输电杆塔及基础设计：荷载图示意图

架空输电线路杆塔基础的几种形式图文输电线路杆塔的地面以下部分的总体统称为杆塔基础。

它的作用是用来稳定输电线路的杆塔，防止杆塔因为承受导地线、风、覆冰、断线张力等垂直荷载、水平荷载和其他外力作用而产生的上拔、下压或倾覆。

基础形式可分为以下几种:1.岩石嵌固基础岩石嵌固基础适用于覆盖层较浅或无覆盖层的强风化岩石地基，其特点是底板不配筋，基坑全部掏挖。

上拔稳定，具有较强的抗拔承载能力。

需要时，可将主柱的坡度设置与塔腿主材坡度相同，以减小偏心弯矩，还可省去地脚螺栓。

由于该基型充分利用了岩石本身的抗剪强度，混凝土和钢筋的用量都较小，同时减少了基坑土石方量，浇制混凝土不需要模板，施工费用较低。

岩石嵌固基础分利用了岩石本身的抗剪强度，混凝土和钢筋的用量都较小，同时减少了基坑土石方量，浇制混凝土不需要模板，施工费用较低。

但对勘测深度要求较高，要求逐基鉴定岩石的稳定性、覆盖层厚度、岩石的坚固及风化程度情况，准确落实相关设计参数。

2.岩石锚杆基础岩石锚桩基础适用于中等风化以上的整体性好的硬质岩。

该基础型式是在岩石中直接钻孔、插入锚杆，然后灌浆，使锚杆与岩石紧密粘结，借岩石本身、岩石与砂浆间和锚筋的粘结力来抵抗上部杆塔结构传来的外力, 以保证对杆塔结构的锚固稳定，从而大大降低了基础混凝土和钢材量。

岩石锚桩基础一般宜用于未风化、微风化和中等风化程度的岩石地基, 但随着现在实验和实践经验的积累, 强风化岩石地区亦可做岩石基础。

岩石锚桩基础常用型式有直锚式、斜锚式、承台式、嵌固式、半嵌固式5种类型, 应用较为成功。

直锚式岩石锚桩基础具有工艺简便、灵活性高、适用性强、造价低等优势, 适用于基础作用力较小的直线塔;斜锚式岩石锚桩基础使用于基础作用力较小的直线水泥杆或直线拉线塔等塔型; 而承台式岩石锚桩基础和嵌固式、半嵌固式岩石锚桩基础使用于基础作用力较大的耐张塔等塔型。

3.掏挖基础掏挖基型分全掏挖和半掏挖两种，适用无地下水的硬塑粘性土地基。

覆冰厚度 导、地线 杆塔 5mm 1.1 1.1 10mm 1.2 1.2 15mm 1.3 1.6 20mm及以上 1.5～2.0 1.8（2.0～2.5）
冰荷载: 轻冰区一般按无冰、5mm、10mm设计，中冰区一般按15mm、20mm
设计，重冰区一般按20mm、30mm、40mm、50mm等设计。 必要时
不均匀覆冰工况
轻冰区
所有导地线同时同向有不平衡张力，使杆塔承受最大弯矩
所有导地线同时同向有不平衡张力，使杆塔承受最大弯矩
中重冰区
所有导地线同时不同向有不平衡张力，使杆塔承受最大扭矩
不平衡张力取值
不平衡张力（最大使用张力的百分数） 冰 区 导 线 悬垂塔 地 线 导 线 耐张塔 地 线
10mm轻冰区
于27m/s。
杆塔风荷载标准值
������ ������ = W0 ∗ μz ∗ μs ∗ ������ ∗ As ∗ βz
导、地线风荷载标准值
2 ������ ������ = α ∗ W0 ∗ μz ∗ μsc ∗ βc ∗ d ∗ Lp ∗ ������ ∗ sin θ
B：覆冰风荷载增大系数，如下表所示。
可变荷载：风和冰（雪）荷载；导线、地线及拉线的张力；安装 检修的各种附加荷载、结构变形引起的次生荷载以及各种振动动
力荷载。
杆塔荷载一般分解为：横向荷载、纵向荷载和垂直荷载。 2.荷载工况
各类杆塔均应计算线路正常运行情况、断线情况、不均匀覆
冰情况、安装情况和验算工况下的荷载组合，必要时尚应验算地 震等稀有情况下的荷载组合。
为优化；
b)、三相导线位于同一水平线，塔重指标最 优；
c)、设计、加工、运行经验丰富。
酒杯型铁塔
优点：

覆冰时 G n 2 ALV 式中 n 每相导线子导线的根数； LV 杆塔的垂直档距，m； γ1 导线、地线无冰垂直比载， N/m.mm2； γ2 －导线、地线覆冰垂直比载，N/m.mm2； A 导线、地线截面面积 mm2。
2．绝缘子串、金具的垂直荷载
无冰时为绝缘子串、金具自重 GJ ， 可查绝
解：绝缘串高度约15m，查表2－4得风压高度变化 系数μZ=1.0
PJD=n1(n2+1)μZ AJW0 =1×(7+1) ×1.0×0.03×252/1.6=94N
例 5．同例 1，已知某输电线路直线杆塔水平档距 为350m，垂直档距为368m，正常情况下最大风、无冰，
导线的垂直比载r1D=35.80×10-3 , 绝缘子串风载PJD=94N, 导线截面积AD=181.62mm2,导线风比载r4D(25) =35.19×
型钢(角钢、槽钢、工字型和方钢) 1.3 由型钢杆件组成的塔架 1.3(1+η)
η－塔架背风面荷载降低系数，按表2-6选用。
物理意义：修正背风面产生的负压
多边形截面μS按表2-7选用。
（3）βZ—杆塔风荷载调整系数(表2-8查取)。 物理意义：风压将随着风速、风向的紊乱变化而不
停的改变，风压产生的波动分量(波动风压)，使结
构在平均侧移附近产生振动效应，致使结构受力增 大。
（4）Af—杆塔塔身构件承受风压的投影面积计算 值
对电杆、钢管杆杆身：Af=h(D1＋D2)/2 h—计算段的高度 m D1、D2—电杆计算风压段的顶径和根径 m， 锥度为1/75的锥形电杆D2= D1+ h/75；
对铁塔铁身： Af=h(b1+b2)/2 b1、b2—铁塔塔身计算段内侧面桁架（或正面 桁 架）的上宽和下宽

1、与公路，铁路21.5m
2、电力线路10.5m（杆顶15m）
3、通航河流15m
极距22m
杆塔外形尺寸包含哪些因素？ 杆塔近距离航拍
杆塔一体化吊装
1. 确定杆塔高度 2. 确定导线间距离 3. 确定地线支架高度及地线水平距离 4. 确定杆塔横担尺寸
杆塔高度的确定
杆塔外形尺寸如图，主要包括杆塔呼称高度H、横担长度（即导线间的距离Dm）、上下 横担的垂直距离Dv、地线支架高度hb、双地线的地线挂点之间水平距离、电杆埋深h0、 杆塔总高
同塔并架多回路输电线路
单回输电线路存在的问题：
在经济发达且人口密集的地区，土地资源非常 稀缺，只建设单回输电线路已不能满足电力需 求。
同塔多回线路是提高线路走廊的输送能力的一 种有效手段；既能增加线路单位面积的输送容 量，增加电力输送量，又能降低综合造价。
在德国，政府规定凡新建线路必须同塔架设两 回以上。在高压超高压线路中，为同塔四回为 常规线路，最多六回，德国同塔多回线路已有 70多年的运行经验。在日本，110 kV及以上的 线路多数为同塔四回，500 kV线路除早期2条为 单回路外，其余均为同塔架双回。目前，日本 同塔并架最多回路数为八回。在我国，随着电 网建设速度的加快，同塔多回路应用也比较普 遍，并逐渐成为一项成熟的技术。
1、地线支架高度hB
按下式计算：
hB hDB D B
式中 hDB－地线与导线间的 垂直投影距离；
λD－绝缘子串长度； λB－地线金具长度。
2、防雷保护角
地线与导线形成一夹角α，称防雷保护角《规程》 规定： 1. 对于单回路，330kV及以下线路的保护角不宜
大于15°，500kV～750kV线路的保护角不宜 大于10°； 2. 对于同塔双回或多回路，110kV线路的保护角 不宜大于10°，220kV及以上线路的保护角均 不宜大于0°； 3. 单地线线路不宜大于25°； 4. 对重覆冰线路的保护角可适当加大。

1 间隙圆图
塔度（瓶口）的影响，在 子导线的下导线处增加垂直下偏量和水平偏移量，然后在此基础上 绘制间隙圆。各塔型的垂直下偏量和水平偏移量应根据各塔型的具 体规划条件经计算合理确定。
裕度选取
220-500kV铁塔在外形布置时，结构裕度对应于角钢准线选取，塔 身部位300mm，其余部位200mm；110kV铁塔结构裕度取150mm。 110kV钢管杆在外形布置时，结构裕度对应于钢管杆构件外缘选取， 为150mm。钢管杆结构裕度对塔身取500mm、对横担取300mm。
2 风偏角计算
悬垂绝缘子串摇摆角计算
2）导线风荷载（P）可按规范10.1.18 条（10.1.18-1）和（10.1.18-2） 式计算。 3）杆塔水平档距（LH）的选取；规划塔头间隙圆图时，可根据地形及 拟规划杆塔的档距使用范围，确定相应的水平档距。应该说明，杆塔荷 载规划使用的水平档距，应采用拟规划杆塔水平档距使用范围的上限， 而塔头规划使用的水平档距，则应使其所规划的塔头尺寸能满足该型塔 的水平距适用范围。在a、T等参数一定时，往往选用拟规划杆塔水平档 距使用范围的下限（或接近下限的某一水平档距），否则摇摆角偏小。 因此，杆塔荷载规划用的水平档距与塔头规划用的水平档距往往是不一 致的。
小于15°。
Ⅳ、Ⅴ级落雷密度区域的保护 角相应减少5°。
我国福建和浙江等地区均处于III 级以上落雷密度区域，标准化设计 地线均按双地线设计，220kV的双 回路地线按对导线-5°、跳线0°保 护角设计。福建省单回路也采用负 保护角设计。
4 导地线联塔金具
直线塔导线悬垂串采用I串时，分别按照单挂点和双挂点进行 设计，制图时分别绘制两套挂点详图。采用V串时，采用单挂点 或双挂点。
式中 T +40 —— +40℃时导线张力，N； T ——雷电、操作或工频条件下的导线张力，N； W1、a符号的含义同式（2-1）。

2020/6/30
二、杆塔的分类
2．根据杆塔使用材料不同分为： 钢筋混凝土电杆：钢筋混凝土电杆还分为普通离心制作的钢筋
混凝土电杆和预应力钢筋混凝土杆两种。
钢筋混凝土电杆 2020/6/30 等径电杆
预应力锥形砼电杆
二、杆塔的分类 2．根据杆塔使用材料不同分为：
铁塔 其他：主要包括纯钢杆、薄壁离心混凝土钢杆、四管塔、钢管 塔及抢修塔等
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二、杆塔的分类 3．根据杆塔是否带拉线分为：拉线杆塔和自立式杆塔。
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二、杆塔的分类 4．按杆塔架线的回路数分为：单回路杆塔、双回路杆塔和多
回路杆塔。
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三、杆塔的主要技术参数
杆塔主要技术参数有电压等级、导线型号、架空地线型号、最 大使用张力、最大使用应力、设计水平档距、设计垂直档距、代表 档距、最大使用档距、呼称高度、气象条件、杆塔总质量等 。
第一节的字母B表示拔梢杆，D表示等径杆； 第二节的数字表示梢径； 第三节的数字表示长度； 第四节的数字分子表示破坏弯矩；
分母0表示不分段，1表示分段的上段， 2表示中段，3表示下段。 如：B－19－09－7.3/1表示拔梢，梢径190mm，长9m，破坏 弯矩7.3吨米，上段；
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五、铁塔
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五、铁塔 （三）、铁塔结构与识图 2．制图的有关规定及识读图 （2）结构图图面绘法
铁塔结构应分段绘制，以便制造和加工。 分段位置一般在每节塔身和主材接头处，段 别编号由上到下，接腿编号最后进行塔 （二）铁塔的塔型
（a） （b）
（c）
（d）
（e）
（f）
(g)
（a）上字型；（b）三角型；（c）猫头型；（d）酒杯；

输电线路杆塔基础课程设计说明书一、设计题目：刚性基础设计（一）任务书（二）目录（三）设计说明书主体设计计算书是设计计算的整理和总结，是图纸设计的理论依据，也是审核设计的技术文件之一，因此编写设计说明书是设计工作的非常重要的一部分。

1、设计资料整理(1)土壤参数（2）基础的材料（3）柱的尺寸（4）基础附加分项系数2、杆塔荷载的计算（1）各种比载的计算（2）荷载计算1）正常大风情况2）覆冰相应风3）断边导线情况要求作出三种情况的塔头荷载图3、基础作用力计算计算三种情况荷载作用下基础的作用力，选择大者作为基础设计的条件。

4、基础设计计算（1）确定基础尺寸1）基础埋深h0确定2）基础结构尺寸确定A、假定阶梯高度H1和刚性角B、求外伸长度b'C、求底边宽度BD、画出尺寸图（2）稳定计算1）上拔稳定计算2）下压稳定计算（3）基础强度计算5、画基础施工图和铁塔单线图用A3纸（按制图标准画图）见参考图6、计算可参考例11－3《输电杆塔及基础设计》课程设计任务书一、设计的目的。

《输电杆塔及基础设计》课是输电线路专业重要的专业课之一，《输电杆塔及基础设计》课程设计是本门课程教学环节中的重要组成部分。

通过课程设计，使学生能系统学习和掌握本门课程中所学的内容，并且能将其它有关先修课程（如材料力学、结构力学、砼结构，线路设计基础、电气技术）等的理论知识在实际的设计工作中得以综合地运用；通过课程设计，能使学生熟悉并掌握如何应用有关资料、手册、规范等，从设计中获得一个工程技术人员设计方面的基本技能；课程设计也是培养和提高学生独立思考、分析问题和解决问题的能力。

二、设计题目钢筋混凝土刚性基础设计三、设计参数直线型杆塔：Z1－12铁塔（单线图见资料，铁塔总重56816N，铁塔侧面塔头顶宽度为400mm）电压等级：110kV绝缘子： 7片×－4.5地质条件：粘土，塑性指标I L＝0.25，空隙比e＝0.7基础柱的尺寸：600mm×600mm分组参数如下（注：分组参数与点名册顺序对应）参数序列号气象条件导线型号地线型号水平档距（m）垂直档距（m）学生姓名15 ⅢLGJ-240/40 1×7-9-1270-A 500 500 廖继伟四、设计计算内容1．荷载计算（正常情况Ⅰ、Ⅱ，断边导线三种情况）2．计算基础作用力（三种情况）3．基础结构尺寸设计4．计算内容（1）上拔稳定计算（2）下压稳定计算（3）基础强度计算五、设计要求1．计算说明书一份（1万字左右）2．图纸2张（1）铁塔单线图（2）基础加工图1、设计资料整理1)土壤参数地质条件：粘土，液性指标IL＝0.25，空隙比e＝0.7查附表15-6得，此土为硬塑（0＜IL=0.25≤0.25）查表11-2得，土的内摩擦角β=35°，土的上拔角α=25°，土的压力系数m=63kN/m3，土的计算容重γS =17kN/m3 ，土的承载力特征值fa=295kN/m22)基础的材料混凝土采用C20，钢筋采用HPB235，基础型式：为阶梯刚性基础，3)柱的尺寸基础柱子段尺寸为a1＝600×600mm4)基础附加分项系数查表11-1得基础附加分项系数γf=0.92、杆塔荷载标准值的计算2.1 杆塔的相关信息参数直线型杆塔：Z1－12铁塔（铁塔总重56816N，铁塔侧面塔头顶宽度为400mm）；电压等级：110kV ；绝缘子：7片×-4.5；气象条件：Ⅲ；水平档距：500m；垂直档距：500m；导线型号导线外径（mm）导线面积（mm2）计算破断拉力（kN）单位长度质量（kg/km）LGJ-240/40 21.66 277.75 83370 964.3导线型号导线外径（mm）导线面积（mm2）公称抗拉强度（MPa）最小破断拉力（kN）单位长度质量（kg/hm）1X7-9-1270-A 9 49.48 1270 57.80 41.19气象条件的组合风速V（m/s）覆冰厚度b（mm）大气温度t(°C) 最大风速25 0 -5覆冰有风10 5 -5线路断线事故（一般地区）0 0 15假设地线金具重力为90N；绝缘子和金具重力为520N；2.2各种比载的计算(1)其计算过程如下：导线的自重比载γ1D (0，0)；导线的冰重比载γ2B(5，0)；,0(1D γ0,0(1B γ0(4D γ地线的自重比载γ1B(0，0)；地线的冰重比载γ2B(5，0)；导线无冰风比载γ4D (0，25)；导线覆冰风压比载γ5D (5，10)； 地线无冰风比载γ5D(0，25)；地线覆冰风压比载γ5D(5，10)；G B =γ(2)比载总结 比载（MPa/m ） 导线 地线 γ1(0，0) 34.02×10-3 81.58×10-3γ4(0，25)28.48×10-372.47×10-3 γ5(5，10) 8.55×10-328.80×10-32.3杆塔导线地线荷载标准值计算（1）运行情况1，直线杆塔的第一种荷载组合情况为：最大风速。

架空输电线路杆塔基础的几种形式展开全文输电线路杆塔的地面以下部分的总体统称为杆塔基础。

它的作用是用来稳定输电线路的杆塔，防止杆塔因为承受导地线、风、覆冰、断线张力等垂直荷载、水平荷载和其他外力作用而产生的上拔、下压或倾覆。

基础形式可分为以下几种：1．岩石嵌固基础岩石嵌固基础适用于覆盖层较浅或无覆盖层的强风化岩石地基，其特点是底板不配筋，基坑全部掏挖。

上拔稳定，具有较强的抗拔承载能力。

需要时，可将主柱的坡度设置与塔腿主材坡度相同，以减小偏心弯矩，还可省去地脚螺栓。

由于该基型充分利用了岩石本身的抗剪强度，混凝土和钢筋的用量都较小，同时减少了基坑土石方量，浇制混凝土不需要模板，施工费用较低。

岩石嵌固基础分利用了岩石本身的抗剪强度，混凝土和钢筋的用量都较小，同时减少了基坑土石方量，浇制混凝土不需要模板，施工费用较低。

但对勘测深度要求较高，要求逐基鉴定岩石的稳定性、覆盖层厚度、岩石的坚固及风化程度情况，准确落实相关设计参数。

2．岩石锚杆基础岩石锚桩基础适用于中等风化以上的整体性好的硬质岩。

该基础型式是在岩石中直接钻孔、插入锚杆，然后灌浆，使锚杆与岩石紧密粘结，借岩石本身、岩石与砂浆间和锚筋的粘结力来抵抗上部杆塔结构传来的外力, 以保证对杆塔结构的锚固稳定，从而大大降低了基础混凝土和钢材量。

岩石锚桩基础一般宜用于未风化、微风化和中等风化程度的岩石地基, 但随着现在实验和实践经验的积累, 强风化岩石地区亦可做岩石基础。

岩石锚桩基础常用型式有直锚式、斜锚式、承台式、嵌固式、半嵌固式5种类型, 应用较为成功。

直锚式岩石锚桩基础具有工艺简便、灵活性高、适用性强、造价低等优势, 适用于基础作用力较小的直线塔；斜锚式岩石锚桩基础使用于基础作用力较小的直线水泥杆或直线拉线塔等塔型；而承台式岩石锚桩基础和嵌固式、半嵌固式岩石锚桩基础使用于基础作用力较大的耐张塔等塔型。

3．掏挖基础掏挖基型分全掏挖和半掏挖两种，适用无地下水的硬塑粘性土地基。

内悬浮外拉线抱杆组塔步骤
• • • • • • (1)抱杆组立。 (2)塔腿吊装。 (3)提升抱杆。 (4)塔身吊装。 (5)塔头、横担吊装。 (6)抱杆拆除。
内悬浮外拉线抱杆提升布置示意图
l一拉线调节滑车组；2一腰环；3一抱杆；4一抱杆拉线；5一提升滑车组；6一已立 塔身；7一转向滑车；8一牵引绳；9一平衡滑车；10一牵引滑车组；11一地锚
六、内悬浮外拉线抱杆分解组塔
• 1、工艺特点
• 内悬浮抱杆由头部、身部和根部三部分组成。 • 抱杆的头部系有外拉线用以平衡起吊重力并保持 抱杆提升时的稳定； • 抱杆的根部，在组装铁塔腿部时，固定在地面上； 在抱杆提升后，组装铁塔上部各段时，都固定在 铁塔的主材上。 • 外拉线也称落地拉线，即抱杆拉线通过地锚固定 在铁塔以外的地面上。外拉线具有易控制、操作 灵活等特点。适用于较平坦地形。
3．塔式起重机安装和组塔工艺
• 塔机组立铁塔的主要工艺如下： • (1)利用常规起重机在铁塔中心或外侧组装塔式起重机塔身、 起重臂、平衡臂、机构等。 • (2)利用常规起重机(或塔式起重机自顶升)安装标准节使塔 式起重机至最大自立高度。 • (3)用塔式起重机吊装塔材，进行组塔。 • (4)铁塔安装到一定高度后，塔式起重机在铁塔上附着。 • (5)塔式起重机自提升塔身，至新一级高度。 • (6)组装更高的铁塔塔身。 • (7)重复上述吊装和顶升，塔式起重机与铁塔交替安装，直 至铁塔全部吊装完毕。
4．塔式起重机拆除
• (1)外附着式利用塔式起重机升降系统将起 重机下降至可能的最低高度后，用常规起 重机或其他设备拆除。 • (2)内附着式利用塔式起重机上的附属设备 拆除起重臂、平衡臂、机构等，塔身部分 利用铁塔自身结构采用倒装或正装方式逐 节拆除。 • 专用组塔塔机将吊臂完全仰起后，利用其 自身顶升机构拆除。

缺点: 主杆埋深较大（3m左右），如果导线 截面和档距较大时，也常采用带拉线单杆直线 电杆和双杆直线电杆，但拉线电杆占地面积大， 影响耕作。
（2）220～330kV直线电杆 特点: a、大多采用双杆带叉梁门型电杆、带叉梁V型 拉线门型电杆和V型拉线撇腿门型电杆(图5－3)，也有荷载 较小时采用拉线单杆电杆。 b、杆柱型式采用有锥型和等径两种型式 C、带叉梁可调整杆柱上下段弯矩，从而使其配 筋合理，同时增强了横向稳定性和整体刚度。V型
式中 KC－断导线时的冲击系数（见表2－4）,
Ψ－可变荷载组合系数（见表2－11）
GF
－附加荷载（见表2－.9）
aB
△Tma a1GBx
(△Tmi TD nG)D
a2 GD
a2 GD
MA M（△Tmax）
A 上横担
①M（TD） ∑M（TD、△Tmin） ∑M（TD、△Tmax）
M(Tmin)
MD
D
1000
10300
3000
其设计值为：
MD=1.15[ΣGa+ΣPh+phZ] ＝1.15[1500 ×0.25+ 3560×1.25+
图3
1100×16＋2400×13.8＋2×2400×11.3
+94×15×(15/2+1)]
＝121770N.m=140kN.m
二、断线情况下杆柱的内力计算 断线情况荷载组合为无冰无风(新规范为有冰)。 单杆直线电杆事故断线断上导线起控制作用， 对于有地线单杆直线电杆在断导线情况下必须考虑 地线支持力的作用。但不考虑未断线的支持作用。 设最大和最小地线支持力为△Tmax、△Tmin 。
环形截面钢筋混凝土电杆，因具有耐久性好、 运行维护方便、节约钢材等优点，在220kV及以下 的输电线路中应用极为广泛，部分在500kV的线路 中也得到使用。

受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反
力。
冲切承载力应满足以下公式：
Vc 0.7np ftbmh0
式中
np －受冲切承载力截面高度影响系数，
当h≤800mm时,取1.0； 当h≥2000mm时，取0.9，其间按线性内插法取用；
ft －混凝土抗拉强度设计值；
bm－冲切破坏锥体最不利一侧计算边长， 用下式计算
Asy

H xh1 nyex f y
②当有纵向水平力Hy作用时，与x轴平行的 单根钢筋截面面积为：
Asx

H yh1 nxey f y
③当有Hx与Hy同时作用时，四个角落处单 根钢筋截面为
Asy

1 ( Hxh1 H yh1 ) f y nyex nxey
（2）底板的配筋
当为刚性基础时，底板不需配筋
式中 A—带阴影线的梯形面积，
a1—梯形短边长，一般 和电杆腿直径相近， 即按电杆直径折算
A

1 4
(a2

a12 )
a1
D2
4
e—梯形面积形心点至计算截面Ⅰ－Ⅰ的距离
e 1 (a a1)(2a a1)
6
a a1
2.作用在在底盘上弯矩
将A 、 q、e代入上式得
M

q 24
b2a 6
（2）下压稳定验算
｝ P≤fa/γrf
Pmax＝σmax≤1.2fa/γrf
同时满足
式中 γrf—地基承载力调整系数，取γrf ＝0.75。
fa—修正后的地形时
(ex
a) 6
公式略
工程中设计受压基础时，一般不宜出现压应 力呈三角形分布，除非基础底宽受到限制时才采 用。

输电线路设计 杆塔设计
➢ 1、杆塔型式 ➢ 2、杆塔荷载 ➢ 3、杆塔材料与构件形式 ➢ 4、铁塔的基本计算方法 介绍 ➢ 5、铁塔的变形 ➢ 6、铁塔图纸识图 ➢ 7、标准设计图纸的应用
1、杆塔型式
按照杆塔的构件材料分类
A 钢筋混凝土电杆
B 铁塔 拉线铁塔 自立式铁塔 钢管杆
杆塔按其受力性质
N/m·mm2； S—导线或避雷线截面，mm2； —垂直档距，m； Gj—绝缘子串总重量，N。
2）水平荷载—杆塔风压荷载
当风向与线路方向垂直时，杆塔风压荷载按下式计算
Pp
CF v 2 1.63
式中Pp—风向与线路方向垂直时的杆或塔身风压，N； v—设计风速，m/s； C—风载体形系数，对环形截面电杆取0.6，矩形截面
模块划分及命名规定
模块划分及命名规定
典型图
典型图
典型图
典型图
两相导线水平排列其线间距离的确定
在正常运行电压气象条件下，由于风荷的作用，使整个档距导 线发生摇摆，档距中央的导线摆动的幅度最大。当导线发生不 同步摇摆时， 档距中央导线部分接近，会导 致线间空气间隙击穿，从而发 生线间闪络。为此，规程中指 出：导线的水平线间距离，可 根据运行经验确定。1000m以 下的档距可按下式计算。
杆取1.4，角钢铁塔取1.4（1+η），圆钢铁塔取1.2（1＋η）； F—风压方向杆、塔身侧面构件的投影面积m2； η—空间桁架背面的风压荷载降低系数，其值见教材表
4—10所示。
2）水平荷载—导线、避雷线的风压荷载
P
gSlh
cos2
2
pj
式中 m；
P—导线或避雷线的风压荷载，N， θ—线路转角（°）； g—导线或避雷线的风压比载，N/m·mm2； lh—水平档距（断线时，断线相计算水平档距取/2），

基础部分
1、高低腿配置 在山区为了环境保护，减小山体开方，保持山体局部的整体稳定，
采用高低腿杆塔与不等高基础配合使用已在220kV及以上输电线路中普 遍使用。
高低腿配置时应根据山势，尽量做到不开方或少开方。基础悬高 一般不宜超过2.5m，计算埋深应大于悬高的2倍，以保证基础的稳定性。
基础部分
1、高低腿配置 J:基面值、杆塔降基值 （最长腿与中心桩的高差） S：计算露头 M：计算埋深 L：基础保护范围
基础部分
2、基础选型 2.4板式基础 适用范围：除淤泥等及软弱地基外的一般地质土 均可使用。 优点：计算理论清晰，工程经验丰富，施工方便 可适用的地质条件较广，能满足各种基础作用力 要求，是目前使用最为广泛的基础型式。 缺点：大开挖土方会导致较大的环境破坏，钢筋 用量较台阶基础明细增多。
基础部分
2、基础选型 2.4板式基础 板式基础又有直柱式和斜柱式两种，由于斜柱式基础的传力路径较好的 适应了上部结构作用力的特点，与直柱基础相比，因斜柱基础主柱中心 的斜率与铁塔主材坡度相同，因此与基础轴线垂直的水平力减少50%以 上，而轴向力仅增加1%-2%，大大改善了基础立柱和底板的受力状况， 较大的节约了基础材料用量，并对确保基础的侧向倾覆稳定起到很大的 作用。斜柱基础唯一的不足就是基础主柱与塔腿连接一般都是采用插入 角钢连接，基础施工时就要将插入角钢一起浇筑，对基础施工的要求和 精度较高。
的破坏。 4）还应注重施工的可操作性和质量的可控制性。
基础部分
2、基础选型 2.1掏挖基础 适用范围：无地下水的粘性土地区，碎石土或强风化岩地 区。 优点：由于减少对原状土的扰动，采用“剪切法”计算上 拔稳定，充分发挥地基土的承载性能，节约材料，施工作 业面小，减小塔位水土和植被的破坏。 缺点：对地质条件要求较高，有地下水时不能采用，孔壁 易塌方的砂类土不宜采用。

achd电杆计算风压段的顶径和根径m锥度为175的锥形电杆铁塔塔身计算段内侧面桁架或正面桁架的上宽和下宽铁塔构架的填充系数一般窄基塔身和塔头取0203宽基塔塔身可取01502考虑节点板挡风面积的影响应再乘以风压增大系数窄基塔取12宽基塔取11电杆外径d500mm内径d400mm电压等级110kv级气象区试计算作用在杆身上的风荷载标准值
解 查表
由高度20m，电压110kV，地面粗糙度B类 风压高度变化系数取μZ=1.10 杆塔风荷载调整系数βZ=1.0
环形截面钢筋混凝土电杆
构件体形系数取μS=0.7 P=μZμSβZAfW0=1.10×0.7×1.0×0.5×252/1.6 =236.7N/m
答：作用在杆身上的风荷载标准值为236.7N/m
W0－基本风压， W0＝V2/1600，kＮ/m2 Af—杆塔塔身构件承受风压的投影面积计算值
对电杆杆身：Ac=h(D1＋D2)/2 对铁铁身： Ac=h(b1+b2)/2 h—计算段的高度 m
D1、D2—电杆计算风压段的顶径和根径 m， 锥度为1/75的锥形电杆
D2= D1+ h/75； b1、b2—铁塔塔身计算段内侧面桁架（或正面
无冰时 P=γ4ALPcosα/ 2 N 覆冰时 P=γ5ALPcosα/2 N
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；
图4
α线路转角。
注意：新标准规定重冰还要乘以风载增大系数Bi
（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；
△T＝（T1－T2）cos900/2 =(2500-2000) cos 900/2＝353.5N

杆塔和基础设计杆塔和基础设计3.1⾼低腿杆塔设计输电线路经过的地形各⾊各样，地形也⼲差万别．当铁塔位于斜坡或台阶地时，塔腿之间会形成⾼差，这就要⽤⾼低腿来平衡，⾼低腿在四个任意⽅向都可以连接．⽬前塔腿级差⼀般设计为1．5m，长短腿的最⼤差值⼀般设计为9．om。

⽽地⾯⾼差是任意值，当长短腿不能完全平衡地⾯⾼差时，⼀⽅⾯可将部分主柱露出地⾯，另⼀⽅⾯塔腿级差可缩短为1．On，长短腿的鼍太差值也可以扩⼤，做到不开⽅或少开⽅．设计杆塔时，应考虑在杆塔位于陡峭⼭顶控制铁塔的正侧⾯根开，减少施⼯基⾯开⽅量．对于坡度较⼤的地形，塔腿长短腿已⽤到最⼤⾼差，仍不能平衡地⾯⾼差时，可采⽤长腿对应基础主柱升⾼的办法来平衡过多的⾼差，必要时可做特殊基础，在基础设计⽆法满⾜或其他具体因素主柱不宜升⾼时，可对短腿所在基⾯做适当开⽅。

全⽅位⾼低腿，4个塔腿⼀般为不等长的形式，可适应各种不规则任意地形的需要，组合成各种不同长度的⾼低腿。

3．2采⽤V串布置，限制线路⾛廊线路局部地段经过林区，为减少沿线房屋拆迁及对了沿线⽣态环境的破坏，尽量减少林区砍伐量和赔偿费⽤，必需减⼩⾛廊通道。

采⽤v串布置可缩⼩线路线间距离、减少线路⾛廊宽度的⽅式，不仅可减少树⽊砍伐量，同时还减少房屋拆迁等其它线路⾛廊清理⽤．因此，本⼯程在房屋集中地段及森林地段地形条受限时，铁塔型式考虑采⽤V串布置．2002年，我院设计的咸昌线，采⽤4XLGJ4 00／35导线的酒杯塔，I型串和v型串布置⽐较，I串的主要优点是绝缘⼦⽚数只有v串绝缘⼦⽚数的⼀半，缺点是线路⾛廊宽度⽐v型串布置的宽5⽶左右；v串布置的主要优势是通道宽度⽐I型串布置的通道宽度约减⼩5⽶左右，可以减少房屋拆迁和林⽊砍伐量，本⼯程经过林区长度较长，214．4km，约占20％，按此长度计算就可减少林⽊砍伐⾯积约1600亩，减少了对⾃然环境的破坏，有利于施⼯运⾏和维护．有较好的社会效益和经济效益．所以使⽤v型串布置是必要和合理的。

架空输电线路基本组成图⽂详解通过图⽂对架空输电线路的杆塔、导线、绝缘⼦、线路⾦具、拉线、杆塔基础、接地装置等的简单阐述。

本次笔者打破常规分类，按从下到上对架空输电线路的主要构成部分进⾏简单介绍，让输电线路的⼊⾏者及⾮输电线路⼯作者了解架空输电线路的基本组成。

1. 杆塔基础及接地▲杆塔基础杆塔基础：埋设在地下，与杆塔底部连接，稳定承受所作⽤荷载的⼀种结构。

图中钢筋混凝⼟部分属于铁塔基础。

▲杆塔地脚螺栓杆塔地脚螺栓：埋设于杆塔基础中，与杆塔底部连接，稳定承受所作⽤荷载的⼀种圆钢结构。

图中红⽩相间的圆钢属于杆塔地脚螺栓。

▲杆塔基础基⾯杆塔基⾯：杆塔地⾯的基准平⾯（⾼低腿⼀般以杆塔中⼼为准）。

▲杆塔基础⽴柱基础⽴柱：杆塔的插⼊式主材与地脚螺栓埋设其中的部分。

▲杆塔基础保护帽基础保护帽：保护地脚螺栓与塔脚板及塔底部主材。

图中基础顶⾯中间包裹塔材部分的混凝⼟部分为保护帽。

▲杆塔基础排⽔沟基础排⽔沟：为防⽌杆塔或杆塔基础被⾬⽔等冲刷⽽砌筑的将⽔引向保护范围外的⽔沟。

▲杆塔基础挡⼟墙杆塔基础挡⼟墙：指⽀承杆塔基础填⼟或⼭坡⼟体、防⽌基础填⼟或⼟体变形失稳的构造物。

▲钢筋混凝⼟电杆底盘钢筋混凝⼟电杆底盘：是预制的⽔泥制品，承受电杆底部向下压⼒，防⽌杆塔下陷的基础部分。

▲钢筋混凝⼟电杆拉盘钢筋混凝⼟电杆拉盘：⽔泥拉线盘承受的是上拔⼒，为防⽌上拔的固定点的，通常埋在⼟中的装置。

▲钢筋混凝⼟电杆卡盘钢筋混凝⼟电杆卡盘：是预制的⽔泥制品，为稳定电线杆，防⽌倒伏，承受的是倾覆⼒，受拉⽅向随风向的改变⽽改变。

▲钢筋混凝⼟电杆拉线钢筋混凝⼟电杆拉线：为了平衡电杆各⽅⾯的作⽤⼒并抵抗风压，防⽌电杆倾倒。

架空输电线路的拉线⼀般由拉盘，拉线U型挂环，拉线棒，UT型线夹，钢绞线，楔型线夹，拉线包箍等组成。

▲接地装置接地装置：接地装置是指埋设在地下的接地电极与由该接地电极到杆塔之间的连接导线的总称。

图中圆钢部分属于接地装置⼀部分。

▲接地引下线接地引下线：接杆塔与接地体的⾦属导体。

输电线路杆塔设计一条输电线路由导线、地线、绝缘子、金具、杆塔和基础构成。

杆塔按承载荷载的方式不同，分：直线杆塔（悬垂杆塔）和耐张杆塔。

杆塔按材料和结构型式的不同，分：铁塔、水泥杆、薄壁钢管混凝土杆、钢管杆、复合材料杆塔等。

杆塔设计流程：一、确定设计气象条件最大风速、最高气温、最低气温、平均气温、覆冰东北地区，一般情况最大风速28米/秒（10米高，10分钟平均）、最高气温40℃、最低气温-40℃、平均气温-5℃、导线覆冰10毫米（地线覆冰15毫米）二、确定导线和地线型号1、导线、地线型号选择（根据导线的载流量确定）2、导线安全系数（确定导线最大使用张力）3、导线各种工况的张力计算一般要进行最大风速、最高气温、最低气温、平均气温、覆冰、外过电压、操作过电压、安装等工况的计算。

导线的张力由最大荷载和平均运行张力控制。

导线的最大荷载一般发生在最大风速、最低气温、覆冰这三种情况，任何情况导线的最大荷载不能超过导线的最大使用张力；平均运行张力主要控制防振，按规范规定，任何情况平均气温时的导线张力不能超过导线拉断力的25％。

代表档距：一个耐张段之间由中间若干个直线杆塔组成，各档的导线张力是按同一值架设的。

当气象条件变化时，各档的导线张力就不完全相同，产生张力差，使悬垂绝缘子串产生偏斜。

偏斜的结果，又使各档的导线张力趋于基本相同的某一数值。

这个张力就称为这个耐张段内的代表档距。

临界档距：在某一档距下可能某两个控制条件同时起控制作用，超过此档距时是一个条件控制，小于此档距时是另一个条件控制。

这个档距称为临界档距。

临界档距求解公式22)()()(24)(24n n m m n m n m j T P T P t t T T EA L −−+−=α临界档距的求法：四种控制条件（最低气温、平均气温、覆冰、最大风速）分别计算P/T ，由小到大排列（分别以A 、B 、C 、D 表示），两两组合可得到6个临界档距，L AB 、L AC 、L AD 、L BC 、L BD 、L CD 。