道亨杆塔荷载

杆塔荷载及强度校验（常用）.杆塔荷载及强度校验一、荷载种类及计算条件1•荷载分类根据荷载在杆塔上的作用方向，可划分为以下几种：(1)水平荷载。

杆塔及导线、避雷线的横向风压荷载，转角杆塔导线及避雷线的角度荷载。

(2)纵向荷载。

杆塔及导线、避雷线的纵向风压荷载，事故断线时的顺线路方向张力。

还有导线、避雷线的顺线路方向不平稳张力，安装时的紧线张力等。

(3)垂直荷载。

导线、避雷线、金具、绝缘子、覆冰荷载和杆塔自重，安装检修人员及工具重力，使用拉线时由拉线产生的垂直分力。

2.荷载的计算条件杆塔的荷载与气象条件有关，也与线路运行情况、杆塔型式等因素有关。

确定杆塔的荷载应考虑杆塔在施工、运行中可能遇到的外界条件。

对此，《架空送电线路设计技术规程》做了规定。

此外，中华人民共和国国家标准《工业与民用35KV及以下架空电力线路设计规范》对35KV 及以下架空电力线路杆塔荷载计算条件也做了规定。

过去的书刊上把这种规定叫做杆塔设计条件。

它既是设计杆塔时计算杆塔荷载的依据，也是线路设计中校验杆塔强度的依据。

现将有关规定综述如下：35KV及以上高压架空线路的各类杆塔均应计算线路的运行情况、断线(纵向不平衡张力)情况及安装情况的荷载。

但对35KV及以下采用针式绝缘子线路和10KV及以下的瓷横担线路，可不进行断线情况的杆塔荷载计算。

（1）正常运行情况。

各类杆塔的运行情况，应采用下列荷载计算条件：①最大风速、无冰、未断线；②覆冰、相应风速、未断线；③最低气温、无风、无冰、未断线（适用于终端杆塔和转角杆塔）。

（2）断线（不平衡张力）情况。

分以下几种）情况考虑：1）直线型杆塔（包括悬垂转角杆塔）的断线（不平衡张力）情况单回路或多回路直线型杆塔（包括悬垂转角杆塔）的断线（不平衡张力）情况，应采用下列荷载计算条件：①断一根导线（或一相不平衡张力）、避雷线未断、无风、无冰。

②一根避雷线有不平衡张力、导线未断、无风、无冰。

其中，单导线的断线张力和避雷线的不平衡张力计算应采用数值参见有关文献。

杆塔荷载确定及荷载图 - 电力配电学问1．垂直荷载的计算（1）式中G—导线或避雷线的垂直荷载，N；g—导线或避雷线的垂直比载（g1或g3），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。

无论是安装状况或断线状况，一般需有工作人员在杆塔上作业，因此在计算安装状况及断线状况荷载时，应考虑工作人员在杆塔上作业的附加荷载。

此外，还应考虑提升导线时冲击系数1.1－1.2。

2．水平荷载(1)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（2）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。

同理，导线、避雷线风压荷载的计算风速也按其悬挂平均高度进行修正。

(2)导线、避雷线的风压荷载为：（2）式中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；—水平档距（断线时，断线相计算水平档距取/2），m；—绝缘子串风压（工程计算中常忽视），N。

3．杆塔荷载及倒拔校验(1)杆塔荷载校验荷载校验可用下列三种方法。

1) 铁塔荷载图校验计算出杆塔实际承受的荷载与所选杆塔的设计荷载图相比较，不超出杆塔允许荷载即为合格。

在计算实际荷载时有时可不全部计算，而只计算起把握作用的水平风荷载和垂直荷载。

铁塔荷载图如图1所示。

2) 钢筋混泥土杆塔最大弯矩校验有的钢筋混泥土电杆给出允许最大弯矩。

可计算出杆塔实际承受最大弯矩，不超过允许值并略有裕度即校验合格。

3)水平档距、垂直档距校验有的杆塔给出杆塔使用导线截面、气象条件和设计杆塔时所用的设计水平档距及垂直档距。

这时，假如所设计线路与杆塔使用条件相符，只要实际水平档距、垂直档距相应小于设计水平档距、设计垂直档距，即校验合格。

第一讲杆塔荷载第一节杆塔分类荷载按随时间的变异可分１．永久荷载：包括杆塔自重荷载、导线、避雷线、绝缘子、金具的重力及其它固定设备的重力,人工和工具等附加荷载。

２．可变荷载：包括风荷载、导线、避雷线和绝缘子上的覆冰荷载，导线避雷线张力、事故荷载、安装荷载和验算荷载等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。

荷载按作用在杆塔上方向分根据计算需要，将它们分解成作用在杆塔上的垂直荷载、横向水平荷载、纵向水平荷载（如图2－1）。

1.垂直荷载垂直荷载G包括：（1）导线、避雷线、绝缘子串和金具的重量；（2）杆塔自重荷载；（3）安装、检修时的垂直荷载（包括工人、工具及附件等重量）。

2．横向水平荷载横向水平荷载P包括：（与横担方向一致）（1）导线、避雷线、绝缘子串和金具的风压；（2）杆塔身风载;（3）转角杆塔上导线及避雷线的角度力。

3.纵向水平荷载纵向水平荷载T(垂直横担方向的张力)包括：（1）导线、避雷的不平衡张力（对直线型杆塔和耐张型杆塔不平衡张力为顺线路方向，对转角杆塔的不平衡张力则与杆塔横担垂直）；（2）导线、避雷线的断线张力和断线导线时避雷线对杆塔产生的支持力；（3）安装导线时的紧线张力第二节杆塔荷载计算方法一、自重荷载1．导线、避雷线的自重荷载无冰时G=r1AL ch N覆冰时G=r3AL ch N式中L Ch−杆塔的垂直档距m；r1、r3−分别为导线、避雷线无冰、覆冰的垂直比载N/m.mm2；A −导线、避雷线截面面积 mm 2。

2．绝缘子串、金具的垂直荷载 无冰时为绝缘子串、金具自重，可查单片绝缘子及各组合绝缘子串的金具重量表。

覆冰时 NGK G JJ⋅='式中 G J 、G J ’ −分别为无冰、覆冰时绝缘子串、金具的重量 K −覆冰系数：设计冰厚5mm 时，K ＝1.075设计冰厚10mm 时，K ＝1.15 设计冰厚15mm 时，K ＝1.225 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。

二、杆塔外形尺寸的确定1．确定杆塔外形尺寸的基本要求杆塔外形尺寸主要包括杆塔呼称高、横担长度、上下横担的垂直距离、避雷线支架高度、双避雷线悬挂点之间水平距离等。

杆塔是用来支持导线和避雷线的，因此，其外形尺寸主要取决于导线和避雷线电气方面的因素。

如导线对地、对交叉跨越物的空气间隙距离，导线之间、导线与避雷线之间的空气间隙距离；导线与杆塔部分的空气间隙距离；避雷线对边导线的防雷保护角；双避雷线对中导线的防雷保护；考虑带电检修带电体与检修人员之间的空气间隙距离等。

一般说来，杆塔外形尺寸的确定，应符合以下基本要求：(1)确定杆塔高度时，应满足导线对地面及交叉跨越物的距离要求。

(2)导线与塔本身的距离应满足内过电压及正常工作电压的间隙要求，并满足带电作业的间隙要求。

(3)导线间的水平距离或垂直距离应满足档距中央接近程度所需的距离。

(4)避雷线的布置应满足导线防雷保护的要求。

2．杆塔呼称高的确定杆塔最下层导线绝缘子串悬挂点到地面的垂直距离H，称为杆塔的呼称高，如上一章图4－1所示，并已知杆塔的呼称高H计算式为:由上式可知，对一定电压等级的架空线路，其λ、h、Δh为定值，随着设计档距的增加，导线弧垂加大，所用杆塔的呼称高也随之加大，这一分析在上一章已有介绍。

实际上，杆塔呼称高的确定主要考虑满足导线与地面及导线与各种跨越物之间的安全距离的要求。

对某一电压等级的线路，根据不同档距下，分析杆高与其数量在投资效益方面的得失，则必然存在着一个经济的杆塔高度，此高度则称之为经济呼称高。

35－500KV电压等级的杆塔经济呼称高见上一章表4－4所示数据。

3．杆塔头部尺寸的确定杆塔的头部尺寸主要决定于电气对空气间隙及线间距离的要求。

(1)空气间隙的校验。

包括在内外过电压及正常工作电压三种情况下，其绝缘子串风偏后，导线对杆塔接地部分的空气间隙要求不得小于表5－1的数值。

表5－1带电部分与杆塔构件的最小间隙（m）线路电压（KV）35 110 220外过电压间隙R10.45 1 1.9内过电压间隙R20.25 0.7 1.45运行电压间隙R30.1 0.25 0.55校验塔头空气间隙，必须保证悬垂绝缘子串风偏后，带电部分对杆塔部件的净距离仍能满足表5-1所规定的最小空气间隙。

自立式铁塔满应力分析系统操作说明目录第一章系统概述 (1)一、系统简介 (1)二、系统需求 (2)三、注意事项 (3)第二章操作流程 (4)第三章操作步骤 (5)一、建立新文件 (5)二、导入建塔文件 (6)三、计算荷载 (8)3.1 添加导地线荷载挂点 (8)3.2 计算荷载 (8)3.3 导入荷载 (9)四、有限元计算 (10)五、成果输出 (12)5.1 读入计算结果 (12)5.2 输出铁塔司令图和材料汇总表 (13)第四章界面和菜单说明 (15)一、界面 (15)1.1 数据表窗口 (15)1.2 荷载窗口 (15)1.3 计算窗口 (16)1.4 交互编辑窗口 (16)1.5 节点平衡法窗口 (17)1.6 设计基础窗口 (17)1.7 连接法兰窗口 (18)1.8 建模窗口 (19)二、菜单 (20)2.1 文件 (20)2.2 操作 (21)2.3 调整 (31)2.4 计算 (34)2.5 计算结果 (40)2.6 接口文件 (42)2.8 编辑 (43)2.9 视图 (44)2.10 设置 (44)2.11 帮助 (49)附录A 导入良乡试验加荷表 (50)附录B 交互编辑界面的使用 (52)附录C 受力材参数说明 (59)附录D 塔身风压分段数据标准段号的填写 (67)附录E 基础作用力数据处理程序 (72)附录F 规程参数配置文件DATA.INI说明 (74)附录G 材质参数配置文件Q460Q235.INI (78)附录H 拆分地线荷载 (81)附录I 拆分V串、悬垂挂架、拆分U串、拆分Ψ串 (85)附录J 补助材计算说明 (92)附录K 原始数据中使杆件排序的操作说明 (97)附录L 使用非线性矩阵分析程序 (106)附录M 混合构件选材 (108)附录N 鸭嘴角钢计算使用说明 (109)附录O 高强钢计算操作流程 (111)附录P 快速输入智能继承功能 (114)附录Q 验算螺栓功能 (115)附录R 杆件调整模式 (116)附录S 预设单线图和司令图格式 (117)附录T ANSYS接口文件格式及使用说明 (120)附录U 使用设计向导 (124)附录Z 其他功能说明 (125)第一章系统概述一、系统简介本系统是适用于各式自立式角钢铁塔和钢管杆铁塔线性空间桁架的受力分析和自动选材设计，也可用于逐工况验算用户指定的杆件。

第一讲杆塔荷载第一节杆塔分类荷载按随时间的变异可分１．永久荷载：包括杆塔自重荷载、导线、避雷线、绝缘子、金具的重力及其它固定设备的重力,人工和工具等附加荷载。

２．可变荷载：包括风荷载、导线、避雷线和绝缘子上的覆冰荷载，导线避雷线张力、事故荷载、安装荷载和验算荷载等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。

荷载按作用在杆塔上方向分根据计算需要，将它们分解成作用在杆塔上的垂直荷载、横向水平荷载、纵向水平荷载（如图2－1）。

1.垂直荷载垂直荷载G包括：（1）导线、避雷线、绝缘子串和金具的重量；（2）杆塔自重荷载；（3）安装、检修时的垂直荷载（包括工人、工具及附件等重量）。

2．横向水平荷载横向水平荷载P包括：（与横担方向一致）（1）导线、避雷线、绝缘子串和金具的风压；（2）杆塔身风载;（3）转角杆塔上导线及避雷线的角度力。

3.纵向水平荷载纵向水平荷载T(垂直横担方向的张力)包括：（1）导线、避雷的不平衡张力（对直线型杆塔和耐张型杆塔不平衡张力为顺线路方向，对转角杆塔的不平衡张力则与杆塔横担垂直）；（2）导线、避雷线的断线张力和断线导线时避雷线对杆塔产生的支持力；（3）安装导线时的紧线张力第二节杆塔荷载计算方法一、自重荷载1．导线、避雷线的自重荷载无冰时G=r1AL ch N覆冰时G=r3AL ch N式中L Ch−杆塔的垂直档距m；r1、r3−分别为导线、避雷线无冰、覆冰的垂直比载N/m.mm2；A −导线、避雷线截面面积 mm 2。

2．绝缘子串、金具的垂直荷载 无冰时为绝缘子串、金具自重，可查单片绝缘子及各组合绝缘子串的金具重量表。

覆冰时N G K G JJ⋅='式中 G J 、G J ’ −分别为无冰、覆冰时绝缘子串、金具的重量 K −覆冰系数：设计冰厚5mm 时，K ＝1.075设计冰厚10mm 时，K ＝1.15 设计冰厚15mm 时，K ＝1.225 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。