山地输电塔模型设计与制作

关于输电线路铁塔制造及设计的探究摘要：输电线路铁塔也叫做电力铁塔，是一种非常常见的输电设备。

作为架空输电线路的重要组成部分，输电线路铁塔的结构设计和加工工艺是现代电力系统发展和运行的坚强后盾。

伴随我国的电力事业飞速发展，这就对输电线路铁塔提出了更高的要求。

关键词：铁塔、线路、工艺、结构、设计输电线路铁塔也叫做电力铁塔，是一种非常常见的输电设备，它可以架空电线并对输电电线起到支撑与保护作用。

电力铁塔杆件间连接采用粗制螺栓，靠螺栓受剪力连接，整个塔由角钢、钢板和螺栓组成，个别部件如塔脚等由几块钢板焊接成一个组部件。

所以运输、热镀锌防腐以及施工架设都比较方便。

而作为架空输电线路的重要组成部分，输电线路铁塔的结构设计和加工工艺是现代电力系统发展和运行的坚强后盾。

伴随我国的电力事业飞速发展，这就对输电线路铁塔提出了更高的要求。

一、输电线路铁塔结构设计1、塔头和塔身坡度的设计输电线路铁塔一般都是由塔头、塔腿以及塔身三部分构成，塔头部分主要的布置有地线和导线，塔头的形状可以各种各样，它的尺寸大小主要是由地线对边导线的保护角与电气间隙圆决定。

一般而言，布材形式相同的塔身在口宽相同的时候，影响斜材与主材规格的因素主要是塔身的坡度，如坡度越大，主材的内力就越小，规格也越小，然而斜材的计算长度就越长，内力和规格也就越大。

所以我们一定要选择一个最佳坡度，以此来处理好主材与斜材的规格以及内力等等，从而满足最经济的设计要求。

2、输电线路铁塔主材的节点划分影响主材计算长度的直接因素就是主材节点的划分。

通过大量的实验得出结论如果在横担下平面之下的主材的长细比可以控制40到60之间，例如计算长度是1.2米到1.3米，L125的等边角钢，那么横担下平面上面的主材长细比就可以相应的增大。

一般情况下，一定规格的角钢在适当的承载能力之内，应变值与应力是不会发生突变现象的，这样杆件就可以很好的发挥它的承载能力。

3、输电线路铁塔的斜材布置优化斜材的计算长度与主材传递给斜材力的大小是制约输电线路铁塔斜材的主要因素。

输电杆塔及基础设计随着电气设备的普及和城市化进程的加速，越来越多的电力输电线路需要建设。

因此，输电杆塔的设计成为了一项十分重要的工程项目，它关系到整个电力工程的安全可靠性。

本文将从输电杆塔及基础设计的角度出发，详细介绍输电杆塔的设计过程、设计要点和设计流程。

一、设计过程设计输电杆塔的过程是一个复杂的系统工程，需要结合选址、材料、制造、运输、安装等多方面因素，完成电力工程的目标。

其主要分为以下几个阶段：1、需求分析需求分析是设计输电杆塔的第一步。

在需求分析的过程中，需要将客户的需求和电力工程的技术要求进行整合分析，并确定产生设计的根本基础。

这一步非常重要，因为整个设计的方向和目标都将从这里开始确定。

2、设计方案制定依据需求分析所得的结果，确定输电杆塔的功能、特点、结构，设计出合理的方案，并进行若干方案比较，确定最佳的设计方案。

3、材料选用由于输电杆塔需要承受较大的风、雨、火等外力，所以材料的选择必须充分考虑材料的强度、抗腐蚀性等因素。

常用的材料有钢、混凝土等。

4、制造与加工制造与加工是设计过程中的一个非常重要的环节。

这个环节的主要目的是根据设计方案制造出质量稳定、可靠耐用的输电杆塔。

5、运输输电杆塔通常是由运输车辆运送到工程现场。

因此，运输过程必须充分考虑安全和稳定性，保证输电杆塔到达现场时不会损坏或变形。

6、安装输电杆塔的安装是一个非常关键的步骤，需要注意保证安全、稳定和可靠性。

需要按照设计方案固定杆塔，将配件正确安装在杆塔上，并对输电线路进行必要的检测和测试。

二、设计要点设计输电杆塔时，需要充分考虑以下要点，以确保输电杆塔在使用过程中能够正常工作。

1、结构设计输电杆塔需要在承受外部力的情况下，保持结构的稳定性和安全性。

因此，在设计中需要合理设置杆塔的支撑点和配重点，并根据输电线路的需求，设计合理的杆塔结构。

2、设计荷载输电杆塔需要承受如风、雨、火等自然因素的力量，因此在设计中，需要考虑实际情况下的荷载。

简析山区220kV杆塔的设计国内外在架设架空输电线路单回路直线塔和110～750kV交流线路普遍采用猫头塔和酒杯塔这两种塔型。

因为山区比平丘地区的走廊拆件量小，考虑到工程造价，酒杯塔适合山区，猫头塔适合平丘地段。

因为山区坡度大，所以边导线对地距离控制铁塔呼高，下坡侧导线易受绕击源于对地距离过高。

为避免以上问题发生，全面考虑如铁塔受力情况、铁塔质量、防雷性能、电磁环境、塔头设计、绝缘子金具串型式等因素，并参考干字型塔的设计优点，本文通过某220kV线路施工例子探讨分析下字型直线塔设计。

1 新型单回路直线塔设计1.1 串型选择I型与V型悬垂串在输电线路施工中普遍使用，相较于I型串，V型串用于220kV回路铁塔时，导线偏移能够被限制，导线间距会减少3m左右，可以使走廊宽度减小，大大降低拆迁和树木砍伐的数量，但铁塔横担要增加4m，要增加1倍V型串绝缘子片数，还要增加2%～3%的单基钢材指标。

线路走廊宽度不是限制下字型直线塔的主要原因，因为下字型直线塔常用于单回路山地，拆迁量小，相比较而言，推荐使用I型悬垂串。

1.2 塔头规划1.2.1 导线间距离：上式用于全部使用I串时水平距离的计算。

式中：fc为最大弧垂；U为线路额定电压；Lk为悬垂绝缘子串长度。

垂直导线间距取0.75D，如果采取悬垂绝缘串的杆塔，在220kV时垂直线间距离应大于10m。

1.2.2 地线支架高度：上式用于计算线路档距中央导线和地线间的空间距离。

式中：S为导线与地线间的距离；L为档距。

1.2.3 电气间隙距离。

塔头间隙圆在带电施工或者雷电过电压情况下，施工人员及杆塔构件及导线风偏轨迹间的最小间隙。

依据规定，在施工人员停留地方需考虑人员活动区域0.5m。

所以建议下字型直线塔在海拔1000m时工频电压间隙取1.2m，雷电过电压空气间隙取3.2m，带电作业检验间隙取3.6m，操作过电压间隙取2.6m，横担肢厚取0.2m，塔身肢厚取0.3m。

1.2.4 导线脱冰跳跃高度。

山区110kV配电装置立体型设计分析摘要：以某水利发电厂110kV配电装置改造为例，对110kV 户内GIS的设计采用了立体布置的概念，采用低进高出的布置方式，解决了水电厂改建位置狭窄、进出线高差大的问题，结合工程，提出施工安装方案，对场地位置受限的配电装置设计提供借鉴和参考。

关键词：水电厂；GIS；立体式；配电装置水利发电厂多建设于河道高差大的山谷之中，由于其建设位置的特殊性，电厂内普遍位置狭窄，施工建设困难，电力的送出出线走廊限制多，高差大。

因此，在建设水电厂的电气配电装置时，多考虑由主厂房屋顶出线，以减少和出线终端塔的高差。

本工程一二期共建设5台水轮发电机组，由于电厂所处位置特殊，前期建设阶段#1~#3机组经过发变组接入厂内110kV配电装置（敞开式布置），后扩建的#4~#5机组共用一台升压变接入厂内220kV配电装置。

经过多年电网建设，附近220kV配电装置无法满足输电要求，需要拆除，故要求本工程220kV配电装置拆除，#4、#5机组改由110kV配电装置送出。

场地狭小是限制水电厂改扩建的重要问题之一，本工程在设计中采用立体式户内GIS的布置方式，较全面的解决了场地限制问题。

1 建设规模和建设难题1.1 建设规模本水电厂布置于河道中游，两侧为高耸的山地，厂内原有的110kV配电装置采用双母线接线，三回进线间隔，三回出线间隔，一回母联间隔，一回母线保护间隔，中型敞开式布置，布置于水坝内侧平台上，母线采用架空软导线。

本次改造要求将#4~#5机组采用一台升压变压器接入原有110kV 配电装置，并增加110kV出线两回。

根据现场勘查，欲建设的出线终端塔位于水坝外侧山体平台上。

与原有110kV配电装置平台高差30米。

1.2 建设难题接线方案改造并不复杂，但针对本工程布置主要存在几个问题：1）原配电装置已占据平台多数位置，留下的空位仅作为平常巡视检修场地使用，位置狭小，增加一进两出三回间隔位置不足，检修场地旁为山体，扩充位置需要开山，土方量过高，成本巨大，建设工期过长，施工困难，不确定因素多；2）采用敞开式布置，新增的两回出线与预估的出线终端塔位置高差过大，出线困难;3)如将新增间隔移至远离原配电装置布置，双母线的连接只能采用电缆连接的方式。

CHINA MANAGEMENT INFORMATIONIZATION/大学生结构设计大赛竹制山地输电塔模型优化马文超,刘健,郑国旭,余明学,谷镇超,夏力库努尔·肉孜买买提(新疆农业大学水利与土木工程学院,乌鲁木齐830052)［摘要］竹材作为天然的绿色材料,具有良好的物理力学性能和加工性能,而输电塔作为输电通道最重要的基本单元,是输电线路的直接支撑结构。

文章结合大学生结构设计竞赛赛题以竹材为主要原料制作山地输电塔模型,结合迈达斯有限元软件,从制作工艺、结构特色等多个角度给出最优的模型。

［关键词］桁架结构;节点;优化;强度;稳定性doi:10.3969/j.issn.1673-0194.2021.17.062［中图分类号］F273.1［文献标识码］A［文章编号］1673-0194(2021)17-0151-03［收稿日期］2021-02-18［基金项目］2020年新疆农业大学校级一流本科课程(土木工程施工)建设项目2020XJYL23;2019年“水利水电工程”重点专业教育教学研究项目(工程施工技术课程建设与实践);2019年新疆农业大学校级大学生创新训练计划项目(大学生结构设计竞赛的竹结构模型设计与制作研究dxscx2020456);2019年新疆农业大学校级教研项目(土木工程专业认证准备过程中若干关键问题研究)。

［作者简介］刘健(1979-),男,乌鲁木齐人,新疆农业大学水利与土木工程学院副教授,硕士,主要研究方向:装配式建筑结构和BIM 工程技术应用(通信作者)。

1设计说明1.1方案构思本届大学生结构设计竞赛赛题要求结构满足尺寸、高度规定的同时,还能够良好适应六种荷载工况,其中,一、二级加载对应实际情况不同工况下输电线布置方式对输电塔的影响,其中一级加载主要模拟的是对结构构件抗压和抗拉能力的检验,二级加载对结构的主要影响为扭转作用,这就要求输电塔具有较高的抗压、抗拉、抗扭转能力,同时还要具有良好的稳定性,避免主要构件被破坏和模型超出允许的范围,三级加载对应着水平荷载(如风荷载)。

图3山字型结构图2Y字型框架结构山地输电塔模型设计选型与优化包淑珉，史佳遥，赖韬，邓洪永，张昊（南京工业大学土木工程学院，江苏南京211816）一、引言创新是民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭源泉。

全国大学生结构设计竞赛是土木工程学科创新性和实践性最高水平学科竞赛，被誉为土木皇冠上最“璀璨的明珠”。

自2005年浙江大学成功举办第一届全国大学生结构设计竞赛以来，至今已成功举办十三届。

该赛事创新的主旨十分契合大众创业、万众创新的号召，为广大青年学生搭建了一个展现其创新意识、合作精神和工程实践能力的平台。

本届赛题要求参赛队员针对静载以及荷载随机选位等多种工况下的山地输电塔结构进行结构选型、结构优化、模型制作及试验，并现场抽签决定三级加载工况，检验模型承受弯剪扭组合作用下的受力性能。

二、赛题简述本届大赛以“山地输电塔模型设计与制作”为主题，聚焦西部大开发和“一带一路”倡议，关注各地区能源分布不均衡，服务区域发展需求，具有鲜明的时代特点与国情特色。

赛题首次将材料利用率和制作时间计入评分标准项，同时，加载工况现场抽签决定，所以本届赛题更加凸显对实际问题的综合性考查。

竞赛赛题要求参赛队员以竹皮和竹条为原材料，在规定的16小时内设计并制作一个山地输电塔模型，模型须设置2个“低挂点”、1个“高挂点”（兼水平加载点），通过砝码进行加载，考验模型在弯剪扭组合作用下的受力性能。

加载工况随机抽取，且分三级加载，最大加载质量为46kg。

三、结构选型1.桅杆型结构。

桅杆型结构模型以三角形为基本构型，塔身为两端收缩成锥体的空间梭形格构柱，并采用拉杆将塔身和塔臂分别与底板相连，以保证结构的整体稳定性（如图1所示）。

将支座设为铰接，将荷载带来的弯矩与扭矩转化为杆件内部的拉力与压力，使结构受力合理并发挥每根拉杆的作用。

整个结构能够使荷载以最短的传力路径传到底板，在保证承载力的同时能够极大地减轻自重，达到轻质高强的目标。

浙江大学、浙江工业大学等参赛队均采用该种结构形式，并获得了一等奖。

电力工程建设输电塔的结构设计与施工技术电力工程建设中，输电塔是连接电力线路的重要组成部分。

其结构设计和施工技术直接关系到输电线路的安全运行和可靠性。

本文将就电力工程建设输电塔的结构设计和施工技术进行探讨，以提供相关技术支持和指导。

一、输电塔的结构设计1. 基础设计输电塔的基础设计是保证输电塔安全稳定运行的基础。

在基础设计中，需要充分考虑地质条件、塔型选用、荷载计算等因素。

首先，根据不同地质条件选择适合的基础类型，如浅基础、深基础或者钢桩基础等。

其次，根据输电塔的类型和使用环境，确定合适的塔型，如悬垂塔、耐张塔、电压等级等。

最后，进行荷载计算，包括风荷载、冰荷载、线荷载等，以确保塔身结构的安全稳定。

2. 塔身结构设计输电塔的塔身结构设计是保证输电线路正常运行的重要环节。

在设计过程中，需要考虑材料选用、结构布置、受力分析等因素。

首先，选用适合的材料，如钢材、混凝土等，在保证强度和耐久性的前提下，使其具备较好的抗风、抗震能力。

其次，合理布置塔身结构，如截面形式、加强措施等，以提高塔身整体稳定性。

最后，进行受力分析，考虑各种力的作用，如风荷载、地震力、线荷载等，确保塔身结构能承受各种力的作用。

二、输电塔的施工技术1. 施工准备输电塔的施工前需进行充分的准备工作。

首先，明确施工计划，规划施工进度和工期，并制定相应的施工方案。

其次，安排人员和设备，确保施工队伍和设备的到位。

同时，进行现场勘察，了解施工场地的地质条件和环境情况，为后续施工提供依据。

2. 塔基施工输电塔的塔基施工是整个工程的重要环节。

在塔基施工过程中，需要进行地形整理、基槽开挖、浇筑混凝土等工作。

首先，对施工场地进行地形整理，确保施工场地平整。

其次，按照设计要求进行基槽开挖，包括基槽的深度和宽度控制。

最后，进行混凝土的浇筑，注意混凝土的配比和浇筑工艺，以确保塔基的强度和稳定性。

3. 塔身安装输电塔的塔身安装是整个工程的重点和难点。

在塔身安装过程中，需要进行塔段的拼装、吊装和固定等工作。

“大鹏展翅”输电塔结构模型设计理论方案浙江省大学生结构设计竞赛组委会二OO七年十月目录序 (2)1. 设计说明书 (4)1.1 研究背景和意义 (4)1.2 结构的构思和结构的选型 (4)2. 方案图 (7)2.1 模型三维图 (7)2.2 模型三视图 (8)2.3 主要构件图 (9)2.4 支座与连接详图 (10)3. 计算书 (11)3.1 计算模型 (11)3.2 荷载分析 (11)3.3 内力分析 (12)3.4 整体结构水平方向变形分析 (13)3.5 材料的力学性能与粘结工艺 (13)四研究中存在的问题及反思 (14)序输电塔作为这个电器的时代的支撑点，她需要耐人寻味的体态，轻盈的身躯，以及一副刚强的骨架。

一个构筑物第一时间传递给我们是视觉上的冲击，那就是外形。

自身的重量是任何物体所必须克服的，轻盈的身躯将为基础减去相当的负担。

承受再轻的重量，也必须有相应的骨架。

面对高耸的输电塔更是如此。

一副合理的骨架结构是承载能力的关键。

短短10年时间内我国输电线路长度增加了一倍多。

在电网建设的过程中，输电塔也得到了前所未有的发展，从早期的以木材为主要材料作为输电杆，到后来以钢筋水泥杆为主要材料作为输电塔，到现在的以钢材为主要材料作为输电塔；塔重从单基重量1－2吨，发展到现在最大单基塔重3980吨；塔高从几米发展到2004年10月建成投产的江阴段长江大跨越，塔高346.5米，是世界输电第一高塔。

因而在此次我们主要考虑以下几个方面来来设计我们的结构：承载能力高、自重轻、结构稳定，合理、外形新颖、符合实际制作、使用时结构变形小。

满足以上各个方面，我们舍弃了传统的类似于筒体的桁架，采用了单刚片受扭的双刚片交叉结构。

她作为一个刚片受水平垃力，可以减少较多面上的短杆件的使用。

自重轻，耗材少。

外形更是完成了一个突破。

同时长杆件的使用减少了结点的处理更符合实际制作的要求。

更为了使结构为创新，经济，美观，使用，我们采用了双刚片X交叉的结构。

大学生结构设计竞赛输电塔模型设计与分析苏骏，杨硕，余佳力，李扬（湖北工业大学土木建筑与环境学院，湖北武汉430068）引言在土木工程高等教育中，结构设计竞赛可以为土木相关专业的大学生提供一个展现自我创造力的平台，使其创新探索、实践动手等方面的能力得到充分的锻炼和提升[１]。

鉴于此，为将所学专业知识运用到工程实践，提高大学生团队协作能力和创新意识，我校参加了竞赛题目为“山地输电塔模型设计与制作”的2019年全国大学生结构设计竞赛。

[２]一、结构方案选型分析（一）方案构思分析赛题后，选择以实际输电塔结构为背景，参考其对设计此次竞赛输电塔结构模型的指导作用，总结出以下几个难点：①分析承受不对称竖向荷载时结构承载力及变形性能；②分析承受竖向和变方向水平向荷载时结构的承载力；③控制结构质量、减小所受应力以及提高结构的刚度之间做到合理平衡的方法。

（二）结构选型通过反复计算和加载试验，最终模型经优化后选定了带长拉索的塔式结构，0°、15°和30°模型相同（如图1所示），为了避免45°工况时模型与加载装置碰撞将高挂点向外水平偏移。

模型采用等腰直角三角形截面（如图2所示），由横梁划分的塔体层数由四层改为三层，之间用交叉拉带相连，大大减少了构件数量。

但因此梁柱受力较大，尤其是在二级扭转情况下大量的圈梁拉带受力较大，此问题通过调整杆件截面和厚度得以解决。

悬挑水平偏移45°以减小导线张力的水平分量，减小了扭矩以及倾覆力矩，并且仅保留下弦两根杆件，上弦杆则用连接高挂点和低挂点的拉带代替。

将上弦拉杆改为拉带使应力集中，随构件受拉力因此加大但采用拉带充分利用了竹材抗拉不抗压的特性，并且减少了节点拼接的构件降低了节点处理的难度。

另外利用偏移的低挂点，设置两条长拉索，连接于低挂点和塔底，以此抵抗二级的扭转作用将低挂点所受拉力传递至柱脚避免塔身受力过大。

但由于制作误差长拉索很难在开始加载时立即发挥作用，所以要在一定程度上降低塔身刚度以使模型发生扭转变形，进而使长拉索充分发挥作用。

输电线路铁塔设计方法与实践输电线路铁塔是输电线路中的重要组成部分，承担着支撑导线和承受风荷载等作用。

在输电线路工程中，铁塔的设计是至关重要的一环，设计的好坏将直接影响到输电线路的使用寿命和安全性能。

本文将介绍输电线路铁塔的设计方法和实践。

一、设计方法1.结构计算方法在输电线路铁塔的设计中，首先需要确定铁塔的结构形式，根据结构形式进行结构计算。

结构计算的目的是确定铁塔的强度和稳定性，以确保其能够承受风荷载和导线张力等作用。

常用的结构计算方法有有限元法、刚度法和弹性理论法等。

2.材料选择和规格确定在确定铁塔结构计算方法后，需要选择合适的材料和规格。

铁塔的材料通常为角钢、工字钢或钢管等，材料的选择应考虑强度、耐久性、加工性和成本等因素。

同时还需要根据实际情况确定铁塔的规格，包括高度、宽度、厚度等参数。

3.荷载计算荷载计算是决定铁塔结构强度和稳定性的重要因素。

荷载包括风荷载、导线张力、覆冰荷载等。

荷载计算应根据实际情况进行，包括地形、气候、导线类型和跨度等因素。

二、实践经验1.精细化设计输电线路铁塔的设计应进行精细化设计，包括考虑建设地形、环境条件和工程量等因素。

同时还应考虑到材料的选用、规格的确定和荷载的计算等多个方面。

2.现场勘察在设计铁塔之前，应进行现场勘察，了解实际情况和特殊情况。

现场勘察可以帮助设计师更好地了解地形、气候、环境等因素，从而更好地进行铁塔设计。

3.使用高强度材料选择高强度材料可以增加输电线路铁塔的强度和稳定性。

同时还可以减少铁塔的重量和成本。

选择高强度材料可以更好地满足输电线路的要求。

总之，输电线路铁塔的设计是非常重要的一环。

设计师需要根据实际情况进行荷载计算、材料选择和规格确定等方面的工作，同时在实践中应进行精细化设计和现场勘察，选择高强度材料可以更好地满足输电线路的要求。

塔结构模型设计与制作方案设计1.确定设计目标：在设计塔结构模型时，首先需要明确设计目标，例如表达特定的建筑风格、传达其中一种意象或故事，或者仅仅是展示塔结构的工程细节等。

确定设计目标有助于指导整个设计和制作过程，使模型更加精确、直观地呈现出设计意图。

2.收集资料和研究：在设计塔结构模型之前，需要收集相关的资料，并对目标塔结构进行研究。

这包括收集建筑平面图、立面图、剖面图等，以便对塔结构的细节和比例有更深入的了解。

此外，还可以查阅相关的历史背景和文化信息，以对塔结构的背景和意义有更加深入的了解。

3.确定比例和尺寸：根据设计目标和资料研究的结果，确定塔结构模型的比例和尺寸。

比例和尺寸的确定有助于确保模型的精确性和真实感。

通常情况下，塔结构模型的比例可以根据实际需求进行调整，例如1:100、1:200或者1:500等。

4.选择材料和工具：根据模型设计的要求，选择适合的材料和工具进行制作。

常用的材料包括纸板、泡沫板、木材、塑料等。

在选择材料时，需要考虑其稳定性、可塑性和易加工性。

为了提高制作效率和质量，还可以使用一些专业的模型制作工具，例如切割刀、剪刀、吸管、胶水等。

5.制作步骤：制作塔结构模型的步骤可以根据实际需求进行调整，以下是一个常见的制作步骤示例：a.根据设计稿，制作塔结构的主要形状。

可以使用纸板或泡沫板等材料，根据比例将主要形状切割出来。

b.制作塔结构的细节部分。

根据建筑平面图和立面图等资料，将塔结构的细节部分切割出来，并加工成合适的形状和尺寸。

c.进行调整和修饰。

在制作过程中，根据实际需要对模型进行调整和修饰。

可以使用细砂纸、模型粉末等进行表面处理，以达到更加真实的效果。

d.组装和固定。

在完成所有模型部件的制作后，进行组装和固定。

可以使用胶水、螺栓等将模型各部件连接起来。

确保模型的稳定性和坚固性。

e.进行涂装和装饰。

根据具体需求，对模型进行涂装和装饰。

可以使用喷漆、贴纸等进行模型的表面处理。

山地输电塔结构模型设计制作经验总结山地输电塔结构模型设计制作经验总结一、引言山地输电塔结构模型是电力输电工程设计中的重要组成部分，它能够直观地反映出电力输电线路在山地地形条件下的布置及结构特点。

在山地地形条件下，输电线路的杆塔设计与安装相对复杂，因此需要进行结构模型的设计和制作。

本文将针对山地输电塔结构模型的设计制作经验进行总结，以期对今后的电力输电工程设计有所指导。

二、模型设计方法1. 系统分析：在设计山地输电塔结构模型时，首先要对工程项目进行系统分析，了解山地地形条件、线路布置及结构参数等。

通过对各种情况的分析，可确定模型的整体设计思路。

2. 结构布置：根据分析的结果，确定山地输电塔结构模型的布置及主要组成部分。

根据输电线路的走向、线路的刀闸位置和走廊的布置等因素，合理安排各个部分，确保模型在视觉上的效果和实用性。

3. 材料选择：选择适合的材料进行模型的制作。

山地输电塔结构模型需要重点考虑模型的牢固度和稳定性，因此应选用韧性好、耐用性强的材料，如钢材、铝合金等。

4. 制作工艺：模型的制作工艺应符合实际施工工艺，以便更好地反映出实际情况。

在制作过程中，要注意模型的细节处理，保证模型的整体美观和仿真度。

5. 定位固定：为了保证模型的稳定性和可展示性，要对模型进行定位固定。

可以采用地脚螺栓、支柱等方式，确保模型在展示过程中不会发生倾倒或摇晃。

三、模型制作经验1. 合理使用比例：在进行山地输电塔结构模型的制作中，要对模型的尺寸进行合理的缩放，以适应展示的需要。

一般来说，尺寸的比例为1:50或1:100，能够较好地反映出模型的结构特点。

2. 注意细节处理：在制作模型时，要注重细节处理，尽可能还原实际的线路布置和塔结构。

模型的细节包括线路的走向、线路的铁塔结构、刀闸位置等，这些细节对于模型的仿真度和实用性来说都非常重要。

3. 模型稳定性保证：山地输电塔结构模型的稳定性是制作过程中需要特别注意的问题。

要保证模型在展示时不会发生倾倒或摇晃，需要在制作过程中加强模型的支撑结构，增加模型的重心，确保模型的稳定性。

输电线路铁塔的三维建模绪论1.1、概述三维激光扫描技术目前是测绘领域中一个新的研究热点。

众所周知，传统测绘技术主要是单点精确测量，要用其采集数据进行三维建模就存在很多问题，因为描述目标结构的完整属性需要采集大量的点，少则几万，多则几百万甚至几千万，这样才能把目标完整地建模，所以，用现代高精度扫描技术就可以解决了这个问题。

三维激光扫描技术就是全自动高精度立体扫描的技术，它不同于单纯的测绘技术，它主要面向高精度逆向工程及三维模型重构，具有独特的优势：数据获取速度快，实时性强：数据量大，能详细描绘物体的细节；主动性强，能全天候工作；全数字特征，信息传输、加工、表达容易；操作方便，扫描时由软件控制仪器工作。

因此，对基于三维激光扫捕数据的建模技术研究很有必要。

三维激光扫描技术又称“实景复制技术”，对任何复杂的现场环境及空间进行扫描操作，采用高精度逆向三维建模及重构技术，以获取研究目标的三维坐标数据和数码照片的方式快速获取各种大型的、复杂的、不规则、标准或非标准等大型实体或实景等目标的三维立体信息，直接将这些三维数据完整地采集到电脑中，进而快速重构出目标的三维模型及线、面、体、空间等各种数据，再现客观事物真实的形态特性。

该技术为快速获取空间数据提供了有效手段，是继GPS技术以后的又一项测绘技术新突破。

利用地面三维激光扫描仪对物体进行数字化，得到物体表面大量点的三维坐标集合，称为点云数据。

这些三维激光点云数据还可进行各种后处理工作(如：测绘、计量、分析、仿真、模拟、展示、监测、虚拟现实等)，即所谓的逆向工程应用。

所有采集的三维点云数据及三维建模数据都可以通过标准接口格式转换给各种正向工程软件直接使用。

目前空间模型的表达一般用面体，包括平面和曲面，平面的表达用的最多的是平面三角形，因为空间中任意三个点都可以决定一个平面；曲面的表达一般用基于控制点的NURBS曲面，此曲面以一定量的控制点来控制整个曲面的形状。

由三角形组成的三角网应用非常广泛，它可用于表达物体表面细致的凹凸形状，进行光照反射的分析，纹理映射，以及空间信息的获取；而曲面的应用也很有效，它可建立光滑自然的曲面造型，更趋于真实。

山地输电塔模型计算机仿真分析本文针对2019年第十三届全国大学生结构设计比赛中山地输电塔结构模型设计与制作。

将计算机仿真分析引入结构设计竞赛，有助于提高结构设计竞赛的分析和设计水平，对推动相关专业本科教学具有一定的指导意义。

标签：仿真分析;约束条件;结构大赛;结构优化结构设计比赛已被列为全国大学生科技创新赛事之一。

该赛事主要针对工程及相关专业的在校大学生，非常具有创造性和挑战性，巩固和提高学生的专业知识，培养学生的创新思维，应用和实践能力，强化团队意识和协作能力有很大帮助作[1] 。

比赛中对模型进行设计优化，让结构受力最优，能体现参赛者的工程技术程度和智慧[2] 。

文章以2019年第十三届全国大学生结构设计竞赛为背景，从材料特征、结构选型等方面，阐述了竹质结构模型设计优化的相关步骤和方法，并利用MIDAS分析软件对大赛模型优化选型提供有效思路。

1、赛题简介1.1模型概述要求设计并制作一个山地输电塔模型（以下简称“模型”），通过螺钉将模柱支腿固定在400 mm×400 mm×15 mm（长×宽×厚）的竹模上，模型的底面固定在薄模中心250 mm×250 mm正方形的正方形中，如图1a所示，底板中心点为o 点。

“高悬挂点”也可用作“水平加载点”低悬挂点应该是模具最远的外伸（悬要设计和制造山地输电塔模型），必须在模型上安装两个“低悬挂点”和一个“高悬挂点”臂）点，间隔薄模表面的高度应该在1000 mm～1100 mm的范围内。

底部表面上两个低悬点的投影应分别位于低悬挂突出部分，如图1a所示，分别位于上部和下部扇形环的阴影区域;底部悬挂点的高度应在1200mm～1400mm范围内，薄模表面的投影距离o不应大于350mm，高悬挂点应为模型的最高点。

模型低悬挂点和高悬挂点（和水平加载点）的垂直位置如图1b所示。

1.2加载概述荷载施加分三级，一、二级加载均为挂线荷载，分别在指定导线的加载盘上码放砝码，三级加载是通过侧向加载指导线施加侧向水平荷载。