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1、输电线路杆塔结构优化设计探析 【摘要】输电线路杆塔结构优化设计的目标是“安全可靠、先进适用、经济合理、资源节约、环境友好”，在这个原则指引下，我们对其结构设计进行探讨。【关键词】输电线；路杆塔结构；设计中图分类号：TM421文献标识码：A文章编号：一、前言输电线路杆塔是支承架空输电线路导线和地线，使它们之间以及与大地之间保持一定距离的杆形和塔形的构筑物，它的安全稳定对于整个电路的稳定运行至关重要。其结构设计更是要具有安全可靠性、经济性和环保性等。二、杆塔设计、制造的现状分析7目前国内杆塔设计、制造的水平与其他行业的先进制造技术相差甚远。
2、国内的杆塔制造企业可分为2类:一类是手工生产企业,大多为人数少的乡镇企业或个体、集体企业,其生产、加工能力和水平都很差,一般没有什么技术力量。在这些企业的生产过程中,杆塔的放样、机加工等均由手工操作完成,整塔加工完成后,虽经试装,其制造质量仍难以保证。另一类是国营大企业或电力部的定点生产厂,这些铁塔生产厂的技术力量相对较强,有一定的加工设备和加工能力,企业从业人员较多,加工制造多为80年代设计生产的设备和技术水平,利用现代制造技术的企业几乎没有。因此,引进先进制造技术和设备,提高杆塔制造行业的自动化水平,推动技术进步是必要的。在杆塔设计工
3、艺方面,行业内采用的是设计单位和生产制造单位相对独立的生产模式,严重影响着国内杆塔的设计水平和制造质量。设计单位或热衷于分析计算方法的研究,或热衷研究计算机放样软件,其2个重要环节之间缺乏应有的紧密联系。强度分析方法以铁塔的单线图为依据,完成铁塔的力学计算和选材,就算完成了设计工作。施工和杆件加工工艺图纸的绘制,则由其他技术人员根据提供的单线图利用计算机或手工绘制,没有充分利用单线图的信息,重复输入或计算结构尺寸,工作效率很低。三、输电线路杆塔结构优化的设计1、输电线路杆塔结构优化的方法7输电线路杆塔结构优化的方法采用的是动态规划优化法，
4、追求型式美、重量轻、加工时运输方便。动态规划优化法通常用于求解具有某种最优性质的问题。在这类问题中，可能会有许多可行解。每一个解都对应一个值，我们希望找到具有最优值的解，适合用于输电线路杆塔结构优化的设计。设计者可以从物理的概念着手，以美感、重量最轻为目的，结合相关的点算程序，用动态规划优化法对输电线路杆塔结构进行优化设计。尽量减少迎风的面积和降低塔头的高度是优化输电线路杆塔结构的重要措施。2、输电线路杆塔塔头形式的选择（1）常见的输电线路杆塔直线塔的塔头主要有干字形的和羊字形的，根据直线塔塔头的满应力计算得出，羊字形塔头在重量上是最轻的
5、，因此，我们选择羊字形塔头。（2）输电线路杆塔还有转角塔，转角塔的计算受力比较大，塔头一般是干字形的，理由是为了增强输电线路杆塔的刚度。3、输电线路杆塔塔身尺寸的选择（1）输电线路杆塔直线塔身尺寸水平档距400m，垂直档距560m，假设直线塔的塔根开不变，横担的长度也不变，求输电线路杆塔直线塔顶和塔头的下口处的宽度的最佳的尺寸。根据我国2011年设计的最佳坡度范围，设置了9个直线塔塔头的下口处的宽度分别为：4700mm、4000mm、3600mm、3200mm、2800mm、2600mm、2400mm、2200mm、2000mm，求出最小
6、重量的直线塔塔头的下口处的宽度，其中塔头的高度为28m。根据相关的计算可以显示出当塔头的上部宽度为1100mm，下部宽为2800mm，30m的塔跟开7700mm的时候铁塔是最轻的。因此我们可以得出直线塔顶的最佳的尺寸上口宽为1100mm，塔头的下口处的宽度为2800mm，30m铁塔跟开7700mm。7（2）转角塔的最优尺寸的计算主要是假设塔顶的上口宽变化，而中间的变坡、下口处和铁塔的跟开都保持不变、横担的长度也保持不变。根据相关的计算我们可以得出最佳尺寸：塔顶的上口宽为2200mm，中间宽为2800mm，塔头的下口宽为4200mm，铁塔跟
7、开为9000mm。4、输电线路杆塔塔身断面型式输电线路杆塔的直线塔塔身主要有两种断面形式，一种是矩形塔称为扁塔，还有一种为正方形塔称为方塔。扁塔的重量比方塔轻，但是抗纵向负载能力比方塔差且使用也没有方塔灵活。方塔的抗纵向负载能力和使用的灵活程度相当扁塔好，方形塔的断面塔头在顺线路的方向上还是有着比较强的刚度，断线的冲击以及串级倒塔的能力也相当扁塔强，虽然塔身比较重，但是综合考虑，采用正方形的输电线路杆塔塔身断面型式是最优的结构。5、输电线路杆塔传力线路优化（1）输电线路杆塔直线塔的传力线路优化主要是在塔身的上面位置布置K型的结果斜材，不仅
8、能够防止输电线路杆塔的下部分的塔身斜材同时受压，还能够大大地减轻输电线路杆塔的重量。（2）输电线路杆塔的转角塔的传力线路优化主要是在塔身的上面位置布置K型的结果斜材，不仅能够防止输电线路杆塔的
