新輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)桿塔設(shè)計(jì)的影響性分析

岳曉龍

摘要：隨著對(duì)電網(wǎng)的認(rèn)知水平和對(duì)電網(wǎng)可靠性要求逐漸提高，110kV～750kV（GB5045-2010）輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)規(guī)范不再能滿(mǎn)足當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。修訂后的輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)準(zhǔn)則（DL/T5582-2020）、架空輸電線(xiàn)路荷載規(guī)范（DL/T5551-2018）和架空輸電線(xiàn)路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程（DL/T5486-2020）共同構(gòu)成了新的輸電線(xiàn)路桿塔設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)框架。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的要求，新建工程桿塔必須按照新標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和審查輸電線(xiàn)路項(xiàng)目。但目前，新規(guī)范對(duì)塔結(jié)構(gòu)的影響分析較少，本文通過(guò)對(duì)新輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)對(duì)桿塔設(shè)計(jì)的影響。為今后成功桿塔設(shè)計(jì)實(shí)施奠定了理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：新輸電線(xiàn)路;設(shè)計(jì)規(guī)范;桿塔設(shè)計(jì);影響性

引言

高壓電塔線(xiàn)是通常對(duì)風(fēng)敏感的結(jié)構(gòu)，需要研究輸電線(xiàn)路的設(shè)計(jì)，以確保輸電線(xiàn)路結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下安全可靠地運(yùn)行。目前，一些研究人員比較了我國(guó)輸電線(xiàn)路的風(fēng)荷載與一些主要外國(guó)的風(fēng)荷載，總的結(jié)論是，我國(guó)輸電線(xiàn)路的風(fēng)荷載比其他國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)高度變化敏感，只有在塔高較低時(shí)，風(fēng)荷載和塔線(xiàn)荷載較接近其他國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)算結(jié)果，而高度較高（大于60米）時(shí)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算結(jié)果較高。由于采用了新輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，直接輸電線(xiàn)路風(fēng)荷載計(jì)算中直接參考其相關(guān)規(guī)定的某些參數(shù)已發(fā)生變化，對(duì)輸電線(xiàn)路風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生了重大影響。在此基礎(chǔ)上，研究新輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)塔設(shè)計(jì)的影響分析。

1架空輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)規(guī)范體系

架空輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系分為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等。架空輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)主要包括GB 50545-2010和GB 50061-2010《66kv以下架空電力線(xiàn)路設(shè)計(jì)規(guī)范》，其他架空輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)主要包括DL/T 5154-2002《架空輸電線(xiàn)路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》DL/T 5130-2001《架空輸電線(xiàn)路鋼管》DL/T 5219-2005《架空輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》DL/T 5440-2005架空輸電線(xiàn)路的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)主要有Q/gdw 178-2008《1000kV交流架空輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)暫行技術(shù)規(guī)定》、Q/gdw 179-2008《110 ～ 750kV架空輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》、Q/gdw 180-2008《66kv以下架空電力線(xiàn)路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》、Q/gdw 181-2008《500kV DC架空輸電線(xiàn)路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》、Q/GDW182-2008。

2新舊規(guī)范荷載計(jì)算的差異性分析

風(fēng)偏角風(fēng)荷載。由于對(duì)風(fēng)荷載分布計(jì)算公式進(jìn)行了較大的調(diào)整，特別是對(duì)于風(fēng)速范圍27～31m/s，因此，從新規(guī)范下的擺動(dòng)角度一般比舊規(guī)范大1～2°，并且由于絕緣損失的變化而增大了頭部大小。（2）風(fēng)荷載的影響。新的規(guī)格使35kv線(xiàn)路塔的轉(zhuǎn)向角略有增加，并使線(xiàn)路風(fēng)荷載和塔體風(fēng)荷載增加。應(yīng)當(dāng)指出，輸電塔結(jié)構(gòu)是一個(gè)空間農(nóng)場(chǎng)系統(tǒng)，并不意味著風(fēng)荷載的增加將影響輸電塔結(jié)構(gòu)的承載能力，而該結(jié)構(gòu)也受試點(diǎn)地線(xiàn)電壓和凈重的影響，后者的風(fēng)荷載只是其中的一部分。隨著電壓水平的提高，風(fēng)荷載對(duì)塔結(jié)構(gòu)的影響會(huì)因使用大型截面和多重碎裂準(zhǔn)則而減小。

3新規(guī)范對(duì)桿塔設(shè)計(jì)的影響性分析

新舊規(guī)范塔腳板計(jì)算公式對(duì)比：不同點(diǎn)在于舊規(guī)范中塔腳板厚度受主材相鄰區(qū)隔尺寸影響，認(rèn)為塔腳板厚度僅由主材所在區(qū)隔尺寸來(lái)控制;且不考慮加勁板對(duì)塔腳板承載力的加強(qiáng)作用，加勁板不參與計(jì)算，制圖時(shí)加勁板尺寸及規(guī)格僅根據(jù)設(shè)計(jì)人員常規(guī)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行布置。而新規(guī)范中認(rèn)為塔腳板厚度受主材對(duì)角區(qū)隔尺寸影響，新規(guī)中對(duì)于工程中常用的靴板式有加勁塔腳板的計(jì)算考慮了加勁板的加強(qiáng)作用;且對(duì)加勁板的構(gòu)造給出了具體要求，即加勁板的長(zhǎng)高比為0.5～1.0，厚度取靴板厚度的0.6～0.7倍。同時(shí)，新規(guī)認(rèn)為靴板式塔腳板受壓時(shí)，由于靴板及加勁板的豎向剛度較大而底板的豎向剛度相對(duì)較小，底板和基礎(chǔ)間的底板和基礎(chǔ)間的壓力并非均勻分布，而是主要分布在靴板和加勁板附近;因此底板承受的彎矩相對(duì)較小，受壓工況一般不控制底板的厚度;故新規(guī)并不考慮靴板式塔腳板的受壓計(jì)算。對(duì)于靴板式有加勁塔腳板計(jì)算公式，雖然舊規(guī)范相對(duì)較為保守，但因加勁板不參與計(jì)算，僅作為塔腳板構(gòu)造的加強(qiáng)措施，制圖時(shí)加勁板尺寸可按照設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)靈活取值。這種處理方法非常簡(jiǎn)便，不僅能保證工程安全，還大大減少了設(shè)計(jì)人員的計(jì)算工作。但對(duì)于新規(guī)范計(jì)算公式，因山地塔為適應(yīng)地形需要須做長(zhǎng)短腿設(shè)計(jì)，這就導(dǎo)致不同接腿斜材與塔腳板平面夾角不同，受該夾角構(gòu)造影響，進(jìn)而引起同一塔型下不同接腿的塔腳加勁板尺寸不同;即接腿越短，加勁板尺寸越小。這對(duì)于根開(kāi)較小的直線(xiàn)塔影響尤為明顯，部分加勁板需做成傾斜處理才能滿(mǎn)足構(gòu)造要求;但這與規(guī)范給出的計(jì)算模型圖示又有出入，且加勁板傾斜處理后，其對(duì)塔腳板是否有足夠的加強(qiáng)作用不得而知，這時(shí)規(guī)范公式的適用性又需進(jìn)一步考慮。若根據(jù)不同接腿計(jì)算不同的塔腳坂，因每個(gè)塔型長(zhǎng)短腿合計(jì)有數(shù)十個(gè)之多，這不僅會(huì)大大增加設(shè)計(jì)人員的計(jì)算工作量，不符合鐵塔通用設(shè)計(jì)理念。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，得出以下結(jié)論：（1）新規(guī)程會(huì)引起風(fēng)偏轉(zhuǎn)角度普遍增大，然后考慮絕緣協(xié)調(diào)的變化，使原有的整體設(shè)計(jì)塔的頭部間隙一般不符合新規(guī)程的要求，大部分不符合要求。（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程可能導(dǎo)致某些元素，特別是單個(gè)螺栓聯(lián)接的斜材料和輔助材料強(qiáng)度不足。（3）合并新的規(guī)格將增加原有塔和基本力量的重量，從而增加工作量。應(yīng)在施工初期階段考慮到修訂標(biāo)準(zhǔn)的影響，特別是在施工時(shí)間和總費(fèi)用方面，并建議加強(qiáng)對(duì)整個(gè)施工過(guò)程的管理。

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