輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析

楊維恒

國網(wǎng)寧夏電力公司固原供電公司 寧夏固原 756000

輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)是值得人們進(jìn)行深入分析的，因?yàn)檫@關(guān)系到電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量，同時(shí)對(duì)于人們的生活以及社會(huì)的發(fā)展都具有一定的影響。只有深入探究其桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分，才能有助于工作人員了解設(shè)計(jì)的內(nèi)容以及現(xiàn)狀，找出設(shè)計(jì)中的不足，進(jìn)而為后續(xù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供一定的參考，從而取得良好的設(shè)計(jì)效果。

1 輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問題

1.1 桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法存在缺陷

近年來架空輸電線路建設(shè)受到人們關(guān)注，和普通輸電線路建設(shè)還具有一定區(qū)別，在桿塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方面仍采用傳統(tǒng)的荷載計(jì)算方法。架空輸電線路建設(shè)往往是地形相對(duì)復(fù)雜的地區(qū)或者偏遠(yuǎn)地區(qū)，如果仍然僅僅是采用傳統(tǒng)的這種荷載計(jì)算方法并不能夠很好適應(yīng)目前架空輸電線路桿塔基礎(chǔ)建設(shè)，采用這種計(jì)算方法會(huì)影響并限制桿塔的安全性以及可靠性，甚至在桿塔使用過程中會(huì)存在極大的安全隱患，對(duì)于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行也造成威脅，甚至?xí)驗(yàn)闂U塔質(zhì)量問題引發(fā)安全事故。

1.2 桿塔自身質(zhì)量水平較低

國內(nèi)桿塔主要有兩種來源：私營手工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)和大型國有生活企業(yè)。私營手工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)由私營企業(yè)、個(gè)體企業(yè)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)組成。這些企業(yè)的生產(chǎn)能力和加工能力都不能達(dá)到較好的水平[1]。一些精細(xì)的處理環(huán)節(jié)甚至依賴手工操作。國有企業(yè)生產(chǎn)的桿塔一般由電力部門指定。國有企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)力強(qiáng)于民營企業(yè)。但它只是80年代的技術(shù)水平，缺乏創(chuàng)新和必要的技術(shù)創(chuàng)新。

2 輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 優(yōu)化架空輸電線路桿塔基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法

對(duì)于架空輸電線路的塔桿優(yōu)化而言，對(duì)于電網(wǎng)設(shè)計(jì)人員以及技術(shù)人員具有明確要求，需要明確架空輸電線路桿塔建設(shè)的特殊性。并且在進(jìn)行建設(shè)的前期就施工現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查，了解施工現(xiàn)場的水文地質(zhì)條件等因素，明確哪些因素可能對(duì)桿塔基礎(chǔ)建設(shè)造成影響來進(jìn)行設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法具有一定局限性，不能很好適應(yīng)電網(wǎng)建設(shè)的多樣性，因此可以在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，引入分享系數(shù)設(shè)計(jì)方法，在應(yīng)用中增強(qiáng)架空輸電線路建設(shè)合理性。同時(shí)設(shè)計(jì)人員在考慮自然環(huán)境以及地質(zhì)條件對(duì)架空輸電線路桿塔施工的影響的時(shí)候，在優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的前提下，對(duì)桿塔結(jié)構(gòu)、原材料選用以及強(qiáng)度計(jì)算等方面進(jìn)行全面提升優(yōu)化。在改進(jìn)和優(yōu)化的基礎(chǔ)上考慮經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最大化的實(shí)現(xiàn)。

2.2 根據(jù)不同的地質(zhì)環(huán)境選擇相應(yīng)的桿塔基礎(chǔ)

目前各行業(yè)的發(fā)展對(duì)于電能的需求越來越高，為提高供電能力和供電水平往往對(duì)桿塔基礎(chǔ)建設(shè)體積進(jìn)行擴(kuò)大，但是這樣無形中增加了施工時(shí)間以及施工成本，針對(duì)不同地區(qū)以及不同地質(zhì)條件需要采用不同的施工材料和施工方法。結(jié)合本人多年來建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，建議在地質(zhì)條件相對(duì)較好的地區(qū)采用掏挖類的桿塔基礎(chǔ)建設(shè)方法，這一方法在目前架空輸電線路桿塔建設(shè)中應(yīng)用最為廣泛，而且在保證桿塔基礎(chǔ)施工穩(wěn)定性方面具有很好作用，具有抗走形、抗傾斜等優(yōu)越性，承載能力也極佳。對(duì)于其他不同的地形考慮采用不同的施工方法[2]。對(duì)于地質(zhì)環(huán)境較惡劣的地區(qū)采用灌注樁方法來進(jìn)行桿塔基礎(chǔ)建設(shè)，這一建設(shè)方法的適應(yīng)能力較強(qiáng)，而且施工方法也相對(duì)簡單；尤其是在軟土、沙土以及地下水含量較高的地區(qū)應(yīng)用效果較好。對(duì)于輸電線路桿塔建設(shè)中施工面積較大的地區(qū)，往往采用大開挖基礎(chǔ)法。

2.3 輸電線路桿塔身結(jié)構(gòu)的優(yōu)化選擇

輸電線路桿塔主要有兩種塔體：矩形塔和方形塔。與矩形塔相比，方形塔具有較大的重量和面積，給運(yùn)輸和施工帶來一定的不便。但在橫向和縱向承載力方面，方塔優(yōu)于矩形塔[3]。在輸電線路鐵塔的尺寸分析中，水平間距一般在400米左右，垂直間距為560米，在固定的直線塔底和橫擔(dān)長度下找出最佳的輸電線路鐵塔形狀。相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員積極配合集成項(xiàng)目，滿足輸電塔的規(guī)格要求，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性和實(shí)用性。

2.4 荷載取值

荷載取值也是未來研究的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，其對(duì)于桿塔結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與安全具有重要的影響。目前，對(duì)與靜風(fēng)荷載有關(guān)的幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)的研究越來越受到重視。對(duì)于動(dòng)風(fēng)荷載，還缺乏深入、系統(tǒng)的研究。因此，風(fēng)、冰荷載的組合以及離線條件的組合也需要加強(qiáng)。

2.5 節(jié)點(diǎn)構(gòu)造計(jì)算

對(duì)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造進(jìn)行設(shè)的過程中，加強(qiáng)計(jì)算方法改進(jìn)也是未來發(fā)展過程中應(yīng)該考慮的問題。這與現(xiàn)實(shí)情況有關(guān)，由于設(shè)計(jì)的理念以及材料等諸多內(nèi)容的影響，相比于國外的輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)，我國的桿塔結(jié)構(gòu)比較偏大，而且還比較偏重，這也使得節(jié)點(diǎn)構(gòu)造有很大的不同。因此，未來這方面的研究應(yīng)該更為具體，由其節(jié)點(diǎn)構(gòu)造與桿件承載力之間的關(guān)系仍需進(jìn)一步的探索。

2.6 設(shè)計(jì)計(jì)算軟件

設(shè)計(jì)計(jì)算軟件的應(yīng)用也是必然的趨勢，這是科技時(shí)代背景下的新手段，具有一定的先進(jìn)性，人們能夠利用先進(jìn)的設(shè)計(jì)計(jì)算軟件，進(jìn)行更為精準(zhǔn)的計(jì)算，盡量避免一些誤差的產(chǎn)生。而且就目前而言，我國大多業(yè)內(nèi)采用的設(shè)計(jì)計(jì)算軟件是比較陳舊的，一些新的研究成果并沒有納入其中[4]。因此，這就要求有關(guān)研究人員能夠不斷地優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算軟件，加快數(shù)字化電網(wǎng)的設(shè)計(jì)與構(gòu)建，為電網(wǎng)的建設(shè)貢獻(xiàn)出更大的力量，以提高整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化效果，使得設(shè)計(jì)更為合理、可靠。

3 結(jié)語

綜上所述，為了更好的保證輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)質(zhì)量，想設(shè)計(jì)人員能夠結(jié)合實(shí)際的情況，積極的采取一些有效的措施，以真正優(yōu)化其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，更好地滿足人們的供電需求，促進(jìn)電力事業(yè)的良好發(fā)展。