輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的探討

熊灝

【摘 ?要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，我國(guó)的電力系統(tǒng)也得到了完善，但是在實(shí)際的操作過程中，仍然存在一些需要解決的問題。電力運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的核心內(nèi)容就是架空高壓輸電，它在整個(gè)工程中具有重要的作用，不可忽視，然而輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)是架空高壓輸電中的重要施工環(huán)節(jié)，本文主要對(duì)目前架空輸電線路設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及問題進(jìn)行分析和敘述，后提出相應(yīng)的可優(yōu)化策略。

【關(guān)鍵詞】輸電線路;桿塔結(jié)構(gòu);優(yōu)化設(shè)計(jì)

由于架空塔桿具有支撐作用，能夠使高壓電線遠(yuǎn)離地面，基于此，架空高壓輸電在電能的運(yùn)輸這方面具有極大的優(yōu)勢(shì)，通過這種方式就能夠減少對(duì)高壓線的破壞，避免了由于惡劣天氣對(duì)高壓輸電造成的影響，從而進(jìn)一步避免出現(xiàn)高壓輸電故障。

一、架空輸電線路設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及問題

1.在鋼架結(jié)構(gòu)方面，設(shè)計(jì)存有缺陷

拉線塔是在架空輸電線路中常用的塔桿類型，其作為目前為止我國(guó)最有效，最具有優(yōu)勢(shì)的塔桿類型，在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)都有應(yīng)用。然而在個(gè)別目標(biāo)區(qū)域內(nèi)，比如山區(qū)內(nèi)，由于道路崎嶇，一般都采用鐵塔來代替拉線塔。下文主要針對(duì)拉線塔的特點(diǎn)進(jìn)行敘述和分析，拉線塔主要具有三種結(jié)構(gòu)，分別是絕緣支持式桿塔、拉線拉索桿塔以及拉V塔，其中，相比于其他兩種拉線塔結(jié)構(gòu)，在絕緣支持式桿塔中投入最多，其中的制作難度也是非常大的，基于此，在如今的架高輸電線路設(shè)計(jì)中，減少了對(duì)絕緣支持式桿塔的使用。拉線拉索桿塔最大的優(yōu)勢(shì)在于縮短輸電線路的距離，從而進(jìn)一步提升了架空輸電線路的輸電效率，但是，在這種桿塔結(jié)構(gòu)的使用過程中，仍然發(fā)現(xiàn)存在一些問題，比如該桿塔結(jié)構(gòu)占地單位及大，這也局限了該桿塔結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍。拉V塔這種桿塔結(jié)構(gòu)雖然在架空輸電線路設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用，但是由于這種桿塔結(jié)構(gòu)的具有較強(qiáng)的機(jī)械性，因此如果出現(xiàn)電力故障，就會(huì)帶來巨大的負(fù)面影響。

2.桿塔強(qiáng)度設(shè)計(jì)不合理

高壓輸電的主要結(jié)構(gòu)就是桿塔，因此，桿塔的強(qiáng)度在高壓輸電工程中有著重要的作用，是保證架空高壓輸電線路安全的基礎(chǔ)，也是前提。桿塔強(qiáng)度主要受兩方面的影響，一是桿塔的制作材料，而是桿塔的結(jié)構(gòu)。目前為止，為了能夠保證桿塔的強(qiáng)度，在工程中通常使用環(huán)切混凝土技術(shù)來使桿塔的強(qiáng)度達(dá)到要求。然而在實(shí)際的施工過程中，除了要采用環(huán)切混凝土技術(shù)來增加桿塔的強(qiáng)度，還在通過與實(shí)際施工情況相結(jié)合，進(jìn)行科學(xué)的分析，以此來保證混凝土桿塔結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，延長(zhǎng)桿塔的使用壽命。

3.桿塔質(zhì)量水平低

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，我國(guó)工業(yè)得到了飛躍式的進(jìn)步，然而，在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，許多廠商一味的追求產(chǎn)量而忽視了產(chǎn)品的質(zhì)量，因此，就積壓了許多質(zhì)量較差的工業(yè)產(chǎn)品，尤其是在鋼鐵工業(yè)中。這種現(xiàn)象尤為普遍，雖然我國(guó)具有龐大的鋼鐵產(chǎn)品，但也僅僅是在數(shù)額上驚人，其質(zhì)量卻難以得到保證，這就致使我們國(guó)家的工程為了達(dá)到理想中的效果，保證工程的質(zhì)量，去購(gòu)買其他國(guó)家的鋼鐵產(chǎn)品。在輸電線路桿塔生產(chǎn)這方面，也存在同樣的問題，目前的生產(chǎn)和設(shè)計(jì)水平已經(jīng)不能滿足我國(guó)日益增長(zhǎng)的需求。

二、輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

1.規(guī)劃動(dòng)態(tài)的桿塔設(shè)計(jì)

桿塔的優(yōu)化設(shè)計(jì)主旨在于將桿塔優(yōu)化的更加輕便，外觀更加美麗，操作簡(jiǎn)便且易運(yùn)輸。在桿塔設(shè)計(jì)中實(shí)施動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)指的是在實(shí)際的施工過程中，通過與多種技術(shù)相結(jié)合，來達(dá)到理想中的效果。為了能夠?qū)崿F(xiàn)桿塔優(yōu)化，就要工程施工之前，對(duì)目標(biāo)施工區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，以掌握該區(qū)域的情況和特點(diǎn)，后通過與力學(xué)原理等相關(guān)的知識(shí)來對(duì)工程進(jìn)行設(shè)計(jì)，選擇合適的制作桿塔的材質(zhì)。在保證桿塔的穩(wěn)定性的前提下，最大程度的縮小桿塔的尺寸，以減少占地面積。

2.優(yōu)化輸電線路桿塔主材布置以及桿塔節(jié)點(diǎn)

輸電線路中桿塔的承載力與輸電線路中桿塔主材有著密切的關(guān)系，另外，輸電線路桿塔所構(gòu)建的規(guī)格越大，其設(shè)計(jì)的長(zhǎng)度也就越長(zhǎng)，基于此，就要在保證輸電線路桿塔承受力不變的前提下，對(duì)輸電線路桿塔的傾斜程度進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

通常對(duì)桿塔結(jié)構(gòu)的構(gòu)造為了減少偏移中心受力的現(xiàn)象，就提出以下幾點(diǎn)具體要求：一是要求受力明確，二是要求各個(gè)受力部分的形心線有共同的交匯點(diǎn)。為了滿足上述要求，在實(shí)際的施工過程中就要盡量利用多排螺栓對(duì)構(gòu)材進(jìn)行連接，并且在各桿塔的節(jié)點(diǎn)處要采用雙面受力的連接方式。

3.輸電線路桿塔頭結(jié)構(gòu)的優(yōu)化選擇

目前在輸電線路的實(shí)際施工過程中，主要使用的桿塔頭結(jié)構(gòu)為干字型各羊字型這兩種結(jié)構(gòu)，與干字型桿塔頭相比，羊字型桿塔頭的結(jié)構(gòu)相對(duì)來說比較合理，且質(zhì)量較輕，在應(yīng)用過程中操作簡(jiǎn)便。基于此，在平緩的地區(qū)施工過程中，通常就使用羊字型的桿塔頭結(jié)構(gòu)來建造，這種桿塔頭不僅能夠滿足工程的敘述，還能夠提升工程的經(jīng)濟(jì)利用效率。然而干字型桿塔頭結(jié)構(gòu)與羊字型桿塔頭結(jié)構(gòu)相比，重量更大，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也更高，受力能力也比較強(qiáng)。隨著我國(guó)輸電工程嗯不斷發(fā)展，目前這兩種桿塔頭結(jié)構(gòu)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足工程的具體需求，因此就要針對(duì)桿塔頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷的優(yōu)化和創(chuàng)新，組建專業(yè)優(yōu)秀的科研團(tuán)隊(duì)，力求探索出更加科學(xué)高效桿塔頭結(jié)構(gòu)，以服務(wù)于我國(guó)輸電工程的建設(shè)。

4.輸電線路桿塔身結(jié)構(gòu)的優(yōu)化選擇

目前為止，應(yīng)用在我國(guó)輸電線路工程中摸桿塔身結(jié)構(gòu)主要有兩種，分別為長(zhǎng)方形塔身和正方形塔身，其中，正方形塔身在具體的施工過程中，占有更大的面積，并且與長(zhǎng)方形塔身相比，重量也更大，這就給正方形塔身的運(yùn)輸和安裝帶來了極大的不便，但是，不可否認(rèn)正方形塔身在穩(wěn)定性以及承重能力方面都比長(zhǎng)方形塔身要更強(qiáng)一些。通常在輸電線路的塔身設(shè)計(jì)中，塔身水平檔距的尺寸要保持在400米左右，垂直檔距的尺寸在560米左右。要在這些數(shù)據(jù)的前提下，滿足這些要求，來尋求更加科學(xué)合理的塔身結(jié)構(gòu)。

結(jié)束語

綜上所述，隨著我國(guó)工業(yè)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，目前架空輸電線路設(shè)計(jì)中桿塔結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足我國(guó)輸電工程日益增長(zhǎng)的需求，并且在具體應(yīng)用過程中，還是存在很多需要解決的問題。這就需要在未來的日子中，針對(duì)輸電線路中桿塔結(jié)構(gòu)存在的問題進(jìn)行優(yōu)化和完善，以達(dá)到理想中的效果。

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（作者單位：中國(guó)電建集團(tuán)江西省電力設(shè)計(jì)院有限公司）