角鋼塔、鋼管桿與窄基鋼管塔技術經濟差異化分析

王道靜，洪天炘，熊小平

(1.國網安徽省電力公司,安徽 合肥　230022；2.安徽華電設計咨詢有限公司,安徽合肥　230022)

?

角鋼塔、鋼管桿與窄基鋼管塔技術經濟差異化分析

王道靜1，洪天炘1，熊小平2

(1.國網安徽省電力公司,安徽 合肥230022；2.安徽華電設計咨詢有限公司,安徽合肥230022)

文章采用現行的電力建設工程計算規定和定額，從造價角度分析了角鋼塔、鋼管桿與窄基鋼管塔在不同地質情況下的技術經濟差異化，對城區特種地質條件下桿塔選型提出了建議。

地質比例臨界值；造價分析；桿塔選型

0　引　　言

隨著國家推進城鎮化建設，城鎮規劃區以及城郊地區的線路走廊日益緊張，線路多經過城市綠化帶、人行道等路徑擁擠地段。對于66kV及以下的線路工程，采用鋼管桿，如圖1所示，或者采用混凝土桿，它們具有管徑小(1m以下)、易實施、經濟性好等優點，可滿足線路走廊要求；對于110kV～330kV的線路工程，特別是雙回路、多回路工程，由于荷載較大，采用鋼管桿雖可滿足走廊占地要求，但管徑偏大(2m左右)、壁厚增加較多，經濟性較差,而采用普通角鋼塔(高度根開比4～8)如圖3所示。在城市中輸電已不能滿足現代化城市高壓線需占地少的要求。

基于上述，參照國家電網公司輸電線路通用設計修訂技術原則，根據設計基本條件、導線和地線、絕緣配合及防雷保護、桿塔規劃、桿塔荷載、結構設計及優化等，相關單位設計了窄基鋼管塔如圖2所示。它是一種占地小、通道緊湊，塔高與根開之比通常大于10的塔型，是鋼管塔技術在城鎮規劃區以及城郊地區線路工程中被全新應用。與普通角鋼塔相比，窄基鋼管塔結構簡單、外形美觀，與城市環境更加協調；與鋼管桿相比，更通透、經濟性更好。(節約塔材30%以上)。

圖1鋼管桿

圖2窄基塔

圖3普通角鋼塔

一般過去認為角鋼塔造價最低，宅基鋼管桿其次，鋼管桿造價最高，為提高前期階段桿塔選型的科學性，我們展開了對角鋼塔、鋼管桿與窄基鋼管塔在不同地質情況下的技術經濟差異化分析，為今后城區特種地質條件下桿塔選型提供指導性建議。

1　研究方法

利用SLCAD架空送電線路平斷面圖處理及定位CAD系統軟件對220kV的角鋼塔、鋼管桿、窄基鋼管塔3種不同桿塔方案排桿，不同地質，不同桿塔形式的設計方案，不同技術方案分別進行了差異化分析及影響因素解析。定額采用《電力建設工程預算定額》(2013年版)，主要材料價格參照國網近期設備材料信息價或同類工程近期招標價計列，地方性材料價格采用當地定額站近期發布的信息價，對選定的各類線路工程設計方案進行建設本體投資測算，采用定性定量分析與環比相結合的方法進行深化研究，分析不同設計方案本體投資及其構成的各分項費用之間的主要差異及其變化幅度。同時采用定量或定性分析的方法對塔材單價、耐張比例、地形地質等主要因素進行分析，針對地質比例作敏感性分析，預測主要因素變化對線路工程造價的影響程度。

2　角鋼塔、鋼管桿與窄基鋼管塔設計方案差異化分析

2.1設計方案概況

選取滁州滁縣-南譙220kV線路工程線路路徑，路徑全長14.8km.設計氣象條件為2510氣象區。

(1)地形地質。本方案考慮2種代表性地質條件，一種以皖中地區為典型的一級、二級階地為主的地層，城區道路旁，地勢平坦，地質良好；另一種為皖南沿江地區以沖積平原，圩區為主的地層，城區道路旁，地勢平坦，地質較差，需樁基處理。

(2)導地線。220kV導線采用為2×JL/G1A-400/35 雙分裂鋼芯鋁絞線，地線1根為24芯OPGW 光纜，另1根為 GJ-80 鍍鋅鋼絞線。

2.2極值地質條件下工程本體費用差異化分析

220kV線路工程極值地質條件下工程本體費用差異化對比分析如表1所列。

表1　220kV線路工程極值地質條件下工程本體費用差異化對比分析表

由表1可見：①當地質條件較好為普通土時，220kV線路工程窄基鋼管塔本體單位長度造價介于角鋼塔和鋼管桿之間；②當地質條件較差為泥水坑時，本體單位長度造價位置發生了變化，從高到低依次為窄基鋼管塔、鋼管桿、角鋼塔:③在總本體費用中，接地工程及輔助工程占總本體費用比例非常小，而基礎工程、桿塔工程、架線工程及附件工程費用占總本體費用的95%，在相同的線路路徑上，架線工程費用增幅為0%，附件工程費用增幅約有10%，但費用基數不大，可近似相同，剩余的基礎工程費及桿塔工程費就是本文分析的敏感性費用;④地質由普通土變為泥水坑時，基礎工程費用呈明顯上升趨勢，部分甚至為數量級的增長；桿塔工程費用只因地形的變化略微上浮。可見相同的桿塔方案，基礎工程費用為敏感性費用，地質比例為敏感性因素。

2.3敏感性分析

角鋼塔塔身結構均由角鋼組成，高寬比4～7，根開較大，一般不小于5m，使用檔距較大，一般300～400m，適用于開闊地段。本例工程線路位于城區，角鋼塔方案一般不被規劃及國土部門批復，因此角鋼塔方案無實際意義，以下敏感性費用著重分析鋼管桿及鋼管塔方案。分析結果如表2所列。相應的趨勢圖如圖4所示。

表2　220kV線路工程敏感性費用分析表

由表2、圖4可見，①地質比例的變化，桿塔工程費用有微小增幅，對總體費用趨勢沒有多大影響；

圖4220kV線路工程本體費用變化趨勢圖

而基礎工程費用受地質比例變化影響非常明顯。②當泥水坑比例約37%時，鋼管桿與鋼管塔總費用大致相當，也就是說，當泥水坑比例小于37%時，鋼管塔比鋼管桿造價低，鋼管塔具有優勢；當泥水坑比例等于37%時，兩種方案造價相當；當泥水坑比例大于37%時，鋼管塔比鋼管桿造價高，鋼管桿具有優勢。

3.4地質比例臨界值分析

由于220kV桿塔基礎作用力比110kV大，通常認為地質比例臨界值220kV比110kV更為敏感，臨界值應小于110kV。但經提資測算，本文得出的結論與預期相反，主要分析如下：

(a) 鋼管桿基礎 (b)鋼管塔基礎

窄基礎鋼管塔塔高與根開之比通常大于10，通常可認為桿塔基礎最大作用力與鋼管桿近似，都是彎矩Mmax為控制因素。為驗證2種電壓等級地質比例臨界值敏感性，引入比值關系公式：

(1)

其中，λ表示為各電壓等級兩種桿塔平均每公里基礎最大作用力加權比值。

根據國家電網公司110～330kV桿塔通用設計模塊，分別計算出110kV和220kV桿塔的λ值如下：

由上述計算結果可見，110kV桿塔基礎作用力的敏感性要大于220kV，由于桿塔地質比例臨界值的大小主要取決于桿塔基礎作用力，所以就可論證出110kV線路2種桿塔地質比例臨界值的敏感性要大于220kV。

3　結束語

通過對實例工程的模擬測算及研究分析，得出的結論如下：①隨著地質比例的變化，線路工程3種桿塔方案單位長度造價高低順序會發生變化；②相同路徑方案，110kV線路工程地質比例臨界值小于220kV，110kV更敏感；③從分析得出的地質比例臨界值可見，在一般地質條件下的城區線路工程，220kV線路更適合采用窄基鋼管塔，110kV線路更適合采用鋼管桿。本文通過實例工程及安徽典型地質綜合分析的結論，為今后前期階段城區特種地質條件下桿塔選型提出具有重要價值的參考。

[1]國家能源局.電網工程建設預算編制與計算規定[M].北京：中國電力出版社，2013.

[2]國家能源局.電網工程建設預算定額[M].北京：中國電力出版社，2013.

[3]劉振亞.國家電網公司輸變電工程通用造價110kV輸電線路分冊[M].北京：中國電力出版社，2014.

[4]劉振亞.國家電網公司輸變電工程通用造價220kV輸電線路分冊[M].北京：中國電力出版社，2014.

[5]劉振亞.國家電網公司輸變電工程通用設計110(66)kV輸電線路分冊[M].北京：中國電力出版社，2011.

[6]劉振亞.國家電網公司輸變電工程通用設計220kV輸電線路分冊[M].北京：中國電力出版社，2011.

[7]劉振亞.國家電網公司110kV-330kV窄基鋼管塔通用設計 [M].北京：中國電力出版社，2013.

(責任編輯陳化鋼)

The differentiate between angle steel tower,steel pole and narrow-based steel tower on technical and economic

WANG Dao-jing1,HONG Tian-xin1,XIONG Xiao-ping2

(1.State Grid Anhui Electric Power Corpration ,Hefei,230022,China; 2.Anhui Huadian Engineering Consultating & Design CO.LTD,Hefei,230022,China)

The requirements and quotas of existing electric power construction engineering are used in this paper,the differentiate on technology as well as economy between the angle steel tower,steel pole and narrow-based steel tower under different geological are analyzed in the terms of costs.Some recommendations for selection tower on special geological conditions are proposed for future work.

geological ratio threshold；cost analysis；tower selection

2016-05-23；

2016-05-25

王道靜(1974-)，男，安徽合肥人，高級工程師，從事電網建設管理工作。

10.3969/j.issn.1671-6221.2016.03.025

TM753

A

1671-6221(2016)03-0075-04