10 杆塔荷载及材料10 1,杆塔荷载10、1.1 本条规定了荷载的分类、分类原则是根据现行国家标准，建筑结构可靠度设计统一标准 GB.50068，2001.结合输电结构的特点,为简化荷载分类、不列偶然荷载，将属这类性质的断线张力及安装荷载等也列入了可变荷载，将基础重力列入永久荷载，同时为与习惯称谓一致，不采用该标准中所用的、作用、术语、而仍用,荷载.来表述。10.1,2.本条规定了荷载的作用方向 1.一般情况 杆塔的横担轴线是垂直于线路方向中心线或线路转角的平分线,因此、横向荷载是沿横担轴线方向的荷载,纵向荷载是垂直于横担轴线方向的荷载，垂直荷载是垂直于地面方向的荷载。2、悬垂型杆塔基本风速工况.除了0、风向和90,风向的荷载工况外 45，风向和60、风向对杆塔控制杆件产生的效应很接近,因此,通常计算0.45 及90.三种风向的荷载工况.但是。对塔身为矩形截面或者特别高的杆塔等结构。有时候可能由60，风向控制，耐张型杆塔的基本风速工况,一般情况由90、风向控制、但由于风速 塔高，塔型的影响 45,风向有时也会控制塔身主材.对于耐张分支塔等特殊杆塔结构。还要根据实际情况判断其他风向控制构件的可能性、3 考虑到终端杆塔荷载的特点是不论转角范围大小 其前后档的张力一般相差较大.因此.规定终端杆塔还需计算基本风速的零度风向.其他风向.90.或45.可根据实际塔位转角情况而定 10.1，3、正常运行情况，断线,含导线的纵向不平衡张力 情况和安装情况的荷载组合是各类杆塔的基本荷载组合，不论线路工程处于何种气象区都要计算.当线路工程所处气象区有覆冰条件时、还要计算不均匀覆冰的情况，10,1、4，基本风速，无冰、未断线的正常运行情况要分别考虑最大垂直荷载和最小垂直荷载两种组合、因为工程实践计算分析表明。铁塔的某些构件.例如部分V型串的横担构件或部分塔身侧面斜材。可能由最小垂直荷载组合控制，10、1、5.10.1.6 断线,含导线的纵向不平衡张力.情况 当实际工程气象条件无冰时，要按最低气温 无冰,无风计算、断线工况均考虑同一档内断线。或导线有纵向不平衡张力、1,对悬垂型杆塔。要分别考虑一极导线有纵向不平衡张力情况或断一根地线的情况，2、对耐张型杆塔 要分别考虑一极导线有纵向不平衡张力情况或同一档内断一根地线和一极导线有纵向不平衡张力的情况 3。对于终端杆塔，由于换流站侧导线的纵向不平衡张力很小,线路侧导线的纵向不平衡张力相对很大,在正常运行工况中已经考虑了线路侧未架的情况,因此对直流线路终端塔只需考虑线路侧地线断线或导线有纵向不平衡张力情况即可.10.1、7 为了提高地线支架的承载能力。对悬垂塔和耐张塔,地线断线张力取值均为100。最大使用张力,10。1 8 从历次冰灾事故情况来看,地线的覆冰厚度一般比导线要厚、故对于不均匀覆冰情况,地线的不平衡张力取值 占最大使用张力的百分数、比导线要大.无冰区和5mm冰区可不考虑不均匀覆冰情况引起的不平衡张力。表10.1,8中不均匀覆冰的导 地线不平衡张力取值适用于档距550m,高差不超过15.的使用条件.超过该条件时要按实际情况进行计算，10、1、9。不均匀覆冰荷载组合.要考虑纵向弯矩组合情况，以提高杆塔的纵向抗弯能力。10，1，10.本规范规定的断线张力。或纵向不平衡张力，和不均匀覆冰情况下的不平衡张力值已考虑了动力影响 因此,应按静态荷载计算,10、1、11.2008年的严重冰灾在湖南,江西和浙江等省份均有发生串倒的现象 由于倒塔断线引起相邻档的铁塔被拉到的现象不少。为了有效控制冰灾事故的进一步扩大。对于较长的耐张段之间适当布置防串倒的加强型悬垂型杆塔、是非常有效的一种方法.国外的规范中也有类似的规定,加强型悬垂型杆塔除按常规悬垂型杆塔工况计算外。还应按所有导、地线同侧有断线张力。或纵向不平衡张力，计算,以提高该塔的纵向承载能力,10.1 12,本条是根据以往实际工程设计经验确定的.验算覆冰荷载情况是作为正常设计情况之外的补充计算条件提出来的，主要在于弥补设计条件的不足。用以校验和提高线路在稀有的验算覆冰情况下的抗冰能力,它的荷载特点是在过载冰的运行情况下.同时存在较大的不平衡张力、这项不平衡张力是由于现场档距不等、在冰凌过载条件下产生的，导.地线具有同期同方向的特性,故只考虑正常运行和所有导 地线同时同向有不平衡张力，使杆塔承受最大弯矩情况 鉴于验算覆冰荷载出现概率很小.故不再考虑断线和最大扭矩的组合情况,10、1，13，本条规定了各类杆塔的安装荷载 1、悬垂型杆塔提升导，地线及其附件时发生的荷载,其中,提升导。地线的荷载如果考虑避免安装荷载。包括检修荷载，控制杆件选材、起吊导,地线时采用转向滑轮 图10，等措施.将起吊荷载控制在导、地线重量的1.5倍以内是可行的、以往线路已有工程经验，但是、要在设计文件中加以说明.图10、起吊导,地线时采用转向滑轮示意图。2。悬垂型杆塔、导线或地线锚线作业时.挂线点处的线条重力由于前后塔位高差对其影响较大.一般取垂直档距较大一侧的线条重力、即按塔位实际情况.一般取大于50。垂直档距的线条重力,3,导、地线的过牵引.施工误差和初伸长引起的张力增大系数由电气专业根据导、地线的特性确定.4。水平和接近水平的杆件.单独校验承受1000N人重荷载，而不与其他荷载组合，是参照国外的设计经验和国内部分设计单位的实践经验,一般可将与水平面夹角不大于30、的杆件视为接近水平的杆件。如果某些杆件不考虑上人,要在设计文件中说明.校验时，可将1000N作为集中荷载。杆件视为简支梁.其跨距取杆件的水平投影长度,杆件应力不能大于材料的强度设计值 10,1,14，本条是根据以往实际工程设计经验确定的。10、1。15.考虑阵风在高度方向的差异对曲线型铁塔斜材产生的不利影响.也称埃菲尔效应.10.1，17，圆管构件在以往的工程中曾出现过激振现象.有的振动已引起杆件的破坏,虽然目前要精确地计算振动力尚有困难.有些参数不容易得到 一般可参照现行国家标准。高耸结构设计规范、GB、50135的有关规定。10。1,18,导线，地线风荷载计算公式中风压调整系数βC.是考虑特高压线路因绝缘子串较长 子导线多、有发生动力放大作用的可能。且随风速增大而增大.此外，近年来500kV线路事故频率较高，适当提高导,地线荷载对降低线路的倒塔事故率也有一定帮助、但对于电线本身的张力弧垂计算、风偏角计算和其他电压等级线路的荷载计算都不必考虑βC。即取βC 1、0，通过对各国风偏间隙校验用风压不均匀系数的分析 参照其中反映风压不均匀系数随档距变化规律的德国和日本系数曲线，结合我国运行经验 提出了风压不均匀系数的取值要求、即校验杆塔电气间隙时 档距不大于200m时取0 8 档距不小于550m时取0.61。档距在200m。550m之间风压不均匀系数α按下式计算，α.0。50，60、Lh 16.式中,Lh,杆塔的水平档距,m、10、1.19，10 1。21。根据现行国家标准，高耸结构设计规范、GB 50135关于塔架结构体型系数取值的规定 由钢管构件组成的塔架整体计算时的μS.按角钢塔架的μS乘以0。6、0、8采用，为计算方便。在以往500kV线路和大跨越钢管塔设计中采用的体型系数为0.82,1。η，1000kV淮南 上海.皖电东送.特高压交流线路工程钢管塔的体型系数为0、85 1,η 杆塔本身风压调整系数βZ。主要是考虑脉动风振的影响、为便于设计,对一般高度的杆塔在全高度内采用单一系数,总高度超过60m的杆塔 特别是较高的大跨越杆塔、其βZ宜采用由下而上逐段增大的数值、可以参照现行国家标准,建筑结构荷载规范 GB.50009的有关规定确定、对宽度较大或迎风面积增加较大的计算段、例如横担.微波天线等，要给予适当加大、单回路杆塔可参考表54取值，参照了。800kV向家坝至上海特高压直流线路工程取值、并做了局部调整，表54，单回路杆塔风荷载调整系数βZ.当考虑杆件相互遮挡影响时，可按.建筑结构荷载规范,GB 50009的规定计算受风面积AS 对基础的βZ值是参考化工塔架的设计经验.取对杆塔效应的50、即β基,β杆塔 1.2,1,考虑到使用上方便。取对60m以下杆塔为1,0 对60m及以上杆塔为1、3、10、1.22,计算公式10、1.22是根据我国电力部门设计经验确定的、以上导线 地线风荷载计算公式，杆塔风荷载计算公式和绝缘子串风荷载计算公式中均有系数B.B为覆冰工况时 风荷载的增大系数,仅仅用于计算覆冰风荷载之用。计算其他工况的风荷载时。不考虑系数B 10.1、23，本条规定参考了现行国家标准 建筑结构荷载规范。GB 50009。2001第7 2,1条文 表10,1 23风压高度变化系数μZ 按下列公式计算得出.式中.Z，对地高度，m、