关于输电铁塔塔脚板厚度设计计算问题的探讨.doc

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1、关于输电铁塔塔脚板厚度设计计算问题的探讨王虎长罗命达（西北电力设计院西安710032）【摘要】借助于原东北院的《铁塔底脚板试验报告》研究内容，本文将《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》（DL/T5154－2002）有加劲方型塔脚板在拉力作用下的底板厚度计算公式与我院使用的公式进行了对比，指出了规定公式不能全面反映工程中使用的所有有加劲方型塔脚板型式的设计计算模型，同时在一定程度上偏于保守的缺点。最后通过对试验报告结论的分析，给出了两类不同加劲方型塔脚板在拉力作用下的底板厚度计算推荐公式。【关键词】塔脚板，受拉，底板，计算厚度1引言在《

2、架空送电线路杆塔结构设计技术规定》（DL/T5154－2002）（以下简称《规定》）9.5节中，分别对无加劲和有加劲塔脚板的强度公式进行了规定。其中，无加劲方型塔脚板底板强度的计算公式来源于意大利SAE公司。该公司对此计算公式曾专门做过力学试验验证。结果是在设计荷载作用下，底板的变形小于1.0mm；在极限荷载（即设计荷载乘以超载系数1.5）作用下，底板变形小于1.5mm。华东电力设计院在将此计算方法用于500kV阳淮线工程之前，在同济大学结构试验室做过类似的塔脚板力学试验，得出了无加劲塔脚板试验得到与意大利SAE公司试验相近的结果。详

3、见华东电力设计院《铁塔塔脚板试验报告》（1998年11月）。《规定》中，对于有加劲方型塔脚板底板，受压强度按传统的计算公式计算；而受拉强度公式则通过对东北电力设计院的塔脚板力学试验推荐的计算公式进行修正而来，见公式（1），修正方法是参照了部分真型铁塔试验结果，并对计算公式中的系数作了适当调整。（1）或其中：T：塔脚板上所作用的拉力，（N）；4：地脚螺栓个数；1.1：塔脚板底板厚度设计修正系数；bmin：底板各区段中的最小宽度，（mm）；t：底板厚度，（mm）；f：底板的设计强度（N/mm2）；Ymax：地脚螺栓中心至主角钢的最大距离，

4、（mm）。按照我院多年来设计、实际使用和试验经验，我们认为，该受拉强度计算公式不能全面反映工程中使用的所有有加劲方型塔脚板型式的设计计算模型，同时也在一定程度上偏于保守。从工程实践来看，无论是安全运行的铁塔，还是事故倒塔的铁塔，或是试验最终超载破坏的铁塔，到目前为止，我们还没有发现因塔脚板强度不够而引起破坏的实例。因此，很有必要考虑重新修改的可能性。2铁塔塔脚板试验介绍最早，我院曾在330kV刘天关送电线路（1976年）设计中对塔脚板的设计进行了试验研究，并得出了对当时所使用的塔脚板设计受拉承载力应考虑的修正系数，如下：（2）其中：T

5、a：塔脚板的计算受拉承载力，（kg）；n：地脚螺栓个数；k：塔脚板底板厚度设计修正系数，k＝1.2，由西北院试验刘天关试验所得值；b：支撑边宽度，（cm）；δ：底板厚度，（cm）；[σ]：底板的允许设计应力，为1600kg/cm2，试验用塔脚板底板材质均为A3钢；l：地脚螺栓中心至最远一个支撑（即加劲板）边缘的距离，（cm）。l与（1）式中Ymax的最大区别在于l对应靴板，而Ymax对应主角钢。后来，在1978年，东北电力设计院根据当时全国送电线路铁塔定型设计会议要求，规划了若干个塔脚板，并对其中的15个进行了试验研究。试验最终提出对

6、公式（1）中的k值取值1.5的结论。由于我院在330kV刘天关送电线路设计中所进行的试验研究报告已无法查询，为了更好的论证k值的取值大小，有必要先研究东北院的《铁塔底脚板试验报告》（1978年10月）。如图1所示，从形式上来看，当时的试验用塔脚板分为三类：第一类为35kV～110kV所使用的两孔式轻型塔脚板（1号和2号）；第二类为220kV直线塔所使用的四孔式塔脚板（3～10号）；第三类为220kV耐张塔所使用的四孔式塔脚板（11～15号），此类与我院目前在实际工程中普遍采用的塔脚板型式相同。1～2号塔脚板3～10号塔脚板11～15号

7、塔脚板图1　试验用塔脚板型式由图1，我们可以注意到，三类塔脚板都借助较厚一些的钢板来代替塔腿主材，目的是是便于加荷。如此处理后的塔脚板的整体刚度似乎要比使用角钢稍差，但总体来说，影响不会太大。在试验中，对9块底板进行了应力测量（220kV直线塔4块、承力塔5块），对6块底板进行了变形测量（35kV～110kV常用型式2块，220kV直线塔4块）。试验对允许荷载的确定原则如下：1）通过加荷后荷载变形关系分析确定，在该（允许）荷载下，试件在弹性变形阶段内，变形呈线性关系，最大变形值不超过3mm。2）通过实测底板平均应力分析确定，在该（允许

8、）荷载下σ≤1600kg/cm2，同时底板外观无任何异常现象。3试验结果及推荐公式3.1试验结果由于1～2号塔脚板系两孔型式，目前工程中基本没有应用，所以这里不再详细介绍其试验结果，只将重点放在3～15号塔脚板的介绍上。