关于高压输电线路铁塔结构设计的几点解析

刘勇

摘 要：电力工程规模逐渐扩大，需要逐步完善高压输电线路的设计标准，通过确定高压输电线路的设计标准、准备需求、质量控制模式，细化高壓输电线路铁塔设计需求，尤其是要提高高压输电线路铁塔结构的稳定性，提高输电线路的功能性。另外，工作人员还需要从力学、材料损耗、引雷设计等角度确定高压输电线路的使用要求，以期提高输电线路铁塔设计质量。基于此，文章就高压输电线路铁塔结构设计措施进行了分析。

关键词：高压输电线路;铁塔结构;设计;供电

0 前言

电网规模的逐步扩大，需要进一步提高输电线路的建设质量，通过确定供配电系统的运行要求，满足城市电力的负荷要求，确定平衡供电的要求及重点，可推动农业、工业、交通产业的快速发展。由此可见，工作人员要确定施工质量和施工进度，关注施工的问题及重点，再结合当前输电线路铁塔结构优化确定科学的设计理念和规划模式，提高铁塔结构的稳定性。

1 高压输电线路铁塔结构设计关键

1.1 布置形式

高压输电线路铁塔布设模式大多以交叉斜材方式进行，期间要将交叉斜材与导线横担根部相连接，并在各个连接节点布设一条短角钢，可进一步提高铁塔结构的横向、纵向载荷水平，促使铁塔的侧面的板材与其中点相连接。完成基本布设处理后，工作人员应当评估导线纵向载荷，借助导线通过塔身横膈材，传递大量的载荷，可消除材料、板材弯曲、变形问题的直接影响。

1.2 选择条件

影响高压输电线路铁塔的重要因素是铁塔的载荷指标和长度参数，故需要工作人员分析出斜材对外荷载抵抗力矩，评估出斜材与载荷抵抗力矩的水平面的夹角，再确定不同节点的选材要求。

1.3 铁塔塔型

高压输电线路铁塔选型过程中，工作人员应当评估出高压状态下铁塔的运行状态，通过评估出主材、节段功能性以及接腿的性能指标，再使用既定的标准分析出铁塔类型、铁塔结构的布置要求，评估出不同元件的组合需求，满足高压输电线路铁塔的部位的功能性。

1.4 评估重点

为提高高压输电铁路铁塔的功能性，需要工作人员分析出铁塔主要使用的材料和节点板的功能性，通过评估出塔身斜材等关键部位的参数标准，使用加斜垫确定稳定管理模式。另外，如果高压输电线路塔身主材使用了单角钢材料，需要工作人员利用双排螺栓模型巩固高压输电线路铁塔本身的性能，再使用四角钢构建起一个十字断面结构，降低节点板弯曲的发生概率[1]。

2 高压输电线路铁塔结构设计的重要设计措施

2.1 铁塔的根开和塔身口宽设计

铁塔根开取值评估过程中，工作人员要了解塔身口宽与塔身坡度之间的变化影响，通过调整铁塔的整体刚度和塔重指标，确定铁塔优化设计重点，消除铁塔结构设计不合理方面的问题。具体来讲，要注意以下几方面要点：第一，塔身坡度与铁塔的坡度相关，塔身坡度越小，那么铁塔的占地面积会与塔身的基础作用力成反比。第二，确定塔身下口尺寸的坡度范围，确定铁塔的基础耗材，控制铁塔的最低耗材，注意做好上口电气间隙参数的控制。在此过程中，工作人员要及时调整间隙，积极满足铁塔的功能性，比如要微调小范围的上口尺寸，重点处理下口尺寸，同时评估出铁塔坡度及相关组合方案，确保铁塔的强度、刚度指标均符合设计要求（需要参照J30102B2塔标准）[2]。第三，评估出铁塔最佳的上口（4.5m）、下口参数，保证双面坡度的取值范围在0.13左右。在此过程中，工作人员要将铁塔塔身主材坡度固定在0.11～0.15的区间内。当铁塔高度超过一定标准后，铁塔的坡度会逐渐变宽，此时铁塔的耗材会逐渐增加。因此，工作人员应当对塔身的功能性进行分段处理，通过改变塔的坡度指标，确保塔腿坡度处于较缓的环境下，可确保铁塔的强度、刚度在稳定的范畴之内。同时，巩固铁塔的基础作用力，可消除铁塔衔接构造不合理方面的问题，也能控制铁塔后期加工的困难，故要评估出铁塔的坡度指标。

2.2 节间长度计算设计

材料节间的长度与材料的载荷息息相关，故需要工作人员确定出铁塔的长度，并对节间长度进行评估，确定出构件截面的基本规格，评估出塔重与材料应用之间的关系，也能确保塔重符合相关要求。具体来讲，要注意以下要点：第一，塔身主材料布置管理中，工作人员要尽可能凸显出构件本身承载功能，确定斜材与水平面的夹角参数，再计算出不同材料的长度变化。通过确定主、斜材的受力功能，考虑不同材料的基础受力，可确保构件的长度、强度符合相关规定。第二，轴心受压主材料选择过程中，工作人员要评估出偏心受力斜材与塔身尺寸的关系，当斜材与塔身的距离过大时，应当评估出斜材的强度，了解到影响构件与铁塔布置相关的技术要点，确定挡风面积提升对外力载荷的影响。总之，工作人员要从铁塔重量指标分析出铁塔的偏心受力情况，在反复、多角度计算比对后选择更为合理的钢材料，保证角钢的长细比在40～50之间。

2.3 塔身斜材布置设计

塔身斜材主要布设方式主要包括“倒K型”“交叉型”“正K型”等模式，故要对铁塔进行组合布置，可消除斜材受力不均匀的问题。因此，工作人员要了解拉压系统的受力特点，评估出拉杆与压杆之间的支撑作用，重视斜材规格的控制，可降低铁塔设计期间的能耗产出。要注意的是，工作人员也要及时添加辅助性材料，在巩固塔身稳定性的基础上评估主材的长度，可确保塔身的承载力在合理的指标范畴之内，也能消除长细比和支撑角度设计不合理的不利影响[3]。总之，工作人员要评估交叉斜材的功能性，侧重满足铁塔的稳定性，评估所需斜材的数量指标，方便确定不同斜材的规格。完成规格、性能方面参数的评估后，工作人员要结合J30102B2塔资料和现有的施工方案进行参数比对，控制斜材与地面的夹角在35°～45°之间，提高铁塔耗材设计的有效性。

3 结束语

综上所述，为了提高高压输电线路铁塔的稳定性，工作人员要结合铁塔的设计要求确定设计重点，通过确定设计技术、环境、生态方面需求，再结合现代化技术进行评估与监控，在合理的干预、评估、测试过程中提高铁塔基础构件的稳定性，以期满足《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》方面的技术要点。

参考文献

[1]曹新款.采空区高压输电线路铁塔地基稳定性评价[J].煤炭工程，2018，50（05）：50-52.

[2]胡敏.浅谈高压输电线路铁塔内倾的原因及处理办法[J].机电信息，2017（15）：34-35.

[3]陶冶.高压输电线路铁塔基础选型设计及其优化[J].科技资讯，2016，14（16）：25-26.