1、皖電東送淮南一上海輸變電工程桿塔荷載及鐵塔計算原那么中國電力工程參謀集團公司二.八年九月1 設計依據1.1.1 技術標準及規程標準11.2 設計氣象條件11.3 導地線參數21.4 絕緣子及金具等相關參數 21.5 地線保護角32 荷載取值原那么4.2.1 重現期及結構重要性系數42.2 荷載43 桿塔荷載條件8.3.1 水平檔距83.2 垂直檔距83.3 代表檔距83.4 最大使用檔距93.5 Kv 值94 荷載工況9.4.1 正常運行94.2 斷線工況104.3 不均勻冰工況104.4 安裝工況 104.5 終端桿塔114.6 驗算情況114.7 抗用倒塔荷載114.8 OPGW 開斷塔1

2、14.9 氣象區分界塔115 121 .設計依據1.1 技術標準及規程標準適用于電力送電線路工程工程的法令、法規、標準、規程、標準、規定等的最新有效版本.主要標準如下：(1)?架空送電線路根底設計技術規定?(DL/T 5219-2005);(2)?送電線路鐵塔制圖和構造規定?(DLGJ136-1997);(3)參照執行?110-750kV架空輸電線路設計技術標準?(報批 稿)、?架空送電線路桿塔結構設計技術規定?(DL/T5154-2002)、?重 覆冰架空輸電線路設計技術規程?(報批稿)及其他有關規程、標準、 技術規定和參考資料；(4) «1000kV交流架空輸電線路設計暫行技術規

3、定?(Q / GDW 178-2021);(5)本工程相關專題研究報告；(6)中國電力工程參謀集團公司出臺的特高壓相關規定.1.2 設計氣象條件設計氣象條件表風速(m/s)冰 厚(mm)溫度(C)年平均氣溫0015最高溫度0040設計復冰1010、155最大風速3005注:1、風速基準局度離地面 10m.2、地線比導線增加 5mm覆冰設計/、平衡張力系數取值按導線所在冰區執行.3、本工程驗算覆冰按增加10mm考慮.1.3 導地線參數導線型號 工程LGJ-630/45LBGJ-240-20ACOPGW-240結構股數Xt徑mm鋼7X2.8019/4.00一鋁45X4.20一一截回mm2鋁623.

4、4559.69鋼179.07總666.55238.76236.6直徑 mm33.602020.3彈性模量N/mm 2 M 0363.0147.2162.0熱膨脹系數1/CX10-620.91313.0計算重量 kg/km20601595.51614計算拉斷力kN148.70260.01288.6平安系數2.504.0/3.8 地線支架垂直和水平荷載根據 LBGJ-240-20AC增大5%開1.4 絕緣子及金具等相關參數(1)絕緣子長度本次鐵塔規劃,盤式或合成絕緣子凈長根據10.53m執行,絕緣子串長度參考華東院提供絕緣子串組裝圖相應串型確定.(2)絕緣子重量鐵塔間隙圓絕緣子重量根據合成絕緣子計

5、,鐵塔負荷計算按盤式絕緣子計,具體長度和總量參考金具圖紙.(3)絕緣子風荷載絕緣子受風面積0.04m2/片,合成串根據串長/146mm標準絕緣子 折片.覆冰情況下(含不均勻冰)須考慮風荷載增大系數.具體取值 按下表確定：覆冰厚度mm覆冰風荷載增大系數導地線、絕緣子桿塔101.2151.3201.5荷載計算時間隔棒個數根據垂直檔距每 50m一個,單重20kg導地線防振錘個數根據檔距,根據下表安裝,導線防振錘單重8kg,地線防振錘單重5kg防振錘安裝個數表1234導線500W L< 750750W L< 1000L>1000地線LV300300W L< 650600<

6、L<900L>9004耐張塔設計條件1鼓型耐張塔跳線掛點距按8m設計.2耐張塔外角側均根據有跳線串設計,內側是否需要安裝跳線串請各院間隙校核決定.3耐張塔跳線負荷根據金具圖參考執行.4各層橫擔耐張塔跳線偏角均按：5°, 10°, 15°, 35°設計,適 當配重,按此角度配置硬跳線參數并校核電氣間隙.1.5 地線保護角1鐵塔地線采用負保護角,平地塔形地線對最外相導線保護角-4；山區塔形地線對最外相導線保護角取-6 ；對分裂導線中央2相鄰導線含導地線水平位移 1m.對分裂導線中央3導地線垂直距離受地線電暈限制,目前暫按導地線垂直距離 14m考慮

7、.(4)外過無風工況下,檔距中央導地線距離按SA 0.012L+1進行配合.(5)導線線間距離和導地線層高按科研部門的研究結論為準,根據科研部門意見,耐張塔應考慮帶轉角后線間距離的要求.2,荷載取值原那么2.1 重現期及結構重要性系數(1)本工程荷載重現期按100年一遇取值；(2)本工程一般線路段結構重要性系數學按1.1取值(安裝工況按1.0取值).2.2 荷載(1)基準風速起算高度為10m,地面粗糙度類別按B類考慮, 風壓高度變化系數 比和風荷載體型系數 步按?建筑結構荷載標準? (GB50009 2001)的規定取值；(2)基準設計風速取值不小于 27m/s,全線分為27m/s、30m/s

8、、 32m/s三個風區：1)電氣計算 下相導線平均高風速分別取值為32.19m/s、35.770m/s和38.15m/s. 操作過電壓風速取相應最大風速的 0.5倍,分別取16m/s、18m/s和19m/s,不再進行高度修正 帶電作業取10m/s,不再進行高度修正 雷電風速27m/s取10m/s, 30m/s風區、32m/s風區取15m/s.導線平均高度：對于呼高H的塔,下相導線平均高按下式計算：H 平均高=42/3*f cos 0 -L其中H 塔圖導線風偏角度,取下相 導線計算高度高大風風速計算f 導線弧垂按仁H-L-dL=絕緣子串長懸垂串取13m,耐張串取0md=導線對地平安距離及欲度取2

9、5m上、中相及地線平均高按該值增加層間距 導地線距離取值.風壓增大系數對于呼高H的塔,計算各相導線平均高 H平均高后,o= H平均高 /導線計算高度0.32對于如跨越塔等特殊塔形,可不按此執行.2荷載計算風壓增大系數：同電氣間隙規劃原那么,對于如跨越塔等特殊塔形,可不按此執行. 對于鐵塔的各種呼高,應提供不同呼高的風壓折算系數.對大于平均計算高的鐵塔,根據風壓折算系數減小檔距(水平檔距)使用,各種鐵塔應提供折減比例.(3)導地線覆冰增大系數10mm冰區取1.2、15mm冰區取1.3、20mm冰區取1.5;(4)不同區段共用的鐵塔,對所有使用條件均應進行計算.(5)導地線風荷載調整系數和風壓不均

10、勻系數按下表取值：導地線風荷載調整系數和風壓不均勻系數取值表風速V ( m/s)2020 V<2727 V<31.531.5計算桿塔荷載1.000.850.750.70設計桿塔(風偏計算用)1.000.750.610.61c計算桿塔荷裁1.001.101.201.30注：表中風速為離地 10m高基準風速.跳線計算風壓不均勻系數取1.2;(6)縱向不平衡張力和斷線張力除按覆冰率計算外,取值應不低于下表中的取值；輕、中冰區不平衡張力取值表冰區小平衡張力(最大使用張力的百分數)直線型桿塔耐張型桿塔導線地線導線地線10mm1020304015mm15253545輕、中冰區斷線張力取值表冰區

11、斷線張力(最大使用張力的百分數)直線型桿塔耐張型桿塔導線地線導線地線10mm平丘20/山區251007010015mm3510070100注:桿塔規劃中按平腿設計的桿塔斷線張力按平丘取值,其余按山區取值.(7)桿塔風荷載調整系數 憶按?建筑結構荷載標準?(GB50009-2001)計算,但不應小于?架空送電線路桿塔結構設計技術規定?(DL/T 5154-2002)規定,可參照下表取值：塔圖50-100m100-150m上橫擔3 z2.52.7中橫擔3z2.32.5下橫擔2.02.2身局部段高(m)102030405060708090100110120130140150Bz1.201.251.3

12、01.351.401.451.501.551.601.701.751.801.851.902.00注：中間值按插入法計算; 根底的 便取對桿塔效應的50% ,即 叱根底=(便桿塔一1)/2+1.(8)安裝檢修提升導線按1.5倍起吊考慮,地線仍按雙倍起吊 考慮,附加荷載按下表取值；耐張塔安裝對導、地線的臨時拉線的平 衡張力分別取40kN和5kN;動力系數按1.1取值；桿塔施工附加荷載類另I導線(kN)地線(kN)跳線(kN)電壓(kV)直線桿塔耐張桿塔直線桿塔耐張桿塔耐張桿塔10008.012.04.04.06.0本條原那么,由于各院設計習慣不同,請結構和電氣兩專業協調考慮.(9)計算各類桿塔的

13、可變荷載組合系數按下表取值可變荷載組合系數取值表正常運行 情況斷線情況安裝情況不均勻冰 荷載情況驗算情況直線桿塔耐張桿塔1.00.900.900.90.90.75(10)結構構件的體型系數,角鋼取 1.3,鋼管構件取的1.3 X0.6=0.78,考慮到鋼管構件的粗糙度,實際計算時取0.85.(11)地震荷載由于全線大局部地方均處在7度地震設防區或低于7度地震設防 區,可按?110750kV架空輸電線路設計標準?(報批稿)關于抗震 驗算的要求執行.(12)斷線垂直荷載1)直線及直線轉角塔按覆設計冰工況下 100的垂直荷重取值;2)山區耐張轉角塔的斷線相斷線側取 70、另側取30%;平地耐張轉角塔

14、的斷線相斷線側取 60、另側取40%;未斷線相按100取值；(13)其余荷載取值及荷載組合參照?110750架空輸電線路 設計標準?(報批稿)、?重覆冰架空輸電線路設計技術規程?(報 批稿)有關規定；3 .桿塔荷載條件3.1 水平檔距(1)根據各設計院規劃鐵塔使用條件進行設計, 耐張塔水平荷載 根據山地3:7,平地4:6的比例分配到橫擔前后側；同時要滿足 5:5 比例分配后構件強度的要求；(2)不同風速區直線塔相互插花使用時, 可根據風壓系數對線條 荷載和塔身荷載的影響大小,適當調整桿塔的使用條件(可根據具體 情況放大或折減使用),但同時應注意校核電氣間隙.(3)所有桿塔按標準呼稱高設計計算,

15、對高于標準呼稱高的桿塔 折減檔距使用；在計算時不應出現(或盡量減少)大于標準呼稱高的 工況限制塔頭構件的情況.3.2 垂直檔距(1)根據各設計院規劃鐵塔使用條件進行設計, 耐張塔兩側根據3:7分配；山區耐張桿塔應考慮一側垂直檔距為正,另外一側為負(-350m)的情況；采用雙串的直線桿塔按 4:6比例分配.(2)不同風速區直線塔相互插花使用時,垂直檔距可保持不變.(3)終端塔應考慮垂直負荷全部加在線路側的情況.3.3 代表檔距(1)直線塔負荷用代表檔距按400m.(2)耐張塔負荷用代表檔距按 3007600m,并結合水平檔距和垂 直檔距組成“大水平荷載；大垂直荷載；大張力 小水平荷載；小垂直 荷

16、載；小張力等組合.3.4 最大使用檔距各塔型最大使用檔距受導地線線間距離限制.3.5 Kv 值根據規劃使用情況執行,同時對于直線轉角塔,應驗算正反向風 情況下,不同轉角度數對 Kv(包括不同掛點最大Kv和最小Kv)的影 響.直線轉角塔根據不同轉角度數結合最大 Kv和最小Kv值規劃間 隙圓,布置雙掛架合理減小塔頭尺寸.電氣間隙計算過程中,應將各工況垂直檔距進行換算.4 .荷載工況各類桿塔均應計算正常運行情況、事故情況、安裝情況以及不均 勻覆冰情況下的荷載組合,必要時尚應驗算地震、過載冰、過載風等 稀有工況.4.1 正常運行(1)根本風速、無冰、未斷線(包括最小垂直荷載和最大水平荷載組合2最大覆冰

17、、相應風速及氣溫、未斷線.3最低氣溫、無冰、無風、未斷線.4.2 斷線工況斷線工況下-5C、有冰、無風荷載不平衡張力應根據靜態荷 載計算.1懸垂型桿塔不含大跨越直線塔的斷線含分裂導線的縱向不平衡張力情況,應計算以下荷載組合：1在同一檔內任意兩相導線存在縱向不平衡張力, 地線不斷線.2在同一檔內任意一根地線和任意一相導線同時有不平衡張力；2耐張型桿塔的斷線情況,應計算以下荷載組合：1在同一檔內任意兩相導線終端桿塔還應考慮作用一相或兩 相導線的不利情況存在不平衡張力,地線未斷、有冰、無風.2 一根地線斷線,同時任意一相導線有不平衡張力；3垂直冰荷載取100%設計覆冰荷載；4斷線工況應考慮無冰情況下

18、最小垂直荷載情況；4.3 不均勻冰工況不均勻冰工況按未斷線、-5C、有不均勻冰、10m/s風,考慮 所有導地線同時有同向不平衡張力,使桿塔承受最大的彎矩.15mm冰區還要考慮導地線同時有不同向不平衡張力,使桿塔承受最大的扭矩.4.4 安裝工況各類桿塔的安裝情況,應按10m/s風速、無冰、相應氣溫的氣象 條件下考慮.導線安裝張力考慮：施工誤差系數 1.025,同時考慮導線初伸長 影響系數1.12,地線1.05,即電氣負荷表中安裝工況考慮的張力增大 系數為：導線 1.025X1.12 = 1.15地線 1.025X1.05 = 1.08同時考慮施工誤差引起的另一側張力減小引起的張力差和過牽 引系數.過牽引時,導線動力系數取1.1、地線動力系數取1.05.4.5 終端桿塔終端桿塔應計及變電站或升壓站一側導線及地線已架設或未 架設的情況.4.6