淺析輸電線路大跨越鐵塔結構設計

文/崔順心，益陽電力勘測設計院有限公司

輸電線路鐵塔作為立體構造的建筑體，通常運用在架空高壓或者超高壓的電力傳輸線路導線以及避雷線之中。依照回路、電壓數值的差異性，相關的工作人員可以將鐵塔劃分成各種類別。輸電線路鐵塔的構建在電力項目中是極為關鍵的組成部分，其對輸電線路的平穩程度、安全程度產生了極大的作用。因此，相關的工作人員在設計期間，需要逐步地注重鐵塔的架構改善，而且還需要綜合現實狀況，對天氣、地理地貌予以詳盡地探析，還需要考量電壓等級、架構形式等等。伴隨我國經濟以及社會水平地逐步提升，電網項目正在如火如荼地展開，我國輸電網的構建工程也在逐步推廣，越來越多的人們開始注重鐵塔結構設計方面的工作。通常來說，輸電線路鐵塔一般可以劃定成塔頭、塔身以及塔腿三個成分，在此之中，塔腿能夠支架起鐵塔。我國構建鐵塔的物料通常都是鋼筋混凝土，在設計期間，依照所在地域各方面地理地貌等自然因素的差異性，建筑鐵塔的標準水平也不不盡相同。鐵塔的設計關鍵點在于確保多方面零部件的強度、平穩程度的不斷提升。在構建鐵塔期間，相關的工作人員始終要把鐵塔的安全程度以及平穩程度作為自身工作的準繩，盡可能地減少鐵塔的投入成本，降低其對外部社會生態的損害。

1 輸電線路大跨越鐵塔設計的基本準則和出現的問題

1.1 設計基本準則

通常來說，在輸電線路之中，大跨越鐵塔發揮著強有力的基礎效用，在項目中占據了極高的項目比率，同時其輸電線路中鐵塔所占到的工期占到整體工期的一半以上，傳輸總量高達項目的四成，投入成本也占到總成本的三成之多。所以，相關的工作人員要想有效地提升整體線路的水平，就務必要對鐵塔的架構予以針對性地優化，設計出一系列的科學方案。按照各自的地理地貌狀況和各方面因素的約束，在規劃鐵塔形式的過程中，通常是以淺埋式作為對照。不僅如此，在施工過程中，相關的工作人員還需要利用提升基礎自重以及基礎底板的大小來確保上拔的平穩程度，保證鐵塔擁有較好的安全程度。在一些地域，大跨越鐵塔在施工期間極容易遭到地下水的干擾，所以在埋成期間，務必要確保其擁有具有一定深度。

1.2 出現的問題

1.2.1 暴雪問題

當積雪掉至電線之中的時候，積溫會造成電線迅速地結冰，這大大地影響了大跨越鐵塔的順利運轉，由此對輸電線路的平穩性帶來了不好的影響，影響了老百姓們的順利用電。所以，在部分天氣較為極端的地域，在構建大跨越鐵塔的時候要綜合現實狀況予以解析，涵括天氣、地理地貌等。值得注意的是，并不是全部地域都適合運用大跨越鐵塔。

1.2.2 環境腐蝕問題

在大跨越的輸電線路之中，鐵塔通常都要求長時間地暴露在外，而鐵塔在外部常年累月的影響下，極有可能產生被逐漸氧化以及腐蝕的問題。同時，伴隨我國氣候環境問題日趨嚴峻，諸多地域都產生了酸雨這樣的極端天氣，這就對大跨越鐵塔的安全平穩程度造成了極大的威脅，很難確保鐵塔的長期平穩性。不僅如此，土壤的酸堿程度也會對鐵塔帶來一定的干擾，所以，相關的工作人員在構造鐵塔的時候，務必要運用上漆的手段強化鐵塔的防銹蝕能力。

1.2.3 地震問題

當發生地震災害時，在輸電線路之中，維修起來較為地便捷，不過通信塔以及鐵塔的維修較為的繁瑣，這就要求投入諸多的資金成本以及時間成本，一旦出現故障，這就大大地干擾了老百姓們的的順利用電。所以相關的工作人員務必要對鐵塔予以優化，提升鐵塔防控地震的效能，設計出科學的結構。盡管鐵塔的強度很高，不過對地震這種大型的災害還是有一定的難度，所以要利用專業化的改造手段，運用物理的方式實現減震的目標。

2 輸電線路大跨越鐵塔結構設計

2.1 輸電線路大跨越鐵塔選型設計

在輸電線路大跨越鐵塔選型的過程之中，相關的設計工作者務必要全面地考量風荷載帶來的作用、設計手段、材料擇選、加工以及執行等多個層面的問題。通常來說，大跨越鐵塔結構務必要首先選取高強度鋼管，同時管控好管徑以及鋼管的整體厚度，由此科學地設計出高強度螺栓，縮減螺栓的總體直徑，這樣有助于獲得較好的熱處理性能，同時相關的工作人員還需要對高強度螺栓的采購提出足夠高的技術標準，盡可能地防止出現螺栓脆斷的不好問題。值得注意的是，在各方面條件允許的狀況之下，相關的工作人員還需要秉持化整為零的設計思維，盡可能地縮減構件規格以及大小、減少構件的單重，由此可以有助于材料采購、鐵塔加工、現場傳送以及拼裝，為提升鐵塔加工的品質水平、減少高空拼裝難度系數以及維護安全風險提供堅實的保障。

2.2 曲臂傳遞縱向荷載

曲臂鐵塔不單單能夠提升鐵塔的可觀水平，而且也能夠有效地提升鐵塔的可操作水平。經由曲臂結構的鐵塔，可以高效地均衡好縱向的荷載，把它們傳送至臂內外側斜材，不過這一手段在運用過程中，需要考量的問題頗多。所以設計師在設計期間，一定要仔細地考量各個零部件的效用，對于不可以裝配桿件的范圍，務必要仔細地把控。而且在力的傳導方向問題上，相關的工作人員還需要利用杠件來確保縱向荷載的精準移動。在安排桿系的時候，一定要確保精準可靠，按照縱向荷載的方向予以調控。

2.3 大坡度塔身

運用大坡度塔能夠降低物料的損耗量，不過也能夠對塔身帶來一定的傾斜影響。大坡度塔身盡管獲得了較為廣泛的運用，不過因為斜材過于曲折，這就在很大程度上影響了鐵塔的安全性，因此相關的工作人員務必要對斜材予以調整。比如說，增添支撐物料或者在重要方位增添斜墊，而且也需要運用雙排螺栓來固定好主材。使用鋼管塔制作大坡度塔身所需要的投入資金多，不過考慮到其十分契合力學的原理，所以還是具備很強的適用性。

2.4 科學設計塔頭鉸結點的方位

通常來說，鐵塔的鉸結點即桿系結點，當桿系結點轉變成為剛性節點之后，盡管這對鐵塔的順利運轉不會帶來很大的干擾，但是其會不可避免地耗費一定的的原材料。從鐵塔結構分析能夠看出，諸多鐵塔在中間鉸位置都會增添一定數量的平連桿，不過這在歐美發達國家很少見。在這一層面，相關的工作人員能夠采取三鉸拱的手段予以處理，如此就不會對鐵塔的安全性帶來不利影響。所以在鐵塔設計期間，相關的工作人員務必要確保計算圖與加工圖的統一性，如此才可以確保鐵塔的結構優化，最終就可以提升鐵塔的安全程度。

2.5 塔身橫隔面的布局

如果處于變坡處，或者是在集中荷載受力的地方，相關的工作人員務必要布局受力橫隔面。通過日積月累的實戰經驗，橫隔面的形式已然獲得了優化升級，一大批的的經驗積累和不斷優化，已經出現一大批的典型隔面形式。擇選較為適宜的的形式，改善升級鐵塔身部的橫隔面，對于往下傳輸由結構上部外荷生成的扭力、降低塔重、均衡塔身構件內力、緩解塔身扭轉等問題具有很強的現實價值。在實際設計期間，相關的工作人員務必要解決好的點就在于橫隔面的上、下間隔的優化布局。

2.6 偏心問題

偏心問題是輸電線路大跨越鐵塔設計過程中的核心問題，影響鐵塔偏心的主要誘因諸多，但整體能夠歸結為如下四個點，具體來說，首先，施工過程中，相關的施工人員運用單包鐵接頭的方式，于是就引發了主材力線的偏心問題；其次，竹材及斜材聯結的不合理造成偏心；其三，主材接頭的種類、尺寸具有一定的差異性，從而導致偏心問題的產生；其四，橫隔面材連接上出現偏心問題。面對上述四種不同的偏心現象，相關的工作人員需要采用針對性的處理手段。比如說，在面對前三種狀況時，相關的工作人員能夠運用上下主材搭接接頭的方法予以優化。

3 結束語

綜上所述，在進行輸電線路大跨越鐵塔的結構設計的過程中，相關的工作人員需要首先擇選結構簡潔、受力明確、加工便捷、拼裝高效的鋼管塔結構。在之后，因為輸電線路大跨越鐵塔不可避免地遭到內外部因素的威脅，所以相關的工程人員務必要逐步優化對鐵塔的結構設計，進行深入地探討，如此才能夠更好地契合將來時代的發展趨勢，確保大跨越輸電線路能夠順利運行。未來的輸電線路會趨于密集，這就在很大程度上對鐵塔提出了更高的要求，只有逐步地優化鐵塔的結構，才能讓大跨越的輸電線路順利地運轉。