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高压输电线路杆塔基础设计讲课教案

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输电杆塔及基础设计课程设计

输电杆塔及基础设计课程设计

三峡大学电气与新能源学院杆塔课程设计说明书学期: 秋季专业：输电线路工程课程名称：输电杆塔及基础设计班级学号：2009148210姓名：指导老师：文老师2012 年12 月目录一﹑杆塔外形的尺寸1﹑杆塔高度及弧垂………………………………1—32﹑导线比载…………………………………………4-63﹑档距计算 (6)4﹑间隙及带电作业的校验…………………………7—85﹑地线支架的高度…………………………………9--11二﹑部分1﹑避雷线的比载计算 (11)2﹑运行情况……………………………………………12—13三﹑配筋计算1﹑配给计算 (14)四﹑强度校验1﹑计算条件 (14)2﹑荷载列表 (15)3﹑裂缝计算…………………………………16—174﹑单吊点起吊计算 (17)5﹑断线情况内力计算 (18)五﹑基础设计1﹑抗压承载力计算及验算 (19)2﹑地盘强度计算 (20)六﹑总结1﹑课程设计小结 (21)设计参数表格 ：第一部分 确定杆塔的尺寸外形（1）杆塔的呼称高度（参考书－）公式（3－1）h h f H x ∆+++=m ax λ① 施工裕度h ∆的确定，根据设计任务书提供的水平档距m L h 265=，查表（3－7）为了更加安全取h ∆＝0.7m② x h 为导线到地面及被跨越物的安全距离，假定此杆塔安装处取非居民区，根据（参考书－）x h ＝6.0m ③ λ绝缘子串的长度：（参考书目五）（图一）（表一）覆冰时导线的自重：G=n N AL v 64.318875.2773701035.47133=⨯⨯⨯⨯=-γ（）。

的取值来自后面的计算和A 3γ绝缘子串，金具的重量：()N G j 4.4218.99.1297.42=⨯+= 绝缘子的最大使用载荷：N k T T R 2.222227.260000][===，K 取2.7 由以上结果可以看出，绝缘子的强度时肯定足够的 ④ 杆塔的最大弧垂max f⒈可能成为控制气象条件的最低温，最大风，覆冰有风和年均温，（参考书二）整理该典型气象四区的相关参数如下表二2 根据任务书提供导线LGJ-150/20的参数，（参考书二）整理后列下表三（2） 计算导线的比载 A 导线的自重比载： )/(1075.32105.16480665,94.54910)0,0(3331m MPa Aqg ---⨯=⨯⨯=⨯=γB 冰重比载：)/(1026.18105.164)507.16(5728.27)0,5(332m MPa --⨯=⨯+⨯=γC 垂直总比载m M P a/1001.5110)26.1875.32()0,5(333--⨯=⨯+=γD 无冰风压比载,假设风向垂直于线路方向，0.1110;190sin ,90==︒==c Kv βθθ线路可以得出下式：)/(10625.0),0(324m MPa Av d v sc f -⨯=μαγ1） 外过电压，安装有风：v=10m/s, f α=1.0,sc μ=1.2m Mpa /1083.12105.1641007.162.10.1625.0)10,0(3324--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=γ2） 内过电压 v=25m/s, f α=0.85,sc μ=1.2mMpa /1098.28105.1642567.162.175.0625.0)15,0(3324--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=γ3) 最大风速 v=25m/s,设计强度时，f α=0.61,sc μ=1.2mM p a /1098.28105.1642567.162.161.0625.0)25,0(3324--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=γ4）最大风速 v=30m/s,计算风偏时，f α=0.61,sc μ=1.2mMpa /1098.281045.1662567.162.161.0625.0)25,0(3324--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=γE 覆冰风压比载计算： v=10m/s,计算强度和强度时，f α=1.0,sc μ=1.2m M p a /1016.12105.16410)5267.16(2.10.1625.0)10,5(3325--⨯=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=γ F 无冰综合比载1) 外过电压，安装有风：m Mpa /1062.33)10,0(36-⨯=γ2) 内过电压 ：m Mpa /1017.35)15,0(36-⨯=γ3) 最大风速,设计强度时：m Mpa /1099.5)25,0(36-⨯=γ4）最大风速 v=30m/s,计算风偏时， m Mpa /1037.43)25,0(36-⨯=γG 覆冰综合比载m Mpa /1044.52)10,5(36-⨯=γ将计算的结果汇成下表四（单位：m Mpa /103-⨯）3 计算比值0/σγ，将计算的结果列入下表五：（单位1/m ）4 计算临界档距，利用列表法（表六）由此得出年均温为控制气象条件5 由任务书给出最大弧垂发生在最高温气象条件下，需要求出此状态的应力已知条件：m MPa /1075.3231=⨯=γ，Mpa 32.670=σ，t=10°C ,无高差，档距为L=265mm MPa /1075.3232=⨯=γ，t=40°C通过状态方程求解：参考书目二解法： 系数A ＝26.155 系数B ＝229100通过迭代法得出：Mpa 5.531=σ 参考书目三：m l f365.559.53826575.3282m ax=⨯⨯==σγ 所以得出杆塔的呼称高度：h h f H x ∆+++=m ax λ＝1.289+5.365+6+0.7=13.354m（3）单回路两相导线水平列表间距的确定 根据参考书目一公式3－3m f UD m 89.2365.565.01289.14.065.01104.0m ax =⨯++⨯=++=λ（4） 间隙圆校验.1) 规程给出的最小空气间隙为 .0.1,7.0,25.0m R m R m R ===雷操正 2) 三种气象情况下绝缘子串风偏角 ①基本风压()()()222222/161160010/649160015/6425160025m KN m KN m KN ======雷操正θθθωωω ②绝缘子串所受风压()()()()NP NP N P m A n n A n n P j j j j jz J 9.1303.016193.01714.3103.064993.01712.8703.0162593.017103.0, 0.93 风压变化系数，得出4－2查参考书目一表, 12m 绝缘子串的位置高度为,7,112z 21021=⨯⨯⨯+⨯==⨯⨯⨯+⨯==⨯⨯⨯+⨯=====+=雷操正μωμ③导线风荷载计算NP N P N P d d d 3.3312655.1641060.729.5592655.1641038.1231.12632655.1641098.29333=⨯⨯⨯==⨯⨯⨯==⨯⨯⨯=---雷操正④导线自重比载计算N G D 2.20473805.1641075.323=⨯⨯⨯-＝正⑤绝缘子串风偏角，即⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=-2/2/tan 1j d j d G G P P ϕ计算，即 '1'113182/4.4212.20472/9.137.364tan 30142/4.4212.20472/4.3129.599tan 06.302/4.4212.20472/2.1873.1263tan ︒=⎪⎭⎫⎝⎛++=︒=⎪⎭⎫ ⎝⎛++=︒=⎪⎭⎫⎝⎛++=---雷操正ϕϕϕ根据γϕλ,,45.1R d 和=值，制作好间隙圆校验图，三种气象条件下间隙校验合格。

输电线路设计基础课程设计

输电线路设计基础课程设计

提高电力传输效率
合理的输电线路设计能够减少线路损耗，提高电力传输效率，降低运行成本。
适应新能源发展的需求
随着新能源的快速发展，对输电线路设计提出了更高的要求。通过本课程的学习，学生应能够掌握适应新能源发展的输电线路设计方法和技能。
课程安排：本课程主要包括输电线路设计的基本原理、线路路径选择、杆塔设计、导线选型、绝缘配合、防雷保护等内容。课程采用理论讲授与实践相结合的方式，包括课堂讲授、案例分析、课程设计等环节。
在学习过程中，学生表现出较高的学习积极性和主动性，能够积极参与课堂讨论和实践操作。
智能化发展
随着人工智能和大数据技术的不断发展，未来输电线路设计将更加智能化，能够实现自动化设计和优化。
绿色化发展
环保意识的提高将推动输电线路设计向更加绿色、环保的方向发展，如采用环保材料、降低能耗等。
高电压等级发展
随着电力需求的不断增长，未来输电线路的电压等级将不断提高，需要研究更高电压等级下的输电线路设计技术。
钢芯铝绞线（ACSR）
铝合金绞线（AAACSR）
复合绞线（如碳纤维复合芯导线 ACCC）
地线类型
镀锌钢绞线（GSW）
铝包钢绞线（ACSR/AW）
光纤复合地线（OPGW）
重量轻，导电性能好，但机械强度较低。
铝绞线
结合了铝的良好导电性和钢的高机械强度。
钢芯铝绞线
铝合金绞线
具有较高的导电率和较好的耐腐蚀性。
学习目标：通过学习本课程，学生应达到以下学习目标
掌握输电线路设计的基本原理和方法；
能够进行线路路径选择和杆塔设计；
了解防雷保护的基本原理和方法；
具备运用所学知识解决实际问题的能力。
能够进行导线选型和绝缘配合；

输电杆塔基础设计课程设计

输电杆塔基础设计课程设计

《输电杆塔设计》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（铁塔总重56816N ，铁塔侧面塔头顶宽度为400mm ） 电压等级： 110kV 绝缘子： 8片×P －70(总重469N) 地线金具： 总重35N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）基础加工图参数姓名 气象条件导线型号地线型号水平档距（m ） 垂直档距 （m ） 刘畅III LGJ-240/40 1×7-9-1270-A500500目录任务书一、整理设计用相关数据--------------------------------------------------1二、杆塔荷载计算---------------------------------------5三、基础作用力计算---------------------------------------------------------7四、基础设计------------------------------------------------------------------9 参考文献-----------------------------------------------------------------------12 感想-----------------------------------------------------------------------12 荷载图--------------------------------------------------------------------------13)/(1036.4710)31.1305.34()0,5(333m MPa --⨯=⨯+=γ)/(1005.341075.27780664.93.96410)0,0(3331m MPa A qg ---⨯=⨯⨯=⨯=γ)/(1031.131075.277)521.66(5728.27)0,5(332m MPa --⨯=⨯+⨯=γ一、 整理设计用相关数据1、任务书所给参数： 导线型号 水平档距 (m) 垂直档距 (m) 地线型号 最小破拉断力 （kN ） LGJ-240/40 5005001×7-9-1270-A57.802、 气象条件列表：表 2气象条件 气 温（℃）风 速（m/s ）覆 冰（mm ）最高温 +40 0 0 最低温 -10 0 0 覆冰 -5 10 5 最大风 -5 25 0 安装 -5 10 0 外过电压 +15 10 0 内过电压、年均温 +1515 0冰的密度)/(3cm g0.93、 根据任务书提供导线LGJ-240/40的参数，（参考书二）整理后列下表： 表 3截面积A (mm 2)导线直径d(mm)弹性系数E(MPa)温度膨胀系数(1/°C)计算拉断力(N)计算质量(Kg/km )抗拉强度[p σ]AT j95.0MPa 安全系数 K许用应力[0σ][p σ]/K Mpa年均应力上限 [cp σ] 0.25[p σMPa 277.75 21.66 76000 18.9×10-6 83370 964.3 285.152.5 114.0671.294、 计算导线的比载: （1）导线的自重比载：（2）冰重比载：（3）垂直总比载：)/(10625.0),0(324m MPa Av d v sc f -⨯=μαγmMpa /1036.51075.2771066.211.10.1625.0)10,0(3324--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=γm Mpa /1005.91075.2771566.211.175.0625.0)15,0(3324--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=γm Mpa /1048.281075.2772566.211.185.0625.0)25,0(3324--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=γm Mpa /1044.201075.2772566.211.161.0625.0)25,0(3324--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=γmMpa /1055.81075.27710)5266.21(2.10.1625.0)10,5(3325--⨯=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=γ（4） 无冰风压比载：假设风向垂直于线路方向0.1v 110;1sin ,90===c K βθθ线路可以得出下式：1)外过电压，安装有风：v=10m/s, f α=1.0,sc μ=1.12)内过电压 v=15m/s, f α=0.75,sc μ=1.13)最大风速 v=25m/s,设计强度时，f α=0.85,sc μ=1.14）最大风速 v=25m/s,计算风偏时，f α=0.61,sc μ=1.1（5）覆冰风压比载计算： v=10m/s,计算强度和风偏时，f α=1.0,sc μ=1.2（6）无冰综合比载1) 外过电压，安装有风：m Mpa v /1047.341036.505.3400,0)10,0(332224216--⨯=⨯+=+=），（）（γγγ 2) 内过电压 ：m Mpa /1023.351005.905.34)15,0(33226--⨯=⨯+=γ3) 最大风速计算强度时：m Mpa /1039.441048.2805.34)25,0(33226--⨯=⨯+=γ 4）最大风速计算风偏时：m Mpa /1071.391044.2005.34)25,0(33226--⨯=⨯+=γ（7）覆冰综合比载：m Mpa /1013.481055.836.4710,50,5)10,5(332225237--⨯=⨯+=+=）（）（γγγ将有用比载计算结果列表：表 4 单位：)0,0(1γ )0,5(2γ )0,5(3γ )25,0(4γfα=0.85,sc μ=1.1)10,5(5γf α=1.0,sc μ=1.2)25,0(6γ )10,5(7γ 34.0513.3147.4628.488.5544.3948.134、地线1×7-9-1270-A 相关参数列于下表： 3-m MPa /1011.18810)47.106636.81()0,10(333--⨯=⨯+=γ)/(1047.1061048.49)109(10728.27)0,10(332m MPa --⨯=⨯+⨯=γ)/(10625.0),0(324m MPa Av d v sc f -⨯=μαγmMpa /1064.131048.491092.10.1625.0)10,0(3324--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=γmMpa /1002.231048.491592.175.0625.0)15,0(3324--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=γm Mpa /1047.721048.492592.185.0625.0)25,0(3324--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=γm Mpa /10521048.492592.161.0625.0)25,0(3324--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=γmMpa /1096.431048.4910)1029(2.10.1625.0)10,10(3325--⨯=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=γ)/(10636.811048.490665.899.41110)0,0(3331m MPa A qg ---⨯=⨯⨯=⨯=γ截面积A (mm 2)地线直径d(mm)弹性系数E (MPa)温度膨胀系数 (1/°C)计算拉断力(N)计算质量(Kg/km)抗拉强度[p σ]Mpa安全系数K许用应力 [0σ]Mpa年均应力上限 [cp σ]MPa49.489.05900023.0×10-657800411.91196.143.0398.71277.445、 地线比载计算：地线的比载计算同导线比载计算，根据GB50545-2010规定，地线的覆冰厚度应比导线覆冰厚度增加5mm ，因此b=10mm 。

输电线路设计—基础设计 ppt课件

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混凝土板式基础（刚性）
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混凝土板式基础（刚性）
A 适用范围
除淤泥等极软弱地基外的一般地质条件、各种塔 形均可使用。多用于需要采用重力式或半重力式 基础的塔位
B 优点
计算理论清晰、工程经验丰富，施工方便。
C 缺点
大开挖土方会导致较大环境破坏，混凝土耗量较 大，经济性较差。
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4、佛山地区常用基础形式探讨
山区、丘陵地带 鱼塘、泥沼地带 规划公路、规划用地区域 耕地、农田地带
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5、基础设计图纸识图
基础部分图纸组成
❖ 基础施工说明：最重要的也是最容易被忽视的部分，包括 技术施工的执行标准、注意事项等。
❖ 基础配置表：包括各塔基础根开、基础规格、出土高度、 地脚螺栓规格和间距等数据。
(1)满足稳定要求—基础外形及埋深满足上拔下压要求 即承载力>=外力*安全系数
(2)满足强度要求—基础构造(截面尺寸及配筋)满足要 求,不会破坏,即承载力>=内力*安全系数
(3)稳定设计安全系数
杆塔类型
上拔1
土抗力有关
直线型
1.6
直线转角型
2.0
转角,终端,大跨越型 2.5
上拔2 倾覆
基础自重有关
1.2
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岩石嵌固基础
A 适用范围
适用于交通不便，机具搬运困难的中、 强风化岩石地区，特别适用于抗剪强度 小于30kN/m2的岩石地基 。
B 优点
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 。

《杆塔基础设计》课件

《杆塔基础设计》课件
《杆塔基础设计》 PPT课件
目录
• 杆塔基础设计概述 • 杆塔基础设计原理 • 杆塔基础设计方法 • 杆塔基础设计实例分析 • 杆塔基础设计优化建议 • 杆塔基础设计发展趋势与展望
01
杆塔基础设计概述
杆塔基础设计的概念
杆塔基础设计是指为确保杆塔的稳定性和安全性，根据地质勘察资料、杆塔型号 和负荷要求，对杆塔基础的结构形式、尺寸、材料和施工方法等进行的设计。
基础结构设计原理
基础结构形式选择
根据杆塔的类型、荷载和地质条件，选择合适的 基础结构形式。
基础尺寸确定
根据杆塔荷载和土壤承载能力，计算基础所需的 尺寸，确保杆塔的稳定支撑。
基础材料选择
根据地质条件、荷载要求和环境因素，选择合适 的基础材料，如混凝土、钢材等。
基础稳定性和安全性评估
基础稳定性分析
通过数值模拟和计算，评估杆塔基础的稳定性，确保在各种工况 下基础都能保持稳定。
修成本，提高供电可靠性。
不合理的基础设计可能导致杆塔 下沉、倾斜或滑移等现象，影响 线路的正常运行，甚至引发安全
事故。
杆塔基础设计的标准和规范
1
杆塔基础设计应遵循国家和行业的有关标准和规 范，如《架空送电线路基础设计技术规定》、《 电力线路设计规范》等。
2
这些标准和规范对杆塔基础设计的基本原则、设 计荷载、基础型式、构造要求等方面进行了明确 的规定和要求。
智能化设计技术的发展
技术发展
智能化设计技术是当前工程领域的研究热点之一，它通过引入人工智能、机器学习等技 术手段，实现杆塔基础设计的自动化和智能化。智能化设计技术能够提高设计效率、优
化设计方案，降低工程成本。
实践应用
目前，一些杆塔基础设计软件已经实现了智能化设计功能，能够自动完成设计方案的生 成和优化。通过实践应用，可以发现智能化设计技术在杆塔基础设计中具有广阔的应用

输电线路设计基础课程设计

输电线路设计基础课程设计

输电线路设计基础课程设计一、背景输电线路是电力系统的重要组成部分，承担了电力传输的重任。

为了提高学生对输电线路设计的理解和实践能力，本课程设计旨在通过理论学习和实践操作，使学生掌握输电线路设计基础知识和实用技能。

二、课程目标1.掌握输电线路的基本概念、设计方法和规范标准；2.了解输电线路的结构、材料和工艺要求；3.掌握输电线路的设计流程和计算方法；4.能够使用国际通用的电力输配电设计软件进行实际操作；5.能够解决输电线路设计中的常见问题和挑战。

三、课程内容1. 输电线路基本概念1.1 输电线路的定义和分类； 1.2 输电线路的组成和特点； 1.3 输电线路的基本参数和单位。

2. 输电线路设计方法和规范标准2.1 输电线路的设计流程和流程控制； 2.2 输电线路的主要计算方法和公式；2.3 输电线路设计的规范标准和要求。

3. 输电线路结构、材料和工艺3.1 输电线路的结构和构成； 3.2 输电线路中常用材料的特点和应用； 3.3输电线路工艺要求和注意事项。

4. 输电线路计算和实例分析4.1 输电线路的设计计算方法和步骤； 4.2 输电线路的实例分析和问题解决。

5. 输电线路设计软件操作实践5.1 输电线路设计软件的功能和使用； 5.2 调整输电线路设计参数，验证计算结果的正确性。

四、教学方法1.理论教学：讲授输电线路设计的相关理论知识，帮助学生掌握设计方法和计算公式。

2.实验操作：通过使用电力输配电设计软件进行实际操作，深入理解输电线路设计方法和步骤。

3.课堂讲解与案例分析：结合实例，讲解输电线路的设计流程和解决常见问题的方法。

五、考核方式1.平时表现 (30%)：包括听课情况、作业完成情况、课堂发言等。

2.期末考试 (70%)：以闭卷考试方式进行，考察学生对输电线路设计相关知识的掌握程度。

六、参考资料1.电力线路工程（第四版)，雷沛鸣、李学友主编，中国电力出版社；2.电力输配电系统设计手册，方林、易红主编，机械工业出版社；3.输电线路设计手册，文栓勇、郝伯勋主编，贵州大学出版社；以上资料仅供参考，不作为本课程考核内容。

输电杆塔及基础设计PPT课件

二、学习本课程主要内容
1、杆塔的各种类型、结构特点以及优缺 点和选用原则； 2、杆塔的荷载分析计算
3、杆塔尺寸确定和验算 4、杆塔的强度校核 5、杆塔基础的设计计算和稳定计算
三、先修课程
材料力学 钢结构 钢筋砼 架空输电线路设计 土力学
四、成绩评定？
平时成绩30分. 考试成绩70分.
第二节 杆塔分类
思考题 1、输电杆塔按受力分哪几种类型？具有何特点？ 2、何谓线路的一个耐张段？为何要设置耐张段？
（4）分级 （a） 门型直线电杆：1—适用于LGJ—150型；2— 适用于LGJ—70型。 （b） 其他杆型：1—适用于LGJ—70、LGJ—95型； 2—适用于LGJ—120、LGJ—150型。
例如：60NA3018—30°—1电杆表示60KV，A型耐 张电杆，300mm等径，全高18m， 0°~30°范 围转角，适用于LGJ—70、LGJ—95型导线。
K — 跨越铁塔 H — 换位铁塔
（3）型式代号 用汉语拼音字母表示： S — 上字型铁塔 C — 叉骨型铁塔 M — 猫头型铁塔 Yu — 鱼叉型铁塔 V — V字型铁塔 J — 三角型铁塔 G — 干字型铁塔 Y — 羊角型铁塔 Q — 桥型铁塔 B — 酒杯型铁塔 Me — 门型铁塔 Gu — 鼓型铁塔 Sz — 正伞型铁塔 SD — 倒伞型铁塔 T — 田字型铁塔 W — 王字型铁塔
（3）薄壁钢管混凝土电杆（简称钢管混凝土电杆）
钢管混凝土电杆具有体积小、承载能力高、刚度大、 具有良好的塑性和韧性、抗震性能好、耐疲劳、结构连 接简单等优点。因此综合经济效益非常显著，在城市电 网中已被采用。
钢筋混凝土电杆的组成（一）
钢筋混凝土电杆的组成（二）
（二）混凝土电杆型号编制规则 直线单柱电杆及A型直线电杆 门型直线电杆

输电杆塔及基础设计课程设计

输电杆塔及基础设计课程设计1. 课程设计背景输电塔和基础是输电线路中不可或缺的元素。

在现代化的电力系统中，输电线路被广泛应用，并成为社会经济发展的重要支撑。

因此，对输电杆塔及基础设计的研究不仅对于加强电力系统基础建设，更对于提升我国的工程技术水平具有重要意义。

本课程旨在通过对输电杆塔及基础设计的相关知识的学习，使学生们对输电杆塔及基础设计的原理、方法和技术有一个全面的了解，培养学生们对输电线路的规划、建设、维护和管理的理解和实践能力。

其中，重点将涉及输电杆塔及基础设计的基本要素、设计方法、设计规范和设计原则等方面的知识。

2. 课程设计目标•掌握输电杆塔及基础设计的基本原理和方法；•学习输电杆塔及基础设计规范，掌握设计的基本要素和规范要求；•能够根据具体情况，合理设计输电杆塔及基础；•提高学生综合分析和解决实际问题的思维能力和创新能力。

3. 课程设计内容3.1 输电杆塔及基础设计的基本要素在本章节，将介绍输电杆塔及基础设计的基本要素，其中包括杆塔的构成和各部分名称、输电杆的种类和应用、杆塔的布置方式、输电线路的基础形式等。

3.2 输电杆塔及基础设计的设计方法本章节将介绍输电杆塔及基础设计的设计方法，其中包括杆塔高度的确定、基础的选择、各种设计参数的计算与确定，以及不同设计条件下的比较、分析和优化等。

3.3 输电杆塔及基础设计的设计规范本章节将介绍输电杆塔及基础设计的设计规范，其中包括国际、国家和地方标准的介绍，不同标准间的比较与分析，以及标准的适用范围等。

3.4 输电杆塔及基础设计的设计原则在本章节，将介绍输电杆塔及基础设计的设计原则，其中包括安全性、可靠性、经济性、美观性和环保性等方面的原则，以及不同原则间的平衡与协调等内容。

4. 课程设计总结本课程介绍了输电杆塔及基础设计的基本要素、设计方法、设计规范和设计原则等方面的知识，对于提高学生的实践能力和综合素质具有重要的意义。

在学习过程中，学生不仅掌握了相关技能和知识，而且还提高了自己的思考能力，并通过设计实践，更深入地了解并掌握了相关知识。

输电线路杆塔讲课文档

(2).塔头尺寸还需满足导线之间以及导线与地线间空气间隙距离要求以及档距中 央导线相间最小距离要求；
对需带电作业的杆塔，还应考虑带电作业的安全空气间隙。
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(3).杆塔塔头结构、尺寸需满足规定风速下悬垂绝缘
子串或跳线风偏后，在工频电压、操作过电压、雷 电过电压作用下带电体与塔构的空气间隙距离要求；
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400kV三相悬垂拉线悬索塔实景图
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三、铁塔结构型式与选用原则 1.铁塔的组成 塔头：下横担的下弦或者塔架截面急剧变化处
（也称颈部）的以上部分称塔头。 塔身：塔头与塔腿间的桁架部分称塔身 塔腿：基础上面的第一段塔架称塔腿 靴板和座板：塔腿与基础的连接件. 另外拉线铁塔还增加拉线部分
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（10）.工频电磁场
500kV及以上电压等级超（特）高压输电 线路由于输送电能功率大，所产生的n次谐波 仍具有较高的辐射能量，需考虑大功率工频电 磁场和由其所产生的n次谐波产生的高频电磁 场影响（按试验和规范要求）。
输电线路杆塔
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一、杆塔的作用与要求
1.杆塔的作用 杆塔（Pole and Tower）是支承架空输电线路导线和地线并使它们之间
以及它们与大地及杆塔之间的距离在各种可能的大气环境条件下，符合电气绝 缘安全和工频电磁场限制条件的要求。
2.要求 (1).杆塔塔高及塔头尺寸应使导线在最大弧垂或最大风偏时仍能满足 对地距离、对交叉跨越物、对临近地面障碍物距离的要求；

系列讲座2-高压输电线路铁塔结构设计


绝缘子串长度的确定：
串
V 串
绝缘子串风压的计算： W1 = W0 · µZ · As 式中： W1 — 绝缘子串风压 W0 — 基准风压标准值， W0 = V2 / 1600 kN/m2 µZ — 风压高度变化系数: As — 绝缘子串风压面积 单盘盘径 254mm 每片取0.02m2 大盘径及双盘径 0.03m2 金具另件 单导线缝 每串取0.03m2 两分裂导线 每串取0.04m2 3~4分裂导线 每串取0.05m2 双联可取单联的 1.5~2.0倍
输电线路铁塔结构内力计算分析完全基于经典力学，即《理论力学》、《结构力学》、《材料力学》三门力学的基础上来进行的。
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因此，输电线路铁塔结构，被看成由理想的铰接杆件组成的空间塔架结构。
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输电线路铁塔结构计算常用的力学概念知识
理论力学——静力学公理
二力平衡公理：作用在刚体上的二力使刚体平衡的充要条件是：大小相等、方向相反、作用在一条直线上
——转角塔是付与导线以张力的塔，大部是干字型、鼓型塔。
——终端塔
——换位、分歧等特种塔。
直线塔
(酒杯型塔)
北京8回500kV输电线路进顺义变
直线塔 (猫头型塔)
(鼓型塔)
直线塔
直线塔 (干字型塔)
直线塔(门型塔)
直线塔(门型塔)
直线塔(拉V型塔)
直线塔 (紧凑型塔)
转角塔
终端塔
塔型设计的步骤： ——确认或选择气象条件，导、地线牌号； ——依据给出的塔型规划或根据电压等级及路径条件规划塔型； ——绝缘配合； ——绘制电气间隙圆、提出负荷条件； ——根据电气间隙圆规划设计塔头； ——根据塔型规划完成整塔选型单线图（包含各种呼称高）； ——进行负荷组合； ——按铁塔计算软件要求输入计算塔型的所有参数； ——依据塔型计算结果绘制司令图； ——依据司令图完成结构图。
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2009年3月11日我参加了广东省电力设计研究院《超高压送电线路铁塔基础优化设计关键技术的研究及 应用》科研成果的评审会。
该项目研究的斜柱基础和斜柱挖孔桩基础使用了传统的地脚螺栓连接方式，基础柱顶面垂直于铁塔主 材准线，地脚螺栓不用火曲，基础施工也不再受插入角钢供货影响，采用传统的地脚螺栓链接方式，更易 于应对自然灾害。目前广东已全面推广应用了这项新技术。
附： 照片1：斜插式地脚螺栓基础（来源：在建云广±800kV直流线路工程） 照片2：普通地脚螺栓基础（来源：在建宝德±500kV直流线路工程） 照片3：灾后修复主角钢插入式基础（来源：双瓯500kV线路灾后重建工程）
照片1：斜插式地脚螺栓基础（来源：在建云广±800kV直流线路工程）
照片2：普通地脚螺栓基础（来源：在建宝德±500kV直流线路工程）
几个值得注意的问题
1 插入式基础
自插入式基础问世以来，由于其经济上的优势已成为工程设计首选的基础型式。但工程中由于受气候、 地形等诸方面的影响，还是要客观的确定它的使用范围。如在易发生覆冰灾害的南方地区，就应慎重考虑 选取这种基础型式。
如广东目前使用的插入式斜柱斜面塔脚板式基础型式，就规避了出现灾害性倒塔后插入角钢也随之破 坏，给抢修带来困难的难题。
基础分类
1 按制作类型 现浇混凝土基础 插入式基础 装配式基础 金属基础 预制混凝土基础 灌注桩基础
2 按地质条件要求 常规基础 重力式基础 联合式基础(垡基) 复合式沉井基础
3 按自然条件要求 不等高基础
选择基础型式的基本原则
1 装配式基础 4 地质条件较差时可选用桩基础
插入式基础在近二十多年得到了广范地推广和应用，其中有得也有失。鉴于该基础型的大量应用现状， 和广东已全面推广应用了基础柱顶面垂直于铁塔主材准线，以传统的地脚螺栓连接方式的斜柱基础替代插 入式角钢的斜柱基础型式，这个问题已涉及设计、施工、运行、工程造价等多个方面，值得我们在工程设 计中给予足够的重视。
我们可从一位网友的帖子中看一个很有代表性的观点：
优秀的基础设计方案不仅要科学合理、材料节约、型式环保，而且还应考虑施工安全 性、施工工艺性和施工成本等方面的问题。主角钢插入式基础，以其结构科学合理、节 省材料的优点而被广范应用于各种电压等级的输电线路工程中，但因其插腿找正工艺复 杂、几何尺寸控制点多、工艺标准较高等特点，也给施工带来了一定困难。特别是高悬 式主角钢插入式基础，插腿的固定找正尤为困难。
在非自重湿陷性黄土地基上: 对Ⅰ级湿陷性黄土一般不需要地基处理。 对于Ⅱ级处理厚度为1．0～1．5 m，如处理厚度小于1．0 m 时，湿陷性仍要危及铁塔的安全。 对于Ⅲ级湿陷性黄土，处理厚度为1．0～2．0 m， Ⅳ级应为2.0～3.0 m。
湿陷性黄土层的铁塔基础地基处理方法很多，常用的方法有灰土垫层法。 各种处理方法都有它的适用范围，局限性和优缺点。在确定铁塔地基处理方案时，往往 可根据工程的具体情况对几种处理方法进行技术、经济以及施工进度等方面的比较。灰土垫 层具有强度有保障、水稳定性和抗渗性好，施工工艺简单，取材容易，费用较低的特点被广 泛的使用。
架空输电线路杆塔基础的防冻取决于对基础周围土层情况、土壤冻结深 度、冻胀性类别的判别或处于积水中的基础的水深、结冰的情况以及基础形 式的选择等多种因素的影响。这首先应从作用于基础上的冻胀力的作用机理 进行分析，针对本工程具体情况继而采取对策措施。
照片3：灾后修复主角钢插入式基础（来源：双瓯500kV线路灾后重建工程）
2 湿陷性黄土地基处理方法
铁塔基础的地基处理不同于其它建筑物地基的处理，铁塔地基处理主要是全部或部分消 除其湿陷性。
对自重湿陷性黄土地基，由于地基的湿陷量和湿陷变形与自重湿陷性土层的厚度、浸水 面积有关，而与压层厚度无关，所以必须处理基础地面以下的全部自重湿陷性黄土层。
地脚螺栓式基础是传统的基础设计型式，具有型式简单、支模找正方便、几何受控点 少、验收标准较低等优点。另外，通过2008年初我国南方电网的冰冻灾害可知，地脚螺 栓式基础较插腿式基础受损率较低且便于修复，说明了地脚螺栓式基础比主角钢插入式 基础的抗灾能力强。
斜插式地脚螺栓基础综合了主角钢插入式基础和地脚螺栓式基础的优点，是一种可以 推广应用的基础型式。至于基坑型式，本人认为斜掏式基坑对地质条件要求较高，开挖 过程存在着很大的安全隐患，且基坑斜度又难以控制，几何尺寸不易达到设计及验收规 范标准，因此还是以直柱挖掏型式为宜。
系列讲座4
高压输电线路铁塔结构设计琐谈 高压输电线路杆塔基础设计
华北电力设计院 傅春蘅
概述
1 执行标准 DL/T 5219-2005《架空送电线路基础设计技术规定》
2 规范性引用文件
1） GB50007-2002《建筑地基基础设计规范》 2） GB50010《混凝土结构设计规范》 3） GB50021《岩土工程勘察规范》 4） GB50025《湿陷性黄土地区建筑规范》 4） GB50046《工业建筑防腐蚀设计规范》 5） GB50191《构筑物抗震设计规范》 6） GB50204 《混凝土结构工程施工及验收规范》 7） GBJ 112 《膨胀土地区建筑技术规范》 8） DL/T 5092-1999《110~500kV 架空送电线路设计技术规程》 9） JGJ 94-1994《建筑桩基础技术规范》 10）JGJ 106-2003 J256-2003《建筑桩基检测技术规范》 11）JGJ 118《冻土地区建筑地基基础设计规范》 12）SL 204-1998《开发建设项目水土保持方案技术规范》
3 冻涨土基础
土壤的冻结会对架空输电线路杆塔基础产生不同程度的影响。我国东北 地区《高寒及沼泽地区杆塔基础冻胀问题调查报告》统计资料表明，东北地 区110-220kV就有因地基土冻胀，杆塔基础失稳而倒杆或倒塔的灾害事故发 生。不由得人们不对这一问题引起重视。因此, 架空输电线路杆塔基础的防 冻在设计中应给予充分的考虑就势所必然了。