鋼管塔剛性法蘭設計研究

李幸周，孟凡宇

（東北電力設計院，長春 130021）

法蘭連接是鋼管塔桿件連接的最常見節點類型。鋼管塔用到的法蘭可以分為有勁法蘭（剛性法蘭）、無勁法蘭以及帶頸鍛造法蘭。

在國內一些1 000kV 特高壓工程中使用的鋼管塔，基本上是在塔身變坡處和塔腳處設置剛性法蘭，其余位置采用帶頸對焊法蘭。剛性法蘭的設計計算是鋼管桿塔結構中一個十分重要的節點設計工作，它的合理與否將直接影響特高壓工程鋼管桿塔結構設計的安全性和經濟性。剛性法蘭的設計計算在DL/T 5154—2002《架空送電線路桿塔結構設計技術規定》、DL/T 5254—2010《架空輸電線路鋼管塔設計技術規定》以及CECS 236—2008《鋼結構單管通信塔技術規程》等規程中的表述有所差異，有必要從剛性法蘭的計算模型、計算理論以及計算公式和設計構造要求等方面進行梳理和總結。

1 剛性法蘭的計算模型

剛性法蘭連接一般由法蘭盤以及加勁板與鋼管端部焊接而成，兩法蘭之間通過螺栓將鋼管連成一個整體，具有比較高的強度和較大的剛度，能夠較好地滿足承載要求，圖1為剛性法蘭的幾何模型。法蘭板及加勁板的受力、傳力情況比較復雜，工程實際中常采用簡化的計算方法，將加勁板及鋼管視為法蘭板的支撐，選取法蘭板被加勁板及鋼管所劃分成的一個扇環形板區格為研究對象。

DL/T 5154—2002將區格板視為3邊簡支，一邊自由的彈性體系，將扇環平面簡化為矩形平面，按彈性薄板小撓度理論求解，從而確定法蘭板的厚度，其計算模型見圖2。……