輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)分析

摘 ?要：隨著近些年生活質(zhì)量的大幅度提升，對(duì)用電需求也不斷增高，供電質(zhì)量也逐漸受到社會(huì)各界重視。在電力事業(yè)發(fā)展過程中，輸電線路的施工建設(shè)是電力工程項(xiàng)目的主要組成環(huán)節(jié)，其桿塔結(jié)構(gòu)的科學(xué)設(shè)計(jì)也是至關(guān)重要的，對(duì)于電網(wǎng)的供電質(zhì)量有著較大影響。因此，在電力項(xiàng)目輸電線路的施工環(huán)節(jié)中，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)有效結(jié)合實(shí)際問題選用恰當(dāng)?shù)目茖W(xué)技術(shù)設(shè)計(jì)其桿塔結(jié)構(gòu)，從而確保輸電線路的安全使用與穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：輸電線路;桿塔結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)技術(shù)

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的現(xiàn)今階段，用電規(guī)模逐步擴(kuò)增，電力工程項(xiàng)目也不斷增多。并且在輸電線路項(xiàng)目建設(shè)的費(fèi)用比例中，桿塔結(jié)構(gòu)一般占據(jù)30%及以上的建設(shè)費(fèi)用，其對(duì)于輸電線路的質(zhì)量建設(shè)與經(jīng)濟(jì)效益有著重要影響。為確保我國(guó)輸電電網(wǎng)的質(zhì)量建設(shè)，相關(guān)電力工程單位管理人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重視，深入分析其各類影響因素，引進(jìn)并優(yōu)化先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，合理設(shè)計(jì)施工方案，從而確保其安全性與可行性，進(jìn)一步保障輸電線路的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。本文主要針對(duì)輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)展開研究與分析。

一、相關(guān)概述

在輸電線路建設(shè)中，桿塔是用于架空并支撐線路的主要支撐物，可有效保障地面與輸電線路之間的安全距離[1]，并預(yù)防外力的不良影響如惡劣天氣、人為破壞等，有效減少供電故障的發(fā)生。同時(shí)桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還符合絕緣安全要求，進(jìn)一步保障輸電線路的穩(wěn)定運(yùn)行與安全使用。

輸電線路桿塔的主要施工材料一般包括鋼材混凝土或鋼筋混凝土、鋼管塔、鋼管桿等，另外還包括架空地線、絕緣子串等。

另外，輸電線路桿塔在實(shí)際應(yīng)用中易受所處地勢(shì)與環(huán)境變化的影響，因此，在桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合實(shí)際采用不同技術(shù)科學(xué)制定施工方案，從而保障輸電線路桿塔的安全荷載與質(zhì)量建設(shè)。

二、桿塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法

在輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，其方法研究主要體現(xiàn)為兩個(gè)方面：第一，各類計(jì)算方法，如針對(duì)桿塔結(jié)構(gòu)展開計(jì)算力學(xué)模型分析、計(jì)算桿端節(jié)點(diǎn)構(gòu)造、計(jì)算杠桿承載力等。第二，桿塔結(jié)構(gòu)的布置與優(yōu)化，如塔頭型式、桿件選型、塔腿型式、塔身斜材、坡面、橫斷面等設(shè)計(jì)方法的研究。

在輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)加強(qiáng)與施工單位的溝通聯(lián)系，深入了解施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際現(xiàn)狀，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算與桿塔結(jié)構(gòu)模擬，如桿塔質(zhì)量計(jì)算、桿塔高度計(jì)算、美感設(shè)計(jì)、負(fù)載范圍控制、材料選取等，科學(xué)制定桿塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，并結(jié)合實(shí)際問題如迎風(fēng)面積、地勢(shì)等不斷優(yōu)化完善。另外，相關(guān)設(shè)計(jì)人員還應(yīng)注意相鄰桿之間的有效距離，確保各個(gè)桿塔穩(wěn)定使用的同時(shí)互不影響，進(jìn)一步保障輸電線路的正常運(yùn)行與長(zhǎng)期運(yùn)用。

三、輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)優(yōu)化分析

（一）輸電線路桿塔塔頭的結(jié)構(gòu)選擇

塔頭形式設(shè)計(jì)是輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要組成內(nèi)容，其對(duì)于桿塔結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與輸電線路的供電效果有著直接影響作用。一般輸電線路的桿塔塔頭形式主要包括羊角型、酒杯型與貓頭型，其中酒杯型與貓頭型的塔頭形式一般被應(yīng)用于單回輸電線路;而羊角型的塔頭質(zhì)量相對(duì)較輕，其支撐能力相對(duì)較好，在雙回輸電線路中較為常見。另外，在桿塔剛度較強(qiáng)、計(jì)算受力較大時(shí)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)及時(shí)選用轉(zhuǎn)角型桿塔，其塔頭形式主要為鼓型與干字型，其中在雙回輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用鼓型塔頭，在單回結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用干字型塔頭，從而確保其適用性與實(shí)用性[2]。

（二）桿塔塔身斷面設(shè)計(jì)

在輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，直線型塔身是較為常用的設(shè)計(jì)形式，其主要應(yīng)用于高壓電路建設(shè)中。其桿塔塔身的斷面主要包括兩種樣式，即扁塔，指斷面樣式為矩形;方塔，其斷面形式為正放形。于方塔相比，扁塔重量相對(duì)較輕，抗縱向負(fù)載能力相對(duì)較差，靈活性也相對(duì)較低。而在順線路方向上，方塔具有較強(qiáng)的剛度，相較于扁塔而言，其串級(jí)倒塔與斷線沖擊能力也相對(duì)較強(qiáng)。在一般輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，一般采用安全性較高、穩(wěn)定性較強(qiáng)、負(fù)載能力較好的方塔斷面形式進(jìn)行桿塔塔身斷面設(shè)計(jì)。另外，在桿塔塔身的設(shè)計(jì)過程中，相關(guān)技術(shù)人員還需加強(qiáng)對(duì)塔身尺寸的技術(shù)設(shè)計(jì)，從而確保其規(guī)范性與整合性，為桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)保障。

（三）節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的技術(shù)設(shè)計(jì)

在桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)也是重要的組成環(huán)節(jié)，其在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下要點(diǎn)。第一，在節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)中，應(yīng)有效防止對(duì)孔布置兩面連接桿件的問題，從而減少斷面損失。第二，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)重視節(jié)點(diǎn)板的受彎現(xiàn)象、桿件的偏心連接問題等。第三，在節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的連接環(huán)節(jié)中，技術(shù)人員應(yīng)采用緊湊式設(shè)計(jì)，有效減少節(jié)點(diǎn)板面積。第四，科學(xué)控制包角鋼等材料的連接數(shù)量。第五，在節(jié)點(diǎn)構(gòu)造過程中，針對(duì)主材、斜材的設(shè)計(jì)與布置應(yīng)盡量利用多排螺栓加以固定[3]。

（四）桿塔結(jié)構(gòu)的斜材設(shè)計(jì)

在輸電線路桿塔桿塔結(jié)構(gòu)主要包含直線塔與轉(zhuǎn)角塔。在輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，其桿塔頂端位置的K型斜材設(shè)計(jì)對(duì)于輸電線路有著促進(jìn)優(yōu)化作用，一方面可有效預(yù)防桿塔塔身斜材的受壓?jiǎn)栴}，另一方面可大幅度減輕桿塔結(jié)構(gòu)重量。另外，在轉(zhuǎn)角型桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員還需注意K型斜材的科學(xué)布置，即桿塔重量最輕的110KV橫擔(dān)處。

（五）有效結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)

在輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，相關(guān)技術(shù)人員可有效運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行施工圖紙的繪制，同時(shí)結(jié)合人工審核與手工校正確保桿塔結(jié)構(gòu)的有效設(shè)計(jì)。同時(shí)技術(shù)人員還可借助計(jì)算機(jī)技術(shù)合理針對(duì)設(shè)計(jì)方案科學(xué)建立力學(xué)模型，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行方案的強(qiáng)度分析與優(yōu)化完善，有效保障設(shè)計(jì)方案的可行性與桿塔結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。隨后相關(guān)負(fù)責(zé)人確定施工方案，制定施工流程。計(jì)算機(jī)技術(shù)的合理運(yùn)用有助于加強(qiáng)施工環(huán)節(jié)的聯(lián)動(dòng)性，確保桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工的質(zhì)量與穩(wěn)定。

四、結(jié)論

綜上所述，在輸電線路工程建設(shè)過程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)的重視，以因地制宜為基本原則，結(jié)合實(shí)際問題進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)的科學(xué)計(jì)算、桿塔各結(jié)構(gòu)的合理選擇，從而設(shè)計(jì)并優(yōu)化施工方案，有效確保桿塔結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與質(zhì)量性，為輸電線路的整體運(yùn)行提供保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳廣.輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)研究[J].電子元器件與信息技術(shù)，2020，4（06）：109-110+112.

[2]王飛. 特高壓輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)抗震性能研究[D].中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所，2020.

[3]曲以楠.輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2018（24）：116-117.

作者簡(jiǎn)介：姚楠（1993.06.08），男，漢，天津市武清區(qū)，學(xué)歷：本科，職稱： 助理工程師，研究方向：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).