Q420高强钢在输电线路铁塔上的应用研究

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1、上海电力2009年第4期Q42o高强钢在输电线路铁塔上的应用研究梁浩(上海电力设计院有限公司，上海200025)～一摘要：随着电网输电线路建设中铁塔钢材用量和工程造价较大幅度提高，高强钢在输电线路铁塔上的应用，钢材耗量和工程造价均有不同程度下降。文章介绍了输电线路铁塔新材料——Q420高强钢的应用背景，对不同材质钢材性能进行了分析比较，提出了Q420高强钢在输电线路铁塔上的应用原则，Q420高强钢适用于输电线路铁塔上受力较大、长细比较小且由受压、受拉及受弯强度所控制的杆件。通过对六种常用塔型的理论计算和经济比较．得出了Q420高强钢在输电线路铁塔

2、上的应用，对提高电网技术、减少铁塔耗材、降低工程造价、节约资源和减小输电线路建设、对社会及环境的影响等方面具有积极作用的结论。关键词：Q420高强钢；输电线路铁塔；材质；材料性能；稳定；承载能力中图分类号：TM723；TF764文献标识码：A路建设对社会的影响、减少资源消耗等创造了条l引言件，对深入贯彻、实施输电线路建设的全寿命周期经济的飞速发展为我国电网的建设提供了发管理是有积极意义的。展动力与契机；但土地和矿产资源紧缺、电网技术2Q420高强钢的应用背景相对落后等因素，使电网建设的成本越来越高、实施难度日益增大。通过对国外输电线路设计情况的了

3、解、并根为了提高输电线路的安全可靠性和运行维护据电网规划和建设的实施情况，今后电网建设和水平，推动电网技术进步，降低钢材耗量和工程造输电线路铁塔的设计与以往相比具有新的发展趋价，提高输电线路建设效率和效益，国家电网公司势和特点：对输电线路设计建设提出推广应用“两型三新”(1)国外输电线路设计中普遍采用高强钢(资源节约型、环境友好型、新技术、新材料、新工通过对美国、日本等国输电线路设计情况的艺)的要求。了解，高强钢的应用十分普遍。其中，美国在输电对于土地资源十分宝贵、输电线路走廊选择线路铁塔(以下简称铁塔)设计中，一般构件采用十分困难、电网建设实施

4、难度较大的地区而言．ASTMS57250ksi钢(屈服强度为344．5Q420高强钢这一新材料在输电线路铁塔上的应N／mm。)，主要受力构件采用ASTM$57265ksi用为降低铁塔钢材用量和工程造价、减小输电线钢(屈服强度为447．85N／mm。)；在日本的铁塔间负荷计算。需求的提高和多样化以及传感器等相关技术的进步，配电自动化技术将在今后取得进一步的发展。参考文献：[1]志岐仁史等．针对配电系统的状态推算方法的实测评估[G]．日本电气学会电力能源部大会，2005．ookW[2]配电业务的IT运用调查专业委员会．配电业务的IT运用￡，状况与今后

5、展望[R]．日本电气学会技术报告，No．1076，2006．收稿日期：2009—06—29作者简介：松田秀树，男，从事配电自动化系统的研究与图8配电系统的状态推算方法概念图开发。随着信息通信基础设施的发展和完善、客户(责任编辑：吕斌)一298一2009年第4期上海电力设计中，一般构件采用SS400钢(屈服强度为≥3Q420高强钢的应用研究245N／mm)，主要受力构件采用SM52O钢(屈服强度为≥365N／mm)。而我国以往铁塔设计3．1钢材性能参数比较中，一般构件采用Q235钢(屈服强度为235N／根据铁塔设计情况，铁塔适用钢材Q235、mm)

6、，主要受力构件采用Q345钢(屈服强度为Q345和Q42o的相关性能参数见表1和表2。345N／mm)。表1铁塔钢材的强度设计值N／mm从以上数据中可以看出，我国铁塔所用钢材钢材厚度或抗拉抗压和抗剪孔壁的强度等级略低于日本，但较大程度地低于美国，直径／mm抗弯承压’≤16215215125电网建设中的材料技术与发达国家相比有一定的Q235>16～402O52o512037o差距。在相同荷载情况下，铁塔的钢材消耗相对>40～602OO2OO115较高。≤1631O31O18O510Q345>16～3529529517O49O(2)铁塔的设计荷载越来

7、越大>35～5026526515547O根据超高压环网及变电站进出线改造等电网≤1638038O22o56O建设的需要，许多架空线走廊出现交错的情况越Q420>16～3536036O21o535>35～5034034o19551O来越多，建设难度也越来越大；并且根据环评的要求，铁塔的高度比以前有了进一步的增加。通过注：1)适用于螺孔端距大于等于1．5d的构件(d为螺栓直径)。表2铁塔钢材伸长率理论研究及实践，解决以上矛盾的方法是应用同钢材伸长率／杆塔多回路以及高跨塔。Q23524～26采用以上的解决方法，将使铁塔的高度大大Q34521增加、导线回

8、路数增加，铁塔的设计荷载也较大程Q42018度的增加。根据表1所列出的三种钢材的强度设计值，另外，特高压输电线路对于铁塔设计的要求、可以