500 kV双回路直线塔试验研究

于学玉

(四川电力设计咨询有限责任公司，四川成都610016)

为验证铁塔结构优化结果，检验铁塔力学性能是否满足工程的安全、可靠性要求，选用500 kV双回路直线塔SZV5101进行了实物试验。

1 试验方案

试验塔全高62.4 m，塔身主材采用Q420高强钢。铁塔采用全方位长短腿，级差6.0 m，线路方向一侧BC腿为8.9 m长腿，另一侧AD腿为2.9 m短腿(图1)。

图1 试验塔长短腿布置

1.1 试验塔设计条件

导线型号:4×LGJ－500/45钢芯铝绞线;地线型号:LBGJ－150－27AC 铝包钢绞线;导线排列形式:垂直排列;气象条件:风速27 m/s，覆冰 10 mm;水平档距:420 m;垂直档距:650 m;试验塔呼高:36 m。

1.2 试验工况

(1)断右地线、右上导线，其余未断(双回);

(2)断右地线、右中导线，其余未断(双回);

(3)断右地线、左中导线，其余未断(双回);

(4)断右中、下导，其余未断(双回);

(5)断左地线、其余未断(单回);

(6)二倍吊装左上导线，地线、右导线已挂，其余未挂;

(7)二倍吊装左中导线，地线、右导线、左上导线已挂，其余未挂;

(8)二倍吊装左下导线，其余已挂;

(9)地线已安，双倍起吊右上导线，加载点在安装孔上;

(10)地线、右上中导线已安，双倍起吊右下导线，加载点在安装孔上;

(11)锚左上导线，地线、右导线已锚，其余未锚;

(12)所有导地线不均匀覆冰(双回)，0°风;

(13)所有导地线不均匀覆冰(单回)，0°风;

初中数学教师在安排学生进行合作学习时，必须确保问题本身具备足够的思辨性和发散性，以便能够使学生在对此种类型问题的不断钻研之中，实现数学水平的提高和增益。初中数学教师要避免一个错误的做法，即不能因过于追求合作学习的成功，而为学生安排一些过于浅显的问题，原因在于，这些问题的讨论价值不大，学生即便能够很快地实现对问题的破解，其也会因为破解问题的过程过于简单而无法产生足够的成就感，这样亦会背离了组织学生进行合作学习的初衷。

(14)单回运行，60°大风，最大垂直荷载;

(15)双回运行，60°大风，最大垂直荷载。

2 试验方法

本试验为实物验证试验，在试验基础上对被试塔进行组装，加荷点通过连有测力传感器的钢丝绳与加荷用液压缸相连，加荷系统为液压闭环自动加荷系统。位移测量采用全站仪，应变测量采用数据采集仪(图2)。

图2 试验实况

3 试验结果

2010年1月23～25日，SZV5101直线塔在中国电力科学研究院杆塔试验中心，通过了15个工况的设计荷载测试，其中双回运行，60°大风，最大垂直荷载超载工况，荷载加至135%进行位移、应变测量时(持荷约10 s)，铁塔东南塔身主材，第一水平隔面上方(约300 mm处)主材破坏。

4 试验数据分析

4.1 主材受力分析

图3 应变片布置

铁塔变坡点以下第一段主材设计应力达到97%，短腿主材应力达到96%，是试验前预期破坏的两个危险点，在这两段主材上按图3所示方式布置了应变片。

变坡点附近主材断面上5个应变片的应变值如图4。

图4 1－1剖面应变片应变值

图5 2－2剖面应变片应变值

由图4、图5可以看出，加载至100%设计荷载前，铁塔主材截面各点应变比较均匀，基本处于轴心受压状态;超载后，主材截面各点应变有较大程度分散，开始出现较大弯矩甚至局部扭矩。100%设计荷载时，主材应力基本达到屈服强度，因此屈服强度是主材受力状态的一个明显分界点。主材屈服前，可近似按轴心受压考虑;主材屈服后，弯矩和扭矩的影响已不可忽略。

4.2 错心斜材受力分析

铁塔腿部裤裆斜材有80 mm偏心。为研究错心点附近杆件的受力性能，按图6所示方式布置了应变片。

图6 应变片布置

图6 中的三个斜材截面应变值测量结果如图7所示。

由图7可以看出，错心处的斜材均处于压弯或拉弯状态，因此，错心必须引起足够的重视、建议将错心引起的弯矩按刚度分配到相关杆件上，进行强度和稳定验算。

图7 应变片应变值

4.3 铁塔整体变形分析

工况15(双回运行60°大风，最大垂直荷载)，逐级加载过程中，铁塔整体变形曲线如图8所示。

图8 铁塔整体变形

由图8可以看出，铁塔整体变形曲线接近双折线，双折线分界点在塔身变坡点附近。

5 结论

(1)主材屈服前，可近似按轴心受压杆件考虑;主材屈服后，弯矩和扭矩的影响已不可忽略。

(2)杆件错心必须引起足够的重视，建议将错心引起的弯矩按刚度分配到相关杆件上，再进行强度和稳定验算。

(3)铁塔整体变形曲线接近双折线，双折线分界点在塔身变坡点附近。