關于高壓輸電線路鐵塔結構設計的幾點解析

劉勇

摘 要：電力工程規模逐漸擴大，需要逐步完善高壓輸電線路的設計標準，通過確定高壓輸電線路的設計標準、準備需求、質量控制模式，細化高壓輸電線路鐵塔設計需求，尤其是要提高高壓輸電線路鐵塔結構的穩定性，提高輸電線路的功能性。另外，工作人員還需要從力學、材料損耗、引雷設計等角度確定高壓輸電線路的使用要求，以期提高輸電線路鐵塔設計質量。基于此，文章就高壓輸電線路鐵塔結構設計措施進行了分析。

關鍵詞：高壓輸電線路;鐵塔結構;設計;供電

0 前言

電網規模的逐步擴大，需要進一步提高輸電線路的建設質量，通過確定供配電系統的運行要求，滿足城市電力的負荷要求，確定平衡供電的要求及重點，可推動農業、工業、交通產業的快速發展。由此可見，工作人員要確定施工質量和施工進度，關注施工的問題及重點，再結合當前輸電線路鐵塔結構優化確定科學的設計理念和規劃模式，提高鐵塔結構的穩定性。

1 高壓輸電線路鐵塔結構設計關鍵

1.1 布置形式

高壓輸電線路鐵塔布設模式大多以交叉斜材方式進行，期間要將交叉斜材與導線橫擔根部相連接，并在各個連接節點布設一條短角鋼，可進一步提高鐵塔結構的橫向、縱向載荷水平，促使鐵塔的側面的板材與其中點相連接。完成基本布設處理后，工作人員應當評估導線縱向載荷，借助導線通過塔身橫膈材，傳遞大量的載荷，可消除材料、板材彎曲、變形問題的直接影響。

1.2 選擇條件

影響高壓輸電線路鐵塔的重要因素是鐵塔的載荷指標和長度參數，故需要工作人員分析出斜材對外荷載抵抗力矩，評估出斜材與載荷抵抗力矩的水平面的夾角，再確定不同節點的選材要求。

1.3 鐵塔塔型

高壓輸電線路鐵塔選型過程中，工作人員應當評估出高壓狀態下鐵塔的運行狀態，通過評估出主材、節段功能性以及接腿的性能指標，再使用既定的標準分析出鐵塔類型、鐵塔結構的布置要求，評估出不同元件的組合需求，滿足高壓輸電線路鐵塔的部位的功能性。

1.4 評估重點

為提高高壓輸電鐵路鐵塔的功能性，需要工作人員分析出鐵塔主要使用的材料和節點板的功能性，通過評估出塔身斜材等關鍵部位的參數標準，使用加斜墊確定穩定管理模式。另外，如果高壓輸電線路塔身主材使用了單角鋼材料，需要工作人員利用雙排螺栓模型鞏固高壓輸電線路鐵塔本身的性能，再使用四角鋼構建起一個十字斷面結構，降低節點板彎曲的發生概率[1]。

2 高壓輸電線路鐵塔結構設計的重要設計措施

2.1 鐵塔的根開和塔身口寬設計

鐵塔根開取值評估過程中，工作人員要了解塔身口寬與塔身坡度之間的變化影響，通過調整鐵塔的整體剛度和塔重指標，確定鐵塔優化設計重點，消除鐵塔結構設計不合理方面的問題。具體來講，要注意以下幾方面要點：第一，塔身坡度與鐵塔的坡度相關，塔身坡度越小，那么鐵塔的占地面積會與塔身的基礎作用力成反比。第二，確定塔身下口尺寸的坡度范圍，確定鐵塔的基礎耗材，控制鐵塔的最低耗材，注意做好上口電氣間隙參數的控制。在此過程中，工作人員要及時調整間隙，積極滿足鐵塔的功能性，比如要微調小范圍的上口尺寸，重點處理下口尺寸，同時評估出鐵塔坡度及相關組合方案，確保鐵塔的強度、剛度指標均符合設計要求（需要參照J30102B2塔標準）[2]。第三，評估出鐵塔最佳的上口（4.5m）、下口參數，保證雙面坡度的取值范圍在0.13左右。在此過程中，工作人員要將鐵塔塔身主材坡度固定在0.11～0.15的區間內。當鐵塔高度超過一定標準后，鐵塔的坡度會逐漸變寬，此時鐵塔的耗材會逐漸增加。因此，工作人員應當對塔身的功能性進行分段處理，通過改變塔的坡度指標，確保塔腿坡度處于較緩的環境下，可確保鐵塔的強度、剛度在穩定的范疇之內。同時，鞏固鐵塔的基礎作用力，可消除鐵塔銜接構造不合理方面的問題，也能控制鐵塔后期加工的困難，故要評估出鐵塔的坡度指標。

2.2 節間長度計算設計

材料節間的長度與材料的載荷息息相關，故需要工作人員確定出鐵塔的長度，并對節間長度進行評估，確定出構件截面的基本規格，評估出塔重與材料應用之間的關系，也能確保塔重符合相關要求。具體來講，要注意以下要點：第一，塔身主材料布置管理中，工作人員要盡可能凸顯出構件本身承載功能，確定斜材與水平面的夾角參數，再計算出不同材料的長度變化。通過確定主、斜材的受力功能，考慮不同材料的基礎受力，可確保構件的長度、強度符合相關規定。第二，軸心受壓主材料選擇過程中，工作人員要評估出偏心受力斜材與塔身尺寸的關系，當斜材與塔身的距離過大時，應當評估出斜材的強度，了解到影響構件與鐵塔布置相關的技術要點，確定擋風面積提升對外力載荷的影響。總之，工作人員要從鐵塔重量指標分析出鐵塔的偏心受力情況，在反復、多角度計算比對后選擇更為合理的鋼材料，保證角鋼的長細比在40～50之間。

2.3 塔身斜材布置設計

塔身斜材主要布設方式主要包括“倒K型”“交叉型”“正K型”等模式，故要對鐵塔進行組合布置，可消除斜材受力不均勻的問題。因此，工作人員要了解拉壓系統的受力特點，評估出拉桿與壓桿之間的支撐作用，重視斜材規格的控制，可降低鐵塔設計期間的能耗產出。要注意的是，工作人員也要及時添加輔助性材料，在鞏固塔身穩定性的基礎上評估主材的長度，可確保塔身的承載力在合理的指標范疇之內，也能消除長細比和支撐角度設計不合理的不利影響[3]。總之，工作人員要評估交叉斜材的功能性，側重滿足鐵塔的穩定性，評估所需斜材的數量指標，方便確定不同斜材的規格。完成規格、性能方面參數的評估后，工作人員要結合J30102B2塔資料和現有的施工方案進行參數比對，控制斜材與地面的夾角在35°～45°之間，提高鐵塔耗材設計的有效性。

3 結束語

綜上所述，為了提高高壓輸電線路鐵塔的穩定性，工作人員要結合鐵塔的設計要求確定設計重點，通過確定設計技術、環境、生態方面需求，再結合現代化技術進行評估與監控，在合理的干預、評估、測試過程中提高鐵塔基礎構件的穩定性，以期滿足《架空送電線路桿塔結構設計技術規定》方面的技術要點。

參考文獻

[1]曹新款.采空區高壓輸電線路鐵塔地基穩定性評價[J].煤炭工程，2018，50（05）：50-52.

[2]胡敏.淺談高壓輸電線路鐵塔內傾的原因及處理辦法[J].機電信息，2017（15）：34-35.

[3]陶冶.高壓輸電線路鐵塔基礎選型設計及其優化[J].科技資訊，2016，14（16）：25-26.