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《线路理论基础》课程学习指导（2011级，三年制，教学计划）课程名称：线路理论基础课程编号：204BL241课程性质：必修适用专业：高压输配电线路施工运行与维护总学时数： 80学分： 5一、课程性质和任务线路理论基础是高压输配电线路施工运行与维护专业的专业骨干（核心）课程之一，综合性和理论性非常强，主要学习输电线路的基本知识、导线应力弧垂分析、导线安装计算、杆塔受力分析及强度校核、杆塔基础、输电线路的路径选择和杆塔定位等知识。
二、课程教学目标学生通过本课程的学习，能对110KV及以下的输电线路的组成和机械特性有一定实质性的认识；熟悉设计要求，能分析导线，杆塔，基础等的受力特点；能熟练地应用设计成果和进行基本的实用计算，为全面掌握输电线路施工、检修和运行技能打下技术理论基础；学生能运用线路设计的基本方法、理论，按照电力勘测设计企业线路设计流程进行线路初步设计，具体线路初步设计的能力三、课程教学内容和要求第一章输电线路的基本知识1、教学内容（1）输电线路的概述。
（2）架空输电线路导线及导线型号。
（3）避雷线（4）输电线路金具。
（5）线路绝缘子和绝缘子串。
（6）杆塔及杆塔基础。
（7）架空线路的运行环境及要求。
（8）输电线路施工图。
2、重点、难点重点：架空线路的组成元件的作用；导线型号；气象条件三要素。
难点：架空线路的运行环境及要求。
3、教学基本要求（1）掌握：架空线路的组成元件的作用；架空输电线路设计气象条件：气象三要素；导线的机械物理特性查取。
（2）了解：架空线路的分类；输电线路施工图。
第二章导线应力弧垂分析1、教学内容（1）导线的比载。
（2）导线应力的概念。
（3）悬点等高时导线弧垂、线长和应力的关系。
（4）悬点不等高时导线的应力与弧垂。
（5）水平档距和垂直档距。
（6）导线的状态方程。
（7）临界档距。
（8）最大弧垂的计算及判别。
（9）导线应力、弧垂计算步骤。
（10）导线机械特性曲线。
（11）避雷线最大使用应力的确定。
大风作用下输电铁塔受力计算及模态分析摘要:本文在已知工况的情况下，自主进行特高压输电杆塔整体建模以及详细计算外部荷载，并在建立模型的基础上，通过赋材、施加外部荷载和约束等操作对输电杆塔进行静力求解、模态分析与地震谱分析。
在静力求解中，着重对杆塔中的地线支架以及其他部位的危险杆件进行强度校核；在模态分析中，通过读取各阶频率对应的振型，简单剖析杆塔的振型规律，以发现在杆塔建模中存在的问题并加以改进；在地震谱分析中，在合并模态的前提下，主要提取杆塔的前几阶有效频率，并简单分析其振型。
另外，通过利用两种不同的设计规范对同一杆件的不同材料分别进行强度校核，简单分析材料的选取对杆件强度的影响。
关键词：特高压输电杆塔静力求解模态分析1 引言输电塔是一种柔度较大的高耸结构，一般为较高的格构式钢析架塔，作为重要生命线工程的电力设施，输电塔的破坏会导致供电系统的瘫痪，造成严重的后果。
然而输电塔受风载破坏发生倒塔等事故屡有发生。
因此,确保风荷载、振动荷载作用下输电线路的正常工作,己成为电力工程与输电工程一个重要的研究课题。
本文对铁塔在平均风载荷下的受力情况进行分析计算，通过分析计算输电塔在平均风荷载下的位移和受力以及形变情况，对输电塔受风力作用的承载能力进行一定的分析和了解。
2 研究对象及对应荷载计算2.1 研究对象及对应工况本文对5C-ZJ1铁塔进行载荷计算，建模，使用 ansys 软件进行内力分析，模态分析以及动载分析。
该类型杆塔的设计条件、使用条件及杆塔单线图可以通过铁塔设计手册查询。
2.2 荷载计算计算设计工况下的输电塔受力荷载，除了考虑塔身角钢所受的风荷载，还需要考虑导地线、金具自重以及所受风荷载对塔身所施加的力。
计算出各部分受力后，将其加载到仿真模型的各个节点上。
其中，按着计算风荷载公式计算各节点受力情况。
（2-1）3 杆塔仿真模型的建立3.1 有限元建模思想本文采用桁梁混合模型对500KV超高压输电角钢塔500ZJ1进行有限元建模。
输电线路工程杆塔基础输电线路杆塔的地下部分的总体统称为基础。
它的作用是用来输电线路的杆塔输电线路基础施工的任务就是按设计进行施工。
普通土坑的开挖前都必须做好复测和分坑工作。
输电线路施工复测是指线路施工前，施工单位对设计部门已测定线路中心线上的各直线桩，杆塔位中心桩及转角塔位桩位置，档距和断面高程进行全面复核测量。
若偏差超过允许范围时，必须查明原因并予以纠正。
其后，根据定位的中心桩位，根据基础类型依照设计图纸规定的尺寸进行坑口放样工作，称次为分坑测量。
通常把这两步工作统称为复测分坑。
分坑，可用经纬仪及皮尺进行分坑。
基础形式可分为以下几种：1．岩石嵌固基础该基础型式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。
2．岩石锚杆基础该基型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，充分利用了岩石的强度，从而大大降低了基础混凝土和钢材量。
但岩石锚杆基础需逐基鉴定岩石的完整性。
3．掏挖基础该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。
在基坑施工可成型的情况下，开挖基坑时不扰动原状土，避免大开挖后再填土。
基础承受上拔荷载时，原状土的内摩擦角和凝聚力得以充分发挥作用。
这种基础型式也显示了较高的经济效益和环境效益，根据以往工程的统计，由于各线路地质条件的不同等原因，采用全掏挖基础比用阶梯型基础节约钢材和混凝土分别为3～7%和8～20%。
掏挖基础有直柱式和斜插式两种型式。
斜插式掏挖基础将主柱的坡度设置与塔腿主材坡度相同，减小了基础水平力产生的偏心弯矩，还可省去地脚螺栓4．阶梯型基础该基础是传统的基础型式，适用各类地质、各种塔型，其特点是大开挖，采用模板浇制，成型后再回填土，利用土体与混凝土重量抗拔，基础底板刚性抗压，不配钢筋。
输配电线路杆塔基础抗倾覆能力计算方法分析输配电线路杆塔基础的抗倾覆能力关系到杆塔的牢固度、稳定性，也影响到杆塔架线功能的發挥。
实际的杆塔基础稳定性受到多种因素的影响，要将多种影响性因素纳入考虑范围。
文章分析了输配电线路杆塔基础抗倾覆能力计算方法。
标签：输配电线路；杆塔基础；抗倾覆能力；计算方法杆塔基础的基本作用就是将杆塔的重力逐渐伸向地下土体，其主体作用力同导线向绝缘子传递力量大致相同。
参照相似的原理，绝缘子应该按照线路的具体特征来选择规格、精心审计，以此来满足各个类型导线的张力。
与此类似，杆塔基础的设计也要确保满足各类载荷，这样才能真正提高杆塔基础的牢固度。
1 输配电线路杆塔基础设计的依据1.1 地质条件输配电线路杆塔基础上设计首先要明确杆塔地基所处地理环境、地质条件、岩土特征、地下水位等，根据这些客观条件来设计杆塔基础。
1.2 载荷特点输配线路杆塔基础需承受多种载荷条件，具体见图1所示。
Z方向存在竖方向的载荷，与此相对应的X/Y则存在水平载荷，其中Z-Y.Z-X 面上也存在倾覆力矩，X-Y平面则存在扭矩。
实际的输电线路杆塔基础设计要考虑到多种变化性因素，例如：不同载荷的变化、载荷频率、分布等。
同时，也要考虑到杆塔基础的型号、大小、质量等因素。
1.3 地基与岩石的承载特征地基自身是否达到标准的承重水平，能承受的载荷大小，重载荷是否将带来破坏面，破坏的深度、程度等。
破坏面的类型不同对应的地基岩土载荷传递模式也有所差异。
1.4 土与岩石的承载特征重点从土体、岩石等的强度、变形特点、空隙水应力等方面出发，以及土体的排水性能等来综合得出杆塔基础的承载特征。
1.5 施工方案实际的杆塔地基施工中所采用的施工方法也至关重要，方法的选择将影响到地基系统的承载能力，所采取的方法不当或者未能正确履行施工程序，都可能影响地基承载力。
2 杆塔基础于土体的抗拔能力2.1 地基受损的主要模式杆塔基础包括多种类型，例如：直轴型基础、直埋式基础、底板型基础等。
