电线杆受力计算书

10kV单回路直线电杆荷载计算实例1.1.1工程概况本工程为单回路10kV架空配电线路工程，其中X号直线采用单回直线环型钢筋混凝土电杆（以下简称电杆），电杆高度15m，由上下两节组成，上面一节长9m，下面一节长为6m，主杆顶径为D0=190mm，底径为D H=390mm,埋深2.5m（杆型图见下图）；导线采用JKLYJ-10 1×185型架空绝缘线，安全系数K=5；假设根据该塔明细表知该基直线杆水平档距为70m，垂直档距80m。

通过计算判断应该采用什么等级的环型钢筋混凝土电杆（本计算中未考虑绝缘子的影响）。

1.2气象条件2.2.1导线垂直比载a）导线直重比载γ1（0,0）=qg/A×10-3 =769×9.80665÷193.43×10-3=38.99×10-3 Mpa/mb）导线覆冰比载γ2（10,0）=27.728b(b+d)/A×10-3 =27.728×10×(24.6+10) ÷193.43×10-3=49.60×10-3 Mpa/mc）导线垂直总比载γ3（10,0）=γ1（0,0）+γ2（10,0）=38.99×10-3 +49.60×10-3=88.59×10-3 Mpa/m式中：q--导线的单位长度质量，kg/km；g--重力加速度；A--导线截面，mm2；d--导线外径,mm；b--覆冰厚度,mm。

2.2导线水平比载a）导线无冰风压比载Ⅰ）大风风压比载γ4（0,25）=αμS d W0 /A =0.85×1.1×24.6×252÷(1600×193.43)= 46.45×10-3 Mpa/mⅡ）安装风压比载γ4（0,10）=αμS d W0 /A =1.0×1.1×24.6×102÷(1600×193.43)= 8.74×10-3 Mpa/mb）导线覆冰风压比载γ5（10,10）=αμS（b+d ）W0 /A =1.0×1.2×（10+24.6）×102÷(1600×193.43)= 13.42×10-3 Mpa/m式中：a -- 风荷载档距系数，应根据设计基本风速查下表；m S-- 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m S=1.2；线径大于或等于17mm，m S取1.1；W0-- 基准风压标准值，kN/m2，应根据基准高度的风速V(m/s)计算。

234第十一章 钢筋混凝土电杆计算举例设计一种杆型的程序，大致有以下几个步骤：1.根据线路的电压和使用的导线型号确定电杆的结构型式；2.按第八章的相关规定计算设计荷载并绘制荷载图；3.计算电杆的设计弯矩和钢筋配置；4.计算横担、吊杆、抱箍等铁附件；5.根据地质条件计算卡盘、底盘、拉线盘等基础。

部份例子中的最大风速相当于新规范距地15m 的基本风速。

第一节 拔梢单杆一、设计条件1.杆型如图11-1所示，35kV 拔梢上字型直线杆，固定横担。

2.导线为LGJ-70，地线为GJ-25。

设计水平档距200m ，垂直档距300m 。

3.电杆采用C40混凝土，钢筋A3。

4.地基为可塑亚粘土，地下5m 范围无地下水。

5.气象条件如表11-1所列。

二、各种情况下的设计荷载如表11-2所示。

三、主杆计算 （一）已知数据主杆为梢径φ190mm ，锥度1/75，杆高18m （上段10m ，下段8m ）的环形截面钢筋混凝土电杆，环厚50mm ；断导线时地线的应力为320N/mm²，地线金具串长为170mm ；（二）正常最大风情况主杆弯矩及纵向钢筋的配置 图11-1 35kV 拔梢直线杆 经比较杆顶纵向钢筋受构造最小配筋控制，其它受最大风情况控制。

最大风时，电杆的弯矩按下式计算，计算结果如表11-3所列。

01.15 1.15[]x qx i i M M Ph PZ M ==∑++ 根据正常最大风情况的弯矩计算结果，并结合电杆构造配筋的要求，初选配筋如图11-2所示。

根据初选配筋，按下式计算得出各截面的设计抗弯矩如表11-4所示。

u ssin sin sin t cm y s sM f Ar f A r παπαπαππ+=+2.5y scm y sf A f A f A α=+ 1 1.5t αα=-根据表11-3、11-4的计算结果，比较电杆弯矩图11-3，可见电杆的设计弯矩均大于最大风荷载产生的弯矩M df ，故在最大风情况下，电杆的强度满足要求。

电杆尺寸数据及计算资料
一、架空绝缘电线电杆尺寸及计算标准
1、架空绝缘电线的电杆尺寸：
电杆材料选用：无砂钢管。

(1) 单相电线电杆尺寸：Φ60×2.5mm/30KN ; Φ60×3.0mm/32KN
(2) 三相电线电杆尺寸：Φ60×3.5mm/50KN ; Φ60×4.0mm/55KN
(3) 地线电杆尺寸：Φ48×2.5mm /15KN
2、架空绝缘电线的电杆计算标准：
(1)受风荷载计算：
a)电杆倾斜角度：90°；
b)架空绝缘电线的绳长范围：0.4m~2.0m；
c) 电线型号：AAAC 70mm2；
d)架空绝缘电线的拉力：拉力不大于220N。

(2)支撑点数计算：
a)电线长度≤100m，支撑点数为2个；
b)电线长度>100m，支撑点数为多个，支撑点间距不超过100m，最短支撑点间距不小于60m。

（3）受拉力计算：
电线拉力不大于220N，计算步骤如下：
a)根据电杆的倾斜角度，按照受风荷载计算要求，计算出电杆上电线
最大拉力；
b)由此确定电线的绳长，以保证绳长所受拉力不超过220N；
c）确定电杆材料为无砂钢管，根据所受拉力，确定电杆尺寸。

二、架空绝缘电线的电杆固定
1、电线应紧紧拴在电杆上，不得有空隙，以免受风荷载时产生拉索，影响架空绝缘电线的稳定性；。

197第九章 钢筋混凝土杆塔承载力计算钢筋混凝土杆塔广泛应用在110kV 及以下的输电线路中，电杆的外径受制造、运输、安装等条件限制，使之在承载力和稳定性方面也受到限制。

为了保证杆塔有足够的承载力和稳定性，杆塔总高一般不超过20m 。

因此，在计算杆塔在特定计算情况各计算点的荷载设计值时，一般不需考虑高度的影响。

输电线路大部分为直线杆。

耐张、转角及终端等电杆，通称为耐张型或特种杆。

特种杆应当能够承受断线荷载，以限制事故波及范围。

在导线紧线时，还用特种杆做锚杆并承受较大的安装荷载。

所有特种杆都安装拉线，以承受外部荷载。

第一节 不打拉线直线拔梢单杆不打拉线的直线拔梢单杆(以下简称拔梢单杆) ，具有结构简单、施工方便、运行维护简单、占地面积小、对机耕影响不大等优点，被广泛应用在110kV 及以下的输电线路中。

拔梢单杆的主要缺点是电杆的抗扭性能差，荷载较大时杆顶容易倾斜，故一般用于LGJ-150以下的导线及平地或丘陵地带较为适宜，荷载较大的重冰区不宜采用。

一、正常运行情况的计算拔梢单杆的锥度为1/75，由于不打拉线，故采用深埋式基础，以保证电杆基础的稳定可靠。

这种杆型的主杆属于一端固定，另一端为自由的变截面压弯构件。

电杆正常运行情况的受力，可按纯弯构件计算。

由于杆顶挠度，考虑增加12%~15%的弯矩，如图9-1所示，主杆任意截面x-x 处的弯矩M x ，可按下式计算：11223(1)[(2)]x M m Ph P h h PZ =++++ （9-1） 式中 M x —主杆x-x 截面处的弯矩，N.m ； P 1—地线风压荷载设计值，N ； P 2—导线风压荷载设计值，N ；Py —计算截面x-x 以上的杆身风压对x-x 截面处产生的弯矩，N.m ； 图9-1 拔梢单杆 m —由于杆顶挠度和垂直荷载产生的附加弯矩系数，一般取0.12~0.15。

计算截面x-x 以上主杆档风面积为一等腰梯形，杆身风压为22001.4()0.875()1.62150x z s z s D D v h P B h Bv D h μμμμ+==+ （9-2）x-x 截面以上杆身风压合力作用点，距截面x-x 处的高度y 为 002()3x x D D h y D D +=+故计算截面x-x 的杆身（按锥度为1/75）风压弯矩为22200000023(/225)0.8750.875()()150331502(/150)x z s z s x D D D h h h h Py Bv D h Bv D h D D D h μμμμ++=+⨯⨯=+⨯++2200.4375()225z s h Bv h D μμ=⨯+（9-3）为简化计算，杆身风压P 的作用点，可考虑距截面x-x 的高度为h /2，则杆身风压弯矩可变为下式： 2200.4375()150z s z h Py B h v D μμβ=+ （9-4）式中 μz —风压高度变化系数，按地面粗糙度类别和离地面或水面的高度Z (m)用指数公式计算：A 类指近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区，μz =0.794h 0.24，1.00≤μz μz ≤3.12；B 类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区，μz =0. 478Z 0.32，1.00≤μz ≤3.12；C 类指有密集建筑群的城市市区，μz =0.224Z 0.44，0.74≤μz ≤3.12；D 类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区，μz =0.08Z 0.60，0.62≤μz ≤3.12。

10kV 电杆校验计算说明书一、工程概况本工程为10kV 3回架空电力线路工程，采用单杆直线电杆，电杆高度15m ，由上下两节组成，上面一节长9m ，下面一节长为6m ，埋深2m ，导线采用JKLGYJ-185/10型，档距为70m ，主杆顶径为0190D mm =，底径为390H D mm =,壁厚为50mm 。

杆柱混凝土为C30级，钢筋采用φ12的Ⅰ级光圆钢筋。

二、结构计算依据（1）《输电杆塔及基础设计》（陈祥和、刘在国） （2）《架空输电线路设计》（孟遂民、孔伟） （3）《66kV 及以下架空电力线路设计规范》（GB50061-2010）三、结构荷载取值1. 导线的计算参数JKLGYJ-185/10型导线的截面面积：210.93mm 2，单位质量 1016.37kg/km2. 导线无冰风压综合比载：3147.210a/m d MP γ-=⨯； 3. 导线垂直综合比载：3492.4710a/m d MP γ-=⨯；四、结构静力计算分析1、荷载分析（1）运行情况：直线杆塔第一种荷载组合情况为最大设计风速、无冰、未断线。

a 、导线重力：-3147.210210.9370696.9D D D G A L N γ==⨯⨯⨯=b 、导线风压：3492.4710210.93701365.3D D D P A L N γ-==⨯⨯⨯=(2) 断线情况：断一根导线的荷载组合情况为无冰、无风。

导线重力：未断导线相： s =0.7μ 断上导线相： '1348.452D D D A LG N γ==断线张力：JKLGYJ-185/10型导线计算拉断力为 45020P T N =, 故导线最大使用张力为 max 45020180082.5P T T N K === 导线最大使用张力百分比为35％，则 max 35%180080.356302.8D T T N =⋅=⨯=（3）安装情况Ⅰ：起吊上导线，荷载组合情况为有相应风，无冰。

10kV 电杆校验计算说明书一、工程概况本工程为10kV 3回架空电力线路工程，采用单杆直线电杆，电杆高度15m ，由上下两节组成，上面一节长9m ，下面一节长为6m ，埋深2m ，导线采用JKLGYJ-185/10型，档距为70m ，主杆顶径为0190D mm =，底径为390H D mm =,壁厚为50mm 。

杆柱混凝土为C30级，钢筋采用φ12的Ⅰ级光圆钢筋。

二、结构计算依据（1）《输电杆塔及基础设计》（陈祥和、刘在国） （2）《架空输电线路设计》（孟遂民、孔伟） （3）《66kV 及以下架空电力线路设计规范》（GB50061-2010）三、结构荷载取值1. 导线的计算参数JKLGYJ-185/10型导线的截面面积：210.93mm 2，单位质量 1016.37kg/km2. 导线无冰风压综合比载：3147.210a/m d MP γ-=⨯； 3. 导线垂直综合比载：3492.4710a/m d MP γ-=⨯；四、结构静力计算分析1、荷载分析（1）运行情况：直线杆塔第一种荷载组合情况为最大设计风速、无冰、未断线。

a 、导线重力：-3147.210210.9370696.9D D D G A L N γ==⨯⨯⨯=b 、导线风压：3492.4710210.93701365.3D D D P A L N γ-==⨯⨯⨯= (2) 断线情况：断一根导线的荷载组合情况为无冰、无风。

导线重力：未断导线相： s =0.7μ 断上导线相： '1348.452D D D A LG N γ==断线张力：JKLGYJ-185/10型导线计算拉断力为 45020P T N =, 故导线最大使用张力为 m a x 45020180082.5P T T N K === 导线最大使用张力百分比为35％，则m a x 35%180080.356302.8D T T N =⋅=⨯= （3）安装情况Ⅰ：起吊上导线，荷载组合情况为有相应风，无冰。

197第九章 钢筋混凝土杆塔承载力计算钢筋混凝土杆塔广泛应用在110kV 及以下的输电线路中，电杆的外径受制造、运输、安装等条件限制，使之在承载力和稳定性方面也受到限制。

为了保证杆塔有足够的承载力和稳定性，杆塔总高一般不超过20m 。

因此，在计算杆塔在特定计算情况各计算点的荷载设计值时，一般不需考虑高度的影响。

输电线路大部分为直线杆。

耐张、转角及终端等电杆，通称为耐张型或特种杆。

特种杆应当能够承受断线荷载，以限制事故波及范围。

在导线紧线时，还用特种杆做锚杆并承受较大的安装荷载。

所有特种杆都安装拉线，以承受外部荷载。

第一节 不打拉线直线拔梢单杆不打拉线的直线拔梢单杆(以下简称拔梢单杆) ，具有结构简单、施工方便、运行维护简单、占地面积小、对机耕影响不大等优点，被广泛应用在110kV 及以下的输电线路中。

拔梢单杆的主要缺点是电杆的抗扭性能差，荷载较大时杆顶容易倾斜，故一般用于LGJ-150以下的导线及平地或丘陵地带较为适宜，荷载较大的重冰区不宜采用。

一、正常运行情况的计算拔梢单杆的锥度为1/75，由于不打拉线，故采用深埋式基础，以保证电杆基础的稳定可靠。

这种杆型的主杆属于一端固定，另一端为自由的变截面压弯构件。

电杆正常运行情况的受力，可按纯弯构件计算。

由于杆顶挠度，考虑增加12%~15%的弯矩，如图9-1所示，主杆任意截面x-x 处的弯矩M x ，可按下式计算：11223(1)[(2)]x M m P h P h h P Z =++++ （9-1） 式中 M x —主杆x-x 截面处的弯矩，N.m ； P 1—地线风压荷载设计值，N ； P 2—导线风压荷载设计值，N ；Py —计算截面x-x 以上的杆身风压对x-x 截面处产生的弯矩，N.m ； 图9-1 拔梢单杆 m —由于杆顶挠度和垂直荷载产生的附加弯矩系数，一般取0.12~0.15。

计算截面x-x 以上主杆档风面积为一等腰梯形，杆身风压为22001.4()0.875()1.62150x z s z s D D v h P B h Bv D h μμμμ+==+ （9-2）x-x 截面以上杆身风压合力作用点，距截面x-x 处的高度y 为 002()3x x D D h y D D +=+故计算截面x-x 的杆身（按锥度为1/75）风压弯矩为22200000023(/225)0.8750.875()()150331502(/150)x z s z s x D D D h h h h Py Bv D h Bv D h D D D h μμμμ++=+⨯⨯=+⨯++2200.4375()225z s h Bv h D μμ=⨯+（9-3）为简化计算，杆身风压P 的作用点，可考虑距截面x-x 的高度为h /2，则杆身风压弯矩可变为下式： 2200.4375()150z s z h Py B h v D μμβ=+ （9-4）式中 μz —风压高度变化系数，按地面粗糙度类别和离地面或水面的高度Z (m)用指数公式计算：A 类指近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区，μz =0.794h 0.24，1.00≤μz μz ≤3.12；B 类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区，μz =0. 478Z 0.32，1.00≤μz ≤3.12；C 类指有密集建筑群的城市市区，μz =0.224Z 0.44，0.74≤μz ≤3.12；D 类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区，μz =0.08Z 0.60，0.62≤μz ≤3.12。

钢筋混凝土电杆的强度计算第一节受弯环形截面钢筋混凝土构件具有较好的受力性能、节约材料、便于采用离心制造等优点，被广泛应用于通讯、电视、邮电、铁路、电力等部门。

输电线路电杆是最典型的一种环形截面钢筋混凝土构件。

环形截面受弯构件布有两种钢筋:1．向受力钢筋受力方向是不定的，因此纵向受力钢筋均匀布置在截面的圆周方向2．螺旋钢筋螺旋钢筋除用来防止在剪力和扭矩作用下发生破坏外，还起固定纵向受力钢筋的作用。

一、基本公式纵向钢筋沿周边均匀地分布在整个截面中，如果钢筋的数量相当多，则钢筋的总体可假定为一个厚度为Δ的金属环，如图3－1所示。

环的半径rs=r2-as，as为钢筋中心至构件外壁的距离，r2为环形截面外径。

2－为构件截面受压区2－2－为构件截面的受拉区。

因受弯构件一般允许受拉区混凝土出现裂缝，故该区混凝土的拉应力为零。

此时截面上的内力有三个，三个内力的合力为式中 N h—受压区混凝土的合力N’g—受压区钢筋的合力；N g—受拉区钢筋的合力；—受压区面积与构件环形面积的比率，＝；A—构件环形截面总面积；A s—钢筋总面积；fcm—混凝土弯曲抗压强度设计值,（见附表3－1）；fy —纵向受力钢筋抗拉强度设计值（见附表3－3）。

取X＝0N h+N’g－N g=0将3－1式代入式中f cm A+f’y A s-f y(1-A S=0(3-2一般＝有(3-3取M＝0可得M＝Nhy1+N’gy2+Ngy3 (3-4经推导：(3-8二、公式的适应条件为了保证受拉钢筋应力能达到屈服极限，公式（3－8）应满足以下条件：（3-9）（3-10）例3－1 某环形截面钢筋混凝土电杆，外径D ＝400mm，内径d＝300mm,混凝土等级为C20，配置816的纵向钢筋，钢筋为Ⅰ级，构件重要性系数为II级，试计算它能承担多大弯矩。

解 A＝（r22－r12）＝3.14(2002－1502＝54950mm2A s＝1608mm2fy＝210N/mm2f cm=11N/mm2＝0.109＜0.3sin=sin=sin(0.264×180º=0.738＝＝52639318N．M=52.6kN.m 能承担弯矩M＝52.6kN．m 三、破坏的形成受弯构件是一边受压，一边受拉。