高强钢在110kV输电线路铁塔上的应用.doc

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1、.高强钢在110kV输电线路铁塔上的应用宏远电力勘测【摘要】高强钢在输电线路上的应用为降低铁塔钢材用量和工程造价、减小输电线路建设对社会影响、减少资源消耗等创造了条件，对深入贯彻、实施输电线路的全寿命周期管理具有积极意义。本文结合工程特点，对高强钢的应用，进行合理的分析。【关键词】高强钢铁塔经济合理分析0引言目前110kV线路铁塔主材设计常采用Q345钢，对于双回路大转角和终端塔，一般受力较大，所用的主材尺寸较大，导致塔身的受风面积大，连接板尺寸大，从而增加杆塔指标；在运输方面，由于其重量大，给山地杆塔运输带来较大困难。安远版石110kV输电线路工程中，应用塔型

2、主要有直线塔：AB-ZM、AB-SZ系列，转角塔有AB-J、AB-SJ系列。对于双回路大转角和终端塔（ABⅠ-SJ4及ABⅠ-SJ5），主材采用Q420高强钢代替Q345钢，减小主材尺寸和重量，相应地减小施工运输难度。塔身主材连接一般采用6.8级的M20和M24螺栓连接，连接螺栓数量多，连接板面积大。本设计方案塔材连接采用8.8级螺栓代替6.8级的螺栓，虽然其价格比6.8级的螺栓高1.10倍左右，单其抗剪强度比6.8级的螺栓高1.25倍，可以减少螺栓数量和连接板的面积，相应地减小了塔身的受风面积。总体比较可以减少螺栓的重量和连接板重量，降低杆塔的造价。1高强度钢

3、Q4201.1高强度钢Q420概述根据我国《钢结构设计规》GB50017-2003，Q420钢材强度比Q345提高了22.6%，为输电线路铁塔设计采用Q420钢材指标提供了有力支撑，从技术角度讲使用高强度钢材是完全可行的。目前国有部分线路杆塔已使用Q420钢，实际运行方面来讲也是可行。在110kV线路工程中，大转角耐塔和终端塔采用Q420钢材设计，虽然其价格大约比Q345高出10%左右，但强度要增加22.6%，可使铁塔主材部分费用节省4%左右。所以在线路工程杆塔设计中，对于大转角耐塔和终端塔的主材采用Q420钢材是经济合理的。1.2各种钢材的强度设计值由于《架空

4、送电线路杆塔结构设计技术规定》（DL/T5154-2002）中未有Q420高强钢的规定，因此我们参考《钢结构设计规》（GB50017-2003）中的有关规定，并把各种钢材和螺栓的强度设计值汇总列于下表。表2.2钢材、螺栓的强度设计值表（N/mm2）..　　　　　材　料类　别厚度或直径mm抗拉、抗压和抗弯f抗　剪fv孔壁/螺栓杆壁承压fc钢　材Q235≤16＞16－40＞40－60215205200125120115370Q345≤16＞16－35＞35－50310295265180170155510490470Q390≤16＞16－35＞35－503503353

5、15205190180530510480Q420≤16＞16－35＞35－50＞50－100380360340325220210195185560－－－镀锌粗制螺　栓4.8200170－5.8240210－6.8300240－8.8400300－10.9500380－1.3举例比较以长1500mm，L160x16角钢，中心受压主材为例，不同强度等级钢材的承载力对比如下表：钢材品种φ承载力（kN）强度比值承力比值Q2350.868915.68811Q3450.81801244.2411.471.355Q3900.79951373.0171.661.499Q4200

6、.78601465.5331.791.600从表中可以看出，同样计算长度，同样尺寸的Q420钢材强度是Q345钢材1.22倍。稳定承载力是Q345钢材1.18倍。..1.4高强钢Q420在本设计方案中的应用由于Q420高强钢的主材角钢型号在L140×10以上，而本设计方案单回路直线塔、单回路转角塔和双回路直线塔采用的主材在L140×10以下，所以不需要采用Q420高强钢代替Q345钢。双回路转角塔和终端塔主材型号较大，主材角钢型号一般在L160×10以上，所以对于双回路转角塔和终端塔主材采用Q420高强钢进行设计，具有较明显的经济效果。本设计方案对双回路转角塔（

7、ABⅠ-SJ4）和终端塔（ABⅠ-SJ5）角钢型号在L140×10以上的主材采用Q420高强钢进行改造设计。现取本设计方案中ABⅠ-SJ5终端塔为例，进行Q420高强钢进行改造设计和经济指标分析。1.4.1强度验算目前《架空线路杆塔结构设计技术规定》中没有对Q420高强钢稳定系数作出规定，我们参考《钢结构设计规》进行验算。公式：；为构件的净面积m为构件的强度折减系数：受拉构件：双肢连接角钢取1.0；单肢连接角钢（肢宽＞40mm）取0.7受压构件：单肢连接角钢（肢宽≤40mm）取0.55双肢连接角钢取1.0；单肢连接角钢取0.85表2.4.1-1杆件受拉、受压的强

8、度计算表主材段号主材型号