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1、精选优质文档-倾情为你奉上 毕业设计（论文）题目厦门市李同线110KV输电线路转角塔设计 学生姓名 高梓瑞 学号 2010107135 专 业 输电线路工程 班级 20101974 指导教师 高广德 评阅教师 完成日期 2014年 5 月 23 日学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 2014年 05 月 23 日 学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意
2、学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密 ，在_年解密后适用本授权书。2、不保密 。（请在以上相应方框内打“”）作者签名： 2014年 05 月 23 日 导师签名： 年 月 日 目 录专心-专注-专业厦门市李同线110KV输电线路转角塔设计学 生：高梓瑞 指导老师：高广德 单位：三峡大学电气与新能源学院摘要：厦门市110kV李同线，现成为洪塘头变和叶厝变的电源进线，该线路的安全可靠运
3、行对洪塘头和叶厝区域一带的正常、安全、可靠供电起着重要的作用。但由于线路运行多年，加之地貌变化，造成导地线金具腐蚀，绝缘老化严重,部分水泥杆产生明显的裂纹，存在着诸多安全隐患，因此急需对该段水泥杆线路进行改造，本毕业设计是通过设计完成改造线路一基完整干字形耐张铁塔。本文通过完成铁塔各种荷载计算来选定铁塔尺寸，然后进行验算其安全距离、强度和稳定性等，让我们在认识到干字形转角塔结构组成的同时，也让我们对干字形转角塔的特性有了一定的理解。关键词：干字形耐张塔；设计；荷载；内力The design of 110Kv Corner tower tower for Xiamen Litong transm
4、ission line : Gaozirui Faculty Adviser: Gaoguangde(China Three Gorges University College of Electrical Engineering & New Energy )Abstract: Xiamen 110kV Li with the line, now become power Hongtang head and leaf CuO variable into the wire, the safe and reliable operation of the line ofHongtang head an
5、d leaf CuO regional area normal, safe, reliable power supplyplays an important role in. But because the line running for many years,landscape change caused by the earth wire fittings, corrosion, insulation agingserious, some cement rod produced obvious cracks, there exist many securityhidden danger,
6、 so it is urgent to carry out the transformation of the cement poleline, this graduation design is the design of complete transformation circuit basedcomplete dry type strain tower. In this paper, through the completion of variousload calculation to the selected tower tower size, and then check the
7、safety distance, strength and stability, let us recognize dry shaped tower structure at the same time, also let us tension Tata to stem shape had certain understanding.Keywords:stem shape strain tower; design; load; internal force前言随着我国国民经济的持续发展，人民群众对用电量的需求也越来越大，因此，我国的电力建设的发展也越来越快。在架空高压的输电线路中，输电线路杆塔
8、的结构占有非常重要的地位，输电线路是电网的重要组成部分，而杆塔又是输电线路的重要组成部分。由于输电线路距离远、电压高的特点，从而对输电线路的设计就提出了新的要求，对输电线路杆塔的设计进行优化，可以使整个输电线路建设的水平大大提高。同时，还有很多旧线路的铁塔需要改造建设。由于我国地域辽阔，人员和低电压等级的用户分散较广。因此，以110KV为代表的运行电压等级将会在我国的电力输送中将长期扮演着重要的角色。另外，虽然近年来高压和超高压的技术发展迅猛，但是事实上在单位功率电能输送上110kV电压等级比其他电压等级成本小得多。因此，在今后110kV线路依然是我们国家电力线路中最重要的部分。另外，110k
9、V线路的施工难度及其技术要求比220kV低得多，很多低资质电力建设单位都能参与建设，这样能够更好提升社会生产力。因此，在今后将会有越来越多的新建低电压等级线路。作为工科高校毕业生走上工作岗位之前的最后一门课程，也是综合其本科四年学习的理论知识和社会实践，本设计是一次综合运用所学理论和技能的训练，能够进一步提高分析和解决问题的能力。同时，我们将通过本次设计，促使我们学会查阅相关参考文献，以及提升我们收集、运用原始资料的能力。另外对于如何使用规范、手册、产品目录，选用标准图等方面也将会有一个知识上的提升。我国的铁塔构造设计在解放初期主要采用原苏联模式, 根据我国地理和气候条件进行强度校核, 只对原
10、有铁塔进行局部修改。从60年代以后, 开始自行设计, 逐渐形成了从35KV到500KV输电线路铁塔系列.70年代中期, 随着国民经济的恢复和对电力需求的急剧增长, 我国开始进行500KV输电线路的设计、实验和建设, 但第一批500KV输电工程结构本体的设计, 因缺乏经验, 比国外同类工程材料消耗多30%。直到1984年电力建设研究所84型酒杯塔实验研究成功, 才使设计人员造在思想方法上冲破了旧模式的束缚。短短几年中,东北电力设计院和华北电力设计院设计的酒杯型直线塔以及电力建设研究所研制的猫头型自立塔均达到了国际先进指标, 1987年华北电力设计院设计的ZVX拉V塔和电力建设研究所研制的LV87
11、拉V塔进入了国内先进水平的行列。这些成果, 缩小了我国500KV输电结构设计和世界先进水平的差距。目前国内架空线路设计领域尚未成熟，特高压输电及其大跨越输电还在探索中前进。同时，也仅有为数不多的几所高校开设了输电线路工程学科，其中我校和华北电力大学的输电线路工程走在国内前列，但设计运用到实践中反馈回来的问题还有很多，值得我们继续探索。1输电铁塔的简介1.1 国内外输电事业的发展状况目前国内架空线路设计领域尚未成熟，特高压输电及其大跨越输电还在探索中前进。同时，也仅有为数不多的几所高校开设了输电线路工程学科，其中我校和华北电力大学的输电线路工程走在国内前列，但设计运用到实践中反馈回来的问题还有很
12、多，值得我们继续探索。110kV是我国区域电力网的主要电压等级之一，输送距离在50300km的电力网。它可以将较大范围内的发电厂联系起来，通过较长的高压输电线路向较大范围内的各种类型的用户输送电能。目前我国县市主杆电网是采用110kV的电力网。110kV的线路电压等级较高，杆塔荷载较大。目前一般采用双杆门型电杆、带叉梁门型电杆带、叉梁V型拉线门型电杆、V型拉线撇腿门型电杆以及铁塔。为了提高110kV输电线路的耐雷水平，实际工程中常常采用一根避雷线，防雷保护角为25左右这样防止雷击线路及杆塔造成停电事故；自动重合闸是减少雷击跳闸而造成供电中断的有效措施；增加绝缘子的片数也可以提高耐雷水平。但是随
13、着绝缘子片数的增加杆塔所受的荷载增加，要求杆塔强度提高，不能满足经济要求所以实际工程中一般采用7片绝缘子。目前国内架空线路设计领域尚未成熟，特高压输电及其大跨越输电还在探索中前进。同时，也仅有为数不多的几所高校开设了输电线路工程学科，其中我校和华北电力大学的输电线路工程走在国内前列，但设计运用到实践中反馈回来的问题还有很多，值得我们继续探索美国目前标准化导线有铜质绞线，导电能力大于铝值绞线，但成本较高，密度较大。在一些发达国家，如美国和加拿大拥有较为成熟的线路设计流程和技术，超高压特高压方面起步早，前苏联曾尝试过2000KV交流输电线路，目前运营中的最高电压等级输电线路为1200KV。1.2
14、输电线路耐张塔的现状及存在问题目前国内杆塔设计、制造的水平与其他行业的先进制造技术相差甚远。国内的杆塔制造企业可分为2 类:一类是手工生产企业，大多为人数少的乡镇企业或个体、集体企业，其生产、加工能力和水平都很差，一般没有什么技术力量。在这些企业的生产过程中，杆塔的放样、机加工等均由手工操作完成，整塔加工完成后，虽经试装，其制造质量仍难以保证。另一类是国营大企业或电力部的定点生产厂，这些铁塔生产厂的技术力量相对较强，有一定的加工设备和加工能力，企业从业人员较多，加工制造多为80 年代设计生产的设备和技术水平，利用现代制造技术的企业几乎没有。因此，引进先进制造技术和设备，提高杆塔制造行业的自动化
15、水平，推动技术进步是必要的。这些杆塔设计制造中的技术问题可归纳如下:（1）杆塔结构强度的分析方法杆塔结构中存在有大量的不确定因素，传统的满应力设计方法很难反映设计参数的不确定性因素，由此所得到的结构是不安全或不经济的。结构的可靠性设计方法，考虑了载荷、结构中的不确定因素，从统计学与可靠性理论出发，对杆塔的可靠性进行分析与设计是杆塔结构设计的一个新方向。杆塔结构是一种超静定结构，某一杆件的破坏并不能导致整个结构的破坏，只有当破坏的杆件达到一定数目时，杆塔不能再承受载荷，才算杆塔破坏。（2）杆塔新型式、新结构的研究随着电压等级的提高，杆塔的载荷大大地增加了，原来的单肢角钢和双肢角钢结构等已不能满足
16、工程要求。目前，国内可以生产特高强度的钢材(如15MnVNaC)型材除角钢外，还有管材等，合理利用这些新材料开发研究新的杆塔结构型式是当务之急。杆塔的结构可分为两大部分，即头部和身部。杆塔结构的优化设计是降低其耗钢量。优化设计的主要方法有采用满应力设计的最轻重量设计，以及有待进一步研究的以重量最小为目标的形状优化设计和改变杆件结构形式的拓扑优化设计。利用这些优化设计方法，可得到新一代的杆塔形式，并进一步降低其耗钢量，降低制造成本。新型杆塔的头部结构是根据电气特性要求确定的，塔身部分及其杆件的布置形式则可通过结构形状优化与拓扑优化技术确定。形状优化确定杆塔结构的主要控制尺寸，拓扑优化确定杆件的最
17、优布置。二者相结合，有望得到新一代的杆塔结构形式，并降低其耗钢量。（3）杆塔设计的新工艺研究利用计算机技术，智能设计与制造技术和CIMS技术等，解决杆塔设计与制造中的问题，避免繁重的体力劳动和经验性的工作，是杆塔设计与制造新工艺的关键所在。利用目前的铁塔结构满应力设计软件，要得到一个新塔型，设计者需要人为地反复设定塔型的主要控制尺寸，人为地反复调整，要花费很多的时间和精力，得到的也仅仅是人为条件下的“优化”。更为重要的是从设计、制造到完成组塔，整个周期较长，不易满足工期的要求。在以往杆塔设计、生产过程中，单线图设计、放样、制造等工作分别独立完成。单线图设计时的大量信息，在放样、制造等工序无法继
18、承，相互之间缺乏必要的信息联系，重复性劳动、人为干预很多，工作效率低，这是当前杆搭设计行业的弊端所在。研究基于三维杆塔智能化建模、分析计算、设计与制造的计算机控制系统，从而实现新型杆塔的无图纸设计，完成从设计到制造一体化，提高生产效率，保证产品质量是摆在杆塔制造行业面前的重要课题。1.3 输电铁塔的特点和分类输电线路铁塔简称电力铁塔，按其形状一般分为：酒杯型、猫头型、上字型、干字型和桶型五种，按用途分有：耐张塔、直线塔、转角塔、换位塔（更换导线相位位置塔）、终端塔和跨越塔等，它们的结构特点是各种塔型均属空间桁架结构，杆件主要由单根等边角钢或组合角钢组成，材料一般使用Q235（A3F）和Q345
19、（16Mn）两种，杆件间连接采用粗制螺栓，靠螺栓受剪力连接，整个塔由角钢、连接钢板和螺栓组成，个别部件如塔脚等由几块钢板焊接成一个组合件，因此热镀锌防腐、运输和施工架设极为方便。对于呼高在60m以下的铁塔，在铁塔的其中一根主材上设置脚钉，以方便施工作业人员登塔作业。直线塔是输电线路最常用的一种塔型，也叫过线塔。在输电线路中直线塔一般用来承受导线的重力，即垂直荷载。常见直线塔型有干字型、杯型、猫头型等。此次设计是110KV猫头直线塔,是一种普遍塔型。1.4 输电铁塔设计的复杂性杆塔设计的工作技术要求多，工作量大，劳动强度大，是整个输电线路工程设计中最能够体现设计水平的主体部分之一。杆塔设计水平的
20、高低、质量的优劣将直接影响到整个工程的质量、造价，也影响到杆塔的加工制造和施工安装，最终影响到电网的安全运行。对于杆塔选型、布置、计算和构造，应遵循科学规划、准确计算、规划设计、充分优化、合理构造的原则。1.5 设计步骤 本次设计的目的是通过设计完成改造线路第一基完整铁塔（铁塔的主材和辅材都是角钢），按照杆塔设计规范要求，根据电压等级，气象条件等，计算塔头荷载，确定危险工况，选择钢材，设计塔头有关尺寸，然后验算。编写计算说明书并用CAD出图。2设计条件选择2.1原始资料及主要参数电压等级：110KV塔形：单回路干字形转角塔塔材：主辅材均使用角钢代表呼高：24-27米使用地区：福建厦门水平档距：
21、400米垂直档距：650米转角：030最大风速：35m/s覆冰：无冰区厦门属于典型气象I区，各项参数如下:表2-1 气象条件表气象条件气 温（）风 速（m/s）覆 冰（mm）最高温+4000最低温-500覆冰-最大风+10350安装0100外过电压+15150内过电压、年均温+2017.50导线和地线参照规范自选，考虑设计的适用性，选择110KV常用导线避雷线组合中荷载较重的组合，选择导线LGJ240/55，地线选择GJ50.参数如下： 表2-2 LGJ240/55参数表截面积A(mm2)导线直径d(mm)弹性系数E(MPa)温度膨胀系数(1/C)计算拉断力(N)计算质量(Kg/km)抗拉强度
22、MPa安全系数 K许用应力Mpa年均应力上限 MPa297.5722.408000017.81021001108325.962.5130.3881.49注: 表2-3 GJ/50参数表截面积A(mm2)地线直径d(mm)弹性系数E(MPa)温度膨胀系数(1/C)计算拉断力(N)计算质量(Kg/km)抗拉强度Mpa安全系数K许用应力Mpa年均应力上限MPa56.39.618140011.565780 4471109.963.0369.99277.49注： 2.2架空线应力弧垂计算2.2.1计算架空线路的比载(1)垂直比载 自重比载 （2）水平比载 无冰风压比载（假设风向垂直于线路方向）式中 f风
23、速不均匀系数，可取表23中的数值； c500kV线路架空线风荷载调整系数，仅用于计算架空线作用于杆塔上的风荷载，对500kV的线路可取23中的数值，对于其他低于500kV的线路取1.0； sc风载体型系数，对于无冰架空线，线径d17mm时取sc=1.1；表24 风荷载参数表设计风速m/s10及其以下152030以下3035以下35及其以上f计算杆塔荷载1.001.000.850.750.75校验杆塔电气间隙1.000.750.610.610.61c 计算500KV杆塔荷载1.001.001.101.101.30因为110KV线路且d=26.82mm17mm所以sc=1.1；c=1.0。则安装有
24、风， v=10m/s, =1.0； 外过电压，v=15m/s, =0.75 内过电压， 最大风速:计算强度时：v=35m/s，=0.75 计算风偏是：v=35m/s，=0.61 (3) 无冰综合比载安装有风时，有 外过电压时，有 内过电压时，有 最大风速：计算强度时，有最大风速：计算风偏时，有表2-5 导线比载汇总表：项目自重1（0，0）安装6（0，10）外过电压6（0，15）内过电压6（0，17.5）最大风(强度）6（0，35）最大风（风偏）6（0,35）数据（10-3） 36.5236.89 37.5538.4159.9653.19备注=0.75sc=1.1=0.61sc=1.12.2.2
25、计算避雷线比载计算过程同上表2-6 地线比载汇总表项目自重1（0，0）安装6（0，10）外过电压6（0，15）内过电压6（0，17.5）最大风(强度）6（0，35）数据（10-3）77.8678.90 80.8081.8678.90备注=0.75sc=1.22.2.3判定有效临界档距(1) 可能控制条件的有关参数建见表2-7。表2-7 控制条件参数表条件最大风速最低气温年均气温130.38130.3881.48比载()57.46936.51536.515/0(1/m)0.440810-30.280110-30.448110-3温度C10-520比值编号bac(2)按等高悬点考虑，计算各临界档距
26、。 计算各临界档距时，把一种控制条件作为状态，其比载为i，温度为ti，应力达到允许值 临界档距可由下公式求得 无高差时，即cos=1时： (3)判断有效临界档距，确定控制条件。判断有效临界档距，确定控制气象条件。将各临界档距填入有效临界档距判别表如下：表2-8 临界档距判别表可能的控制条件a(最低气温)b（最大风速）c(平均气温)临界档距(m)lab=虚数lac=235.19mlbc=虚数容易看出，有效档距是lac=235.19m，最低气温和最大风速起控制作用，当档距时，控制条件为平均气温，当档距时，控制条件为最大风速。2.2.4最大弧垂判定当档距为400.00m高差为 0.00m时，控制条件
27、为：年均气温比载,应力,温度t = 20.临界气温，最大弧垂发生在最高气温状态： 求外过电压状态的弧垂，用于档距中央导线与地线的垂直距离计算： 2.3金具的选用2.3.1污区的划分及绝缘子选型本线路位于福建省厦门市，地处沿海，查福建省电力系统污区分布图修订说明，厦门市内存在c1、c2、d1、d2几种等级的污区，故将设计所用污区取为其中最严重的d2级污区。线路的爬电比距为30mm/kv（计算时取系统最高工作电压）。线路电压为110KV，爬电距离应大于3300mm绝缘子串的泄漏距离应满足下式 DUd 式中D绝缘子串的泄漏距离，cm； U线路额定电压，KV； d泄漏比距（爬电比距），cm/kv；直线
28、杆塔每串绝缘子片数为 nD/S(513) 式中D绝缘子串应有的泄漏距离，cm； S每片绝缘子的泄漏距离，cm； n直线杆绝缘子串的绝缘子片数。 综合考虑，本线路初步选定XWP1-60型悬式绝缘子，单片爬电距离400mm悬垂串绝缘子片数n3300/400=8.25悬垂串选择9片绝缘子，耐张串按照规范多加1-2片，故选择10片绝缘子。2.3.2绝缘子串力学与电气性能数据：表2-9 XWP1-70绝缘子参数型号机电破坏荷载主要尺寸工频电压雷电全波冲击耐受电压爬电距离重量HDd湿耐受击穿XWP1-707016025513C501201204006.02.3.3缘子串的安全系数和联数组成绝缘子串元件的机
29、械强度应满足规程要求。查架空输电线路设计表111可知，盘型绝缘子最大使用荷载时的最低安全系数取2.7，断线时的最低安全系数取1.8，断联是的最低安全系数取1.5。双联及以上的多联绝缘子串应验算断一联之后的机械强度。耐张绝缘子串的计算公式查电力金具手册在2.5时，标称截面240mm，允许拉断力TN =52.125KN，则即耐张绝缘子串需要采用双串。2.3.4导线金具选型和组装根据电力金具手册第三版选型，主要金具如下表导线悬垂绝缘子串组装零件表2-9，绘制相应的组装图见附图 件号名称重量（kg）数量型号1挂板0.561Z-72球头挂环0.271QP-73绝缘子6.09XWP-704悬垂线夹5.71
30、CGU-5A5预绞丝1.441FYH-240绝缘子串长度L(mm)1665绝缘子串的质量（kg）61.97适用导线型号LGJ-240/55适用电压（kv）110表2-10 悬垂绝缘子串组装表图2-1 悬垂绝缘子串组装图2)导线耐张绝缘子串组装 表2-11 耐张绝缘子串组装表件号名称重量数量型号1U型挂环0.542U-102挂环0.491PH-103联板4.432L-10404挂板0.562Z-75球头挂环0.272QP-76绝缘子6.02x10XWP-707碗头挂板0.972WS78U型挂环0.921UL-109耐张线夹2.201NLD-4绝缘子串的长度L (mm)2350绝缘子串质量（kg）
31、 137.15适用导线LGJ-240/50适用电压(kV)110图2-2 耐张绝缘子串组装图2.3.5地线金具选型和组装 地线在直线杆塔上的悬挂和在耐张塔上的固定，分别一悬垂组合及耐张组合完成。地线的一般组合仅以连接金具和线夹组成，组合应保证悬挂点顺线路和垂直线路方向转动灵活，悬垂组合的长度越短越好。13表2-12 地线金具组装表编号名称型号数量质量1直角挂板ZS-1010.902楔形线夹NX-211.83钢线卡子JK-210.3适用地线型号GJ-552.4塔头尺寸的确定2.4.1初步设计塔头尺寸图2-3 塔头尺寸图查阅输电线路塔形手册，与要求相近的塔形有：1.GJ3干字形耐张塔，呼高20.5
32、m，横担长度为7000mm。2.JG90转角塔，呼高18m，横担长度为短边3100mm，长边4100mm由于所设计杆塔呼高较高，为23-25m，综合考虑塔形协调，暂定横担长度为5000mm，由于转角为0-30，转角较小，考虑到加工组装方便，采用对称横担。地线支架长度确定：考虑综合防雷性能和塔形协调美观，暂取地线支架长度为3500mm，跳线端加长500mm2.4.2塔头尺寸校验（1）导地线间安全距离的校验:单回路两项导线水平排列时线间距离的确定规程规定：导线的水平线间距离，可根据运行经验确定1000m一下的档距计算公式为：假设塔形中导线间距为11932*cos15=11525，完全满足要求（2）
33、防雷保护角校验防雷保护角：=12.99设计要求防雷保护角小于等于25，满足设计要求（3）杆塔带电部分与塔材安全距离校验导线与塔身安全距离的确定查阅输电杆塔级基础设计，110KV带电部分与杆塔最小间隙不应小于1.0m，带电作业情况下带电部分与杆塔构建间间隙不应小于1m。杆塔为耐张塔，风荷载对安全距离影响不大，而横担长度完全满足要求3 铁塔的荷载组合及计算转角杆是承力杆，很重要，主要荷载是导地线的张力，风荷载的比例很小，因此，在设计时取风向与导线垂直。3.1运行工况杆塔荷载计算3.1.1运行工况I：最大风，无冰，未断线导线：最大风时绝缘子串水平横向风荷载的计算相导线所用的绝缘子串数每串绝缘子的片数
34、风压随高度变化系数，参考书目输电杆塔及基础设计表2-5取值每片绝缘子的受风面积基本风压其中，绝缘子高度离地面约27m。查输电杆塔及基础设计表25得。构件为角钢时构件体型系数为1.3。导线金具重力：导线风压： 导线重量：导线张力：查输电杆塔及基础设计第7页，转角杆塔导线断线张力取最大使用张力的70%，地线断线张力取最大使用张力的80%。导线角度荷载：导线不平衡荷载：由于未断线，设计档距相同，故不平衡荷载为0地线风压： 地线重量：地线金具重量：跳线侧金具重量:跳线侧金具风压：地线张力：地线角度荷载：地线不平衡荷载：未断线，设计两端水平档距相同，不平衡张力=0表3-1 运行工况I荷载汇总表竖直方向横
35、担或地线支架平行方向横担或地线支架垂直方向横担或中悬点8406.8221802.090地线支架2878.69，3486（跳线侧）10833.47,11082.24（跳线侧）0图3-1 运行工况I荷载图3.1.2运行工况II：最低温、无风、未断线导线金具重力：导线重量：导线张力：导线角度荷载：导线不平衡荷载：由于未断线，设计档距相同，故不平衡荷载为0地线重量：地线金具重量：跳线侧金具重量:地线张力：地线角度荷载：地线不平衡荷载：未断线，设计两端水平档距相同，不平衡张力=0表3-2 运行工况II荷载汇总表竖直方向横担或地线支架平行方向横担或地线支架垂直方向横担或中悬点8406.8214798.24
36、0地线支架2878.69，3486（跳线侧）9080.060图3-2 运行工况II荷载图3.2断线时杆塔荷载计算3.2.1断线工况I无冰、无风、断下导线一项，地线未断：导线金具重力：导线重量：导线张力：导线角度荷载：导线不平衡张力：地线重量：地线金具重量：跳线侧金具重量:地线张力：地线角度荷载：地线不平衡荷载：未断线，设计两端水平档距相同，不平衡张力=0竖直方向横担或地线支架平行方向横担或地线支架垂直方向横担或中悬点8406.82，4203.41（断线侧）14798.24，7399（断线侧）0，27614（断线侧）地线支架2878.69，3486（跳线侧）9080.060表3-3 断线工况I荷
37、载汇总表图3-3 断线工况I荷载图3.2.2断线工况II无冰、无风、断中导线一项，地线未断：导线金具重力：导线重量：导线张力：导线角度荷载：导线不平衡张力：地线重量：地线金具重量：跳线侧金具重量:地线张力：地线角度荷载：地线不平衡荷载：未断线，设计两端水平档距相同，不平衡张力=0表3-4 断线工况II荷载汇总表竖直方向横担或地线支架平行方向横担或地线支架垂直方向横担或中悬点8406.82，4203.41（断线侧）14798.24，7399（断线侧）0，27614（断线侧）地线支架2878.69，3486（跳线侧）9080.060图3-4断线工况II荷载图3.2.3断线工况III无冰、无风、断一
38、根地线、导线未断地线断线张力：表3-5 断线工况III荷载汇总表竖直方向横担或地线支架平行方向横担或地线支架垂直方向横担或中悬点8406.82，14798.240地线支架1439（断线侧），3486（跳线侧）9080.06，4050（断线侧）0，16943（断线侧）图3-5断线工况II荷载图3.3安装工况荷载计算：紧线荷载分为两种情况：相邻档未挂导地线时荷载以及相邻档已挂导地线荷载，参照输电线路施工，紧线时需设临时拉线，故不存在不平衡张力荷载，且相邻档已挂导线时垂直荷载较大，故此处只计算相邻档已挂导线时的紧线荷载。地线重量：地线金具重量：跳线侧金具重量:导线金具重力：导线重量：附加荷载导线取2
39、.0KN，地线取1.5KN表3-6 安装工况荷载汇总表竖直方向横担或地线支架平行方向横担或地线支架垂直方向横担或中悬点10406.862092.090地线支架4778.69，5086（跳线侧）9933.47，10282.24（跳线侧）0图3-6 安装工况荷载图3.4杆塔风荷载计算风向作用在与风向垂直的结构物表面的风荷载计算公式为风压随高度变化系数 构件体型系数 杆塔风荷载调整系数构件承受风压的投影面积，mm参考规程规定及本课题杆塔机器线路运行地形环境及书目输电杆塔及基础设计表2-5选定风压高度变化系数为0.88。由于本课题设计的杆塔类型为有型钢杆件组成的，所以塔架的构建体型系数可以取值为，其中
40、为塔架背风面荷载降低系数。参考输电杆塔及基础设计表2-6及其线路运行数据选取塔架背风面荷载降低系数为0.75。则杆塔风荷载调整系数参考书目输电杆塔及基础设计表2-8及前面所得杆塔塔形和形尺寸等信息可取值为1.25。构件为角钢时构件体型系数为1.3杆塔塔身构件承受风压投影面积对铁塔而言铁塔构架的填充系数 按照课题十几情况选取数值0.2计算段的高度、铁塔塔身计算段内侧面桁架的上宽和下宽基本风压W计算公式 则有风向作用在与风向垂直的结构物表面的风荷载4 铁塔的内力计算输电线路铁塔属于空间桁架结构，在大多数情况下为超静定结构。为了简化计算，一般在设计中作如下假定：（1）将空间桁架化为平面桁架，这是因为
41、铁塔上所承受的荷载（纵向或横向）在铁塔的正、侧面上基本上是对称的；（2）构件的节点为理想铰，所有构件的轴线都是在同一平面内的直线，并在节点上交于节点中心，这种体系的构件只承受轴向力；（3）为了将铁塔简化为静定的平面桁架，一般可将因构造要求而设置的多余杆件略计，如辅助材可视为零杆，而对于横隔材可只考虑承受扭矩；（4）铁塔腿部与基础的连接，假定为不动铰接；其中空间桁架的杆件按照其所处的部位（例如：在桁架结构的外缘、腹部等）和杆件在设计时布置的目的，分为弦杆、腹杆和支撑，铁塔的杆件也是按其所处的部位和布置的目的分为以下几种类型：1）主材，铁塔的主要受力构件。在铁塔的各个平面桁架的外缘构件基本上是主材
42、；2）斜材，铁塔的各个平面桁架的腹杆，主要用来承受水平荷载和平衡铁塔扭距的构件，这些构件基本上不直接承受垂直荷载，且主要承受水平荷载；3)横材，相当于水平放置的斜材；4)辅助材，为了进一步保证受力杆件的稳定性，增大受力杆件的承载能力，往往在受力杆件两端之间增加一点或多点支撑杆件，这种仅仅起支撑作用的杆件我们称为辅助材。在理论上，辅助材为零杆，但是，从变形协调的角度看，当它所支撑的杆件有失稳趋势时，它还是会承受一定的轴向力的。4.1塔身受压计算4.1.1主材、斜材内力的计算此处只校验塔身首段和末端的主材内力,此处主要校验主材受压强度，故计算运行工况I中荷载图4-1塔身首段尺寸图如图，取塔身首段截面，已知结构重要性系数O=1.0，正常情况可变可在组合系数=1.0。主材内力：斜材内力： 图4-2 塔身末段尺寸图主材内力：斜材内力： 4.1.2 横隔材弯矩计算式中工人工具较重时，采用10