輸電線路大跨越鋼管塔的應(yīng)用和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

南昌興華電力設(shè)計(jì)咨詢有限公司 章寶輝

我國屬于發(fā)展中國家，國土面積比較遼闊，而且人口數(shù)量眾多，隨著現(xiàn)如今科學(xué)技術(shù)在發(fā)展和應(yīng)用過程中的整體情況，電力行業(yè)在發(fā)展過程中，人們對(duì)電量的需求也變得越來越高。架空輸電線路工程在發(fā)展的過程中，已經(jīng)成為了我國行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的重要科學(xué)技術(shù)。由于我國的地理位置比較特殊，所以高壓輸電線路在建設(shè)過程中，也會(huì)遇見一系列的安全隱患問題。在我國過去幾十年的發(fā)展過程中，我國科技管理人員跨越塔設(shè)計(jì)的比較創(chuàng)新，但是結(jié)合相關(guān)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)仍然存在著很多不足。

1 跨越塔的結(jié)構(gòu)類型和鋼管塔的應(yīng)用情況

1.1 跨越塔結(jié)構(gòu)介紹

在塔形設(shè)計(jì)的過程中，主要應(yīng)用的是鋼筋混凝土和一些鋼筋化學(xué)設(shè)備，結(jié)合鋼格構(gòu)式的整體性結(jié)構(gòu)，建設(shè)人員對(duì)鋼板的結(jié)構(gòu)和鋼板的構(gòu)式提出新的建設(shè)方案。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是根據(jù)早期的技術(shù)在發(fā)展過程中對(duì)整體技術(shù)方案進(jìn)行調(diào)整，在現(xiàn)如今，各個(gè)系統(tǒng)發(fā)展不完善技術(shù)有所欠缺的時(shí)期，材料的加工技術(shù)在應(yīng)用的過程中有待提高?；炷量缭剿趹?yīng)用的過程中只能使用混凝土，這類型的跨越缺點(diǎn)就是整體來說比較笨重，在應(yīng)用的過程中，不利于一些高壓電線的輸送。而且這種混凝土比起跨越塔鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來說，它內(nèi)部的鋼管和材料比較耐用，而且強(qiáng)度較高。為了更加適合高壓輸電線路的高度，施工管理人員會(huì)組合角鋼合適結(jié)構(gòu)，對(duì)整個(gè)焊接鋼管結(jié)構(gòu)和鋼管式結(jié)構(gòu)做好調(diào)整。其中鋼管式結(jié)構(gòu)在應(yīng)用的過程中比較廣泛，不僅是在國內(nèi)，在國外應(yīng)用的也比較頻繁。在我國的發(fā)展中，鎮(zhèn)江跨越就是這種發(fā)展類型，塔高大約190m，在高壓電力傳輸?shù)倪^程中，大約傳輸500V。在我國跨越塔發(fā)展的過程中采用的結(jié)構(gòu)主要是角鋼斷面形式。焊接式鋼板格式在應(yīng)用的過程中，與輸電線路的整體相比較來說，它具有更加合適的鋼板式結(jié)構(gòu)塔?？缭剿Y(jié)構(gòu)形式在鋼管塔業(yè)務(wù)科技應(yīng)用過程中，會(huì)根據(jù)輸電線路的整體性、強(qiáng)度，對(duì)各方面的材料制度進(jìn)行提升和管理。一些電量比較小的輸電線路，在發(fā)展應(yīng)用的過程中，會(huì)根據(jù)鋼管格式的大跨越結(jié)構(gòu)，對(duì)現(xiàn)代的施工材料進(jìn)行穩(wěn)定式和高強(qiáng)度的應(yīng)用管理。在現(xiàn)在科技發(fā)展過程中，由于各方面技術(shù)強(qiáng)度應(yīng)用提升。國內(nèi)外的專家都會(huì)對(duì)整個(gè)鋼管塔的跨越塔進(jìn)行全面的應(yīng)用和科學(xué)的掌握。特別是現(xiàn)代科技中，鋼管長度發(fā)展應(yīng)用過程適用于跨越發(fā)展結(jié)構(gòu)。

1.2 鋼管塔的使用介紹

鋼管式結(jié)構(gòu)在發(fā)展的過程中，主要是由一個(gè)高聳的構(gòu)架構(gòu)造形成的，在工程項(xiàng)目建設(shè)的過程中，自身的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)模式比較廣泛，在現(xiàn)如今，鋼管塔在發(fā)展的過程中，也得到了普遍的應(yīng)用[1]。電視塔通信導(dǎo)航在整個(gè)電塔運(yùn)輸?shù)倪^程中，輸電電壓為了得到更加有效的控制和管理，管理人員會(huì)采用多邊的鋼管塔結(jié)構(gòu)形式去進(jìn)行全面的調(diào)整和應(yīng)用。如今建筑項(xiàng)目工程中，鋼管塔結(jié)構(gòu)形式也擁有一個(gè)較為高科技的通信塔導(dǎo)航。鋼管式跨越塔，在發(fā)展的過程中，不僅日本和韓國這些具有豐富經(jīng)驗(yàn)的國家進(jìn)行應(yīng)用。在整個(gè)鋼管塔設(shè)計(jì)和制造的過程中，這兩個(gè)國家應(yīng)用的比較廣泛，是制造和設(shè)計(jì)方面的佼佼者。日本在電力輸送這些方面采用鋼管式的發(fā)展結(jié)構(gòu)，尤其是日本的跨海輸電工程，對(duì)鋼管塔的應(yīng)用比較頻繁，采用的是跨海輸電工程與高達(dá)1500kV的跨海輸電試驗(yàn)線路。施工人員利用高強(qiáng)度的鋼材鋼管塔，這種高強(qiáng)度的鋼管塔應(yīng)用起來可以承受較強(qiáng)烈的輸電壓。韓國在這些工藝技術(shù)發(fā)展的過程中采用的鋼管式塔強(qiáng)度比較高，應(yīng)用的輸電線路，整體發(fā)展也是需要對(duì)較高的電壓系統(tǒng)和輸電線路進(jìn)行穩(wěn)定和維護(hù)。

1.3 溫度和濕度條件的控制

根據(jù)我們所學(xué)到的物理上的知識(shí)來看，影響電壓消耗的一些原因是電氣設(shè)備的電阻較大，電功率較大。同時(shí)，溫度和濕度也影響著電力變壓器高壓實(shí)驗(yàn)的整體情況。導(dǎo)致原有的電路提供不上電氣設(shè)備所需要的功率，同時(shí)導(dǎo)致出現(xiàn)電壓低，而電氣設(shè)備不能使用的情況。也就是說電器設(shè)備負(fù)荷比較大，電壓無法扛起這么大的負(fù)荷量，所以就會(huì)頻繁的出現(xiàn)低電壓和供電不足現(xiàn)象。電力部門沒有在居民使用電量上情況下制定科學(xué)的技術(shù)和有效的方案措施，也沒有對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行全方位的思考探索，更沒有及時(shí)的告訴居民使用電量最大額定功率是多少，導(dǎo)致居民們?cè)诓恢雷罡呦薅妷旱那闆r下，盲目的去使用電器設(shè)備，最終導(dǎo)致電氣設(shè)備遭受到破壞，無法正常的進(jìn)行使用。在電壓受損的時(shí)候，電路會(huì)遭到破壞，并且很難修復(fù)。電路本身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，聯(lián)系的方面比較全面，一旦局部遭受到破壞，就會(huì)影響通向電氣設(shè)備的直流電，而且最重要的是會(huì)影響居民們正常生活。根據(jù)現(xiàn)在的季節(jié)來判段，在不同的季節(jié)，隨著溫度的不同，電壓的波動(dòng)也會(huì)有很大的不同，特別是在冬天的時(shí)候。如果濕度和溫度控制不準(zhǔn)確的話，會(huì)使電力變壓器的發(fā)生一些安全隱患問題。居民用戶家中使用的電器比較多，比如電磁爐、電暖器、電暖空調(diào)等等，這些電器設(shè)備同時(shí)的使用會(huì)消耗大量的電量，必須要配置高電壓，才可使電氣設(shè)備正常運(yùn)行。

1.4 變壓器絕緣性能的控制

相關(guān)電力部門應(yīng)該對(duì)每家每戶進(jìn)行電網(wǎng)系統(tǒng)配置，系統(tǒng)升級(jí)，最主要的就是解決在配電當(dāng)中的電壓問題。相關(guān)電力部門人員應(yīng)該對(duì)電網(wǎng)加強(qiáng)管理。電在生活中是必不可少的，也是引發(fā)災(zāi)難的一項(xiàng)重大原因，如果使用不當(dāng)會(huì)引發(fā)火災(zāi)，產(chǎn)生很大的隱患。所以電力部門人員應(yīng)該要求居民們?cè)谟秒姷臅r(shí)候嚴(yán)謹(jǐn)對(duì)待，告訴他們這些電器每個(gè)的最大電壓是多少，讓居民更深層的了解電壓，同時(shí)告訴居民們安裝了多大的電壓，才能同時(shí)讓這些電氣設(shè)備運(yùn)行起來。變壓器設(shè)備的絕緣性能也會(huì)由于外界的一些因素造成的一些嚴(yán)重的影響操作，技術(shù)管理人員應(yīng)該采取合理的控制方案和管理策略，對(duì)其問題進(jìn)行解決和處理。與此同時(shí)，某些企業(yè)的電線路比較復(fù)雜電線面積比較大，所以就會(huì)出現(xiàn)超負(fù)荷的低電壓線，根據(jù)這個(gè)問題可以對(duì)線路系統(tǒng)向各方面延伸進(jìn)行深層處理。讓總部電量分流出去，這樣能夠有效的避免低電壓現(xiàn)象的發(fā)生。而且對(duì)于那些電線路高的山區(qū)來說，在所配置的配電網(wǎng)中加上一些線路的調(diào)壓器，對(duì)高電壓或者低電壓進(jìn)行一定的調(diào)配控制，可以保證配電網(wǎng)的使用效率。

2 塔式鋼管面臨的問題

管理技術(shù)人員對(duì)電視塔通信塔導(dǎo)航進(jìn)行應(yīng)用和處理過程中，應(yīng)該提出嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆桨钢贫?。其中一些國外發(fā)達(dá)的國家，他們采用的一些設(shè)計(jì)方案都是多邊形的鋼管塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式。這些設(shè)計(jì)形式都比較吸引人，而且在現(xiàn)如今的建設(shè)管理過程中，逐漸成為了標(biāo)志性的建筑。鋼塔的基本構(gòu)造是圓斷面鋼管，在整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，根據(jù)梯形的系數(shù)區(qū)進(jìn)行有效的調(diào)整，小型鋼斷面，雖然面積比較小，但是在實(shí)際的加工處理過程中，鋼管的鍛煉是n邊形，這些n邊形已經(jīng)近似成圓形，這些技術(shù)在發(fā)展應(yīng)用的過程中，存在著菱角問題。

在實(shí)際的焊接管理過程中，需要技術(shù)管理人員對(duì)這些機(jī)械材料進(jìn)行焊接，為了對(duì)其他鋼板進(jìn)行連接管理，技術(shù)人員會(huì)對(duì)這些掛件進(jìn)行加工處理，加工出來的斷面雖然表面不光滑，但是技術(shù)管理人員會(huì)添加一些必要的掛件。在鋼管系統(tǒng)構(gòu)件之前，管理技術(shù)人員會(huì)在體型系數(shù)上選擇科學(xué)性，合理性的技術(shù)方案。通常在設(shè)計(jì)的過程中，會(huì)選擇鋼管表面光滑為整體體型系數(shù)角鋼塔體型系數(shù)的0.7倍，在設(shè)計(jì)的過程中，也會(huì)對(duì)腳釘和其他掛件進(jìn)行考慮，不會(huì)以0.7倍進(jìn)行應(yīng)用，在應(yīng)用的過程中，通常會(huì)以0.8倍進(jìn)行計(jì)算。塔臺(tái)構(gòu)建在應(yīng)用的過程中，也會(huì)存在截面細(xì)微差別，這些細(xì)微的差別，會(huì)受到橫向風(fēng)震動(dòng)的影響，在應(yīng)用的過程中，施工管理人員要提前對(duì)風(fēng)動(dòng)的風(fēng)力和風(fēng)向的實(shí)際情況進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試，這樣可以將細(xì)管的截面控制在合理的范圍之內(nèi)。一些比較有經(jīng)驗(yàn)的施工管理人員，會(huì)根據(jù)之前的施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)這些截面的數(shù)據(jù)差進(jìn)行控制處理[2]。數(shù)據(jù)庫在對(duì)這些材料進(jìn)行控制應(yīng)用的過程中，會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)庫的整體控制情況在合理的數(shù)據(jù)信息范圍之間進(jìn)行全面的掌握。根據(jù)數(shù)據(jù)庫對(duì)這些材料的長細(xì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記載可以看出，大約160以內(nèi)都是較為合格的。還有一項(xiàng)比較嚴(yán)重的問題，就是受到一些高度和寬度的影響，導(dǎo)致整個(gè)鋼材在發(fā)展和應(yīng)用的過程中，受到風(fēng)向負(fù)荷的影響，構(gòu)建的高度和鋼材的設(shè)計(jì)也會(huì)由于不同的風(fēng)向負(fù)荷發(fā)生不同的變化。針對(duì)風(fēng)荷效應(yīng)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，風(fēng)荷的系數(shù)選擇的不是輸電塔臺(tái)的一些數(shù)據(jù)信息值，而是管理員根據(jù)風(fēng)洞測(cè)試的實(shí)際情況，和相關(guān)單位的高塔風(fēng)力的實(shí)際研究進(jìn)行相互比較。合理地運(yùn)用風(fēng)荷數(shù)據(jù)信息，應(yīng)用科學(xué)的計(jì)算公式，對(duì)整個(gè)風(fēng)荷系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

3 輸電線路大跨越鋼管塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究

3.1 鋼管塔內(nèi)力計(jì)算

鋼管塔結(jié)構(gòu)模型在建設(shè)處理的過程中，要根據(jù)整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行全面的分析和應(yīng)用。在對(duì)鋼管內(nèi)力進(jìn)行分析時(shí)，管理人員采用的是內(nèi)應(yīng)力分析軟件，對(duì)整個(gè)應(yīng)力軟件進(jìn)行精準(zhǔn)的描繪和調(diào)整。在振型發(fā)展中，一些數(shù)據(jù)信息可以為整個(gè)鋼管塔臺(tái)的結(jié)構(gòu)提供重要的數(shù)據(jù)信息參考。內(nèi)力應(yīng)用軟件在應(yīng)用的過程中，會(huì)考慮整個(gè)結(jié)構(gòu)的振型情況，技術(shù)人員采用線性的分析方法，使整個(gè)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)局限性，如果出現(xiàn)結(jié)構(gòu)較高設(shè)備進(jìn)行構(gòu)建時(shí)，振型就會(huì)發(fā)生明顯的偏差，這些都會(huì)導(dǎo)致實(shí)際分析出來的一些數(shù)據(jù)信息出現(xiàn)誤差。針對(duì)淘汰的高度進(jìn)行比較和分析時(shí)，管理人員會(huì)考慮整個(gè)結(jié)構(gòu)的整體情況，同時(shí)也會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)、二次效應(yīng)進(jìn)行全面的分析和了解，對(duì)二次效應(yīng)的現(xiàn)原模態(tài)和局部構(gòu)件的實(shí)際情況進(jìn)行全面的了解和掌握。鋼管塔構(gòu)件在應(yīng)用的過程中，不僅會(huì)考慮結(jié)構(gòu)內(nèi)力和強(qiáng)度，同時(shí)也會(huì)考慮它的穩(wěn)定性和有效性。在對(duì)一些局部主要數(shù)據(jù)信息的穩(wěn)定性，進(jìn)行綜合性考量過程中，管理人員會(huì)選擇相同的內(nèi)力，去減小管壁和塔重的情況。這樣可以更加有效的節(jié)約材料，也可以減少人力物力資源使用的情況。在對(duì)直斷面徑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)考慮到由于擋風(fēng)面積變大，而使整個(gè)關(guān)閉穩(wěn)定性造成影響的現(xiàn)象發(fā)生，在對(duì)今后數(shù)據(jù)信息應(yīng)用過程中，也會(huì)考慮它的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)。鋼管在厚壁方向會(huì)由于受力的情況，是整個(gè)焊接鋼材料在用過程中，數(shù)據(jù)集線性控制到400MPa以內(nèi)，有些鋼結(jié)構(gòu)材料會(huì)提升到460MPa，但是我國的項(xiàng)目在實(shí)際的發(fā)展過程中，始終沒有一個(gè)確定的標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 鋼管塔節(jié)點(diǎn)選擇

在對(duì)鋼材結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇時(shí)，管理技術(shù)人員會(huì)應(yīng)用節(jié)點(diǎn)方式或者斜材和輔助材料。對(duì)這些節(jié)點(diǎn)方式的材料選擇相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算公式，并對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行調(diào)整。在選擇計(jì)算公式應(yīng)用時(shí)，管理技術(shù)人員會(huì)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用條件選擇主管和支管，支管外徑和主管材料控制也要在0.5左右[3]。管理人員要考慮支管外徑和管壁的實(shí)際厚度，盡量控制在60以內(nèi)。在對(duì)主管和支管的實(shí)際數(shù)據(jù)信息控制時(shí)，要控制在60度以內(nèi)。

3.3 鋼管塔的設(shè)計(jì)要求

鋼管塔在設(shè)計(jì)的過程中，結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)信息比較簡單，但是會(huì)存在一些復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)，有時(shí)不分區(qū)，還會(huì)出現(xiàn)三相應(yīng)力集中的狀態(tài)，這種情況會(huì)導(dǎo)致整個(gè)設(shè)計(jì)工程在管理業(yè)務(wù)的過程中，看不到它的科學(xué)性的狀態(tài)。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)的過程中，為了避免局部應(yīng)力集中的區(qū)域出現(xiàn)，管理技術(shù)人員要盡可能的去構(gòu)造，采用特別的數(shù)據(jù)信息處理方法，人們對(duì)導(dǎo)線和地線的掛點(diǎn)處進(jìn)行全面的調(diào)整。同時(shí)在對(duì)橫擔(dān)與塔身的節(jié)點(diǎn)處也要設(shè)計(jì)一些科學(xué)性的系統(tǒng)，要注意避免有一種重心偏離而導(dǎo)致應(yīng)力集中情況的發(fā)生。在工程焊接之前管理人員對(duì)那些較大的插板，要提前對(duì)插板的內(nèi)部做好預(yù)熱處理，這種鋼管和厚板應(yīng)用，使焊縫的位置也不能過高，這樣可以更加有效的保護(hù)母線材料不會(huì)遭到破壞，同時(shí)也會(huì)對(duì)鋼管的承受能力起到更加有效的保護(hù)。交叉輸電線路在應(yīng)用的過程中，也要適當(dāng)去調(diào)整它的直徑，要對(duì)量管直徑的實(shí)際位置出現(xiàn)的一些情況進(jìn)行詳細(xì)的掌握。在它的附屬設(shè)施應(yīng)用的過程中，與主體發(fā)生的連接處進(jìn)行有效的控制，同時(shí)管理人員要注意附屬設(shè)施在應(yīng)用過程中自身的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。對(duì)于那些線路極限和強(qiáng)度極限，管理人員要嚴(yán)格的控制它的數(shù)據(jù)信息標(biāo)準(zhǔn)。

綜上所述，輸電線路大跨越鋼管設(shè)計(jì)，在應(yīng)用和管理的過程中，它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)高壓輸電線路系統(tǒng)的整體建設(shè)，都提供了更加有效的建設(shè)管理基礎(chǔ)。但是在實(shí)際設(shè)計(jì)和管理的過程中，會(huì)由于一些外界因素和內(nèi)界因素，而造成的一系列不可避免的安全隱患問題。所以為了避免這些情況的發(fā)生，政府機(jī)構(gòu)應(yīng)該提高對(duì)高壓輸電線路技術(shù)的創(chuàng)新，將更加有效的工藝技術(shù)應(yīng)用在輸電線路的發(fā)展中。