輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)分析

摘 ?要：隨著近些年生活質(zhì)量的大幅度提升，對用電需求也不斷增高，供電質(zhì)量也逐漸受到社會各界重視。在電力事業(yè)發(fā)展過程中，輸電線路的施工建設(shè)是電力工程項目的主要組成環(huán)節(jié)，其桿塔結(jié)構(gòu)的科學設(shè)計也是至關(guān)重要的，對于電網(wǎng)的供電質(zhì)量有著較大影響。因此，在電力項目輸電線路的施工環(huán)節(jié)中，相關(guān)技術(shù)人員應有效結(jié)合實際問題選用恰當?shù)目茖W技術(shù)設(shè)計其桿塔結(jié)構(gòu)，從而確保輸電線路的安全使用與穩(wěn)定運行。

關(guān)鍵詞：輸電線路;桿塔結(jié)構(gòu);設(shè)計技術(shù)

在社會經(jīng)濟發(fā)展的現(xiàn)今階段，用電規(guī)模逐步擴增，電力工程項目也不斷增多。并且在輸電線路項目建設(shè)的費用比例中，桿塔結(jié)構(gòu)一般占據(jù)30%及以上的建設(shè)費用，其對于輸電線路的質(zhì)量建設(shè)與經(jīng)濟效益有著重要影響。為確保我國輸電電網(wǎng)的質(zhì)量建設(shè)，相關(guān)電力工程單位管理人員應加強對輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計的重視，深入分析其各類影響因素，引進并優(yōu)化先進的科學技術(shù)，合理設(shè)計施工方案，從而確保其安全性與可行性，進一步保障輸電線路的長期穩(wěn)定運行。本文主要針對輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)展開研究與分析。

一、相關(guān)概述

在輸電線路建設(shè)中，桿塔是用于架空并支撐線路的主要支撐物，可有效保障地面與輸電線路之間的安全距離[1]，并預防外力的不良影響如惡劣天氣、人為破壞等，有效減少供電故障的發(fā)生。同時桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計還符合絕緣安全要求，進一步保障輸電線路的穩(wěn)定運行與安全使用。

輸電線路桿塔的主要施工材料一般包括鋼材混凝土或鋼筋混凝土、鋼管塔、鋼管桿等，另外還包括架空地線、絕緣子串等。

另外，輸電線路桿塔在實際應用中易受所處地勢與環(huán)境變化的影響，因此，在桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計中，相關(guān)技術(shù)人員應結(jié)合實際采用不同技術(shù)科學制定施工方案，從而保障輸電線路桿塔的安全荷載與質(zhì)量建設(shè)。

二、桿塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法

在輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，其方法研究主要體現(xiàn)為兩個方面：第一，各類計算方法，如針對桿塔結(jié)構(gòu)展開計算力學模型分析、計算桿端節(jié)點構(gòu)造、計算杠桿承載力等。第二，桿塔結(jié)構(gòu)的布置與優(yōu)化，如塔頭型式、桿件選型、塔腿型式、塔身斜材、坡面、橫斷面等設(shè)計方法的研究。

在輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，相關(guān)設(shè)計人員應加強與施工單位的溝通聯(lián)系，深入了解施工現(xiàn)場的實際現(xiàn)狀，并以此為基礎(chǔ)進行相關(guān)數(shù)據(jù)計算與桿塔結(jié)構(gòu)模擬，如桿塔質(zhì)量計算、桿塔高度計算、美感設(shè)計、負載范圍控制、材料選取等，科學制定桿塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案，并結(jié)合實際問題如迎風面積、地勢等不斷優(yōu)化完善。另外，相關(guān)設(shè)計人員還應注意相鄰桿之間的有效距離，確保各個桿塔穩(wěn)定使用的同時互不影響，進一步保障輸電線路的正常運行與長期運用。

三、輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)優(yōu)化分析

（一）輸電線路桿塔塔頭的結(jié)構(gòu)選擇

塔頭形式設(shè)計是輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要組成內(nèi)容，其對于桿塔結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與輸電線路的供電效果有著直接影響作用。一般輸電線路的桿塔塔頭形式主要包括羊角型、酒杯型與貓頭型，其中酒杯型與貓頭型的塔頭形式一般被應用于單回輸電線路;而羊角型的塔頭質(zhì)量相對較輕，其支撐能力相對較好，在雙回輸電線路中較為常見。另外，在桿塔剛度較強、計算受力較大時，相關(guān)設(shè)計人員應及時選用轉(zhuǎn)角型桿塔，其塔頭形式主要為鼓型與干字型，其中在雙回輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計中應用鼓型塔頭，在單回結(jié)構(gòu)設(shè)計中應用干字型塔頭，從而確保其適用性與實用性[2]。

（二）桿塔塔身斷面設(shè)計

在輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計中，直線型塔身是較為常用的設(shè)計形式，其主要應用于高壓電路建設(shè)中。其桿塔塔身的斷面主要包括兩種樣式，即扁塔，指斷面樣式為矩形;方塔，其斷面形式為正放形。于方塔相比，扁塔重量相對較輕，抗縱向負載能力相對較差，靈活性也相對較低。而在順線路方向上，方塔具有較強的剛度，相較于扁塔而言，其串級倒塔與斷線沖擊能力也相對較強。在一般輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計中，一般采用安全性較高、穩(wěn)定性較強、負載能力較好的方塔斷面形式進行桿塔塔身斷面設(shè)計。另外，在桿塔塔身的設(shè)計過程中，相關(guān)技術(shù)人員還需加強對塔身尺寸的技術(shù)設(shè)計，從而確保其規(guī)范性與整合性，為桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計提供基礎(chǔ)保障。

（三）節(jié)點構(gòu)造的技術(shù)設(shè)計

在桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計中，節(jié)點構(gòu)造設(shè)計也是重要的組成環(huán)節(jié)，其在設(shè)計中應注意以下要點。第一，在節(jié)點構(gòu)造設(shè)計中，應有效防止對孔布置兩面連接桿件的問題，從而減少斷面損失。第二，在設(shè)計過程中應重視節(jié)點板的受彎現(xiàn)象、桿件的偏心連接問題等。第三，在節(jié)點構(gòu)造的連接環(huán)節(jié)中，技術(shù)人員應采用緊湊式設(shè)計，有效減少節(jié)點板面積。第四，科學控制包角鋼等材料的連接數(shù)量。第五，在節(jié)點構(gòu)造過程中，針對主材、斜材的設(shè)計與布置應盡量利用多排螺栓加以固定[3]。

（四）桿塔結(jié)構(gòu)的斜材設(shè)計

在輸電線路桿塔桿塔結(jié)構(gòu)主要包含直線塔與轉(zhuǎn)角塔。在輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計中，其桿塔頂端位置的K型斜材設(shè)計對于輸電線路有著促進優(yōu)化作用，一方面可有效預防桿塔塔身斜材的受壓問題，另一方面可大幅度減輕桿塔結(jié)構(gòu)重量。另外，在轉(zhuǎn)角型桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計中，相關(guān)設(shè)計人員還需注意K型斜材的科學布置，即桿塔重量最輕的110KV橫擔處。

（五）有效結(jié)合計算機技術(shù)

在輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，相關(guān)技術(shù)人員可有效運用計算機進行施工圖紙的繪制，同時結(jié)合人工審核與手工校正確保桿塔結(jié)構(gòu)的有效設(shè)計。同時技術(shù)人員還可借助計算機技術(shù)合理針對設(shè)計方案科學建立力學模型，并以此為基礎(chǔ)進行方案的強度分析與優(yōu)化完善，有效保障設(shè)計方案的可行性與桿塔結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。隨后相關(guān)負責人確定施工方案，制定施工流程。計算機技術(shù)的合理運用有助于加強施工環(huán)節(jié)的聯(lián)動性，確保桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計施工的質(zhì)量與穩(wěn)定。

四、結(jié)論

綜上所述，在輸電線路工程建設(shè)過程中，相關(guān)設(shè)計人員應加強對桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)的重視，以因地制宜為基本原則，結(jié)合實際問題進行各項數(shù)據(jù)的科學計算、桿塔各結(jié)構(gòu)的合理選擇，從而設(shè)計并優(yōu)化施工方案，有效確保桿塔結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與質(zhì)量性，為輸電線路的整體運行提供保障。

參考文獻：

[1]吳廣.輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)研究[J].電子元器件與信息技術(shù)，2020，4（06）：109-110+112.

[2]王飛. 特高壓輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)抗震性能研究[D].中國地震局工程力學研究所，2020.

[3]曲以楠.輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2018（24）：116-117.

作者簡介：姚楠（1993.06.08），男，漢，天津市武清區(qū)，學歷：本科，職稱： 助理工程師，研究方向：結(jié)構(gòu)設(shè)計.