来弥补地形高差，于是就大大缩减了塔基开挖及基础混凝土的用量，从而获得了良好的经济社会效益。但技術是不断发展变化的，这就要求我们不断地学习，不断总结经验，才能有创新，使我们的设计更完善，理论更成熟，从而能够更好地为实际服务。

参考文献

[1]李庆林；特高压输电线路铁塔组立抱杆的方案选择[J]；电力建设；2007年03期

[2]黄满长；送电线路全方位长短腿铁塔设计研究[J]；电力勘测设计；2004年01期

通信铁塔基础选型与设计初探 篇4

关键词：通信铁塔,基础选型,独立基础,桩基础

0 引言

通信铁塔是装设通信天线的一种高耸结构,其特点是结构较高,横截面相对较小,横向荷载(主要是风荷载和地震作用)起主要作用。通信铁塔基础将上部结构的全部荷载安全可靠地传递到地基,并保证结构的整体稳定,是构成通信铁塔结构的重要组成部分。通信铁塔基础选型与上部结构形式、结构布置、外部荷载作用类别、建筑场地以及所在区域的地质条件等有着非常密切的关系。合理的基础选型和设计,对于降低工程造价,缩短工程建设周期,保证结构安全可靠至关重要。

由于风荷载属于随机荷载,风力的大小和方向具有任意性和脉动性,基础受力同样也具有任意性和脉动性的特征,所以基础设计选用荷载取值时,需根据不同的铁塔形式,选用最不利方向的荷载组合标准值进行设计。通信铁塔所采用的空间桁架结构自重相对较轻,而且挂设通信天线的平台竖向荷载也不大,因此三角形或四边形桁架塔塔下基础顶面的拉力或压力呈交变性,拉力值一般可达压力值的70%以上,故桁架塔的基础抗拔计算特别重要,很多时候基础的抗拔设计起主导作用。

根据河北联通近几年来通信基站建设中的常用两种类型铁塔的基础设计,笔者针对四角塔和三管塔简要分析如何进行铁塔基础的选型与设计。

1 四边形角钢塔的基础选型与设计

四边形角钢塔简称四角塔,是近几年常见的通信塔形式。铁塔跟开一般约为铁塔高度的1/7,基础形式通常采用钢筋混凝土独立基础、灌注桩基础,计算基础所选用的荷载组合,一般取上部结构传至塔脚下最不利的第二方向(即45°角方向),在正常使用极限状态荷载效应的标准组合荷载,有下压力,上拔力和水平剪力,基础形式需依据基站所在位置的岩土工程勘察报告和周围建筑物情况,场地平整情况等综合选定。

1.1 钢筋混凝土独立基础

此种基础形式适用于地基持力层承载力较好,一般基础持力土层承载力特征值要大于80 kPa,且土质比较均匀的情况下适用。其优点是施工简便,投资费用较低,施工速度快。塔体柱脚一般与基础柱墩铰接,同时连接在柱脚上的构件还有斜杆,柱内轴向力(压力或拉力)以及斜杆内轴向力(压力或拉力)通过柱脚构造传递给柱墩。柱墩一方面将上部结构的竖向力传递至基底,同时柱墩和独立基础还共同承受上部结构传递下来的水平力。独立基础之间设置连梁,连梁能平衡大部分由柱和斜杆传来的水平力分量,仅由风荷载累加的水平力不能由连梁平衡,必须由柱墩承担。设计连梁后,大多数基础柱墩所承受的最大水平力约为未设连梁的1/3,所以连梁的设置是十分必要的。

以河北联通清河徐家阁基站为例,52 m角钢塔,跟开7 m×7 m,地质条件描述为:①层杂填土,层厚约1.5 m,②层粉质粘土,层底埋深约5 m,③层粉土,本层土揭露深度7 m,勘察深度范围内未见地下水。本基站所在区域比较开阔,基坑开挖不受限制,宜采用独立基础,以③层粉质粘土为基底持力层,地基承载力特征值fak=120 kPa,经抗压和抗拔验算,基础采用3 m×3 m,埋深3 m,即能满足要求,这种情况下持力层承载力较好,基础的大小由抗拔控制。另外,如果基础持力层承载力较小时,可以扩大基础底面积,而不必加大埋置深度,以减小基础自重,满足地基承载力的抗压要求,此种情况下基础的大小由抗压控制。以河北联通黄骅市王官庄村基站为例,52 m角钢塔,跟开7 m×7 m,勘察期间场地地下水埋深为2.6 m,①层粉质粘土,承载力90 kPa,层底埋深约5 m,地下水对混凝土具弱腐蚀性。本基站地下水埋藏较浅,基坑开挖不宜太深,否则需要降水,增加施工成本和难度,宜采用独立基础,以①层粉土为基底持力层,地基承载力特征值按fak=90 kPa进行抗压计算,基础采用3.4 m×3.4 m,埋深2.5 m,即能满足抗压要求。为便于施工垫层,可以在基底垫0.2 m厚级配碎石,每边宽出基础边0.15 m。由于地下水对混凝土具弱腐蚀性,故本基站搅拌混凝土时应采用矿渣硅酸盐水泥。

1.2 钢筋混凝土灌注桩基础

当场地地基表层的软弱土层较厚时,或者地下水埋藏较浅且降水又很困难,上部荷载大而且集中,铁塔结构基础采用浅基础已不能满足地基承载力和变形的要求,采用桩基础,将荷载通过桩传递至深层的坚硬持力层。桩基础承载力高,稳定性好,沉降量小,而且还可以有效地抵抗水平荷载和上拔力。

根据荷载情况、工程地质条件,可以选用钢筋混凝土预制桩、钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、钢管桩等桩型。以唐山联通丰南区黄各庄镇扬家泊村基站为例:57 m角钢塔,跟开7.9 m×7.9 m。地质条件见表1。

注:勘察期间场地地下水埋深为1.7m,地下水对混凝土不具腐蚀性

本基站地下水埋藏较浅,②层粉质粘土承载力较低,以每个塔脚下一根直径0.9 m的桩为例,桩净长14.4 m,进入⑥层细砂约1 m,采用一柱一桩,桩与桩之间设置拉梁,这样承台采用1 m×1 m,节省混凝土用量。如果采用两根桩,如两根0.6 m直径的桩,承台最小做到1.4 m×4.0 m,给施工带来很大不便,增加了投资,施工周期长。确定桩基方案时,必须根据岩土工程勘察报告,设计合理的桩径和桩数,做到既不浪费又安全可靠,以达到最优化的设计目的。

2 三角形钢管塔的基础选型与设计

三角形钢管塔的塔柱即主材采用钢管,钢管每个方向的回转半径相同,符合铁塔受力要求,平面形式做成正三角形,通常称为三管塔。由于四角塔占地面积较大,在城市里建造受场地影响较大,于是为节约用地,近几年通信铁塔设计采用三管塔的非常普遍。三管塔跟开较小,塔柱斜率小,故每个塔柱下的拉应力相对较大,基础形式可以根据基站的岩土工程勘察报告和所在区域场地情况采用钢筋混凝土筏板整体基础,或者采用桩基础。

2.1 钢筋混凝土筏板整体基础

由于三角形钢管塔(三管塔)的跟开一般不会太大,塔重较小,但由于铁塔较高,所以塔体弯矩和水平力较大,因此,常采用筏板整体基础,筏板基础属于柔性基础,由于底板配置了钢筋,以承受由地基反力引起的弯矩和剪力,底板的悬挑部分任一截面均具有足够的强度,它可以不受刚性角的限制,所以底板厚度可以较小,而悬挑部分尺寸可以较大,以便于抵抗弯矩。此类基础形式适用于场地较开阔,基坑开挖不受限制,地下水埋藏较深,持力层承载力不宜小于110 kPa。

其优点是施工速度快,成本低,一般采用商品混凝土一次浇筑完成,不容易出现质量问题,整体性较强。

以河北电信新乐市东张村基站为例,47 m角钢塔,跟开3.65 m×3.65 m×3.65 m,地质条件描述为:①层粉质粘土,层底埋深约5 m,地基承载力特征值fak=120 kPa,②层粉土,地基承载力特征值fak=90 kPa,本层土揭露深度7 m,本基站所在区域比较开阔,基坑开挖不受限制,宜采用筏板基础,以①层粉质粘土为基底持力层,用圆形基础,直径7.2 m,基底最大压应力107 kPa,最小压应力5 kPa,并对第②层粉土进行软弱下卧层验算,满足抗压承载力要求。

2.2 钢筋混凝土灌注桩基础

当场地地基表层的软弱土层较厚时,或者地下水埋藏较浅,采用桩基础,可以有效地抵抗垂直荷载和上拔力。

根据工程地质条件,一般选用钢筋混凝土钻孔灌注桩,每个塔柱下一根桩,也可以一个塔柱下两根桩,需要根据计算确定。以唐山联通滦南县胡各庄镇南圈基站为例:42 m三管塔,跟开3.3 m×3.3 m×3.3 m,地质条件见表2。

注:勘察期间场地地下水埋深为2.1m,地下水对混凝土不具腐蚀性

本基站地下水埋藏较浅,以每个塔脚下一根直径0.9 m的桩为例,桩净长11 m,进入⑥层粉土约1 m,采用一柱一桩,桩与桩之间设置拉梁,承台采用1 m×1 m,单桩抗压极限承载力标准值1 637 kN,抗拔极限承载力标准值734 kN,满足设计要求。

3 结语

通过以上基础设计的实例分析,无论是哪种形式的铁塔,必须根据岩土工程勘察报告和场地情况进行分析,决定采取的基础形式,当建设场地位于地质条件比较好的地方,尽量设计成独立浅基础形式,基础投资也比较经济;当建设场地的持力层承载力较低,或者地下水埋藏较浅时,尽量设计成深基础,但是建设投资相对来说要大一些。

参考文献

[1]王肇民,马人乐.塔式结构[M].北京:科学出版社,2004.

[2]沈之容.钢结构通信铁塔设计与施工[M].北京:机械工业出版社,2006.

铁塔设计 篇5

（暂行）

中国铁塔股份有限公司安徽省分公司

2016年08月

目录

1、总则.......................................................3 1.1编制目的..................................................3 1.2适用范围..................................................3

2、组织指挥体系及职责.........................................3 2.1省公司组织机构及职责....................................3 2.2地市公司组织机构及职责..................................4

3、应急资源准备...............................................5

4、预警与报告.................................................6

5、现场处置...................................................7 5.1处置原则..................................................8 5.2处置程序..................................................8 5.2处置注意事项.............................................10

6、事故分析..................................................11

7、善后工作..................................................12

1、总则

1.1编制目的

为提高中国铁塔股份有限公司安徽省分公司应对各种人为及自然灾害等难以预测的因素造成通信铁塔倾倒事故的机动反应及事故处理能力，减少通信铁塔倾倒对无线通信网络的影响，最大限度地减少人员伤亡和财产损失，维护正常的社会秩序和工作秩序，依据《中华人民共和国安全生产法》、《国务院关于特大安全事故行政责任追究的规定》的要求，结合我公司实际，制定本办法。

1.2适用范围

本办法适用于中国铁塔股份有限公司安徽省分公司通信铁塔倾倒（或即将倾倒）事故的处理，以及其他类似性质严重、产生重大影响的通信铁塔安全事故的应急处理，内容包括责任分工、处置程序、应急方案和措施。涉及角钢塔、钢管塔、法兰式单管塔、插接式单管塔、一体化塔房、天线美化构筑物及美化罩、H杆、拉线塔、增高架、抱杆（桅杆）水泥杆塔等所有通信铁塔类型。

2、组织指挥体系及职责

省铁塔公司铁塔倾倒应急处理保障指挥机构包含省公司、地市公司两个层面。

2.1省公司组织机构及职责

中国铁塔安徽公司铁塔倾倒应急处理保障的决策机构为应急处理保障领导小组，其成员组成包括：

组长：公司分管副总经理 成员：建维、综合、财务部门总经理

中国铁塔安徽公司铁塔倾倒应急处理领导小组的主要职责有；（1）按照总部的统一要求和部署，决策铁塔倾倒事件的应急处理实施预案，全面协调和指挥安徽公司铁塔倾倒应急处理工作。

（2）遇铁塔倾倒突发事件，研究决策启动预案，下达应急处理任务，指挥应急处理工作，在紧急情况下，统一调配省铁塔公司的各种资源。

（3）及时根据总部和政府部门的指示或和运营商的沟通结果，向上级部门汇报实施和进展情况。

（4）统一调配全省资源。2.2地市公司组织机构及职责

各市分公司铁塔倾倒应急处理工作办公室接受省公司应急处理保障领导小组的领导和指挥。

（1）各市分公司要成立应急处理领导组，负责紧急情况处理的指挥工作；负责紧急情况处理的具体实施和组织工作；

（2）应急领导组下设工作组机构及职责

1)现场处置组：主要职责是组织实施通信铁塔倾倒后的现场处置方案，协调有关部门的抢险行动；及时向指挥部报告应急处置的进展情况；负责事故现场的警戒，阻止非抢险救援人员进入现场，负责现场车辆疏通，维持治安秩序，负责保护抢险人员的人身安全；负责包括对事故现场的保护和图纸的测绘，查明事故原因，确定事件的性质，提出应对措施，如确定为事故，提出对事故责任人的处理意见。

2)后勤保障组：负责调集抢险器材、设备；负责解决全体参加抢险救援工作人员的食宿问题；负责现场伤员的救护等工作； 3)善后处理组：主要职责包括负责做好运营商、政府主管部门、业主的沟通协调工作；做好对遇难者家属的安抚工作，协调落实遇难者家属抚恤金和受伤人员住院费问题；做好网络舆情监控协调和宣传工作；以及其他善后事宜。

3、应急资源准备

各地市分公司应依据以下步骤和内容，根据管辖范围，编制各自的调度预案并实施应急准备工作：

（1）危险评价：建立隐患站点台账，按隐患类别对站点进行分类，并对隐患类型进行危险程度评级；对高隐患站点进行重点关注，必要时须安排代维人员进行周期性盯防；

（2）资源评价：对可利用的资源进行预先评估，包括组织内部的技术力量、人力资源、应急设备和物资储备是否可以满足应急救援措施的需要，如果不能，应寻求解决途径，如利用当地社会力量协作；相关合作单位技术力量、人力资源、应急设备和物资储备摸底，包括代维公司、铁塔厂家、设计单位、勘查单位、第三方检测单位等；

（3）熟知有关应急救援、事故调查、事故处理、事故责任追究、劳动保护等方面的法律法规；

（4）属地应急组织及职责的确立；

（5）应急设备及物资的储备，包括救援设备、警示器材、防护设备等，并定期检查、维护与更新，保持始终处于良好状态，包括：

1)*75吨吊机1台； 2)*20KW柴油发电机组1台； 3)*白棕绳200M；

4)*起吊钢丝绳φ18（3M）3付； 5)*道木30根； 6)*5吨吊环6只；

7)*安全帽、安全带、尼龙绑带15套； 8)医疗箱3套； 9)反光锥20个； 10)安全警戒带300M。

注：上述标注*的设备可由地市分公司落实合作单位准备。

（6）对调度预案进行演练。演练可以采用多种形式，包括现场推演、实地模拟演习；通过演习，对预案进行评估，评价其可行性、适用性，分析预案存在的不足，并予以改进和完善；

4、预警与报告

（1）下述恶劣天气及自然灾害发生或即将发生时，各地市分公司应增加监控值班人员，监控人员应提高警惕。

1)本地区出现暴雨或雷雨天气，且气象部门预报未来24小时内暴雨或雷雨天气仍将继续；

2)本地区出现强对流天气，十分钟内平均风速超过25m/s，且气象部门预报未来24小时内，强对流天气仍将持续且平均风速不低于15m/s；

3)本地区及周边100公里范围内发生4.0级以上地震或地震预报部门发布未来24小时即将发生地震灾害。（2）接运营商故障申告电话，发现无停电通信告警。各地市监控人员应立即与该基站所涉及运营商的监控人员取得联系，查询各系统异常情况；

（3）如经查询各系统均异常，在不能排除是传输中断的情况下，应考虑铁塔出现严重异常，监控人员应立即上报监控主管或分公司值班领导；

（4）当发生通信铁塔倾倒事故时，值班人员应立即通知代维人员携带照相机、摄像机进行现场查实。同时通过电话报告应急处理领导小组负责人；

（5）应急处理领导小组负责人根据该基站所在县区的调度预案进行预调度，即告知相关人员进行应急准备；

（6）现场查实后，负责查实的代维人员应立即根据调度预案规定的取证方法进行取证；

（7）现场处置组应立即报告事故情况，报告内容主要包括：基站名称、基站地点、倒塔发生时间、现场情况、人员伤亡及财产损失的初步估计等；并立即启动调度预案；

（8）倒塔事故造成人员伤亡的，现场处置组应立即拨打120、110，应急领导组同步向当地政府主管部门报告情况，通知省公司塔房维护主管和相关分管领导。

（9）省公司接到倒塔事故通知后，根据事故情况，相关负责人第一时间奔赴现场和地市公司一起组织救援和调查。

5、现场处置 5.1处置原则

（1）在通信铁塔倾倒事故的应急处置工作中应坚持“以人为本、安全第一、预防为主”的原则，贯彻“统一领导、分工负责、加强联动、快速响应”，最大限度地减少突发事件造成的损失；

（2）以快制快、行动果断的原则。鉴于倒塔事故有突发性，在短时间内不易处理，处置行动必须做到调度快、到达快、准备快、疏散救人快；

（3）讲究科学、稳妥可靠的原则。解决倒塔事故要讲科学，避免急躁行动引发次生事故；

（4）救人第一的原则。当现场遇有人员受到威胁时，首要任务是抢救人员；

（5）对于发生事故的报告、调查和处理应坚持实事求是，尊重科学，依法依纪的原则；

（6）倒塔事故调查与处理坚持四不放过原则：原因不查清不放过，不采取改进措施不放过，相关人员不受教育不放过，对事故有关的单位、责任人不查处不放过。

（7）做好舆情控制，现场处置人员不得私自接受记者采访，如需接受记者采访，由应急领导组指定相关人员接受采访。

5.2处置程序

（1）确认倒塔事故发生后，市公司应急处理领导小组负责人应在10分钟内启动相应的调度预案，组织人员赶赴现场，采取有效措施控制事态蔓延或扩大；如事态不能有效控制，应以保障人身安全为主，及时撤离与疏散，在应急领导小组的统一指挥下，立即向当地有关部门求援；必要时联系当地警方，以得到警方相关支持；

（2）现场处置组到达现场后立即组成现场指挥部，评估现场情况，根据调度预案及时进行判断决定、资源调度，并及时上报现场情况。

（3）指挥部会同设计单位、施工单位、维护单位、技术专家组进行现场勘察，并讨论处置方案、制定临时措施。同时立即组织人员，安排工具、材料，车辆等准备到位；

（4）现场处置小组应根据周围环境，拉起警界线，撤离警戒线内人员及车辆，避免坠物造成人员及财产损失。现场维护、施工人员在进行现场清理作业时，必须佩带安全帽、防滑鞋等安全防护用具，在确保人身安全的情况下进行后续抢修工作；

（5）现场处置组应迅速开展对事故现场的安全保卫工作，做好事故现场的交通疏导，阻止无关人员随意进入事故现场；有危及周边单位和人员的险情时，组织人员和物资疏散工作；

（6）倒塔事故导致周围建筑物等破坏，有可能造成更大事故的发生，应立即组织人员撤离现场，善后处理组立即报告政府部门请救支援和帮助，并派足够人员对险段进行警戒和监护；

（7）未得到清理指令前，现场处置小组应保护好现场，为进行事故调查和处理提供物证和分析依据，防止人为或自然因素对事故现场的破坏；清理现场必须在事故调查组确认取证完毕，并且有完整记录后方可进行，在此之前，不得以任何借口擅自清理现场；（8）在得到鉴定机构的确认后，现场指挥部下达现场清理的指令，应立即进行拆除作业，现场清理工作应尽量在事发24小时内完成，拆除流程及工艺应符合《中国铁塔股份有限公司安徽省分公司通信铁塔拆除处理方案》的要求。

（9）现场处置人员在拆除过程中仅遵循现场指挥部指令，按照尽快完成现场清理为主要目标，如遇有现场公关发生阻碍，进行技巧性回避，但不应影响现场清理进度；

（10）除塔基及地埋设备外，其它铁塔构件及附属物均应拆除、装运，尤其是现场散落的螺栓及构件，均应全部收集齐全。

（11）在确认倒塔现场已清理完毕、危险源及其危害已经消除、事故原因已经调查清楚、该收集的事故资料已经收集的情况下，终止应急调度预案。

5.2现场处置注意事项

（1）应急救援工作应以保护人员安全、防止和控制事故蔓延为优先方向；（2）事故现场周围应设警戒线；

（3）倒塔事故发生后，安排专人及时切断有关电源闸门，并对现场进行声像资料的收集。发生后立即组织处置人员快速到达现场。根据具体情况，在得到指令后，采取人工和机械相结合的方法，对倒塔现场进行处理。抢救中如遇到坍塌巨物，人工搬运有困难时，可调集大型的吊车进行调运。在接近边坡处时，必须停止机械作业，全部改用人工作业。现场抢救中，还要安排专人对边坡、架料进行监护和清理，防止事故扩大；（4）现场处置人员应首先查明事故现场情况，观察周围环境，在保证自身安全的前堤下参与抢险，严禁冒险蛮干。抢险人员应互通信息，及时通报抢险工作，遇不明情况要及时报告；

（5）立即与急救中心和医院联系开展伤员抢救情况，请求出动急救车辆并做好急救准备，确保伤员得到及时医治；

（7）倒塔事故现场清理行动中，务必安排人员同时做好事故调查取证工作，以利于事故处理，防止证据遗失；

（8）在处置行动中，现场处置人员应严格执行安全操作规程，配齐安全设施和防护工具，加强自我保护，确保处置行动过程中的人身安全和财产安全；

（9）在处置过程中，遇有威胁人身安全情况时，应首先确保人身安全，迅速组织脱离危险区域或场所后，再采取合理、安全的措施。

6、事故分析

（1）铁塔倾倒后，在按中国铁塔股份有限公司相关规定上报的同时立即组织倾倒原因分析；

（2）分析应包括塔件变形情况、塔件材料、塔基稳固情况、实际负荷情况、天气状况、塔件维护状况等，应涵盖设计、材料、安装工艺、维护情况、负载、客观环境与天气状况等多个维度；

（3）根据分析结果确定主要原因、次要原因，明确是否属于责任事故，并拟定处理结果，提交事故报告，事故报告的内容包括：

1)发生基站名称、地址及倒塔发生的时间； 2)铁塔的勘查、设计、制造、安装、维护责任单位； 3)人身伤害、直接经济损失的初步估计； 4)抢救处理的情况和采取的措施；

5)需要有关部门和单位协助事故抢救和处理的有关事宜； 6)倒塔原因、性质的判断； 7)倒塔事故的责任认定与处理意见； 8)总结与后续措施；

（4）倒塔事故应急处置完成后，事故调查组应组织相关人员对事故原因进行深入分析，根据事故分析结果对现役同种风险的铁塔进行专项检查，发现问题、及时处理。

7、善后工作

（1）倒塔事故后果造成的影响，由地市应急处理领导组安排人员进行消除，涉及人身伤亡、第三方财产损失的情况，应组织做好各项善后、理赔事宜；

（2）铁塔倾倒事故发生后，善后处理组的沟通协调界面包括： 1)运营商：积极配合运营商的网络保障工作，尽快寻求替代方案，恢复基站运行；

2)政府主管部门：依法依规，积极配合政府主管部门（安监、公安等），进行调查取证、责任确定、冲突调解、遇难者家属安抚等事宜；

3)遇难者家属：协同政府主管部门、铁塔倾倒责任单位等，落实遇难者家属抚恤金和受伤人员住院费问题；

4)事故产生的债权人：包括侵权行为（因铁塔倾倒造成第三人财产损失或人身伤害）产生的债权人，无因管理（铁塔倾倒过程中或倾倒后，没 有义务的第三人为避免扩大损失或次生灾害，主动采取措施的法律事实）产生的债权人，协同政府主管部门、铁塔倾倒责任单位等，落实债务履行问题；

5)公众及媒体：做好网络舆情监控协调和宣传工作，避免产生不良社会影响；

输电线路铁塔结构设计的重点研究 篇6

【关键词】输电线路；铁塔设计；结构分析

近几年来，我国的各项事业都取得了不小的成就，在经济领域我国在不断地拉近与发达国家的距离，在工业领域不断地进行技术方面的突破等等，我们逐步走出了近点屈辱的百年史的阴影，在很多领域更多的寻求世界先进的技术，不断地与世界的先进的理念相结合，这样就大大的降低了我们走弯路的时间。如今的发展的历程可谓是一日千里，在我们对于新的事物进行不断的探寻，慢慢的我们熔入了社会的大的环境，但是随之带来了严重的竞争形势，现在市场中大打价格战，技术战。想要在未来竞争日益激烈的市场中有一席之地，就要不断地推出符合市场的产品，只有这样我们的企业才会更加的有发展。在我们电力行业的基础设施的建设也是如此，只有不断地符合使用的要求，才会有更多的企业进行选择，才会更具有竞争实力。下面就本文谈到的输电线铁塔进行了详细的阐述。

1、输电线路铁塔结构原理和选型基本原则

输电线路铁塔又叫电力铁塔，按照一般形状来分可以分为：酒杯型、上字型、干字型、桶型和猫头型五种。按照用途来划分的话就是：耐张塔、转角塔、换位塔等，结构特点均属于空间桁架结构。使用材料一般为Q235和Q345两种，杆件由单根等边角钢或者组合角钢组成。杆件之间是靠着螺栓受剪力而连接的，而整个塔就是由角钢、连接钢板和螺栓组成的。对于个别的部件如塔角等就是由几块钢板焊接成一个组合件的，不同的铁塔型式在造价、施工等方面的要求也是不同的，铁塔工程建造的费用大概是整个工程的百分之三十或者百分之四十。对于新建工程如果投资允许的话可以选用一到两种直线水泥杆，跨越、耐张和转角尽量使用角铁塔，这样的话材料就简单清晰、方便施工使线路安全水平得到提高。对于沿规划路建设的路线要采用占地少的铁塔，但是对大的转角塔由于结构上的原因很容易造成铁塔杆顶挠度变形，所以施工费用也会比角铁塔的费用贵一倍。直线塔就采用铁塔，而转角塔就用角铁塔方案会更加合理，这样就可以满足环境、投资和安全的一些要求。在我国的线路整改里面，老线路一直是热门话题，我国的电路的设计以及运转的情况一般情况都开始于上个世纪九十年代，很难满足如今的需求，但又不能进行一次性的整改，一般的情况下我们会采取维修部分整改的模式，像是在比较高的铁塔支架增设减轻压力的设施等等，这样大大的减少了事故的发生，与此同时做到了线路的更改在不知不觉中进行，不会影响正常的工作的运转。

输电线路铁塔作为输电线路中重要的组成部分其耗费量在整个线路工程中比重是很大的。工期大概占整体工期的一半，运输量占整个工程的百分之六十。费用占整体费用的百分之三十五，由此可见输电线路铁塔结构设计的选型和施工优劣直接影响着线路工程的建设。当前基础型式只能采取浅埋式是因为地质的特殊性和埋深具有一定的局限性的因素，所以通过加大基础地板尺寸以及增加基础自重来满足上拔稳定是一个安全经济的做法之一。直线塔在埋的时候保持在2米左右，但是承力塔在埋时候深度应该控制在3～4米，从而可以减少地下水对施工产生的影响，一般情况下，由于每项工程的具体的情况其基塔的设计也会不同，主要的原因是受力情况不同。针对于特有的地质情况进行针对性的设计，从质量与经济双重入手，不断的解决遇到的问题。在我们进行架线要进行以下几点的考虑：第一，地质情况，水文，这些在我们进行架线是要考虑，是否会出现坍塌、泥石流等自然灾害，以及怎么去防治；第二，对于深林等作物的考虑，我们是知道的在架线的过程可能会穿越森林等情况，以及一些基础设施怎么进行建设都是我们进行考虑的，只有这些都布置的很好的情况，我们的工作才会被高效率的完成；第三，经济条件的考虑，一定设计的过程把经济方面进行综合考虑；第五，质量方面的考虑，一切的工作就是为了有优质产品，所以不容忽视。把这几方面进行综合的比较，遇到了问题具体的分析，一定会取得很好地效果，对工程的设計与施工非常的有意义。

2、如何解决输电线路铁塔结构设计中的突出问题

对于塔头铰结点的设置建议杆塔结构加工图要和内力计算图保持一致，不要任意改动结构布置，随意添加没有经过计算影响受力的杆件。像美国一些国家500kV直线塔就使用了三铰拱塔头，而且铰部位下也没有加设平连杆，这样就可以减少钢材的使用量。导线横担下平面斜材常见的形式就是交叉斜材，如果交叉斜材布置在导线横担根部时就会使主材在纵向荷载压力下产生节点或者主材的变形。为了设计的合理性就需要将横担下平面交叉斜材与塔身横隔面的侧面横材的中心点连接，这样就可以使受力传递到塔身上去不会导致主材或者节点板的弯曲。近年由于城网建设的需要使同塔多回路并架广泛使用，工程中因110kV横担受力后引起实验塔倒塌，经过专家的分析认为；只要将原K型斜材杆系中的塔身三分段的下端小节间与110kV横担连接方式改变一下，就会脱离原K形斜材杆系成独立一个节间。杆系传力由受力材传递节和节之间就不会干扰，所以证明派生结构杆系合理性的布置是保证铁塔正常运行的前提。

3、结语

经济发展的不断加快，对我们社会的进程来说是促进作用的。我们看看漫长的历史的画卷，有很多的文明都是随着时代的发展而不断地被人们发明，被人们认可，被人们采纳的，但是我们也看到了很多的时候又要被时代的脚印所掩盖。其实这就是我们生活的社会的整体的进化论，适者生存的道理，是的，千百年来就是如此。面对经济步伐不断加快的今天来说就是这样的，想要在激烈的竞争之中占有一席之地就要不断地满足市场的大的需求，只有这样企业才会发展，我们电力部门也是如此，在我们今天提到的输电线路的铁塔结构也是这样的，只有满足今天的需求才会有更多的企业采用，技术就是这样一步步的完善，只有这样。企业与企业之间的产业链才会更好地良性发展，最终满足人们利益。我相信在不久的将来我们的线路铁塔这一块一定会越做越好，也会不断的有新的突破。

参考文献

[1]徐国钧.我国输电铁塔型材应用现状及优化措施[J].基建管理优化，2011，（3）.

[2]常建伟，徐德录，张东英，张磊，于长海.我国输电线路钢管塔制造技术现状综述[J].钢结构，2011，（8）.

浅析架空输电线路铁塔设计的要点 篇7

随着社会经济的快速发展及生活水平的日益提高, 人们对电力的依赖程度也不断加强。为了确保架空输电线路的安全、平稳、连续运行, 避免杆塔及其基础外部受到损伤, 务必要适时强化针对输电线路铁塔结构及其基础设计的研究与总结工作。

1 铁塔结构设计

架空输电线路的设计必须根据当地的具体实际, 使用新材料、新工艺、新技术, 大力推广节能环保产品。对于特殊区段及关键线路宜采取一定的强化措施, 进一步提升线路的安全水平。对于110~750 k V架空输电线路的设计有明确规定, 所以应按国家现行的相关法律法规及标准执行, 从而优化铁塔各个部件的尺寸搭配及杆件结构的布置, 以确保杆件长度及面积最小, 且符合强度和稳定性要求。目前, 多选择塔高、多接腿满应力及铁塔荷载优化计算系统来确定架空输电线路铁塔设计的变量, 并作为相关参数。实践经验表明, 这种方法具有设置灵活、计算结果准确可靠的特点。塔材应根据杆塔荷载要求、所处气候环境等实际条件及其结构材料所发挥的作用、联接形式、结构形式、钢材厚度进行优化选择, 通常选择的钢材型号规格为Q235、Q345、Q390、Q420等, 条件允许的话也可选择Q460。如果选择厚度大于等于40 mm的钢板, 则进行焊接时应采取有效措施预防钢材层状撕裂。除此之外, 锚栓宜优先选择45号优质碳素钢。预应力混凝土杆的强度应大于等于C50, 其余混凝土预制构件的强度应大于等于C20。同时, 预应力钢筋最好选用预应力钢丝, 也可选择热处理钢筋。结构连接螺栓最好选择8.8级热浸镀锌螺栓, 条件允许的话也能选用10.9级镀锌螺栓。全部杆塔结构的钢材都必须符合B级钢的质量标准。

1.1 调查沿线工程地质、水文地质及气象条件

架空输电线路铁塔结构设计应依据沿线气象条件的准确资料, 按规程要求结合当地气象台、站的具体情况, 经计算得出10 m高、10 min距离、30~50年一遇的平均最高风速、最低温度、历史平均温度、雷暴天数及是否重冰区等。应根据沿线目前的输电线路、OPGW通信光缆实际运行情况及自然灾害等相关资料, 得到线路的基本气象条件成果表。为了获得真实的线路地质资料, 设计单位应与线路所在地的相关地质勘探部门相配合, 在沿线现场钻孔获得相应的土质和水样, 并进行试验。同时还需在现场开展静力触探工作, 通过计算机将各层的地耐力及其他参数绘制出来。根据所获得的勘探资料, 判断该地区的地貌单元, 再将大风、极端低温及覆冰条件组合并进行验算优化, 从而为铁塔结构设计提供相应的数据支撑。

1.2 杆塔位排定的基本原则

应按照110~750 k V架空输电线路相应设计规范的要求进行。线路经过经济作物林区时, 不允许砍伐通道, 针对部分垂直距离不符合规定的可进行剪枝、削顶或砍伐。对于一些零散的树木及受地形、杆塔局限无法跨越的地方, 必须进行砍伐处理。若需砍伐防护通道, 应根据线路宽度加林区树种高度的2倍实施砍伐。

1.3 杆塔的优化选型与设计

通常使用的工程导线型号及水文、气象、地质等特定条件决定了工程所在地区普遍使用的杆塔类型。杆塔根据受力分成悬垂型、耐张型及终端型, 根据回路数分成单回路、双回路及多回路, 根据排列分为水平、垂直及三角排列。双回路及多回路既能垂直排列, 也能以组合方式进行排列。应遵循安全可靠、经济可行、便于维护及环保的原则, 结合地形状况, 山区选用全方位长短腿等结构;平地及丘陵等运输、施工非常便利的地方, 最好选择拉线杆塔及钢筋混凝土杆等类型;在十分需要清理及比较狭窄的地段, 最好选择三角排列或垂直杆塔, 并充分考虑选用V型、Y型及L型绝缘子串, 以便在符合安全要求和经济可行的前提下尽量减小线路走廊的宽度。应根据远景规划及轻、中冰区线路的特点选择多回路杆塔;对于重冰区线路而言, 最好选择单回路杆塔。城市或城郊可选择钢管杆塔。如遇小转角且塔头尺寸不增加的话, 其转角度数不能超过3°;小于等于330 k V的线路杆塔转角度数应小于等于10°, 而大于等于500 k V的线路杆塔转角度数应小于等于20°。应根据导地线排列进行杆塔外型规划及构件布置, 并保证结构简单、受力均匀、外观较好、施工便捷、便于维护。应在生产工艺优化的前提下根据占地面积、杆塔材质选择技术先进、经济可行的设计方案。

1.4 交叉跨越结构的设计

设计跨越结构的杆塔时应使用固定线夹, 跨越河流杆塔应选择蜗牛式耐张线夹。如输电线路和弱电线路产生交叉, 则必须对交叉档弱电线路的铁塔采取防雷措施。此外, 输电线路跨大于等于110 k V的线路、铁路、高速公路及一级公路、车流人流非常多的繁华地段时, 悬垂绝缘子串最好选用双联串或2个单联串。大于等于330 k V的线路绝缘子串及金具必须考虑采取均压及防电晕措施。覆冰比较严重的地区最好增加绝缘子串长度或选择V串、八字串。风口及容易舞动的区域尤其应当增加金具及绝缘子串的机械强度。对于大跨越的导线, 其截面通常按照发热条件计算。应根据导线可以达到的最高温度 (80℃) 测算最大弧垂。

2 铁塔基础设计的主要优化措施

2.1 强化铁塔基础

输电线路的杆塔基础分成3大类, 总共有30多种: (1) 水泥杆基础:这种基础可分成非原状土无拉线盘及非原状土有拉线盘2种类型。 (2) 钢管杆基础:这种基础可分成非原状土台阶式、非原状土直柱式柔性及非原状土混凝土3种类型。 (3) 直立式铁塔系列基础:这种基础可分成很多种, 比如非原状土刚性台阶式、非原状土斜柱式柔性等, 总共可达16种类型。

针对运输或者浇筑混凝土难度比较大的地方, 最好选择预制装配式或者金属基础;针对电杆以及拉线最好选择预制装配式基础。设计时需分析并计算铁塔基础的受力情况, 首先必须确保安全, 对于轴心受压及受拉的基础, 应选择不一样的K值。新基础计算的前提是地基承载力应符合设计要求, 如果属于淤泥或者淤泥质土, 则务必重新进行设计。总而言之, 基础型式应当充分考虑沿线地质、施工条件及杆塔型式, 并且充分结合基础稳定性、基础位移、采空区、上拔角、倾覆及洪泛区等各种综合因素进行设计。

2.2 降低杆塔接地电阻

高压送电线路的抗雷水平与其接地电阻成反比关系, 应按各基杆塔土壤电阻率的实际, 尽量降低杆塔的接地电阻, 这既是提升耐雷水平的前提, 也是最经济可行的措施。也就是: (1) 杆塔所在地如果能够水平放设, 可以采取水平外延接地的措施, 这样不仅能够降低工频接地电阻, 还能使冲击接地电阻降低。 (2) 如果地下较深的土壤电阻率偏低的话, 可以选择竖井式或者深埋式的接地极。 (3) 敷设有效的降阻剂。 (4) 尽量使用更多的盐、酸、碱及木炭等物质。

2.3 优化路径和塔型搭配

当前城市普遍采用的是紧凑型多回路钢管杆或者钢管塔走廊, 它不仅能在技术上满足输电线路的需要, 而且外形比较美观, 安装方便, 能节约占地面积, 同时还与城市地势比较平坦、走廊宽度非常小、线路施工极为便利等特点相符。输电线路的走廊宽度包括塔头尺寸、风偏以及安全距离, 使线路走廊宽度减小的关键是有效控制塔头尺寸及风偏。选择固定挂点的直线杆塔以及耐杆塔, 是限制塔头尺寸及导线风偏的理想方法。伴随走廊的日趋紧张, 城市架空线路今后的发展方向是多回路以及大截面, 并且必须提高其安全系数。

3 结语

综上所述, 输电线路铁塔设计工作必须遵循科学的原理, 确保综合指标满足实际需要, 确保其可以在电力行业中起到非常关键的作用, 能够促进电业的快速发展与进步。铁塔设计不仅应充分利用先进的思想与理念, 还应能确保输电线路安全环保、简单实用、科学合理、经济运行。

参考文献

[1]GB50545—2010110kV～750kV架空输电线路设计规范[S]

浅析钢结构通信铁塔的改造设计 篇8

以往, 各个运营商的通信铁塔大部分为一家使用, 仅有很少一部分为两家或三家共享。目前, 随着铁塔公司在全国范围内相继进入接收运营商存量铁塔的时期, 如何盘活存量铁塔资源, 使大部分存量铁塔能够满足两家甚至三家共享, 以达到提高共享能力、资源使用效益最大化将成为铁塔公司面临的重要问题。如何解决铁塔公司面临的这一难题, 设计院在其中扮演着重要的角色。存量钢结构通信铁塔否可以共享以及共享的程度, 应由设计单位对现有铁塔的塔身、基础进行复核评估后综合确定。如何进行合理的改造设计, 设计的原则及技术措施怎么综合把控, 本文就此问题进行简要讨论。

1 钢结构通信铁塔改造设计的原则

根据规范的要求, 利旧通信铁塔改造设计, 安全评定的基本要求:S (荷载组合效应设计值) <R (结构抗力设计值) 。

通信铁塔改造设计, 首先应对原铁塔塔身及基础承载能力进行复核计算, 复核需搜集的资料包括:

(1) 原铁塔塔身数据;

(2) 原铁塔基础数据;

(3) 原铁塔荷载状况;

(4) 原铁塔性能状况;

(5) 基站的水文土质资料;

(6) 基站现场环境;

(7) 铁塔所需增加的荷载信息。

通过各种措施获得以上资料后, 重新建立结构模型进行计算, 得出结构的应力、位移等关键力学数据。对计算数据进行分析, 发现铁塔基础及塔身存在的安全隐患, 以便制定相应的改造措施来确保结构的安全性, 从而达到其他运营商共享该铁塔的目的。

为了能够对钢结构通信铁塔进行合理的改造设计, 基于以上设计原则, 这就对我们日常的勘察工作提出了相应的要求。铁塔现场查勘, 一方面应收集足够的信息以便用于初步的评估计算, 另一方面现场应仔细观察存量通信铁塔的使用与维护状况。

存量钢结构通信铁塔若有设计图纸资料, 且现场铁塔基础无开裂现象, 无塔身锈蚀、塔身倾斜、构件变形、螺栓松动、地脚螺栓锈蚀等情况, 则应结合拟挂设荷载和初步的改造方案对原钢结构通信铁塔建模分析, 进行多方案比选之后确定最终的改造方案。同时, 应注意复核需按照荷载规范规定的当地实际风压进行计算, 不可按照原设计图纸中采用的基本风压进行复核。若无设计图纸资料, 且现场铁塔基础及塔身无质量缺陷, 则在默认原铁塔塔身与基础的设计、施工及维护满足国家相关规范的前提下, 按照等荷载替换的原则, 来确定最终的改造方案。

2 通信钢结构铁塔改造设计的技术措施

结合目前钢结构通信铁塔的现状, 改造设计主要从两个方面考虑:提高钢构件和基础的承载力、减小风荷载的作用。

2.1 提高钢构件和基础的承载力

(1) 单管塔、美化塔等铁塔一般是位移控制, 而应力未到达设计强度值, 故可以放宽铁塔的位移要求, 提高构件的应力, 使之能够较多的承载。

(2) 将原结构构件更换为高规格、高强度的材料。目前便于更换的构件主要有三管塔、角钢塔的横材与斜材。

(3) 提高节点处螺栓的承载能力, 可以采用高规格的高强螺栓进行替换。

(4) 增设辅助构件, 减小主要构件的长细比, 加大构件的稳定承载能力。

(5) 可以通过增加基础配重方式来提高三管塔、角钢塔基础的抗拔承载力和各塔型整板基础的抗倾覆承载力;同时, 通过提高桩基周边土体固结的方式来达到提高单管塔、美化塔单桩基础的抗倾覆承载力和减小其桩顶变形的效果。

2.2 减小风荷载的作用

根据风荷载计算公式及结构整理内力计算原理, 可以通过减小挂载的迎风面积、减小构件的体形系数、减小结构的风振系数、减小基本分压取值、减小荷载的作用点高度的方法来达到减小构件所受内力、减小结构对基础作用力的目的。

2.2.1 减小挂载的迎风面积

减小天线的迎风面积。如更换天线为小天线, 合路天线, 宽频天线等, 从而达到使天线数量或单个天线迎风面积减小。

减小平台的迎风面积。如拆除原平台改为支架、减小平台大小等。

减小爬梯的迎风面积。如拆除原爬梯改为主材上连接爬钉或拆除原爬梯护笼, 并辅以防坠落装置。

减小外露馈线的迎风面积。如馈线多层叠放、馈线穿入分段圆截面材料、馈线固定于角钢主材腹内等。

2.2.2 减小构件的体型系数

前提是改造后的构件迎风面积与体型系数的乘积减小。对于三管塔、角钢塔等的角钢构件, 可以采用外包圆形材料;对于单管塔、美化塔等多边形截面管身, 可以外贴材料使截面变成圆形。

2.2.3 减小结构的风振系数

决定风振系数系数大小的参数是周期, 而与周期相关的是结构质量与刚度, 欲减小风振系数, 则应减小结构质量或增加结构的刚度。

由于平台的质量较大, 且位于塔身的顶部, 对周期的影响较大。特别是单管塔、美化塔等, 可以通过拆除原平台改成支架或拆除平台护栏的方式来减小平台的质量, 从而减小结构的自振周期, 到达减小风振系数的目的。

增加结构的刚度, 可以通过如加设拉线或支撑、加大主要构件的截面、设置适度张紧的拉杆或卡索等方式来实现。

2.2.4 减小基本分压取值

根据结构荷载规范的相关规定, 可变荷载可考虑设计使用年限的调整系数。对于风荷载, 可以通过选择不同重现期的值来考虑设计使用年限的变化, 可见降低钢结构通信铁塔的使用年限, 可以减小基本风压的取值。

2.2.5 减小基本分压取值

通过降低铁塔高度及降低天线、支架、平台等设施的挂设高度来减小荷载的作用点高度。

3 通信钢结构铁塔改造实施案例

江苏徐州某运营商40m美化灯塔, 美化灯罩内2层支架 (每层支架3根抱杆) , 塔上6根抱杆均已挂有天线, 设计基本风压为0.45k N/m2, 铁塔基础形式为钻孔灌注桩。现另一家运营商提出共享该铁塔的需求:新增3根4G天线。改造设计方案:设计人员现场查勘时, 发现该塔维护情况较好, 塔身无锈蚀、地脚螺栓无丢失、损坏、锈蚀等情况, 符合改造设计的前提条件。根据现场勘察该铁塔所处位置的地理环境, 以及该铁塔的原始设计图纸, 结合结构荷载规范, 综合确定该地区的实际风压为0.40k N/m2。经计算, 在该美化灯塔美化罩下直接新增支臂 (共计3根抱杆) , 抱杆高度为3m, 具体抱杆方位参照无线工艺图, 每根抱杆上只考虑挂一副天线, 每副天线的迎风面积 (包括RRU) 需不大于0.5m2;改造后塔体水平位移符合规范限值要求。改造设计方案的节点大样图及实施后的效果详见图1。

该改造方案的优点:根据铁塔的实际风压进行复核计算, 在灯塔美化罩下直接新增支臂, 既不影响原塔的使用, 又不影响塔身的美观度。方案简单易行, 安全可靠, 同时改造施工总造价不超过6000元, 比较经济。

4 结语

总之, 对现有钢结构通信铁塔改造设计时, 应结合通信基站现有的情况, 经复核比选后选择经济、安全、易于实施且对原结构影响较小的设计方案。只有这样才能确保后续通信工程质量的控制进行, 为实现通信设施的共建共享提供坚实的基础。

参考文献

[1]GB50009-2012, 建筑结构荷载规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2012.

[2]JGJ94-2008, 建筑桩基技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2008.

[3]GB50135-2006, 高耸结构设计规范[S].北京:中国计划出版社, 2007.

[4]YD/T 5131-2005, 移动通信工程钢塔桅结构设计规范[S].北京:北京邮电大学出版社, 2006.

浅析高压输电线路铁塔结构设计选型 篇9

1 高压输电线路铁塔结构设计选型的基本项目

我国现阶段设计的高压输电线路铁塔都是成型成套的, 一般根据当地的气象等环境状况, 一类塔型中有多种高度的铁塔, 且应用时很少铁塔会用到其能承受的最大垂直或者水平档距, 所以结构中裕度是有的。而同类铁塔中, 除塔底部不同外, 其他部位的结构都是一样的, 所选择的地脚螺栓型号也是一致的。因为高压输电线路导线本身具备足够的载流能力, 根本原因是线路中某些线段的铁塔呼撑高太低, 大电流通过时, 导线弧垂加大, 对地距离满足不了安全要求, 所以设计的重点就是选择较高杆塔, 择位再立。

1.1 中横担结构布置和最佳高度选择

横担立面高度越高, 主材受力越小, 但斜材长度增加;反之, 主材受力加大, 斜材长度减小;这就存在一个最佳高度优化解。中导横担平面矩形布置:宽度逐步递增, 铁塔耗量线型增加, 无极值存在。考虑安装、检修时, 人员通行方便, 横担宽度取1.2m。边横担鸭嘴型布置。边横担平面导线挂点处开口宽度取500mm。横担主材按平行轴布置时, 铁塔电算重量6596kg;按最小轴布置时铁塔电算重量6619kg, 故取平行轴布置。立面斜材均为零杆, 按单斜材布置;平面按双斜材布置。

1.2 上、下曲臂结构的选型

常见的上、下曲臂外侧面呈直线或曲线布置, 曲线布置因上下曲臂连接点出现拐点, 计算证明, 拐点小主材内力略小, 变化不大, 却易产生不平衡力;拐点大节点不平衡力可能超限, 电算不通过。与其相比, 直线布置曲臂主材节点内力平衡。故本塔型上、下曲臂外侧面按直线布置。当上下曲臂高度为定值时, 上曲臂高度越小, 塔材重量越轻;但因受到间隙圆的限制, 本塔型上曲臂高度为5m, 下曲臂高度为8m。上、下曲臂节间配置:上曲臂5个节间最小轴或4个节间平行轴布置;下曲臂7个节间最小轴或6个节间平行轴布置;主材角钢规格未变。但平行轴方案应力较小, 且可节省8根斜材。单基塔材电算重量6596 kg;最小轴方案单基塔材电算重量6674 kg。显然, 采用平行轴布置较为经济。斜材按常规布置。

1.3 塔身最佳坡度的选择

动态规划应用于塔身坡度优化较早。直线塔塔身侧面为与曲臂外侧取相同坡度, 一般采用矩形断面布置, 故正、侧面为两个坡度变量。为便于求解, 可先假定侧面坡度, 求正面最佳坡度;然后再以正面最佳坡度为定值, 求侧面最佳坡度。必要时, 可反复迭代, 直至求出正、侧面最佳坡度。

1.4 塔身隔面的选型

塔身横隔面一般设在荷载点或变截面处。构造横隔面设置的间距, 一般不大于塔身正面平均宽度的5倍。横隔虽可分配剪力和扭力, 增强塔身刚度, 但设置过多没有必要。计算发现, 横隔与主材连接节点因汇交杆件较多, 易产生不平衡力。参考国外铁塔隔面配置和规划院84塔设计经验, 本塔除瓶口和塔身塔腿连接面设置横隔面外, 整个塔身内未设置横隔。杆件受力比较均匀。根据本塔布置, 塔腿隔面横材采用平行轴布置比最小轴受力小, 腹材杆件少;重量较轻。

2 强化铁塔结构设计选型的具体措施

在我国高压输电线路在建设初期, 一般对地高度的裕度不是很大, 铁塔的呼撑高通常都不是同类塔型中最高的, 所以在设计中可直接选择塔型的更高者。但是在高压输电线路铁塔的设计中, 结构设计选择如果存在不合理的现象, 必然导致塔脚的根开增大, 不利于铁塔的安全性与稳定性。另外, 如果高压输电线路铁塔长期处于停电进行作业的状态, 电网的安全可靠性就差。因此, 问题的焦点就是如何强化路铁塔结构设计选型的具体措施。

2.1 改进水平材验算方法

水平材验算过去我们均按安装工况杆件内力叠加人重弯矩考虑。人为加大了杆件应力。参照近年来所搞国外工程的标书规定, 本塔水平材验算仅考虑人重弯矩。不与其它荷载组合, 一般受力杆件均能满足要求。我国新版《架空送电线路杆塔设计技术规定》DL/T 5154-2002也按此原则做了明确的规定。

2.2 杆件连接紧凑, 减少节点板用量

我国塔材单基耗量与国外同类型塔相比, 一般较重。除因压应力稳定计算公式和钢材的机械性能有所差别等因素外, 节点板用量较高是一差距。节点构造设计改革目前已引起很多设计院的重视。ZB1_MV塔在节点构造设计上做了一些工作, 如上、下曲臂连接节点构造常规习惯用大板正、侧面连接。加之上、下曲臂内侧主材负端距较大, 连接板上仍需设置加劲板和加劲角钢, 增加其节点刚度。节点板单基耗量约90kg;本塔上、下曲臂外侧主材直线布置, 改为短角钢外包连接, 可大大减小上、下曲臂内侧主材负端距, 避免了各主材连接螺栓过于集中, 达到节点连接更加紧凑、刚度增强, 减小节点连板的目的, 单基耗量40 kg。另外还改进了直线塔地线支架和横担的相互连接方式, 也减少了节点板面积。

提高螺栓强度等级。可减少螺栓数量, 但效果并不明显, 经验证, 受孔壁挤压控制者较多。参考国外铁塔杆件连接方式, 多螺栓连接的斜材杆件, 一般与主材直接相连, 不仅可减少连接板用量, 主材与板的连接螺栓也随之减少, 而且其螺栓抗剪强度和孔壁挤压强度取值均比我国要高。值得学习研究。

2.3 加长杆件构造长度, 减少包铁连接数量

以前铁塔杆件长度受到塔厂镀锌设备的限制, 杆件长度一般不超过8m, 塔材需多段连接。目前, 很多塔厂已更新改进, 采用较大的镀锌锅, 镀锌杆件长度可达到10~12m, 为设计采用较长杆件创造了条件, 可减少杆件包铁数量和减小因连接构造误差难免产生的不利影响, 能进一步降低塔材耗量, 节约加工成本。

3 结论

在高压输电线路铁塔结构设计选型过程中, 随着计算机容量的扩大, 铁塔电算速度加快, 机时明显缩短。只要优化过程编制合理, 设计参数选择恰当, 先编好一个塔的基本电算数据, 全部优化过程最多可在一天内完成。用动态规划与满应力计算相结合, 将铁塔几何尺寸、结构布置优化和杆件强度及稳定计算同时应用于送电线路铁塔设计, 成为现实。加之基础设计程序化。甚至可扩大到铁塔和基础同时进行方案优化设计, 不仅证明可行, 而且确实有效。其以数据论证, 说服力较强, 优越性比凭借经验和判断进行设计的传统方法日益显著。

摘要：通过多年从事高压输电线路铁塔结构设计选型的实践经验, 主要对我国现阶段高压输电线路设计中, 铁塔结构设计选型的相关问题进行详细的分析, 仅供同行参考。

关键词：高压输电,铁塔结构,设计,选型

参考文献

[1]黎兆权, 刘东媛, 张宏.浅析某高压输电线路铁塔结构设计选型方法[J].科技成果纵横, 2009 (15) .

[2]输电杆、塔结构设计与线路施工技术机械设备应用手册.

[3]建筑结构荷载规范.GBJ9-87 GB5009-2001.

[4]U.peil编著, 王肇民.塔桅结构[M].上海:同济大学出版社, 23006.

关于输电线路的铁塔结构设计论述 篇10

1 输电线路铁塔结构设计要点

1.1 交叉跨越设计

在对输电线路铁塔结构进行设计时, 跨越杆塔应选用固定线夹;跨越河流的杆塔则应选用蜗牛式耐张线夹, 弱电线路与输电线路若存在交叉, 则交叉挡弱电线路铁塔需采取相应防雷技术;当输电线路跨越一级公路、铁路或高于110k V的线路时, 应选用双串联悬垂绝缘子串;对于大跨越导线, 需依据发热条件选取截面类型, 且应依照导线实际可承受最高温度对最大弧垂进行计量。

1.2 杆塔位优化排定

在排定杆塔位时, 应依据架空输电线路设计标准级实际工程杆塔设置条件具体开展;在线路穿过经济林区或果园时, 应避免砍伐通道, 仅对部分垂直距离不符合标准的进行削顶、剪枝处理即可;若因地形限制或部分跨越树木零星分布, 则可采取砍伐措施, 若需要对防护通道进行处理, 则应依照线路宽度加林区主要树木高度的2倍实施。

1.3 综合考虑及勘察沿线水文、地形条件

相关设计单位应联合地质勘探单位, 对沿线进行钻孔获取水样及土质, 并试验评定地质水文特征;或在现场实行静力触探, 通过计算机统计地层耐力及相关参数;根据勘探数据, 统计当地地貌单元, 组合验算极端低温、最大风速、是否属于重冰区、历年平均雷暴日数、平均气温等气象资料, 以便于输电线路铁塔结构优化设计[1]。

1.4 优选主力杆塔类型

对于丘陵、平原等施工及运输相对便利的区域, 应尽量选用钢筋混凝土杆和拉线杆塔;对于山区, 应结合地形特点和不等高基础, 选用全方位长短腿结构类型;对于走廊过于狭窄区域, 应选用导线垂直或三角形排列的杆塔, 同时应考虑Y型、V型、L型绝缘子串, 以尽可能降低线路走廊宽度。

2 输电线路铁塔结构优化设计措施

2.1 酒杯型杆塔优化设计

(1) 当前, 国内500k V以上的输电线路单回路自立式直线铁塔多选用猫头型铁塔和酒杯型铁塔, 同时三相导线多使用悬垂串挂线。在同种设计条件下, 相比酒杯型铁塔, 猫头型铁塔线路走廊宽度及塔头尺寸均较小, 线路走廊成本较低, 可有效降低电能及电晕损失, 但该种铁塔耐雷性能较差, 单基耗钢量较大;而酒杯型铁塔导线采用水平布设方式, 其铁塔整体高度较低, 具有较高的整体刚度和较小的挠度变形, 但其线间水平距离较大。 (2) 对于自立式铁塔, 因塔头重量占到整体塔重量的2/5以上, 塔头结构的优化可有效改善铁塔结构方式。在此过程中, 控制悬垂绝缘子串摇摆角是优化酒杯型塔头尺寸的重要环节。实际设计时, 可将立面设计成对称三角形拱形结构, 将跨矢比调整到1/4~1/5范围内, 保持与普通钢架屋一致, 可有效提高其刚度;在起拱后, 虽然会在一定程度上增大拱角推力, 但因V型串挂点与拱角共点, 两串拉力形成的水平力可保持指向横担中心, 由此可减少部分拱角推力。采用此种拱形结构, 不仅能增大中导线间隙距离, 且能使中横担立面斜材转换为理论零杆, 可大幅度降低耗钢量, 提高企业收益[2]。

2.2 优化铁塔斜材的布置

斜材计算长度及主材传递到斜材力的大小是决定铁塔斜材的主要因素。而主材传递斜材力的大小, 主要由斜材与主材的夹角α决定:当α较大时, 斜材受力较小, 则相应需求规格也较小;而当α较小时, 斜材受力便会增大, 相应需求规格则相对较大。根据相关模拟实验数据分析发现, 当斜材与主材夹角α调整到60。时, 斜材受力相对合理;若斜材长细比低于95时, 相比Q235型的角钢, 选用Q345型的角钢更能节省重量。

为有效控制塔身交叉斜材的同时受压问题, 一般会将正K或倒K布设的斜材安置在塔身横隔面位置, 但若选用单肢角钢对斜材进行连接, 则会出现偏心受力问题。相关实证数据显示, 采用双肢角钢进行连接, 可有效消除偏心问题。

2.3 优化调整塔头及塔身坡度

铁塔通常包含塔身、塔腿及塔头三部分, 地线及导线均在塔头部位布设。头部可选型式较多, 其尺寸大小则主要由电气间隙和地线双边保护角决定。通常对同种布材类型的塔身, 在口宽固定条件下, 塔身坡度的差异会对斜材及主材规格大小产生重要影响。当坡度较低时, 斜材计算长度也会较低, 受力相对较小, 由此斜材重量相对较轻, 但相应的主材受力会较大, 其规格及重量亦会增大。所以在实际设计中应根据具体条件验算选定一个恰当坡度, 以控制主材及斜材受力, 提高铁塔结构的经济性[3]。

2.4 优化配置路径及塔型

城市紧凑型多回路钢管杆走廊或钢管塔走廊, 可充分满足输电线路电力输送标准, 且钢管外型精美, 安装方便, 占地较少, 并能适应于城市平坦地形、线路方便施工、走廊宽度窄等条件, 所以应加强此类走廊方式的应用。输电线路主要包括风偏、塔头尺寸、安全距离三部分, 而调控风偏及塔头尺寸是降低线路走廊宽度的主要方式。相关实证研究发现, 选用固定挂点直线杆塔或固定跳线杆塔, 可有效约束导线风偏及塔头尺寸。

3 结束语

输电线路铁塔结构设计质量将直接关系着输电线路的运行质量及经济效益, 因此, 相关技术与研究人员应加强有关输电线路铁塔结构设计研究, 总结铁塔结构设计要点及关键优化设计措施, 以逐步提升铁塔结构设计水平。

摘要：作为电力输送的关键环节, 良好的铁塔结构设计对于保障电力系统运行的稳定性具有重要作用。本文首先介绍了输电线路铁塔结构的设计要点, 然后具体探讨了输电线路铁塔结构优化设计措施, 以期为相关技术与设计人员提供参考。

关键词：输电线路,铁塔,结构设计

参考文献

[1]兰长俊.架空输电线路铁塔结构与基础设计要点研究[J].低碳世界, 2014 (07) :56-57.

[2]李峰, 袁骏, 侯建国, 安旭文.我国输电线路铁塔结构设计可靠度研究[J].电力建设, 2010 (11) :18-23.