220kV鋼管桿的結(jié)構(gòu)分析計算

吳靖宇

（江門電力設(shè)計院有限公司，廣東江門529000）

220kV鋼管桿的結(jié)構(gòu)分析計算

吳靖宇

（江門電力設(shè)計院有限公司，廣東江門529000）

根據(jù)我國輸電線路電壓的高低以及分布情況，輸電的線路桿也在不斷地更新?lián)Q代。以220kV鋼管桿的結(jié)構(gòu)來進(jìn)行分析和計算，詳細(xì)描述220kV鋼管桿設(shè)計上的各方面問題，為我國電力事業(yè)的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。

220kV；鋼管桿；結(jié)構(gòu)分析

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.08.044

1 220 kV鋼管桿設(shè)計的最優(yōu)參數(shù)

1.1 撓度限值

在我國，輸電線路有非常龐大的關(guān)系網(wǎng)，而對于輸電線路中的鋼管桿，在一般情況下都是采用撓度來選擇和控制材料的結(jié)構(gòu)。但是如果只計算強(qiáng)度問題，那么在運(yùn)行的時候撓度就會超過30%，這樣會影響鋼管桿的美觀，而如果撓度滿足限制的要求，那么材料強(qiáng)度就會滿足要求[1]。關(guān)于這個限值，需要我們進(jìn)一步地實(shí)驗(yàn)和證明。

1.2 最優(yōu)梢徑

說到鋼管桿的撓度限值，就不得不提它的最優(yōu)梢徑。最優(yōu)梢徑的數(shù)值是在鋼管桿的撓度控制方面起著決定性的作用。鋼管桿力學(xué)模型為一個懸臂梁，其撓度與截面噴性矩J成反比，由《規(guī)定》的計算公式：

J=c·D3·t

式中，c為與截面邊數(shù)有關(guān)的常數(shù)；D為鋼管直徑，mm；t為鋼管桿壁厚，mm。由公式可以得出：鋼管桿的直徑對于撓度的貢獻(xiàn)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋼管桿的厚度。

2 鋼管桿的設(shè)計要點(diǎn)及技術(shù)方法

2.1 鋼管桿的連接設(shè)計要點(diǎn)

鋼管桿的連接處是非常重要的位置，而焊接鋼管桿本身就是非常困難的一件事，因此我們?yōu)榱舜_保質(zhì)量，必須提前在工廠中將鋼管桿焊接完成，并檢查質(zhì)量。在工廠焊接的時候必須注意焊接技術(shù)，焊接鋼管桿的時候禁止橫向焊接，同時縱向焊接也要減少，盡量采取多邊形的焊接方法，以保證減少對接焊接鋼管桿。又因?yàn)?20kV鋼管桿的荷載壓力非常大，因此一般都不采用套接的方法，而是選擇法蘭連接法。法蘭連接法正好可以解決220kV鋼管桿長度過長的問題，大大減小了桿頂?shù)膿隙取?/p>

2.2 鋼管桿中地腳螺栓的選用和定位

在鋼管桿中，對于地腳螺栓的選用和定位也是非常重要的一件事，我們要綜合考慮種種因素，以求最佳效果。

在城市中，由于城市規(guī)劃及造價的影響，鋼管桿的根徑不能放得太大。我們選用鋼管桿的地腳螺栓的根數(shù)不能太多，但是在220kV的鋼管桿中有非常多的多回路的轉(zhuǎn)角桿，并且其根部的彎矩非常大，為了滿足強(qiáng)度要求，我們可以選擇合金鋼。說到地腳螺栓的選用，就不得不提它的定位。按照規(guī)定要求，地腳螺栓的分布直徑要小于底部法蘭孔的直徑，但是因?yàn)榉N種原因，做出來的結(jié)果確是法蘭孔小于地腳螺栓。因此，尋求更好的定位就顯得尤為重要。

3 鋼管桿的結(jié)構(gòu)分析計算

3.1 鋼管桿的基礎(chǔ)設(shè)計計算

鋼管桿的基礎(chǔ)設(shè)計原理非常簡單，那就是防止傾覆。在物理學(xué)上，防止傾覆最好的基礎(chǔ)形狀是方形，這樣有利于站立。但是由于方形的基礎(chǔ)最小，所以在設(shè)計的時候往往不采取方形，而是做成圓形。做成圓形之后不僅可以照顧到地腳螺栓，還可以照顧到保護(hù)帽等。這樣的設(shè)計非常方便、簡潔。無論是要掏挖還是灌注都需要滿足以下關(guān)系式。

D2≥Dl+2(d3+dl+d2+c)+10mm，式中D1為錨板外直徑，mm；D2為基礎(chǔ)主柱或樁的最小直徑，mm；c為混凝土保護(hù)層厚度，mm；dl為基礎(chǔ)主筋直徑，mm；d2為外箍筋直徑，mm；d3為內(nèi)箍筋直徑，mm。

3.2 鋼管桿實(shí)例計算

在鋼管桿的使用過程中，桿身的風(fēng)壓是非常重要的指標(biāo)，下面就桿身風(fēng)壓的計算來具體闡述。

式中，W為作用在桿身單位長度上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，kN/m；μs為風(fēng)載體型系數(shù)，查表取值；μz為風(fēng)壓高度變化系數(shù)，查表取值；βi為桿塔風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)，查表取值；D為桿身直徑的平均值，m，Wc為基準(zhǔn)風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值，KN/m2。經(jīng)過對鋼管桿的桿身的風(fēng)壓的計算我們可以得出：風(fēng)速跟桿身的壓力是成正比的。

4 結(jié)論

經(jīng)過我們對220kV鋼管桿結(jié)構(gòu)的分析、研究和計算，使我們可以進(jìn)一步了解220kV鋼管桿的實(shí)用性及重要性。在進(jìn)行220kV鋼管桿結(jié)構(gòu)的分析和計算時，也對我國的電力事業(yè)做出了一定的評價與展望，建設(shè)更好的電力事業(yè)是我國現(xiàn)階段最主要的目標(biāo)。

【1】錢曉倩,詹樹林,周富榮,朱耀臺.早期養(yǎng)護(hù)時間對混凝土早期收縮的影響[J].沈陽建筑大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2007(4):67-69.

Analysis and Calculation on Structure of 220 kV Steel Tube Pole

WU Jing-yu
(Jiangmen Electric Power Design Institute Co.Ltd.,Jiangmen 529000,China)

According to voltage level and distribution of power transmission line in China,China's transmission line poles are constantly updated.This paper analyses and calculates the structure of 220kV steel tube pole,and details the various problems existing in the design of 220kV steel tube pole,which makes great contributions to the development of power industry.

220kV;steel tube pole;structure analysis

TM 753

A

1007-9467（2016）08-0083-01

2016-06-30

吳靖宇(1987～），女，吉林松原人，工程師，從事電力輸電線路結(jié)構(gòu)設(shè)計研究。