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输电线路杆塔荷载设计计算
输电线路杆塔荷载设计计算陈斌;盖永志;陈鹏;宋志昂【摘要】Base on 5B2 module of the transmission line generaldesign,complied with the code for design of 110kV ~ 750kV overhead transmission line,this paper discussed the calculation of tower load in the design of high voltage overhead transmission lines,and offered the parameters of work condition that are in reference wind speed and design ice thickness.This paper also provided technological reference on planning and design of pole-towers.%依据5B2模块输电线路通用设计,结合GB 50545-2010《110～750 kV架空输电线路设计规范》国家标准的实施,重点讨论高压架空输电线路设计中的杆塔荷载计算问题,给出基本风速、设计覆冰等工况下风压和张力的参数取值,同时可为杆塔规划设计提供技术参考。
【期刊名称】《山东电力技术》【年(卷),期】2011(000)006【总页数】5页(P18-22)【关键词】通用设计;杆塔荷载;工况【作者】陈斌;盖永志;陈鹏;宋志昂【作者单位】山东电力工程咨询院有限公司,山东济南250013;山东电力工程咨询院有限公司,山东济南250013;山东电力工程咨询院有限公司,山东济南250013;山东电力工程咨询院有限公司,山东济南250013【正文语种】中文【中图分类】TM7530 引言2005年，国家电网公司组织编制了“110～500 kV输电线路通用设计”，并在系统内推广应用，取得了良好的效果。
第十一章杆塔荷载计算
（3）垂直档距 按经验一般取(1. 25-1. 7) Lh,或按水平档距加大（50-100) m （4）代表档距 代表档距与导线张力有关，随电压等级和地形条件而 变化。根据设计经验220kV线路，在平地上代表档距可取 200-350m，山地可取200-600m。另外根据实际工程的统计 分析，约有80%左右的代表档距小于标准杆塔高的标准档 距，且为杆高标准档距的0. 7-0. 9倍左右，另外有10%20%的代表档距大于杆高标准档距，其值为杆高标准档距 的1. 2- 1. 5倍左右。
作用方向
（1）横向水平荷载：顺横担方向作用的 水平荷载，导、地线的风荷载、杆塔身 风荷载和导地线的角度合力。
（2）纵向水平荷载：垂直于横担方向的 水平荷载，导、地线的不平衡张力、断 线张力及杆塔、导线、地线的纵向风荷 载，安装时的紧线张力。
（3）垂直荷载：指垂直于地面方向作用 的荷载，包括导、地线及附件自重、杆 塔、横担自重、覆冰重及拉线下压力、 安装检修时人员、工器具重力。
4、设计档距初值的确定
标准挡距 与杆塔的经济呼称高相应的挡距，称为标准挡距
(2) 水平档距 平原地区线路，可取杆高标准档距Lb的1. 05-1. 1倍。
丘陵和山地线路，水平档距的变动范围较大，一般按地 形分段、分级取值。如110线路一般可将水平档距Lh分 级为450, 600, 750, 900m，按不同级的水平档距设计若干 种高度的杆塔以适应地形复杂地区的需要。
11.1. 3荷载系数
为了采用同一标准进行受力的比较和尺寸选择，用荷载 系数kH来表征各种情况的荷载对杆塔安全可靠性的要求。
11. 2各种挡距的确定
计算杆塔荷载时，常用到三个设计档距:垂直档距,水平 档距和代表档距 1、水平档距：
第一讲 杆塔荷载
G n 2 ALV
覆冰时
G KGJ
' j
式中
K覆冰系数
3．杆塔自重荷载 杆塔自重荷载可根据杆塔的每根构件逐一统计计 算而得，也可根据设计经验，参照其它同类杆塔资 料，做适当假定获得。 2 m m 例1-1 已知某导线自重比载γ1D＝35.8 N/m. 导 线垂直档距LV＝368m，导线水平档距为LP＝245m，导线 采用LGJ－150/35，截面面积为AD＝181.62 m m2 ，绝缘子 串和金具的总重量为530N（7片x－4.5），求导线作用在 杆塔上的垂直荷载标准值。 解：导线重量GD： GD 1D AD LD GJD
2、杆塔呼称高度 杆塔下横担的下弦边缘线到地面的垂直距离H称 为杆塔呼称高度 H=+fmax+hx+h 式中 λ绝缘子串的长度（包括金具的长 度）； fmax导线的最大弧垂； hx导线到地面、水面及被跨越物的安 全距离（查《线路设计规范》、 《线路设计技术规程》）； h考虑测量、施工误差等所预留宽度。
T1 α1
T1
T1 T 1 sinα 1 T 2 sinα 2
α 2
T1
T1
T1 T 1 sinα 2 T 2 sinα 2
α2 T2 T2 T2
α 2
图1－2a
图1－2b
2．不平衡张力：产生纵向荷载（如图1－3） △T=T1COSα1-T2COSα2 当α1＝α2＝α／2时 则： △T=（T1-T2）cosα／2 当T1=T2时，△T=0；当α=0时，为直线型杆塔， △T =T1-T2。
36.8 103 181.62 368 520 2913 N
二、导线、避雷线张力引起的荷载计算 张力引起的荷载是不平衡张力 直线型杆塔： （1）正常运行情况 不出现不平衡张力，但当气象条件发 生变化时，或因档距、高差不等引起 荷载改变，从而产生纵向不平衡张力。 （2）事故断线时 在纵向产生断线张力。
常规线路杆塔荷载条件计算书
4087
4170
3973
4131
4170
4116
8877
8997
8809
8944
8997
8920
0
0
0
0
0
0
地线前侧 地线后侧 张力(N)/相 导线前侧 导线后侧
15766 15766 24676 24676
16743 16743 26109 26109
23845 23845 35759 35759
控制工况
年平均气温 年平均气温
气 温(℃)
25 25
荷载(N/m) 张 力(N)
13.2292 6.3743 24676 15766
前侧
600Leabharlann 后侧600LGJ-400/35 OPGW-110
年平均气温 年平均气温
25 25
13.2292 6.3743
24676 15766
高空风压系数是否自动计算(1-是,0-否)：
1
设计风速基准计算高度(m) Zepdi
15 2015-7-9
第 2 页 共 5 页
1. 前侧(大号侧)设计参数 1.1 设计参数 档距(m) 400 工况 冰厚(mm) 风速(m/s) 气温(℃) 导线: 垂直荷载(N/m) 水平荷载(N/m) 综合荷载(N/m) 张力(N/根) 垂直档距(m) 高空风压系数kz 地线: 垂直荷载(N/m) 水平荷载(N/m) 综合荷载(N/m) 张力(N/根) 垂直档距(m) 高空风压系数kz 风荷载调整系数 1.2 附件参数 类别 绝缘子型号 绝缘子片数 每串联数 串长(m) 每串重量(N) 1.3 荷载计算表 上 导线线条 中 下 导线绝缘子串 上 耐张
杆型和铁塔计算书(含荷载和弯矩值计算)
0.75
0.7
0.61
0.61
1.2
1.3
杆塔风振系数β
7
部位
杆塔总高度 ＜30
塔身
1
基础
1
导线最大张力 安全系数 转角度数
6
75620
6
30
0.517638
张力荷载
6523.965397
JKLGYJ-120/20
21.87 41000
JKLGYJ-150/20
23.47 46630
JKLGYJ-185/25
采用。）
η值：杆塔背面风荷载降低系数（钢管杆采用）， 具体见《架空输电线路钢管杆设计技术规定》选用
；C:密集建筑群市区；D:密集且多
风振系数β 杆塔总高度 20-50 1.2 1
Ws=β·μs·μz·A·Wo 0.91875
基本风压 （Wo） 0.765625
杆塔风振系数β 1
导线覆冰自重
g1=（g0+gb）*lp
·
离地面或海平面高 度 5 10 15 20 30 40 50 60 70
A
1.17 1.38 1.52 1.63 1.8 1.92 2.03 2.12 2.2
风压高度变化系数μz 地面粗糙度类别
B
C
1 1 1.14 1.25 1.42 1.56 1.67 1.77 1.86
0.74 O.74 0.74 0.84
1 1.13 1.25 1.35 1.45
A:近海、湖岸、沙漠地区；B：田野、乡村、丛林、丘陵或房屋稀少乡村；C:密集建筑群市区；D 高楼建筑群城市市区
表
27≤V＜31.5
≥31.5
JKLGYJ-50/8
浅谈输电线路杆塔的荷载计算
浅谈输电线路杆塔的荷载计算浅谈输电线路杆塔的荷载计算【摘要】文章从输电线路杆塔荷载的分类、杆塔风荷载及杆塔安装荷载的计算进行了阐述，从而使设计人员在进行杆塔结构设计计算时，对杆塔结构荷载分析有进一步的认识.【关键字】杆塔荷载；结构设计；直线杆塔；转角杆塔1.杆塔荷载分类按荷载随时间的变异划分：永久荷载、可变荷载、特殊荷载。
按荷载作用在杆塔上方向划分：水平荷载、垂直荷载及纵向荷载。
2.杆塔标准荷载计算方法2.2导、地线风荷载的计算导、地线水平风荷载标准值：WX= α W0 μz μs β C d L p B sin2θ式中：W0 -其本风压标准值（kN/m2）。
W0=V2/1600，V为基准高度为10m的风速（m/s）。
α ―风压不均匀系数；LP?水平档距（m）；μz ―风压高度变化系数；β C―导线或地线的风荷载调整系数μs―导线或地线的体型系数；d―导线或地线的外径或覆冰时的外径；B―覆冰时风荷载增大系数，5mm冰取1.1，10mm冰取1.2；θ―实际风荷载的风向与导、地线的夹角。
3.杆塔安装荷载锚线是指在直线型杆塔上放线、紧线时，当一边导线已按要求架好，由于直线型杆承受纵向水平荷载能力较小，相邻档导线用临时拉线锚在地上的过程，如图3所示，作用在横担上的力分别为：式中：G、P?分别为所锚导线或地线的垂直荷载和横向荷载，N；T?安装时导线或地线的张力；b―临时锚线与地面的夹角；图3n?垂直荷载或横向荷载的分配系数，当相邻档距和高差相等，一般取n=0.53.3紧线荷载计算（如图4所示）①相邻档尚未挂线时作用在横担上的力：垂直荷载：?G=nG+T1sinb+K T sing+G a N横向水平荷载：?P=n P N纵向不平衡张力：DT=0② 相邻档已挂线作用在横担上的荷载：垂直荷载：?G=n G+K T sing+G a N横向水平荷载：?P=n P纵向不平衡张力：DT=0式中：n?导线垂直荷载或横向水平荷载分配系数；G、P?该根（或相）导线或地线的垂直荷载和横向水平荷载，N；K―动力系数，取K=1.2；b―临时拉线与地面的夹角；g―牵引钢丝绳与地面的夹角；T1―临时拉线的初张力，一般T1=5000～10000 N；T?导线或地线安装张力，N；G a―附加荷载，N4.结束语本人对输电线路杆塔荷载的计算方法及一些参数取值进行了梳理，希望对同行有一定的帮助.我们在进行杆塔结构设计时对杆塔结构受力有了清晰的认识，才会保证杆塔结构设计的合理性和安全性。
微地形区域输电线路杆塔电线风荷载计算方法
微地形区域输电线路杆塔电线风荷载计算方法1. 引言大家好，今天咱们来聊聊一个看似枯燥但其实充满趣味的课题——微地形区域的输电线路杆塔电线风荷载计算方法。
听起来像是个工程师的专属话题，其实它关系到我们每个人的日常生活。
你想想，咱们的生活离不开电，电从哪里来？没错，就是那些高高的输电塔。
今天就让我们用轻松的方式，一起捋一捋这些看似复杂的计算。
2. 风荷载的基础知识2.1 什么是风荷载？首先，得跟大家普及一下什么是风荷载。
简单来说，就是风对杆塔和电线施加的压力。
想象一下，像是在海边，海风呼啸而来，把你吹得东倒西歪的感觉，嘿，那就是风荷载在作怪！风荷载可不是小事，它关系到杆塔的稳定性和安全性。
要是风力太大，杆塔可就得受不住，真是“千里之行，始于足下”，得从计算开始。
2.2 微地形的影响再说说微地形。
大家知道，地形复杂的地方，风的流动也是五花八门。
有的地方风速快得像追风少年，有的地方则是慢得像蜗牛。
这就得我们在计算风荷载时，得考虑这些“微地形”因素。
比如说，有些地方是山谷，有些地方是平原。
风在山谷里转弯抹角，风速可能会加快。
而在开阔的平原上，风就能肆意妄为，简直就是“风吹草低见兔子”。
3. 风荷载计算的方法3.1 数据收集那么，风荷载到底怎么计算呢？首先，咱得收集一些数据。
比如说，风速、杆塔高度、地形特征等等。
你想，要是数据不准确，那计算出来的结果就像打了无数个无用的草稿，白忙活了。
所以，第一步，得像个侦探一样，仔细收集数据。
3.2 计算公式接下来，就得运用公式了。
这些公式可不是简单的加减乘除，而是结合了很多复杂的数学知识。
不过别担心，公式也没那么可怕，学会了就能轻松应对。
风荷载的计算公式一般是基于风速和杆塔的特性来进行的。
比如说，风速越大，荷载就越大，这个道理大家都懂。
可以想象一下，风把一片树叶吹得飞得老高，那电线肯定也是受不了的。
再说到杆塔的高度，越高的杆塔，承受的风荷载就越大。
就像打篮球，投篮的高度越高，越容易被风干扰。
《杆塔荷载计算》课件
基本原理
应用场景
优点
缺点
基于有限元理论，将杆塔离散化为若 干个有限元，通过建立有限元方程对 杆塔的受力状态进行分析。
能够处理复杂的结构和材料，计算精 度高。
04
杆塔荷载的校核与优化
杆塔荷载的校核
杆塔荷载校核的必
要性
确保杆塔结构的安全性和稳定性 ，预防因荷载过大而引发的结构 破坏或倒塌事故。
校核的主要内容
详细描述
风荷载的大小取决于风速、风压不均匀系数、杆塔截面形状和面积、迎风面积 以及地形地貌等因素。风荷载对杆塔的稳定性、强度和变形等方面都有重要影 响，是杆塔设计中的重要考虑因素。
冰荷载的计算与影响
总结词
冰荷载是杆塔所受的重要垂直荷载，其计算方法包括静冰荷载和动冰荷载两种。
详细描述
冰荷载的大小取决于冰的厚度、密度、粘附力和冰的形状等因素。冰荷载对杆塔 的稳定性、强度和变形等方面都有重要影响，特别是在寒冷地区，冰荷载是杆塔 设计中的重要考虑因素。
《杆塔荷载计算》PPT课件
contents
目录
• 杆塔荷载计算概述 • 杆塔荷载的来源与影响 • 杆塔荷载的计算方法 • 杆塔荷载的校核与优化 • 杆塔荷载计算的软件应用
01
杆塔荷载计算概述
杆塔荷载的定义与分类
定义
杆塔荷载是指作用在杆塔上的外力， 包括重力、风荷载、雪荷载、地震力 等。
分类
根据不同的分类标准，可以将杆塔荷 载分为不同的类型，如按作用方向可 分为水平荷载和垂直荷载，按性质可 分为静荷载和动荷载等。
动方程求解杆塔的荷载。
优点
能够更精确地反映杆塔在动态作用下 的受力状态。
应用场景
适用于对杆塔在动态作用下的安全性 要求较高的场合，如大跨越输电线路 的杆塔、高塔等。
电力线路杆塔荷载计算
解： 水平荷载标准： P= r4D(25) ADLp+PJD =35.19×10-3 ×181.62×350+94
＝2330.9N
问题：设计荷载是多少？
3. 杆塔塔身风荷载的计算 风向作用在与风向垂直的结构物表面的风荷载用下 Pg=μZμSβZAfW0 B 式中 （1）μZ—风压高度变化系数(查表2-5)， 物理意义：修正地表面粗糙不平对风产生摩 擦阻力而引起风速沿高度的变化。距地面越近，地 面越粗糙，影响就越大。 （2）μS－构件体形系数,采用下列数值环形截 面钢 物理意义：修正在相同风力作用下，结构曝 露在风中的形状不同（物面不标准）而引起的风 压值及其分布的改变。
GD n 1D AD LV n 2 D AD LV KGJD
1 35.8 10 181.62 368 117.5 10 181.62 368 1.075 520 4122N
3 3
垂直荷载设计值GD： 永久荷载分项系数γG=1.2 可变荷载分项系数γQ=1.4
式中γ4、γ5分别为无冰、 覆冰风压比载N/m.mm2 A导、地线截面面积，mm2 LP水平档距，m； α线路转角。
图4
注意：新标准规定重冰还要乘以风载增大系数B。5mm冰 区取1.1，10mm冰区取1.2。
（2）风向不垂直于导线的风荷载计算: Px=Psin2 N
式中 Px垂直导、地线方向风荷载分量 N； P—垂直导、地线方向风荷载，按式 （2-9）、（2-10）计算； θ—实际风荷载的风向与导、地线的夹角。
３．特殊荷载： 地震引起的地震荷载，以及在山区或特殊地 形地段，由于不均匀结冰所引起的不平衡张力等荷 载。 二、按荷载作用在杆塔上方向分 据计算需要，将它们分 解成作用在杆塔 上三个方向的力 垂直荷载G：垂直地面方向 横向水平荷载P：与横担方向平行的力 纵向水平荷载T：垂直横担方向的力,如图1。
【输电杆塔设计培训】02第二章 杆塔荷载计算
第二节 杆塔标准荷载计算方法 一、自重荷载(自重引起的荷载为垂直荷载) 1．导线、避雷线的自重荷载 无冰时
覆冰时
G n1ALV
式中 n 每相导线子导线的根数；
导线、地线垂直档距，m；
γ1 导线、G地线 无n冰2 A垂L直V 比载， N/m.mm2；
γ2 －导线、地线覆冰垂直比载，N/m.mm2；
取0.04m2； W0 －其本风压， kN/m2
B—覆冰时风荷载增大系数，5mm冰区取 1.1，10mm冰区取1.2；
例 4 绝缘子串采用7片x－4.5，串数n1=1,每串
的片数n2=7,单裙一片绝缘子挡风面积AJ=0.03m2， 绝缘串高度约10m，正常情况Ⅰ的风速为25m/s, 覆冰厚度为5mm,地面粗糙度为B类，计算作用在绝 缘子串上的风压。 解：绝缘串高度约10m，查表得风压高度变化
A 导线、地线截面面积 mm2。
LV
2．绝缘子串、金具的垂直荷载
缘子无及冰各时组为合绝绝缘缘子子串串、的金金具具自重重量表。，G可J 查绝
覆冰时
G'j KGJ
式中 K 覆冰系数 ，设计冰厚5mm时， K＝1.075
设计冰厚10mm时，K＝1.150
设计冰厚15mm时角杆塔、耐张型杆塔： 导线、地线张力引起的荷载是角度荷载和不平 衡张力。
1．角度荷载：（为横向水平荷载） 所有张力在横担方向的失量和，如图2 。
PJ＝T1sinα1＋T2sinα2 式中 Ｔ１、Ｔ２ 杆塔前后导、地线张力 Ｎ；
α１、α２ 导、地线与杆塔横担垂线间的夹 角（０）。
当α1＝α2＝α／2时，（α为线路转角） 则 PJ=(T1+T2)sinα/2
α
1.0
20～29 30 ～34 ＞35