浅析输电线路大跨越铁塔结构设计

文/崔顺心，益阳电力勘测设计院有限公司

输电线路铁塔作为立体构造的建筑体，通常运用在架空高压或者超高压的电力传输线路导线以及避雷线之中。依照回路、电压数值的差异性，相关的工作人员可以将铁塔划分成各种类别。输电线路铁塔的构建在电力项目中是极为关键的组成部分，其对输电线路的平稳程度、安全程度产生了极大的作用。因此，相关的工作人员在设计期间，需要逐步地注重铁塔的架构改善，而且还需要综合现实状况，对天气、地理地貌予以详尽地探析，还需要考量电压等级、架构形式等等。伴随我国经济以及社会水平地逐步提升，电网项目正在如火如荼地展开，我国输电网的构建工程也在逐步推广，越来越多的人们开始注重铁塔结构设计方面的工作。通常来说，输电线路铁塔一般可以划定成塔头、塔身以及塔腿三个成分，在此之中，塔腿能够支架起铁塔。我国构建铁塔的物料通常都是钢筋混凝土，在设计期间，依照所在地域各方面地理地貌等自然因素的差异性，建筑铁塔的标准水平也不不尽相同。铁塔的设计关键点在于确保多方面零部件的强度、平稳程度的不断提升。在构建铁塔期间，相关的工作人员始终要把铁塔的安全程度以及平稳程度作为自身工作的准绳，尽可能地减少铁塔的投入成本，降低其对外部社会生态的损害。

1 输电线路大跨越铁塔设计的基本准则和出现的问题

1.1 设计基本准则

通常来说，在输电线路之中，大跨越铁塔发挥着强有力的基础效用，在项目中占据了极高的项目比率，同时其输电线路中铁塔所占到的工期占到整体工期的一半以上，传输总量高达项目的四成，投入成本也占到总成本的三成之多。所以，相关的工作人员要想有效地提升整体线路的水平，就务必要对铁塔的架构予以针对性地优化，设计出一系列的科学方案。按照各自的地理地貌状况和各方面因素的约束，在规划铁塔形式的过程中，通常是以浅埋式作为对照。不仅如此，在施工过程中，相关的工作人员还需要利用提升基础自重以及基础底板的大小来确保上拔的平稳程度，保证铁塔拥有较好的安全程度。在一些地域，大跨越铁塔在施工期间极容易遭到地下水的干扰，所以在埋成期间，务必要确保其拥有具有一定深度。

1.2 出现的问题

1.2.1 暴雪问题

当积雪掉至电线之中的时候，积温会造成电线迅速地结冰，这大大地影响了大跨越铁塔的顺利运转，由此对输电线路的平稳性带来了不好的影响，影响了老百姓们的顺利用电。所以，在部分天气较为极端的地域，在构建大跨越铁塔的时候要综合现实状况予以解析，涵括天气、地理地貌等。值得注意的是，并不是全部地域都适合运用大跨越铁塔。

1.2.2 环境腐蚀问题

在大跨越的输电线路之中，铁塔通常都要求长时间地暴露在外，而铁塔在外部常年累月的影响下，极有可能产生被逐渐氧化以及腐蚀的问题。同时，伴随我国气候环境问题日趋严峻，诸多地域都产生了酸雨这样的极端天气，这就对大跨越铁塔的安全平稳程度造成了极大的威胁，很难确保铁塔的长期平稳性。不仅如此，土壤的酸碱程度也会对铁塔带来一定的干扰，所以，相关的工作人员在构造铁塔的时候，务必要运用上漆的手段强化铁塔的防锈蚀能力。

1.2.3 地震问题

当发生地震灾害时，在输电线路之中，维修起来较为地便捷，不过通信塔以及铁塔的维修较为的繁琐，这就要求投入诸多的资金成本以及时间成本，一旦出现故障，这就大大地干扰了老百姓们的的顺利用电。所以相关的工作人员务必要对铁塔予以优化，提升铁塔防控地震的效能，设计出科学的结构。尽管铁塔的强度很高，不过对地震这种大型的灾害还是有一定的难度，所以要利用专业化的改造手段，运用物理的方式实现减震的目标。

2 输电线路大跨越铁塔结构设计

2.1 输电线路大跨越铁塔选型设计

在输电线路大跨越铁塔选型的过程之中，相关的设计工作者务必要全面地考量风荷载带来的作用、设计手段、材料择选、加工以及执行等多个层面的问题。通常来说，大跨越铁塔结构务必要首先选取高强度钢管，同时管控好管径以及钢管的整体厚度，由此科学地设计出高强度螺栓，缩减螺栓的总体直径，这样有助于获得较好的热处理性能，同时相关的工作人员还需要对高强度螺栓的采购提出足够高的技术标准，尽可能地防止出现螺栓脆断的不好问题。值得注意的是，在各方面条件允许的状况之下，相关的工作人员还需要秉持化整为零的设计思维，尽可能地缩减构件规格以及大小、减少构件的单重，由此可以有助于材料采购、铁塔加工、现场传送以及拼装，为提升铁塔加工的品质水平、减少高空拼装难度系数以及维护安全风险提供坚实的保障。

2.2 曲臂传递纵向荷载

曲臂铁塔不单单能够提升铁塔的可观水平，而且也能够有效地提升铁塔的可操作水平。经由曲臂结构的铁塔，可以高效地均衡好纵向的荷载，把它们传送至臂内外侧斜材，不过这一手段在运用过程中，需要考量的问题颇多。所以设计师在设计期间，一定要仔细地考量各个零部件的效用，对于不可以装配杆件的范围，务必要仔细地把控。而且在力的传导方向问题上，相关的工作人员还需要利用杠件来确保纵向荷载的精准移动。在安排杆系的时候，一定要确保精准可靠，按照纵向荷载的方向予以调控。

2.3 大坡度塔身

运用大坡度塔能够降低物料的损耗量，不过也能够对塔身带来一定的倾斜影响。大坡度塔身尽管获得了较为广泛的运用，不过因为斜材过于曲折，这就在很大程度上影响了铁塔的安全性，因此相关的工作人员务必要对斜材予以调整。比如说，增添支撑物料或者在重要方位增添斜垫，而且也需要运用双排螺栓来固定好主材。使用钢管塔制作大坡度塔身所需要的投入资金多，不过考虑到其十分契合力学的原理，所以还是具备很强的适用性。

2.4 科学设计塔头铰结点的方位

通常来说，铁塔的铰结点即杆系结点，当杆系结点转变成为刚性节点之后，尽管这对铁塔的顺利运转不会带来很大的干扰，但是其会不可避免地耗费一定的的原材料。从铁塔结构分析能够看出，诸多铁塔在中间铰位置都会增添一定数量的平连杆，不过这在欧美发达国家很少见。在这一层面，相关的工作人员能够采取三铰拱的手段予以处理，如此就不会对铁塔的安全性带来不利影响。所以在铁塔设计期间，相关的工作人员务必要确保计算图与加工图的统一性，如此才可以确保铁塔的结构优化，最终就可以提升铁塔的安全程度。

2.5 塔身横隔面的布局

如果处于变坡处，或者是在集中荷载受力的地方，相关的工作人员务必要布局受力横隔面。通过日积月累的实战经验，横隔面的形式已然获得了优化升级，一大批的的经验积累和不断优化，已经出现一大批的典型隔面形式。择选较为适宜的的形式，改善升级铁塔身部的横隔面，对于往下传输由结构上部外荷生成的扭力、降低塔重、均衡塔身构件内力、缓解塔身扭转等问题具有很强的现实价值。在实际设计期间，相关的工作人员务必要解决好的点就在于横隔面的上、下间隔的优化布局。

2.6 偏心问题

偏心问题是输电线路大跨越铁塔设计过程中的核心问题，影响铁塔偏心的主要诱因诸多，但整体能够归结为如下四个点，具体来说，首先，施工过程中，相关的施工人员运用单包铁接头的方式，于是就引发了主材力线的偏心问题；其次，竹材及斜材联结的不合理造成偏心；其三，主材接头的种类、尺寸具有一定的差异性，从而导致偏心问题的产生；其四，横隔面材连接上出现偏心问题。面对上述四种不同的偏心现象，相关的工作人员需要采用针对性的处理手段。比如说，在面对前三种状况时，相关的工作人员能够运用上下主材搭接接头的方法予以优化。

3 结束语

综上所述，在进行输电线路大跨越铁塔的结构设计的过程中，相关的工作人员需要首先择选结构简洁、受力明确、加工便捷、拼装高效的钢管塔结构。在之后，因为输电线路大跨越铁塔不可避免地遭到内外部因素的威胁，所以相关的工程人员务必要逐步优化对铁塔的结构设计，进行深入地探讨，如此才能够更好地契合将来时代的发展趋势，确保大跨越输电线路能够顺利运行。未来的输电线路会趋于密集，这就在很大程度上对铁塔提出了更高的要求，只有逐步地优化铁塔的结构，才能让大跨越的输电线路顺利地运转。