Q/GDW 11654-2017 架空输电线路杆塔结构设计及试验技术规定.pdf
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表2角度风作用时钢管塔塔身风荷载分配表
表3角度风作用时钢管塔横担风荷载分配表
6.1.24各类杆塔均应计算线路正常运行情况、断线情况、不均匀覆冰情况和安装情况下的荷载组合, 必要时尚应验算地震等稀有情况下的荷载组合。 6.1.25计算曲线型杆塔时,应考虑沿高度方向不同时出现最大风速的不利情况,可参见附录C计算。 6.1.26外壁坡度小于2%的圆锥形构件或圆筒形钢管构件,应考虑风激横向振动的效应,必要时应采 取适当的防护或控制措施。 6.1.27各类杆塔在断线情况下的断线张力(或分裂导线纵向不平衡涨力),以及不均匀覆冰情况下的 不平衡张力均应按静态荷载计算。 6.1.28各类杆塔在有冰工况下LYT标准规范范本,均应计入构件覆冰对杆塔构件的影响。 6.1.29防串倒的加强型悬垂型杆塔,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(或分裂导线纵向不平衡张力)计算
客类杆塔的正常运行情况,应计算下列荷载组合:a)基本风速、无冰、未图线(包括最小重垂直有 载和最大水平荷载组合);b)最大覆冰、相应风速及气温、未断线:c)最低气温、无冰、无风、未离 线(适用于终端和转角杆塔)
6.3.1悬垂型杆塔(不含大跨越悬垂直线
a)单回路杆塔:单导线断任意一相导线(分裂导线任意一相导线有纵向不平衡张力),地线未断; 断任意一根地线,导线未断; b 双回路杆塔:同一档内,单导线断任意两相导线(分裂导线任意两相导线有纵向不平衡张力), 地线未断;断一根地线,单导线断任意一相导线(分裂导线任意一相导线有纵向不平衡张力); C 多回路杆塔:同一档内,单导线断任意三相导线(分裂导线任意三相导线有纵向不平衡张力), 地线未断;断一根地线,单导线断任意两相导线(分裂导线任意两相导线有纵向不平衡张力)。 3.2 耐张型杆塔的断线情况应按一5C、有冰、无风的气象条件,计算下列荷载组合: a 单回路和双回路杆塔: 1)交流线路:同一档内,单导线断任意两相导线(分裂导线任意两相导线有纵向不平衡张力) 地线未断;断任意一根地线,单导线断任意一相导线(分裂导线任意一相导线有纵向不平 衡张力。 2) 单回路直流线路:同一档内,断任意一根地线,单导线断任意一极导线(分裂导线任意 极导线有纵向不平衡张力)。
3)双回路直流线路:同一档内,单导线断任意两极导线(分裂导线任两极导线有纵向不平 衡张力)、地线未断;断任意一根地线,单导线断任意一极导线(分裂导线任意一极导线 有纵向不平衡张力)。 b 多回路杆塔:同一档内,单导线断任意三相导线(分裂导线任意三相导线有纵向不平衡张力)、 地线未断;断任意一根地线,单导线断任意两根导线(分裂导线任意两相导线有纵向不平衡张 力。 5.3.310mm及以下的冰区导、地线的断线张力(或分裂导线的不平衡张力)的取值应符合表4规定 的导、地线最大使用张力的百分数值,垂直冰荷载取100%设计覆冰荷载。
以下冰区导、地线断线张力(或分裂导线的纵向不平
6.3.4对于中冰区导、地线的断线张力(或分裂导线的纵向不平衡张力)的取值应符合表5规定的导、 地线最大使用张力的百分数值,垂直冰荷载取100%设计覆冰荷载。 表5中冰区导、地线断线张力(或分裂导线的纵向不平衡涨力)取值表 (%)
3.5对于重冰区导、地线的断线张力(或分裂 取100%设计覆冰荷载。 表6重冰区导线、地线断线(或分
6.3.6重冰区导线、地线的断线张力(或分裂导线的不平衡张力)除应按表6的覆冰率进行计算外 具体取值不应低于下表7规定的导、地线最大使用张力的百分数值。
重冰区导线、地线断线张力(纵向威不平衡张力)
6.3.7转动横担或变形横担的启动力, 的要全要求。一股110kV线路采用标准值 2kN~3kN: 220kV线路采用标准值5kN~6kN
6.3.7转动横担或变形横担的启动力, L的要全要求。一股110kV线路采
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6.4.1各类杆塔不均匀覆冰的不平衡张力应计算下列荷载裁组合:
10m及以下冰区不均匀覆冰的导、地线不平衡张力
重覆冰区不均匀覆冰的导、地线不平衡张力覆冰率
6.4.5重冰区导线、地线不均匀覆冰的不平衡张力除按表9的覆冰率进行计算外,具体取值不应低于 表11规定的导、地线最大使用张力的百分数值。 表11重冰区不均匀覆冰的导、地线不平衡张力取值表(%)
冰区导线、地线不均匀覆冰的不平衡张力除按表9的覆冰率进行计算外,具体取值不应低于 的导、地线最大使用张力的百分数值。 表11重冰区不均匀覆冰的导、地线不平衡张力取值表()
11重冰区不均匀冰的导、地线不平衡张力取
6.5.1各类杆塔的安装情况,应按10m/s风速、无冰、相应气温的气象条件下考虑下列荷载组合。 6.5.2悬垂型杆塔的安装荷载
6.5.1各类杆塔的安装情况,
5.5.1各类杆塔的安装情况,应按10m/s风速、无冰、相应气温的气象条件下考虑下列荷载组合:
a 提升导线、地线及其附件时的作用荷载。包括提升导线、地线、绝缘子和金具等重量(一般按 2.0倍计算和安装工人和工具 动力系数1.1,附加荷载可按表12选用。
表12附加荷载标准值
6 导线及地线铺线作业时的作用荷载。锚线对地夹角一般应不大于20°,正在错线相的张力应考 虑动力系数1.1。挂线点垂直荷载取锚线张力的垂直分量和导、地线重力和附加荷载之和,纵 向不平张力分别取导、地线张力与罐线张力纵向分量之差。 .5.3 耐张型杆塔的安装荷载: 导线及地线荷载。锚塔:锚地线时,相邻档内的导线及地线均未架设;锚导线时,在同档内的 地线已架设。紧线塔:紧地线时,相邻档内的地线已架设或未架设,同档内的导线均未架设; 紧导线时,同档内的地线已架设,相邻档内的导线和地线已架设或未架设。 b 临时拉线所产生的荷载:锚塔和紧线塔均允许计及临时拉线的作用,临时拉线对地夹角不应大 于45°,其方向与导、地线方向一致。500kV以下杆塔临时拉线一般可平衡导、地线张力的30% 500kV以上杆塔,对4分裂导线的临时拉线按平衡导线张力标准值30kN考虑,6分裂及以上 导线的临时拉线接平衡导线张力标准值40kKN考患,地线临时拉线按平衡地线张力标准值KN 考虑。土800kV杆塔导、地线的临时拉线的平衡张力分别取160kN和10kN。 紧线牵引绳产生的荷载:紧线牵引绳对地夹角一般接不大于20°考虑,计算紧线张力时应计及 导、地线的初伸长、施工误差和过牵引的影响。 d)安装时的附加荷载可按表12选用。 5.4导线、地线的架设次序,一般考虑自上而下地逐相(根)架设。对于双回路及多回路杆塔,应按 实际需要,考虑分期架设的情况。 5.5终端杆塔应计及变电所(或升压站)侧导线及地线已架设或未架设的情况。 5.5.6与水平面夹角不大于30°、而且可以上人的杆塔构件,应能承受设计值1000N人重荷载,此时, 不与其他荷载组合。
6.6.1验算情况是指稀有气象条件、地震等特殊情况。 66.2位于基本地震烈度为九度及以上地区的各类杆塔均应进行抗震验算。验算条件:有风(风荷载 最大设计值的30%),无冰、未断线。 6.6.3各类杆塔的验算覆冰荷载情况,按验算冰厚、一5℃C、10m/s风,所有导、地线同时同向有不平 张力,使杆塔承受最大弯矩情况。 6.6.4重覆冰线路各垂直档距系数(垂直档距与水平档距之比)小于08的杆塔,应按导线、地线不 均匀覆冰时产生的上拨力校验导线横担和地线支架,导线上拔力取最大使用张力的5%~10%,地线上 拔力可取最大使用张力的5%。相邻塔位高差较大时,还应校验耐张型杆塔横担受扭情况。 6.6.5舞动工况规定如下:
a)在3级舞动区,输电线路杆塔横担设计宜增加舞动校验工况组合:10m高度处、10min平均风速 15m/5,冰厚5mm,气温一5℃C,风向90°,组合系取0.9。舞动纵向张力差占最大使用张力百分 数见表13。
表13舞动张力差占最大使用张力百分数取值表
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b)在2级、3级舞动区,对重要交叉跨越段耐张塔校验横担部位螺栓孔壁挤压强度时,舞动荷载可 考虑1.15~1.25的增大系数。 6.6.6 脱冰跳跃工况规定如下: a 对于相邻两档档距差或相邻杆塔挂点高差大于15%的覆冰区线路段,应通过导、地线脱冰跳跃 动力分析确定挂点纵向不平衡张力,分析模型中考虑1档脱冰率100%覆冰导、地线阻尼比 取5%0 b)20mm、30mm冰区导、地线上拔力占最大使用张力百分数可按照10%取值,40mm、50mm冰 区上拨力占最大使用张力百分数可按照5%取值。
6.7导线及地线线条风荷数的标准值
式中: W一垂直于导线及地线方向的水平风荷载标准值(kN); 风压不均匀系数,应根据设计基本风速,按照表14确定; 风压高度变化系数,基准高度为10m的风压高度变化系数按《建筑结构荷载规范》GB50009 的规定确定: 导线或地线的体型系数:线径小于17mm或覆冰时(不论线径大小)应取/k=1.2;线径大于或 等于17mm,k取1.l; 500kV及以上电压等级线路导线及地线风荷载调整系数,仅用于计算作用于杆塔上的导线及 地线风荷载(不含导线及地线张力弧垂计算和风偏角计算)民应按照表14确定:其它电压 等级的线路风取1.0: (导线或地线的外径或覆冰时的计算外径;分裂导线取所有子导线外径的总和(m) 一杆塔的水平档距(m); 导、地线及绝缘子串覆冰风荷载增大系数,5mm冰区取1.1,10mm冰区取1,2,15mm冰区 取1.3,20mm及以上冰区取1.5~2.0 一风向与导线或地线方向之间的夹角°); Wo一一基准风压标准值(KN/m) 一基准高度为10m的风速(mS)
表14风压不均匀系数c和导地线风载调整系数B
式中: W一杆塔风荷载标准值(KN): 十由圆断面杆件组成的塔架,当·W·≤0.003时,As值按型钢塔架的As值乘0.8采 用;当·W*d≥0.021时,值按型钢塔架的μs值乘0.6采用;当0.003≤%*d≤0.021 时,K值插入法计算。钢管杆的体型系数取值见表15。
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杆塔构件覆冰风荷载增大系数,5mm冰区取1.1,10mm冰区取1.2,15mm冰区取1.6,20mm 取1.8,20mm以上冰区取2.0~2.5; 迎风面构件的投影面积计算值(m) 搭架背风面荷载降低系数,角钢塔搭按表16选用,钢管搭按表17选用:
表16角钢塔塔架背风面荷机降低系数刀
表17钢管塔塔架背风面风载降低系数刀
6.8.1.2对杆塔本身,当杆塔全高不超过60m时,应按照表18对全高采用一个系数:当杆塔全高超过 60m时,应按GB50009,采用由下到上逐段增大的数值,但其加权平均值对自立式杆塔不应小于1.6, 对单柱拉线杆塔不应小于1.8。对基础,当杆塔全高不超过60m时,应取1.0:60m及以上时,宜采用由 下到上逐段增大的数值,但其加权平均值对自立式杆塔不应小于13
表18杆塔风荷载调整系数B
6.8.1.3对于基本风速重现期为100年的杆塔,应按峰值因子取3.1计算风荷载调整系
1.3对于基本风速重现期为100年的杆塔,应按峰值因子取3.1计算风荷载调整系数。 1.4杆塔风荷载调整系数B的加权平均值应按照式(4)计算: 式中: 际第i个风压分段的构件体型系数: Ⅱ第7个风压分段的背风面荷载降低系数: 4一第/个风压分段的挡风面积:
式中: —第7个风压分段的构件体型系数: 1—第7个风压分段的背风面荷载降低系数; 一第7个风压分段的挡风面积:
6. 8. 3 涡激风振工况
6. 9绝缘子串风荷载的标准值
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表20焊缝强度设计值
表21计算各类杆塔用的可变荷载组合系数
76一一永久荷载分项系数,对结构受力有利时取1.0,不利时取1.2,验算结构抗倾或抗滑移时取 0.9。
表22地震作用分项系数
GE 重力荷载代表值的效应: Sak 水平地震作用标准值的效应; Seak 竖向地震作用标准值的效应; 面 导、地线张力可变荷载的分项综合系数,取05: SEOK 导地线张力可变荷载代表值的效应; Suk 风荷载标准值的效应; WE 地震基本组合中的风荷载组合系数,可取0.3: 承载力抗震调整系数,应按表23确定。
表23承载力抗震调整系数
B.1.3结构或构件的强度、稳定和连接强度,应按承载力极限状态的要求,采用荷载的设计值和材料 强度的设计值进行计算;结构或构件的变形或裂缝,应按正常使用极限状态的要求,采用荷载的标准值 和正常使用规定限值进行计算。 8.1.4不带拉线的悬垂型塔,在纵向荷载情况下计算时,可以考患顺线路方向的地线支持力作用。但 最大支持力不得大于地线线夹的允许握着力,并考虑有一定的裕度。 8.1.5一般拉线杆塔,拉线受力按简化方法计算时,应乘以1.05增大系数。 8.1.6杆塔拉线初应力一般控制在120N/mm~140N/mm,拉杆预拉力可取拉杆最大使用拉力的 20%30% 8.1.7杆塔辅助材的承载能力一般不低于所支撑主材内力的2%、斜材内力的5%,当受力材之间的夹 角小于25°时,支撑该受力材的辅助材的承载力应适当提高或通过试验确定。 8.1.8中重冰区各类杆塔在覆冰工况下,均应计入构件覆冰对杆塔构件的影响。 B.1.9重覆冰线路不宜采用下列型式的杆塔: a)导线非对称排列的杆塔: b)塔身断面非正方形铁塔。 B.1.10杆塔结构应根据重覆冰线路的特点进行设计: a)拉线杆塔的根部结构宜为较接支承; b)不应采用转动横担或变形横担: c)110kV线路30°以上转角杆塔和220kV及以上线路耐张型杆塔宜采用自立式杆塔。 8.1.11塔架为空间桁架结构,应采用三维计算模型程序进行内力分析。当用人工进行杆塔内力分析时, 可按附录A简化计算。绘制杆塔结构加工图时必须与内力计算图保持一致。
B.2杆塔结构基本规定
MN压杆稳定强度折减系数,根据翼缘板自由外伸宽度6(图1)与厚度7之比计算确定;
图1翼缘板自由外伸宽度示意图
9.3轴心受压构件稳定系数应根据下列规定确定: a)等边单角钢构件绕最小轴失稳时,按附录B确定: 格构式组合结构,则需根据附录B表B.1中公式算出换算长细比,再按表B.2~B3确定; 双轴对称十字形截面组合角钢构件(图2),按式(15)计算其等效回转半径,再按附录B确 定。
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3双肢组合角钢填板布
(20) (21) (22)
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表24主材计算长度表
表25交叉斜材计算长度表
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表26K型斜材计算长度表
认证标准9.8交叉斜材计算长度修正系数
a 两根斜材一拉一压(N≥20%V)时: K=V(/ Ls)α3V / 4V)≥0.5 b) 两根斜材同时受压或两根斜材一拉一压(N6<20%V)时: K=/o.5(l+Ng/ M) 式中: 一所计算杆的内力(N),取绝对值: N6 一相交另一杆的内力(N),取绝对值;两根斜材同时受压时,取N≤N。 9.9常用的钢管断面特性可采用表27中的近似计算公式:
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形断面的展开宽度和弯曲
(26) 承压承载力:N=d./min(,) (27) 式中: N 一每个螺栓的承剪(N): N—每个螺栓的承压承载力设计值(N): 川,承剪面数目; d一螺栓杆直径mm); 一一在同一受力方向的承压构件的较小总厚度(mm); 、J—螺栓的抗剪和构件的承压强度设计值(N/mm)。 10.1.2在螺栓或锚栓杆轴方向受拉的连接中,每个螺栓或锚栓的承载力设计值应按公式(28)、(29) 计算:
承压承载力:Ne=d/min(J)
N)、N每个螺栓、锚栓受拉承载力设计值(N); d,螺栓或锚栓在螺纹处的有效直径(mm) J、J"螺栓、锚栓的抗拉强度设计值(N/mmr) 10.1.3同时承受剪力和轴心拉力的螺栓车库设计规范和图纸,应符合公式(30)、(31)的要求:
()()≤ N.≤N
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