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1、110kV钢管杆设计的几点思考32(0891)华东电力2003年第12期无锡供电设计研究院专栏110kV钢管杆设计的几点思考沈才元,章志鸿(无锡供电设计研究院,江苏 无锡 214001)摘 要:根据无锡地区电力钢管杆设计、施工和运行维护的实际情况,在充分征求施工、运行单位意见的情况下,对电力钢管杆的梢径、斜率、挠度、连接和一般安全措施提供一些建议,使钢管杆的设计能更好地满足施工和运行的需要。关键词:钢管杆设计;连接要求;安全措施中图分类号:TM726 文献标识码:B 文章编号的设计还应考虑制造工艺、装)以及运行维护和环境因素。:100129529(2003)1220032203
2、城市电力线路的规划要充分考虑发电厂、变施工方法(包括运输安电所的位置,也要考虑电力线路规划建设对周围排水、燃气、根据电力钢管杆线环境的影响。城市电力线路属于城市市政公用工路的运行经验,对钢管杆的梢径、斜率、挠度进行邮电通信等工程管线以及行道树木等统筹规划和配合。一般沿城程管线,应该与供水、市道路两侧的地上、地下敷设。随着无锡特大型城市建设步伐的加快,一方面城市用电量增长迅速,城区输变电工程数量增多;另一方面市政建设道路修扩以及地块开发,要求线路迁移数量也增多。由于资金、技术和管理难度等因素的影响,输电线路还是以架空形式为主。城区、市郊、开发区线路工程虽然一般都不长,但线路走廊紧张,规划
3、要求特别高,跨越与临近建筑物也较多,工程的设计、施工与传统线路有较大的不同。钢管杆以其占地小、基础不影响其他管线的敷设、不影响地块开发、装置设计简单灵活等优点,深得社会各界的认同,钢管杆线路目前处于主导地位。根据无锡地区电力钢管杆设计、施工和运行维护的实际情况,在充分征求施工、运行单位意见的情况下,对电力钢管杆的梢径、斜率、挠度、连接和一般安全措施提供一些建议,以使钢管杆的设计能更好地满足施工和运行的需要。1 关于钢管杆的形状设计电力钢管杆杆身构件断面常采用环形(主要为圆形)和多边形。钢管杆设计采用概率理论为基础的极限状态设计方法,用可靠度指标度量钢管杆的可靠性。在规定的各种荷载组合作
4、用或变形的限值条件下,满足线路安全运行的要求。钢管杆设计控制。111 梢径(钢管杆顶部直径)控制110kV及以下直线杆:一般为<300mm(多回、单回);110kV转角及终端杆:0～30°为<400～500mm;30～60°为<600mm;60～90°为<700mm。根据设计经验和以往工程实践,梢径的大小对钢管杆的挠度控制有较明显的作用。在相同根径的情况下,扩大梢径尺寸,可使钢管杆的整体刚度提高。112 斜率控制斜率为钢管杆壁的倾斜程度(参见图1)。即:k=<2-h<1(1)式中:k——斜率;h——杆塔净高;<1——梢径;<2——根径。斜率的大小根据杆塔弯矩的曲率确定,但一般钢管杆塔的
5、斜率是保持一致的,所以斜率宜取弯矩曲率的外包络线为准。根据经验,直线杆塔斜率为1.70～1.75;转角及终端杆塔斜率:0～30°为1.55;30～60°为1.40～1.50;60～90°为1.35～1.40。斜率不宜过大,原则上不大于1.35,过大会影响外观视觉。图1 杆塔斜率113 挠度控制DL.TS13022001《架空送电线路钢管杆设计规定》指出:钢管杆受荷载作用所产生的变形,是按正常使用极限状态的要求来确定的,即钢管杆的刚度性。在荷载的长期效应组合(无冰,风速5m.s及年平均气温)作用下钢管杆顶的最大挠度不应超过下列数值:(1)直线杆和直线带转角杆:不大于5‰(R.h≤5‰);
6、(2)转角和终端杆:不大于20‰(R.h≤20‰)。根据经验,考虑架空钢管杆线路的美观以及与周围环境的协调,转角杆挠度宜控制在12‰,在安装时宜不大于15‰。2 钢管的连接及焊接要求211 钢管杆杆身焊接在载荷作用下,钢管杆主要受横向弯矩和剪力的共同作用。焊缝在这种合力作用下,有效应力的折减系数较大,容易产生应力集中,所以杆身的横向焊缝对受力情况不利,应尽量避免横向焊缝的产生。需引起高度重视的是:由于现场焊接的客观条件较差,人为因素不宜控制,钢管杆的现场焊接对于电力线路的安全运行危害极大。其原因是多方面的,首先,钢管杆对接时因本身钢管段的重量和环境因素的影响,在现场往往无法理想对接,造
7、成两段中心线不在一条直线上;其次,现场焊接工艺不能达到要求,只能外表焊接,内壁无法处理,对钢管杆的刚度影响较大;第三,对接焊接的防腐处理较困难,特别是内壁,很容易产生腐蚀,而影响钢管杆的强度。根据安装及运行的安全性要求,钢管塔严禁现场焊接。212 连接方式(1)套接宜用于直线杆和小转角杆。钢管套接接头的长度应取套入段最大内径的115倍。多边形钢管边数大于12边时不宜用套接。(2)法兰连接用于直线杆和转角杆。在杆身连接时采用刚性法兰连接,即带肋法
