鋼管塔在架空送電線路中的應(yīng)用分析

劉佼 劉宇

【摘 要】鋼管塔桿件承受風(fēng)壓小、截面抗彎剛度大、結(jié)構(gòu)簡潔、傳力清晰，能夠使材料的承載性能得到充分的發(fā)揮。該結(jié)構(gòu)形式可降低鐵塔的重量，進(jìn)而減少基礎(chǔ)的作用力。

【關(guān)鍵詞】鋼管塔；架空送電線路；結(jié)構(gòu)；電網(wǎng)；荷載

1.背景

近年來，隨著電壓等級的提高，荷載也隨之愈來愈大，鐵塔也就隨之大型化。在這個過程中，不僅鐵塔鋼材的消耗量增加，基礎(chǔ)鋼材和混凝土的消耗也越來越大。同時，為了滿足受力的要求，角鋼塔的結(jié)構(gòu)形式也日趨復(fù)雜，這對其設(shè)計、生產(chǎn)、安裝等都增加了難度。為了滿足鋼材的受力條件，更高強(qiáng)度材質(zhì)陸續(xù)投入使用，如Q420和Q460等型號的鋼材，這在無形中增加了鐵塔的造價。

鋼管塔結(jié)構(gòu)是具有相對的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，并具有大荷載的承載能力。鋼管塔桿件承受風(fēng)壓小、截面抗彎剛度大、結(jié)構(gòu)簡潔、傳力清晰，能夠使材料的承載性能得到充分的發(fā)揮。該結(jié)構(gòu)形式可降低鐵塔的重量，進(jìn)而減少基礎(chǔ)的作用力。塔身風(fēng)荷載在TTA計算中占較大比重，而圓截面的材料的空氣動力學(xué)性能更好，體形系數(shù)僅為角鋼的50%。選用鋼管可有效地降低塔身分風(fēng)荷載。

2.建立模型

本文以某220kV直線塔為例，建立模型。在同一使用條件和荷載條件線，分別以角鋼材質(zhì)和鋼管材質(zhì)進(jìn)行計算，形成計算結(jié)果進(jìn)而對二者進(jìn)行對比分析。

三維圖如下圖所示：

通過對比發(fā)現(xiàn)，在同一呼高下鋼管塔的重量明顯比角鋼塔的重量輕，且隨著呼高的增加而趨于明顯。

角鋼塔和鋼管塔不同呼高基礎(chǔ)作用力如下所示：

通過對比可以發(fā)現(xiàn)，同一呼高下，鋼管塔的基礎(chǔ)作用力明顯低于角鋼塔的基礎(chǔ)作用力。

4.小結(jié)

4.1在同一使用條件和荷載下，各個呼高的鋼管塔的重量明顯低于角鋼塔；

4.2通過運(yùn)算，得出基礎(chǔ)作用力。同一呼高的基礎(chǔ)作用力，鋼管塔明顯低于角鋼塔；

4.3鋼管塔不僅節(jié)省塔材，同時因?yàn)槠浠A(chǔ)作用力小，可進(jìn)一步節(jié)省基礎(chǔ)鋼材和基礎(chǔ)混凝土。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊建平.架空輸電線路鋼管塔結(jié)構(gòu)[M].中國電力出版社，2011.4.

[2]中國電力企業(yè)聯(lián)合會.110kV～750kV架空輸電線路設(shè)計規(guī)范.中國計劃出版社，2010.