电力铁塔钢结构设计中的优化技术

《电力铁塔钢结构设计中的优化技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、电力铁塔钢结构设计中的优化技术浙江盛达铁塔有限公司摘要：由于我国输变电工程建设在不断的进行推进，因此钢结构电力铁塔的优化具有重要意义。在很多丘陵地区，V字型、酒杯型和猫头型钢结构铁塔比较常见，木文根据我国电力工程设计院的铁塔优化理论，以优化塔头，减轻铁塔重量的方法，对V字型、酒杯型和猫头型钢结构铁塔的塔头、重量进行优化，并探析钢结构铁塔下一步的优化方向，希望通过给予我国输变电工程建设工作者提供相关的技术支持，能够改善我国电力铁塔钢结构设计的质量。关键词：电力铁塔；钢结构设计；优化技术随着国家持续性的发展，各行各业都卷入与

2、时俱进的浪潮之中，我国输变电建设工程也在对钢结构电力铁塔的优化煞费苦心。根据中国电力工程设计院的实例验证，对钢结构电力铁塔的塔头进行优化，可减轻铁塔重量，优化效果极为明显。因此，木文旨在分析电力铁塔钢结构设计现状，并探析电力铁塔钢结构设计优化技术，以期能够为相关人士提供一定的帮助。1、电力铁塔钢结构设计现状当前，在我国输变电工程建设当中，钢结构电力铁塔占据主要地位，钢结构电力铁塔属于多种部件铰接而成的一个整体，一般由导线横担、地线支架、上曲臂、下曲臂、塔头立柱、塔腿、塔身与拉线等多种部件组成。如果气象条件、电压等级、导地

3、线荷载、塔头电气间隙圆与呼称高十分明确、稳定，那么不会对钢结构电力铁塔耗量指标、杆件内力与选材产生影响，但如果钢结构电力铁塔各部件的几何尺寸和杆件结构没有进行合理的布置，那么钢结构电力铁塔耗量指标、杆件内力与选材就会被影响。一般而言，将杆件讼度、面积设计到最小，并保证杆件只有一定的强度和稳定性，就能使得塔材重量达到最轻。输变电钢结构铁塔俗称电力铁塔，按组立方式分为：拉线式（L）和自立式，按电压等级分为：35KV、110KV、220KV、330KV、500KV和750KV等，按结构形式分为:V字型（V）、洒杯型（B）、猫头

4、型（M）、正伞型（Sz）、三角型（J）、桥型（Q）、叉骨型（C）、干字型（G）、上字型（S）、门型（Me）、倒伞型（Sd）、田字型（T）、羊角型（丫）、鱼叉型（丫u）、鼓型（Gu）和王字型（W）等[1],按用途分为:直线塔（Z）、转角塔（j）、直线转角塔（ZJ）、终端塔（D）、换位塔（H）、跨越塔（K）和分支塔（F）等，按线路回路分为：双回路（S）和单回路。电力铁塔的焊接比较简单。由于电力铁塔一般采用粗制螺栓连接杆件，由连接钢板、螺栓和角钢组成一个完整的铁塔，其中奋个别部件由多块钢板焊接组合而成，因此运输、热镀锌防腐和施

5、土架设非常方便。目前，中国电力工程设计院已经在220KV送电线路工程与500KV送电线路工程当中对V字型（V）、洒杯型（B）、双回路（S）直线塔进行了优化设计。中国电力工程设计院的优化0标非常明了，采用满应力电算程序，应用动态规划将铁塔多个部件的结构布置、几何尺寸进行优化设计，从而使得钢结构电力铁塔的重量达到最轻。结果显示，优化后的电力铁塔仅单基指标就能节省一吨的钢材，经济效益具暴增。经过对结构受力进行分析发现，根据结构几何形状、受力特性科学组合钢结构材料，钢结构材料的力学特性发挥得越明显，结构重量则越轻;对截面形状、刚

6、度配置进行适当的控制后，再将内力分布、位移发布的材料配置稍作调整，结构重量则会变轻；力的传递轨迹越明显，并且支承反力越容易平衡外荷载，结构重量则越轻。因此，应以减轻铁塔重量作为钢结构电力铁塔的优化原则。2、电力铁塔钢结构设计优化技术分析2.1V字型铁塔钢结构设计优化技术分析V字型电力铁塔具冇钢耗低、刚度大、稳定性高、抗风性强的特点，其结构布置具有拉线受拉、立柱受压的特点，采用高强度钢铰线、格式组合压杆构件，不仅能够发挥构件的力学特性，还能够发挥材料的力学特性。由于V字型电力铁塔立柱容易发生二阶效应，为细长杆件，么用面积较

7、大，对农耕作业也影响很大，赔偿费用非常高，因此在农田地区不是非常密集的丘陵地区的220KV、500KV线路上，V字型电力铁塔比比皆是。V字型电力铁塔的塔头由导线横扪和地线支架和地线支架组成，导线横担的重量占V字型电力铁塔的36%,地线支架的重量占V字型电力铁塔的4%,优化V字型电力铁塔塔头吋，优化导线横担更具有意义。由于横担杆件结构对其内力、应力具冇极人的影响，因此对横扪主材选择、立面高度、主斜材结构的布置和立柱顶端到导线拉线挂点的距离进行优化，就可以减轻V字型电力铁塔的重量［2】。2.2酒杯型铁塔钢结构设计优化技术分析

8、0前，我国500KV输电线路的自立式单冋路直线铁塔主要奋洒杯型（B）、猫头型（M）。洒杯型与猫头型铁塔一般以悬垂串挂线作为三相导线，在冋样的设计环境中，由于猫头型铁塔线路走廊长度和塔头尺寸小于酒杯型铁塔，因此猫头型铁塔线路走廊赔偿费低于洒杯型铁塔，K线路电晕、电能损失也少于酒杯型铁塔，但是从整体的角度来看，猫头型铁塔