高強鋼在輸電鐵塔中的應(yīng)用

張云健

【摘要】高強鋼是一種低合金高強度鋼材材料，在輸電線路鐵塔建設(shè)中具有較高的承載能力，不僅經(jīng)濟(jì)實用，而且是一種有效的節(jié)能環(huán)保鋼材材料，下面本文就高強鋼在輸電鐵塔中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析，內(nèi)容如下。

【關(guān)鍵詞】高強鋼；輸電鐵塔；應(yīng)用

高強鋼在輸電線路鐵塔建設(shè)中的應(yīng)用率，隨著國家社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力工程要求的不斷完善和提高逐漸升高。傳統(tǒng)的輸電鐵塔主要應(yīng)用一些傳統(tǒng)鋼材，如Q235、Q345等鋼材，不僅在建設(shè)中的使用數(shù)量大、資金耗費高，而且不利于節(jié)能環(huán)保，安全性有待提高。而高強鋼主要應(yīng)用Q420、Q460等高強度鋼材，其不僅具有較強的壓力承載能力，而且具有抗彎、抗壓、抗拉及抗剪等特點，工程建設(shè)中使用的數(shù)量較傳統(tǒng)明顯減少，可有效降低工程資金費用，在電力工程建設(shè)中有重要的使用意義。

1、高強鋼材料的特點

就傳統(tǒng)Q345鋼材材料與Q420高強鋼材料的參數(shù)及強度進(jìn)行對比，Q345鋼材材料直徑小于16mm的材料，其抗拉能力為310mpa，抗壓、抗彎能力為310 mpa，抗剪能力為180 mpa，承壓能力為510 mpa，而Q420高強鋼材料小于16mm的材料，其抗拉能力為380mpa，抗壓、抗彎能力為380 mpa，抗剪能力為220 mpa，承壓能力為560 mpa，其各項比值均明顯優(yōu)于傳統(tǒng)鋼材材料，而且像直徑在7至35mm、36-50mm等的高強鋼材料，其各項設(shè)計值的承受力均高于同等厚度的傳統(tǒng)鋼材，且Q460高強鋼的承受能力較Q420高強鋼的還高，更明顯優(yōu)于傳統(tǒng)鋼材。這樣在工程鐵塔建設(shè)中，高強鋼不僅可以避免傳統(tǒng)鋼材用料多的情況，降低費用，而且可以確保使用的安全性。

2、高強鋼的技術(shù)應(yīng)用

2.1高強鋼熱處理

高強鋼的材質(zhì)為低合金鋼材，使用的條件需要在熱軋、正火或正火加回火情況下進(jìn)行，鋼材結(jié)構(gòu)由鐵素體及少量珠光體構(gòu)成，為產(chǎn)生熱力學(xué)性能，可以將高強鋼先進(jìn)行淬火形成低馬氏體之后，再利用高溫回火形成低碳回火索式體結(jié)構(gòu)，有利于操作的進(jìn)行。

2.2焊接技術(shù)

高強鋼由于具備在室內(nèi)溫度下進(jìn)行控制的特點，所以可在焊接前不預(yù)熱；焊接技術(shù)目前主要采用半自動混合氣體保護(hù)焊，實際操作中根據(jù)高強鋼結(jié)構(gòu)要求適時給予相應(yīng)焊接即可；焊接時要注意規(guī)定的高強鋼焊接電流、電壓、速率等進(jìn)行，可確保焊接工藝的韌性與質(zhì)量。

2.3高強鋼制彎質(zhì)量控制

輸電鐵塔壓桿的制彎中，需要依照工程設(shè)計圖紙或相關(guān)文件進(jìn)行，可采取冷彎、均勻熱彎或不均勻加熱制彎等方法進(jìn)行制彎，冷彎環(huán)境比較適宜，可在室溫內(nèi)進(jìn)行；均勻熱彎需將熱度升高至900至1000攝氏度進(jìn)行；不均勻加熱的使用多在比要情況下進(jìn)行，包括割炬或割嘴烘烤制彎等。制彎完成以后要加強不足的檢測，形成文件性檢測報告留以備用。同時高強鋼在制彎后要加強保溫緩冷的操作。

3、高強鋼在輸電鐵塔中應(yīng)用的原則

輸電線路鐵塔的建立中，鐵塔壓桿的受壓力量超過95%的力壓在壓桿上，受壓桿的長細(xì)結(jié)構(gòu)直接影響承載力的大小。同時考慮高強鋼的穩(wěn)定系數(shù)，鐵塔建設(shè)中應(yīng)按照相關(guān)原則進(jìn)行，首先要是由壓桿受到強度影響和控制，則需要加強角鋼強度的設(shè)計；若穩(wěn)定性決定壓桿受重，那么穩(wěn)定性越高，壓桿強度要越低，長細(xì)就越小，這樣高強鋼的承載力會加強，反之則其強度會下降，所以要全面考慮鐵塔與施工經(jīng)費等各方面因素，鐵塔建設(shè)中受壓的受拉結(jié)構(gòu)和長細(xì)的對比不應(yīng)超過80，構(gòu)件長細(xì)比較的比例低于40的話便應(yīng)用強度控制。在輸電鐵塔的建設(shè)中，為不浪費高強鋼材料，或造成大材小用的情況，一般受重力、受拉力的部位應(yīng)用高強鋼，像鐵塔的塔身、橫杠、地線支架拉桿或?qū)У鼐€拉線角鋼等部位均使用高強鋼，這樣有效地選擇使用部位，可以更有效體現(xiàn)高強鋼的優(yōu)勢作用。

4、高強鋼在輸電鐵塔中的應(yīng)用意義

4.1經(jīng)濟(jì)效益

由于高強鋼具有強度更高、承受壓力更重、抗彎、抗壓等特點，在工程中使用高強鋼則不僅節(jié)省用料，而且節(jié)約支出。比如某工程中使用Q345鋼材建設(shè)的塔型為JG2、JG3、DG型塔，其應(yīng)用的鋼量分別為593.98至605.08噸、60.53至92.21噸、120.08噸，而采用Q420高強鋼建設(shè)的同樣塔型，相應(yīng)使用的重量分別為555.12噸、84.6噸和109.16噸，使用Q420高強鋼相比Q345鋼節(jié)省的重量依次分別為38.86至49.96噸、5.92至7.61噸、10.92噸，使塔的重量明顯下降了近10%或超過10%的幅度，而且承載的負(fù)荷和比較強，說明了高強鋼在輸電鐵塔應(yīng)用中，具有節(jié)省鋼材原料、降低塔型重量、節(jié)約經(jīng)費等優(yōu)點，不僅提高了輸電線路鐵塔的質(zhì)量，而且有效控制了經(jīng)濟(jì)費用。

4.2其他現(xiàn)實意義

4.2.1體現(xiàn)高強鋼應(yīng)用的先進(jìn)性

我國當(dāng)前輸電線路應(yīng)用的鐵塔材料還具有一定的受限性，較國外的技術(shù)應(yīng)用還具有一定距離，但高強鋼的使用，是一項新的、具有可行性和顯著特點的應(yīng)用方案。高強鋼具有抗壓、抗彎、抗剪、抗拉等特點，同時可節(jié)省材料應(yīng)用數(shù)量，簡化結(jié)構(gòu)，加強負(fù)荷承載等能力，應(yīng)用到輸電鐵塔建設(shè)中，可以提高我國輸電線路建設(shè)材料的技術(shù)水平，加強輸電鐵桿先進(jìn)技術(shù)設(shè)計理念的提高，實現(xiàn)我國輸電工程技術(shù)的先進(jìn)性，從而為我國進(jìn)一步提高了輸電鐵塔施工競標(biāo)的水準(zhǔn)，跟進(jìn)國際輸電鐵塔建設(shè)水平，提高競爭能力。

4.2.2加強行業(yè)發(fā)展，實現(xiàn)社會整體發(fā)展效益

對高強鋼的應(yīng)用目前使用量較大的用戶是電力部門，電力在輸電線路應(yīng)用中擴(kuò)大了高強鋼的使用率，對鋼材市場的發(fā)展是一種巨大的促進(jìn)作用，同時對高強鋼質(zhì)量的要求也會逐漸提高，進(jìn)而加強了鐵塔建設(shè)質(zhì)量的提高效率，同時也促使鋼材市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展效率，有效降低了電力建設(shè)資金耗費率。從整體社會經(jīng)濟(jì)效益講，不僅促進(jìn)的社會經(jīng)濟(jì)的循環(huán)發(fā)展，促進(jìn)行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，而且實現(xiàn)了社會全面發(fā)展的效益。

參考文獻(xiàn)

[1]韋海軍.高強鋼在輸電線路鐵塔上的應(yīng)用[J].技術(shù)與市場，2013，（12）.

[2]袁敬中，秦慶芝，崔巍，曹玉杰，劉瑋.高強鋼在特高壓輸電鐵塔中的應(yīng)用[J].中國電業(yè)（技術(shù)版），2014，（08）.

[3]牛建榮，陳濤.談高強鋼在輸電鐵塔中的應(yīng)用[J].山西建筑，2014，（14）.

[4]杜榮忠.Q460高強鋼在特高壓輸電鐵塔上的應(yīng)用探討[J].紅水河，2011，（05）.