輸電線路桿塔結構設計技術分析

摘 ?要：隨著近些年生活質量的大幅度提升，對用電需求也不斷增高，供電質量也逐漸受到社會各界重視。在電力事業發展過程中，輸電線路的施工建設是電力工程項目的主要組成環節，其桿塔結構的科學設計也是至關重要的，對于電網的供電質量有著較大影響。因此，在電力項目輸電線路的施工環節中，相關技術人員應有效結合實際問題選用恰當的科學技術設計其桿塔結構，從而確保輸電線路的安全使用與穩定運行。

關鍵詞：輸電線路;桿塔結構;設計技術

在社會經濟發展的現今階段，用電規模逐步擴增，電力工程項目也不斷增多。并且在輸電線路項目建設的費用比例中，桿塔結構一般占據30%及以上的建設費用，其對于輸電線路的質量建設與經濟效益有著重要影響。為確保我國輸電電網的質量建設，相關電力工程單位管理人員應加強對輸電線路桿塔結構設計的重視，深入分析其各類影響因素，引進并優化先進的科學技術，合理設計施工方案，從而確保其安全性與可行性，進一步保障輸電線路的長期穩定運行。本文主要針對輸電線路桿塔結構設計技術展開研究與分析。

一、相關概述

在輸電線路建設中，桿塔是用于架空并支撐線路的主要支撐物，可有效保障地面與輸電線路之間的安全距離[1]，并預防外力的不良影響如惡劣天氣、人為破壞等，有效減少供電故障的發生。同時桿塔結構設計還符合絕緣安全要求，進一步保障輸電線路的穩定運行與安全使用。

輸電線路桿塔的主要施工材料一般包括鋼材混凝土或鋼筋混凝土、鋼管塔、鋼管桿等，另外還包括架空地線、絕緣子串等。

另外，輸電線路桿塔在實際應用中易受所處地勢與環境變化的影響，因此，在桿塔結構設計中，相關技術人員應結合實際采用不同技術科學制定施工方案，從而保障輸電線路桿塔的安全荷載與質量建設。

二、桿塔結構的設計方法

在輸電線路桿塔結構設計過程中，其方法研究主要體現為兩個方面：第一，各類計算方法，如針對桿塔結構展開計算力學模型分析、計算桿端節點構造、計算杠桿承載力等。第二，桿塔結構的布置與優化，如塔頭型式、桿件選型、塔腿型式、塔身斜材、坡面、橫斷面等設計方法的研究。

在輸電線路桿塔結構設計過程中，相關設計人員應加強與施工單位的溝通聯系，深入了解施工現場的實際現狀，并以此為基礎進行相關數據計算與桿塔結構模擬，如桿塔質量計算、桿塔高度計算、美感設計、負載范圍控制、材料選取等，科學制定桿塔結構的設計方案，并結合實際問題如迎風面積、地勢等不斷優化完善。另外，相關設計人員還應注意相鄰桿之間的有效距離，確保各個桿塔穩定使用的同時互不影響，進一步保障輸電線路的正常運行與長期運用。

三、輸電線路桿塔結構設計技術優化分析

（一）輸電線路桿塔塔頭的結構選擇

塔頭形式設計是輸電線路桿塔結構設計的重要組成內容，其對于桿塔結構的穩定性與輸電線路的供電效果有著直接影響作用。一般輸電線路的桿塔塔頭形式主要包括羊角型、酒杯型與貓頭型，其中酒杯型與貓頭型的塔頭形式一般被應用于單回輸電線路;而羊角型的塔頭質量相對較輕，其支撐能力相對較好，在雙回輸電線路中較為常見。另外，在桿塔剛度較強、計算受力較大時，相關設計人員應及時選用轉角型桿塔，其塔頭形式主要為鼓型與干字型，其中在雙回輸電線路桿塔結構設計中應用鼓型塔頭，在單回結構設計中應用干字型塔頭，從而確保其適用性與實用性[2]。

（二）桿塔塔身斷面設計

在輸電線路桿塔結構設計中，直線型塔身是較為常用的設計形式，其主要應用于高壓電路建設中。其桿塔塔身的斷面主要包括兩種樣式，即扁塔，指斷面樣式為矩形;方塔，其斷面形式為正放形。于方塔相比，扁塔重量相對較輕，抗縱向負載能力相對較差，靈活性也相對較低。而在順線路方向上，方塔具有較強的剛度，相較于扁塔而言，其串級倒塔與斷線沖擊能力也相對較強。在一般輸電線路桿塔結構設計中，一般采用安全性較高、穩定性較強、負載能力較好的方塔斷面形式進行桿塔塔身斷面設計。另外，在桿塔塔身的設計過程中，相關技術人員還需加強對塔身尺寸的技術設計，從而確保其規范性與整合性，為桿塔結構設計提供基礎保障。

（三）節點構造的技術設計

在桿塔結構設計中，節點構造設計也是重要的組成環節，其在設計中應注意以下要點。第一，在節點構造設計中，應有效防止對孔布置兩面連接桿件的問題，從而減少斷面損失。第二，在設計過程中應重視節點板的受彎現象、桿件的偏心連接問題等。第三，在節點構造的連接環節中，技術人員應采用緊湊式設計，有效減少節點板面積。第四，科學控制包角鋼等材料的連接數量。第五，在節點構造過程中，針對主材、斜材的設計與布置應盡量利用多排螺栓加以固定[3]。

（四）桿塔結構的斜材設計

在輸電線路桿塔桿塔結構主要包含直線塔與轉角塔。在輸電線路桿塔結構設計中，其桿塔頂端位置的K型斜材設計對于輸電線路有著促進優化作用，一方面可有效預防桿塔塔身斜材的受壓問題，另一方面可大幅度減輕桿塔結構重量。另外，在轉角型桿塔結構設計中，相關設計人員還需注意K型斜材的科學布置，即桿塔重量最輕的110KV橫擔處。

（五）有效結合計算機技術

在輸電線路桿塔結構設計過程中，相關技術人員可有效運用計算機進行施工圖紙的繪制，同時結合人工審核與手工校正確保桿塔結構的有效設計。同時技術人員還可借助計算機技術合理針對設計方案科學建立力學模型，并以此為基礎進行方案的強度分析與優化完善，有效保障設計方案的可行性與桿塔結構的穩定性。隨后相關負責人確定施工方案，制定施工流程。計算機技術的合理運用有助于加強施工環節的聯動性，確保桿塔結構設計施工的質量與穩定。

四、結論

綜上所述，在輸電線路工程建設過程中，相關設計人員應加強對桿塔結構設計技術的重視，以因地制宜為基本原則，結合實際問題進行各項數據的科學計算、桿塔各結構的合理選擇，從而設計并優化施工方案，有效確保桿塔結構的穩定性與質量性，為輸電線路的整體運行提供保障。

參考文獻：

[1]吳廣.輸電線路桿塔結構設計技術研究[J].電子元器件與信息技術，2020，4（06）：109-110+112.

[2]王飛. 特高壓輸電線路桿塔結構抗震性能研究[D].中國地震局工程力學研究所，2020.

[3]曲以楠.輸電線路桿塔結構優化設計分析[J].中國新技術新產品，2018（24）：116-117.

作者簡介：姚楠（1993.06.08），男，漢，天津市武清區，學歷：本科，職稱： 助理工程師，研究方向：結構設計.