埃菲尔铁塔结构分析（通用11篇）
1.埃菲尔铁塔结构分析 篇一
最新国家标准《钢结构焊接规范》和《输电线路铁塔制造技术条件》学习心得
2010年10月9-13日，本人和牟主任参加了由中国工程技术标准化协会举办的：最新国家标准《钢结构焊接规范》和《输电线路铁塔制造技术条件》解析暨钢结构焊接与输电线路铁塔、钢管塔新技术、新工艺和新材料应用研讨班。
最新国家标准《钢结构焊接规范》（报批稿），由规范主编单位：中冶建筑研究总院有限公司的马德志高工上课。新版《输电线路铁塔制造技术条件》GB/T2694，由中国电力科学研究工作院的徐德录高工上课。
最新国家标准《钢结构焊接规范》是针对，现行钢结构焊接标准都是行业标准或企业标准，还没有一本统一的国家标准。行业标准之间存在协调不够，统一性差，特别是涉及跨行业、跨部门应用的共性技术，给标准的应用带来了诸多不方便，制约了行业之间相互的交流，给使用造成不应该的混乱；是以现行行业标准和参照欧、美、日等先进国家的标准规而编写。
规范适用于工业与民用钢结构工程中承受静荷载或动荷载、钢材厚度大于或等于3mm的结构的焊接。本规范适用的焊接方法包括焊条电弧焊、气体保护电弧焊、自保护电弧焊、埋弧焊、电渣焊、气电立焊、栓钉焊及其组合。规范并没有规定适用的具体结构类型，一般桁架或网架（壳）结构、多层和高层梁—柱框架结构的工业与民用建筑钢结构、公路桥梁钢结构、电站电力塔架、非压力容器罐体以及各种设备钢构架、工业炉窑罐壳体、照明塔架、通廊、工业管道支架、人行过街天桥或城市钢结构跨线桥等钢结构的焊接均可依据或参考本规范规定执行。
对我们厂焊接工艺技术管理有重要的指导意义的内容有：焊接工艺编写制定；焊接工艺评定一般规定；替代原则；试件和检验试样的制备；免予焊接工艺评定；承受静荷载结构焊接质量的检验；需疲劳验算结构的焊缝质量检验；焊工考试等。
新版《输电线路铁塔制造技术条件》GB/T2694与2003版的主要区别，在总结、吸收了近年来架空输电线路铁塔制造中的新技术、新工艺和新材料应用成果。主要技术内容的改变：
1、考虑特高压铁塔产品的特点；
2、增加了术语和定义、符号；
3、增加了对原材料的要求；
4、调整、增减了部分项目和公差；
5、增加了试组装的指标要求；
6、修改了检验要求。
要求每种焊材第一次使用前应进行熔敷试验；要求8.8级及以上的螺栓应有强度和塑性试验的合格证明；制弯要求更明确：其边缘应圆滑过渡，表面不应有裂纹和明显的折皱、凹面和损伤，划痕深度不应大于0.5 mm，角钢边厚最薄处不应小于原厚度的70%，增加了豁口制弯焊接要求：切割处应采用相同材质和厚度的材料补焊，焊缝质量等级不应低于二级焊缝要求，且焊缝处不应影响安装，增加了热弯冷却要求：应自然冷却，必要时采取适当保温措施使其缓冷（考虑了高强钢的特殊要求），规定了制弯允许偏差要求（包含了大规格角钢）。新增制孔后孔壁与零件表面的边界交接处，不应有大于0.5mm的缺棱或塌角的要求，新提出了不同材质钻孔最低要求，如Q420钢12mm厚以下可以以冲孔（但没有Q460的要求），提出了制孔允许偏差（部分尺寸有所放宽）。
焊接，新增了焊接工艺评定要求，新增了焊工资格要求，明确了焊接基本规定，新增焊缝坡口要求，新增焊接返工要求，详细规定了焊缝外观与内部质量要求，增加了焊后去应力处理要求。与2003版相比，变化较大，考虑了高强钢的诸多焊接要求，规定更加详细，要求也更高。
与旧版标准比新增加内容和变化都很多，都是在吸取工程经验基础上的改进。
以上是本人此次培训的一点心得和想法，不对之处敬请见谅。
2.埃菲尔铁塔结构分析 篇二
考虑到经济上的原因, 设计人员在设计铁塔时常会使铁塔结构形成一些平面节点, 而利用整体空间桁架法计算带有平面节点的桁架结构时其刚度矩阵是奇异的, 即存在着无穷多组解[1]。因此为得到其中一组正确解, 我们就需要对这些平面节点进行处理。
1 整体空间桁架法
整体空间桁架法就是将整个塔架视作为一个超静定体系, 利用平衡条件和变形协调条件求解节点位移和杆件内力。这种方法因为考虑了各杆件的变形协调关系, 其计算模型与实际较符合, 因而所得结果较精确。
如果计算模型中存在平面节点, 利用整体空间桁架法求解时会得到无穷组解。假定一个桁架式铁塔结构的刚度矩阵为[K], 节点位移为[δ], 节点荷载为[F], 则原结构模型的方程组为[2]:
如果r为一个平面节点, 节点r到节点s的杆件的方向余弦为∂、βγ, 则杆件rs的刚度矩阵[Krs]应为:
其中为杆件的抗拉刚度[2]。
另设n为杆件所在平面的垂直矢量, 其方向余弦[G]为:
由于矢量n与杆件rs垂直, 则:
必有:
因此如果用Gx、GyGz分别遍乘原结构刚度矩阵[K]中关于节点r的三行中的各列, 或关于节点r的三列中的各行, 然后再相加, 得到的必定是一个全零的行向量或列向量, 即说明这三行或三列存在着线性相关关系, 因此 (1) 式中关于节点r的解有无穷组[3]。
2 平面节点处理方法
如果δ0为 (1) 式的任一组解, ωr为任意实数, [∆r]表示除平面节点r沿其垂直平面方向移动单位距离外, 其余节点位移为0的一组位移, 即:
根据 (3) 式, 则:
必然也是 (1) 的一组解。如果r是唯一的平面节点, 则 (4) 式显然包含 (1) 式的所有可能解。由于位移[∆r]中除节点r外, 其余全为0, 因而除节点r外完全一样, 这就表明其它一切非平面节点的位移对各组解都是一样的, 又由于[∆r]中所仅有的位移, 只是节点r沿其平面垂直方向的位移, 因此它不会引起任何杆件内力, 因此全部杆件内力也是各组解所共有。如果还有另一个平面节点s, 则在 (4) 式中以取代原来的取代原来的以此类推, 说明只要计算的结构为稳定的, 则 (3) 式包含了 (1) 式的所有解, 且任意两组解之间, 差别只是垂直于平面节点所在平面的位移的大小, 至于其它一切非平面节点的位移, 以及全部杆件内力, 都为各组解所共有, 因而是唯一的。
此外由于有:
则Gx、GyGz中至少有一个不为0, 另根据 (2) 式, 如果Gx不为0, 则Gx必可以被Gy、Gz所表示, 这就说明 (1) 式中属于平面节点r的三个方程中必有一个可以删去, 因为只要有两个方程被满足了, 则第三个方程也必然被满足。值得注意的是, Gx不为0表明X轴不与杆件平面平行, 即X轴不与n垂直。
如果 (1) 式中删除属于平面节点r的三个方程中一个, 所余方程总数比未知数少一个, 但依前所述我们可以随意指定一个相应分位移的数值, 将它从未知变为已知。如Gx不为0, 根据 (4) 式, 则有:
因此指定了δrx等于指定了ωr, δry和δrz也就不能再变动, 而必须适应这一个指定的条件。值得指出的是, 随意指定的分位移必须不落在杆件平面上, 即其相应的坐标轴不与该平面平行。显然, 这种可以随意指定的数值, 取值为0最方便。
综上所述, 因为在刚度矩阵中属于某个平面节点的三行线性相关, 则当用高斯消元法求解时, 必会在有关一行中的主对角线上出现一个0, 这时只要我们置相应的分位移为0, 则 (1) 式中将存在一组唯一解, 平面节点问题也就解决了。这种方法思路清晰, 理论正确, 当用计算机求解时操作亦方便可行, 所以是值得推荐的一种解决平面节点的方法。
3 结论
输电铁塔结构因为通常存在平面节点而使其用整体空间桁架法计算时形成的刚度矩阵是奇异的, 因此为正确得到其节点位移和杆件内力必须对这些平面节点进行处理。依据原刚度矩阵去寻求解决办法的思路尽管并没有解决原刚度矩阵的奇异性问题, 但正是用高度符合原计算模型的刚度矩阵求解出来的结果才更值得肯定, 这个结果也就更有了坚实的理论基础。
摘要：平面节点无法承受不平行于其平面的外力。用整体空间桁架法计算带有平面节点的桁架式铁塔结构时形成的刚度矩阵是奇异的, 因此必须对平面节点进行处理。本文介绍了一种依据原刚度矩阵寻求正确解的方法。
关键词：平面节点,整体空间桁架法,刚度矩阵,奇异
参考文献
[1]陆猛祥.自立式铁塔的计算机辅助设计[D].武汉:武汉大学硕士论文, 2004.
[2]龙驭球, 包世华.结构力学教程 (Ⅱ) [M].北京:高等教育出版社, 2004:1-55.
3.关于输电铁塔结构优化设计的研究 篇三
关键词：输电线路；铁塔结构；优化设计；绝缘配置；防雷特性；档距；角钢规格
中图分类号：TM753 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）26-0025-03
1 输电线路铁塔结构设计的基本原则
作为我国电力供应系统的关键组成部分，输电线路铁塔广泛分布于我国各地区的电力输送系统中，在保障我国电力输送稳定与安全方面发挥着重要作用，是保障我国电力系统安全供电的基础和前提。为保证设计方案的科学和合理，设计人员在对输电线路铁塔结构进行设计的过程中，要严格遵守相关规章原则进行。
1.1 绝缘配置
对输电线路进行绝缘配置就是要对铁塔上各档距之间所存在的各种放电途径进行绝缘设置，以确保输电线路在雷电过电压、操作过电压以及工频电压等条件下的安全可靠运行。由于多回输电线路具有停电检修困难等特殊性，在设计过程中要使绝缘子的清扫周期延长，以减少维护工作量。对于同塔多回路的情况，可以考虑提高一级对纰漏比距进行设计。还可以参照现行规程规定执行。现行的规程规定中关于相间间隙和相对地间隙的规定是在结合多年经验及理论研究测试的基础上修订而成的，具有一定的参考价值。在通道紧张地区通常多采用同塔多回路结构，以V型串对垂悬串进行布置。采用同塔多回路既能有效节约输电线路走廊，使铁塔在大风情况下避免闪络，还能通过V型串设计使相同绝缘子的耐污电压较I型串电压高出20%以上。通达多回路导线间的距离要在满足《技术规程DL/T5092-1999》计算公式的前提下，根据导线布置的特殊情形在同侧横担上对不同回路间的导线进行相邻布置，并且将水平距离增加0.5米。
1.2 防雷特性
在送电输电线路设计手册中，用N=rhT，h=hg-2f/3来计算输电线路被雷击中的次数，在式中，地面落雷的密度用r表示，避雷线的平均高度用h表示，年雷暴日数用T表示，避雷线悬挂点的高度用hg表示，避雷线弧垂用f表示。通过公式可以看出，随着地线平均高度的增加，输电线路被雷击中的次数也逐渐增多。以500kV同塔四回路导线为例，由于其平均高度较单回路高出50米，较双回路高出30米，使得其实际被雷击的次数较单回路增加2.1～2.5倍，较双回路增加0.6～1.0倍。就绕击而言，在地线保护角相同的情况下，塔高每增加20米，绕击率就会增加一倍。至于反击，铁塔的电感和波阻会随着同塔多回路塔高的增加而增大，铁塔遭受雷击后的反射波从塔顶传播至接地装置再反射回塔顶的时间就会增加，导致较大的电位升高值，从而引起较单回路、双回路较高的绝缘闪络跳闸率。
1.3 塔身和基础
由于同塔多回路铁塔的塔身风压及外部荷载较单回路输电线路高出好几倍，在很大程度上增加了铁塔的自身重量及基础作用力。因此，可以将大跨越工程中重要工程与重要系数相乘的做法引入到对多回路铁塔结构的设计中，进而适当增强多回路铁塔结构设计的安全系数。对于大截面导线的多回路铁塔（500kV或220kV），可以通过采用钢管桁架结构对塔身风压及材料的体形系数进行适当降低。还可以选用高强度钢材运用于跨越塔等特殊塔形设计。受大量导地线的影响，多回路铁塔的设计会较多地受到安装工况的限制，因此，在设计过程中可以通过采用合理的施工手段，适当限制作业工序，还可以适度增大临时拉线的张力以有效降低塔重。在对同塔多回路铁塔进行结构设计的过程中，要严格遵守安全可靠的原则。
2 铁塔优化设计分析
2.1 取用合理的档距
单基杆塔的重量及单位公里杆塔数量决定了单位公里的塔重。单基塔重与杆塔基础成反比。为了获得最优单位公里塔重指标，可以首先对杆塔档距与经济指标进行优化计算，在结合外业定位经验的基础上综合考虑排位等因素对杆塔的水平、垂直档距进行确定。文章在结合本工程实际的基础上，通过对比分析，最终按表1设计各种铁塔的档距。
2.2 合理的角钢规格
在设计过程中，塔重还受到材料规格的影响，结合当前我国国内角钢生产情况及角鋼截面特性，通常选用宽肢薄臂角钢作为稳定控制的构建，选用厚壁角钢对强度或孔壁挤压进行控制，既要保证杆件足够大的刚度，又要保持尽量小的挡风面积。在进行稳定控制时，选用L56×4角钢要比选用L50×5具有更好的稳定承载力和重量轻度；而进行强度控制时，则应优先考虑肢厚的杆件。
2.3 合理的布材
2.3.1 塔身主材分段：由于主材具有较大的长度和较少的接头，可以有效降低塔重，而各主材段之间的应力差异较大，过多的上部主材容易造成浪费。因此，尽可能保持各节间相等或相近的主材应力是理想的设计状况。对塔身主材进行分段需要对腹杆及各节间的长度进行综合优化，在实际实施过程中，有工程根据具体的塔形按照等差级数进行优化处理，效果明显。通常来说，节间距应与塔杆的外负荷成正比。为了方便制图、加工和放样，在设计的过程中对于直线铁塔一般取1.2米左右的节间长度，而对于耐张线路铁塔则按1.5米左右进行等节间布置。此外，受塔身分段、外形尺寸、接腿等因素以及节间长度和腹杆布置等因素的影响，铁塔主材稳定性及强度很难同时达到最优。通常以主材稳定性及强度承载力同时最大化时的节间长度为拟定参考值对主材的节间长度、杆件布置等进行优化，以进一步降低塔重。
2.3.2 塔身斜材布置：塔身斜材的布置直接受到塔身主材各节间长度及辅助材料布置形式的影响，斜材承载力大小的关键在于斜材与水平面角度设计的好坏。过小的夹角由于过密的斜材布置而直接影响材料性能的发挥，而角度过大又会使得杆件选材规格加大，使得材料的重量和长度增加。本工程通过对各种塔形斜材与水平面夹角的优化计算，最终确定40°～50°为最佳夹角。在宽基塔及大跨越铁塔设计中需要用到大量的K型结构。在直线塔设计中，上部较窄部分较多用到小交叉布置方式，用较多的节点板和较少的辅助材，而下部较宽部位则主要采用节点少、结构简单但辅助材较多的大交叉布置方式，以实现主材各部位受力的最
优化。
3 结语
在我国电网建设需求量日益增大的今天，作为输电线路重要组成部分的铁塔结构设计也备受关注，输电线路的稳定性和可靠性直接受到铁塔结构设计质量好坏的影响。近年来，台风、冰雹、暴雨等自然灾害对我国电网建设造成极大损害，这就对铁塔结构的稳定性以及输电线路的安全性提出了新的要求，深入开展铁塔结构设计研究具有巨大的现实意义。随着输电新技术及特高压电网在我国的推广、建设和应用，输电线路铁塔设计面临越来越多的挑战，在今后的铁塔结构设计中，要不断沿着经济合理、安全可靠的目标和方向发展。
参考文献
[1] 罗希.高压输电线路设计与施工技术探析[J].中国集体经济，2011，（22）.
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[3] 林岩.关于结构设计与施工中质量问题的成因与处理
[J] 中国高新技术企业，2007，（7）.
[4] 赵静.超高压输电塔架结构控制内力分析[D].重庆大学，2007.
[5] 李庆林.特高压输电线路铁塔组立抱杆的方案选择[J].电力建设，2007，（3）.
作者简介：冀广生（1960-），男，吉林海龙人，鞍山铁塔制造总厂工程师，研究方向：电力铁塔设计（钢结构方面）。
4.埃菲尔铁塔游记作文 篇四
来到巴黎一大早，我们就去参观举世闻名的埃菲尔铁塔。
在船游塞纳河时我们已经远观了埃菲尔铁塔，领会到了它的壮观。这座高达320米的铁塔是由居斯塔埃菲尔设计的，以他的名字命名，用了2年的时间修建。富于幻想的巴黎人又给这座铁塔取了个美丽的名字云中牧女，从此，它就成为了巴黎的标志性建筑啦!
我们站在高处眺望埃菲尔铁塔，可以很清楚地分辨1、2、3层。第一层，也就是最宽的那层高57米，而第二层高115米，最令人瞩目的第三层高274米，作为观光台。导游介绍，埃菲尔铁塔在1前就创造了钢铁建筑的奇迹，每口螺丝钉的力平衡到一个人坐在一张凳子上，它巨大的钢架和几何轮廓与巴黎的经典穹顶建筑形成鲜明的反差，却完美和谐地共处了100多年!享受着微风，还真有点像走入了仙境，看着车辆往来、人群来往，感觉飘飘然的，很是舒服。
5.关于埃菲尔铁塔的句子 篇五
1、最痛苦的不是分别，而分别之后，回忆还是根深蒂固。离开不过一个转身的距离，遗忘却要一辈子的时光。不能遗忘，就要学会释怀，我们都要好好的，努力去寻找属于自己的真正的幸福！
2、埃菲尔铁塔的高度，就是我与你的距离。
3、有首歌中唱的好“都是缘分惹的祸”，能怪谁呢？今生我们不能相守，为什么还让我遇见你，让我受折磨。爱情的事谁也说不清，道不明，从此在我的记忆中留下了一道无法抹灭的伤痕，晶莹的泪滴早已滑落了我的脸庞。
4、心痛了，梦醒了，曾经的伤只是人生的一次经历。天涯海角，物是人非，曾经的一切都已过去。
5、我的世界，没有花开，只有凋零，没有开心，自有伤感！为此，音乐虽美，黯然憔悴„„
6、曾经多少的心伤；曾经多少的过往；曾经搁浅在记忆里那抹最美的回忆，早已被季节遗忘。因为怀旧，所以我伤感。我一直牵着回忆不肯放手。
7、我不知我应该怎样下去，或者说，我希望永远也不要再下去。人到达过那样的高处，对地面便有了淡漠；人有过那样的恐惧，对安全便有了蔑视；人走近过那蓝色的梦想，又不得不回到原处，便偿到探险的悲哀。因为那不是山的高度，不是悬崖的恐惧，而是人在一个世纪之前的真实创造，是一个永远矗立的丰碑。你没有接近过它，你便没有权利轻视；有一日它终会化成一堆废铁，但它曾独一无二地存在过。
8、我不知我应该怎样下去，或者说，我希望永远也不要再下去。()人到达过那样的高处，对地面便有了淡漠；人有过那样的恐惧，对安全便有了蔑视；人走近过那蓝色的梦想，又不得不回到原处，便偿到探险的悲哀。
9、你离开之后，我的世界就失去了中心，瞬间就崩塌了，我以为我可以很快地爬起来，可还是走着走着又会在不经意的瞬间跌倒，一路跌跌撞撞。
10、走过的路，就会留下痕迹，曾经那段美好的过往，伴随着一缕淡淡的忧伤，早已搁浅在我的记忆里。这只是一场爱情的游戏，到最后受伤的还是我自己。我的心已无力承受，我的爱搁浅在离别的路口。
11、我和你就像一座埃菲尔铁塔和爱琴海。我能站在远方默默的注视着你，你能静静的看着我的方向。虽似彼岸花不能相见，但能相思。
12、心碎了以后，才知道什么叫疼；才知道爱你有多累。我试着说服自己要学会忘记，可还是拿自己无能为力。
13、听着轻声音乐，我心荡漾在这优美的乐曲当中，忘记了烦恼，更忘记了我，纵使音符的铮铮鸣奏，那也只是弦外的一丝清音罢了！唯独心声，那才最为忧伤！
14、静静的夜里，静静地想你。真的好想你，即使可以数尽满天星斗，也难以说清我思念你的心情，清浅的月华静静地陪伴着我的无眠，不知道远方的你是否有感觉到我对你浓浓的思念？好想斟一杯月光和你共醉，可是，鞭长莫及，鞭长莫及啊„„
15、我在为谁而心醉，我在为谁而伤痛。十指在键盘上轻轻划过，多少回忆凝聚指尖，我就用这样的方式记载着对你的思念。
16、一个人的夜好孤单，好寂寞，寂寞的愁弥漫在我的心间，多少次问自己，我在为谁而痛彻心扉，在每个孤独的夜里，我在也寻觅不到你的身影；在也听不到你亲切的话语。
17、在每一个思念你的夜里，淡淡的忧伤充满我每一寸空间，我真的不愿错过你，我要告诉你，你的名字早已填满我的记忆；我要告诉你，错过了缘分我们这辈子不会在相遇；我要告诉你，你一定要珍重你自己，无论结局如何，我都希望你是快乐的；我要告诉你，今生有你的陪伴就算在苦也甜蜜；我要告诉你，如果我们还能回头，我一定牵着你的手一起慢慢变老。
18、我恨自己为什么还是放不下，爱你这样的不容易，受伤了，心痛了，我的痴情一片换来的却是你冷漠的离去。一次次我下定决心一定要把你忘记，为什么我还是拿自己无能为力。亲爱的，你曾经说过，我们今生永不分离，繁华世界里，你是我一生的牵系。现在曾经的誓言早已灰飞烟灭，只留下我自己在这份感情里唱独角戏。
19、我曾以为那历经一百多年风雨的锈铁会呻吟，会晃悠颤栗„„据说它的最大摆度是十八厘米，此时它却纹丝不动，不必担心它会断裂倒塌。这在工业革命的辉煌中屹立的巨人，似乎雄心勃勃地要同那天边席卷而来的新浪潮作一番耐力的较量。它不会退出，不会退出的，虽然它已是上一个时代的标记，一百年前它却曾经是作为一个标新立异的怪物，在一片嘘声里，诞生于巴黎城的古迹之中的。
6.埃菲尔铁塔的说明文 篇六
它高高的矗立在巴黎城中央，白天，铁塔非常雄伟，在湛蓝的天空的衬托下，它风姿绰约，十分美丽。夜幕降临了，塔上好象聚集了成千上万颗小星星，在深蓝的天空中闪烁。
我家里有一座纸板拼成的“埃菲尔铁塔”，它和真的十分相似，就像铁塔仿真缩小版，它是我自己花了两个多小时拼起来的，它从头到脚都是银灰色的，除了天线以外，身上有无数个三角形的洞。
我非常喜欢它。看，它挺直的身子，再大的风雨也不会弯腰;它高高的头颅，再远的天边也能看到。它仿佛是凌空而立，轻盈地飘在城市上空;它仿佛是天上来客，指引着人们向辽远的天空探险。
我和它的感情非常好。我把它摆在我的房间里，即使经历了一次搬家，它仍然完好无损地在我的书桌上。有时我觉得它象一根指针，总在引导我做好事情，每一次写作业时，我都会看它一眼，它在鼓励着我：张知恒加油，我相信你能又快又好地写完。果然，我不久就把作业写完，其它时间可以用来读课外书了!有时我觉得它象一个梦，总让我在畅想，世界这么广大奇妙，站在它的塔尖上，一定能看到全世界，看到我喜欢的非洲大象和长颈鹿，看到宇宙飞船和星星，看到神仙和天使……
7.埃菲尔铁塔结构分析 篇七
关键词：输电铁塔,冰雪荷载,倒塌,破环原因
2008年初,我国南方大部分省区遭遇了罕见的雪灾,据相关部门1月31日发布的灾情信息,此次雪灾造成湖南、湖北、贵州、安徽等19省区3287.9万人受灾,农作物受灾面积7270.8×103hm2,倒塌房屋22.3万间,损坏房屋86.2万间,因灾直接经济损失537.9亿元。雪灾期间,全国有13个省电力运行受影响,电缆断线2.7万条,输电塔也受到不同程度的破坏,变电站停止运作共1,497座。输电塔结构的覆冰已经对电力系统的安全稳定运行造成了严重的危害,有必要对输电塔结构的覆冰破坏进行理论分析。
1 输电塔的结构形式
高压输电塔设施主要采用钢铁结构(薄壁钢杆),结构形式多为空间桁架,其特点是高跨比较大,以水平荷载作用为主。三面、四面或多面平面桁架组成的空间钢桁架桁架杆件只受轴向力,应力分布均匀,材料强度得到充分利用。理想桁架杆件都是二力杆,其内力只有轴力,而没有弯矩和剪力,截面应力分布均匀。这一受力特点反映了实际桁架结构的主要工作形态,轴力为桁架的主内力。实际桁架中由于各杆轴线不一定准确交于结点上,结点也并非理想铰结等原因,还同时存在微小的附加弯矩和剪力对轴力的影响,这种影响是次要的(因结点刚性及桁架杆横截面积与惯性矩比值的大小而异,一般在5%~0.1%),内力增量称为次内力。在此种情况下,几乎不会出现倒塌现象。
2 输电塔线路的覆冰原因和条件
覆冰,是一种分布相当广泛的自然现象。但对于运行的输电线路来说,则是一场自然灾害,经常引起输电线路倒杆、倒塔、断线和绝缘子闪络等重大事故,给电网安全运行带来严重的危害。导线覆冰是一个复杂的过程,覆冰量与导线半径、过冷水滴直径有关,还与含风量、风速、风向、气温及覆冰时间等因素有关)。
输电线路的覆冰,是由于潮湿的雾气和雨雪,经过一定的温度和风速,覆着在铁塔和导线上的雾凇或雪凇现象。一般产生的气象条件是0℃以下,特别是在-4℃~-5℃时左右最容易出现覆冰。导线覆冰之所以成为圆形或椭圆形,是因为导线受风一侧结了一定的覆冰后,由于重心变化,导线向背风一侧翻转,等翻转过来的一侧结了一定的覆冰后,又向背风一侧翻转,如此循环往复而形成。我国南方大部分地区冬季气温较高,空气潮湿,下雪后,雪落到地面先化成水,水又冻成冰,冰上又下雪,所以这次南方雪灾地区输电线路和高压电铁塔上都结着厚厚的冰。
3 输电塔结构的破环原因分析
输电线路设计时导线覆冰荷载大多按10mm冰厚计算。湖南地区覆冰严重,其不同地域取15mm、20mm甚至更大的厚度。但今年冰冻雨雪天气引起的导线覆冰厚度,已远远超出此设计取值。超过设计标准的覆冰荷载使铁塔破坏和倒塌,在具体作用方式上又有所不同,可以大致分为将铁塔压坏、拉坏、扭坏、屈曲失稳破坏以及拉扭共同破坏等几种形式。
3.1 覆冰将铁塔压坏
主要是由于导地线、铁塔等的自重加上覆在其上的冰层的重量后,超过铁塔的实际承压能力,铁塔的主材或斜材发生受压屈曲破坏,导致整个铁塔破坏、坍塌。这类破坏,在铁塔两侧导线的覆冰垂直荷载大致相当。从调研和统计资料看,由于覆冰而被直接压倒的铁塔较少。
3.2 覆冰将铁塔拉坏
主要是由于铁塔两侧的导线,因不均匀覆冰而产生纵向不平衡张力。当覆冰累积到一定体积和重量之后,输电导线的重量倍增,超过导线、金具、绝缘子及杆塔的机械强度,使导线从压接管内抽出,或外层铝股全断、钢芯抽出。这种破坏大多发生在导线还没有因覆冰过载而出现断裂、掉落等情况下。正常情况下的铁塔,其两侧的导线张力基本保持平衡。但在铁塔两侧导线不均匀覆冰的情况下,这一受力平衡状态被破坏,铁塔两侧产生张力差,铁塔会向张力大的一侧发生倾斜、弯曲。在超过一定允许值后,铁塔杆件发生拉、压破坏,导致铁塔折断、倒塌。由于导线不均匀覆冰导致的铁塔破坏,主要发生在铁塔两侧档距较大或两侧高差相差较大的地方。这些地方由于地形地貌的特殊性,线路设计时铁塔两侧档距或高差相差较大不可避免,为导线不均匀覆冰及纵向不平衡张力的产生创造了客观条件。同时也由于地势原因,在冰雪融化时更容易出现不同时融冰的现象,加剧铁塔两侧纵向张力的不平衡。从调研和统计资料看,此次冰灾90%左右的倒塔都是由于不均匀覆冰以及不均匀脱冰产生的纵向不平衡张力造成的。
3.3 覆冰将铁塔扭坏
主要是由于铁塔一侧的导地线断线破坏等产生断线冲击荷载和过大的纵向不平衡张力。在超过设计承受能力的冰荷载的作用下,会发生导地线断线、金具脱落、绝缘子断裂等。这些破坏会造成铁塔一侧的某根(相)导线或地线的张力突然被释放,对铁塔施加动力冲击荷载。同时,两侧不平衡的导地线张力对塔身产生扭转力矩。动力与静力的共同作用极易造成铁塔横担破坏、脱落,进而引起倒塔,或直接破坏主材造成倒塔。从调研和统计资料看,此次冰灾由于断线冲击导致的倒塔不在少数,并且大多发生在横担较宽的双回路铁塔上。
3.4 覆冰杆件屈曲失稳破坏
主要是输电塔塔身的杆件结构在严重的裹冰荷载作用下,使原来只受轴向力的斜向杆件同时受到杆身冰雪荷载不可忽视的重力荷载作用。此时,杆件除受轴向力外,仍受到杆件冰雪荷载作用下的重力荷载,杆件转化成受拉、压、弯组合构件。由于杆件设计时是忽略杆件自身的重力荷载的,其抗弯刚度也就不在考虑范围之内,一旦杆件受到严重冰雪荷载作用,就很容易因抗弯刚度不足而发生屈曲破坏,部分杆件的破坏。直接导致其他杆件的失稳,致使塔身发生扭曲倒塌。
3.5 造成倒塔还有一个原因,就是导线舞动
舞动是导线在覆冰初期由于冰形的不规则在风力的作用下而产生的大幅上下翻飞振荡。由于振动幅值大,加之持续时间较长,使得铁塔承受很大的往复拉、压和扭力,因而容易造成铁塔联结螺栓松脱、构件疲劳失效等,直接引起倒塔。一些铁塔在导线舞动的作用下尽管没有直接倒塔,但已产生损伤,在不断加厚的冰荷载的作用下更易发生倒塌。此次冰灾由舞动引起的倒塔数量较少。
4 减少覆冰危害的基本方法
1)要减轻导线覆冰带来的危害,在新建线路时,首先要充分掌握该地区的冰雪情,并仔细研究输电走廊的微气候、微地形,尽量避开重冰区;无法避开时,应在重冰区采取抗冰设计。为加强已有线路的抗冰害能力,应视具体情况区别对待,可增大爬电距离,改善绝缘子伞裙结构,增加铁塔承重能力,在绝缘子表面涂憎水涂料以及对杆塔横担和绝缘子进行清扫,这些都是解决覆冰绝缘子冰闪的有效方法。
2)随着电网的升级,我国即将建设的1000k V交流、±800k V直流特高压输电线路工程,特高压输电塔在荷载上远大于现有输电塔,对输电塔的结构设计、钢材强度提出了更高的要求。为了使输电塔经济合理,钢材强度就必须大幅提高,需要使用Q390、Q420、Q460等高强度钢材。以此来增加输电塔杆件的抗拉压强度。
3)输电塔连接方式常采用焊接连接和螺栓连接。在螺栓连接方面,目前主要采用5.8级、6.8级强度较低的螺栓。随着输电塔的规模扩大,构件受力越来越大,单靠增加螺栓数量的办法,很不经济合理,因此,输电塔上使用高强度螺栓十分必要。国外输电塔上已经使用了9.9级高强度螺栓。我国输电塔在使用8.8级、10.9级螺栓也作了一些尝试,但热镀锌后质量很不稳定,在施工过程中就发现氢脆破坏现象,那么在覆冰荷载作用下,就更容易被破坏。因此,高强度螺栓在输电塔上没有广泛使用。
4)设计时适当考虑杆件的受弯作用,增强杆件的抗弯刚度,尽量避免不可预测的其他作用。
参考文献
8.紧凑型输电铁塔静力性能分析 篇八
关键词：紧凑型输电铁塔；静力性能；同塔双回；输电系统；电力传输
中图分类号：TM753 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）15-0120-03
1 紧凑型输电铁塔及主要配置
1.1 我国的紧凑型输电铁塔
我国在电网建设的过程中，使用的输电铁塔为多回路型的紧凑型输电线路铁塔，从结构上来说，是由塔体、绝缘子串及横担组成，这样的输电铁塔在结构上有着不可比拟的优势，输电铁塔的回路每三层的横担进行依次缩短，相应的绝缘子串使用了V字结构，如图1
所示：
新型的输电铁塔结构使横担间的距离可以明显减少，水平的排列及各个回路结构之间的距离也有了明显缩短，从而使紧凑型输电铁塔回路之间的自然输送功率比常规输电铁塔的回路有了明显提高，输电的路线也有了明显压缩，同时不仅保证了输送单位容量的工程造价的降低，更能最大程度保证我国电力传输的成功率。
1.2 我国紧凑型输电铁塔的主要配置
我国的大部分输电铁塔线路建设中，都应用的是国际标准500kV配电路线，这种配电路线适用于我国大部分地区的电力需求，我国输电铁塔中导、地线的具体参数，不同参数的线路所起作用也是不同的，并且我国紧凑型输电铁塔中使用的V型绝缘子串相对于传统I型绝缘子串，能够有效地减小线路走廊的宽度，加强输电的有效性。但是由于近年来我国城市化的不断推进，导致用户的用电需求量剧增，使得我国当今的电力网络配置出现了漏洞与问题，所以需要我国输电铁塔的升级，保证输电铁塔为人民提供稳定的电力来源。人民对输电的要求越来越高，提高输电成功率是改革我国电力网络的必经之路。导线特征参照表见表1：
1.3 三江县同塔双回紧凑型线路塔型设计
广西省三江县送出500kV的双回紧凑型输电线路，途经柳江北岸，先后穿越大滩金、铅锌矿普查区、同乐铅锌矿普查区、南寨多金属矿普查区，该地区地质复杂，施工难度较大。当地政府考虑到区域规划，只能提供一条线路的走廊。因此，中国南方电网公司就广西省三江县两回500kV线路按同塔双回线紧凑型线路建设，认真分析建设同塔双回紧凑型线路的优点、工程实施的可行性及待解决的技术问题，组织实施500kV同塔双回紧凑型线路塔型的研究、设计和工程建设。
2 紧凑型输电铁塔的重要性
2.1 我国输电系统仍存在缺点
近年来我国电力网络的建设速度加快，大部分地区的用电高峰大幅度增加，电力企业进行大力输电，以保证我国各地区的电力传输。同时我国有些偏远地区经常因电力不足而断电，电网的输电不成功，导致部分居民的用电不能得到保障，但是电力企业不重视。国家的电力网络与电力技术运用需要相应的完善，对输电困难的地区要加大输电力度，做到电力网络全面发展，对不同地区的不同电力需求状况做出不同的技术应对，保证我国电力网络与输电网络的使用得到全面健康的发展。
2.2 我国需要紧凑型输电铁塔的原因
我国是存在着发展差异的国家，西部多山，建设进程困难，而电力网络的建设对地形的要求也很多，所以导致了我国西部多山地区的输电工程建设缓慢，并且电力传输的成功率不高。电网与输电铁塔讲究的是将电能稳定地提供给用户，但是我国部分地区的电力传输却呈现出经常中断的状况，对于这类现象，都属于技术问题，需要我国的电力传输工作人员进行全力的研究与改进，利用紧凑型输电铁塔的技术，使我国部分地区的输电成功率得到大幅度的提高。
3 在我国输电过程中存在的问题与现象
3.1 输电线路经常出现问题，导致不能正常输电
我国部分地区的海拔高，湿度大，而输电设备都是精细的电子仪器，在工作一段时间后，输电设备的线路会出现损坏的现象，使得输电设备不能够正常运转，输电出现中断的现象。这种情况普遍多发于偏远部分地区的输电设备，是导致部分地区输电成功率低的重要原因。重视这样的问题，需要建立稳定可靠的输电铁塔，保证我国大部分地区的输电成功率，对我国电力网络的完善也有着很大的帮助。
3.2 输电企业不予重视，导致输电成功率受到影响
我国的输电企业多位于发达地区，对发达地区的用电负责，但对于部分地区的输电，输电企业就显得捉襟见肘了，偏远地区的电力网络不易管理，使得输电企业不予重视。输电企业要注意尊重我国各地区之间存在的经济差异，面对不同地区的电力传输，要保证各地区之间的电力传输的全面。对于部分地区输电成功率低的问题，输电企业有义务去重视，去解决。
3.3 没有形成定时维修维护的习惯，维修人员专业技术不过关
紧凑型输电铁塔是与全部的电力网络连接在一起的，也需要定时的维护与修理，但是我国现如今的部分地区电力网络维修队还没有真正地形成，使得部分地区的紧凑型输电铁塔的零件老化，损坏，甚至报废，让部分地区居民的电力需求无处解决，使部分地区的电力传输成为了一个死结。国家为了带动部分地区经济的发展，城市的建设，对电力工程的扶植力度很大，所以电力企业要配合国家，响应国家的号召，为部分地区的输电铁塔维修做出一点贡献。
4 加强紧凑型输电铁塔性能使用的手段与措施
4.1 使用科技含量较高的设施来配合紧凑型输电铁塔的输电
9.出售埃菲尔铁塔 篇九
1925年7月6日，维克托•吕斯蒂在忧愁地读着报纸。原来，他为钱财的状况所苦恼。为了结束在巴黎的居留和支付返回大西洋彼岸的花费，他终于不得不重新工作。
突然，在《每日晚报》上，一条消息引起了他的注意:“巴黎将能支付埃菲尔铁塔的修理费吗?”跟着谈到了各种技术上的原因，最后文章的作者归结出一句俏皮话:“埃菲尔铁塔难道要不得不被卖掉吗?”
记者本来是想开玩笑，可是吕斯蒂却突发奇想:卖埃菲尔铁塔。通过一个搞伪造行当的朋友，他制造了印有巴黎市官方笺头的公文纸。然后，他直接召见了法国五个最大的废铁商，说商讨一件至关重要的和最机密的事情。
几天以后，在预约好的时间里，五个废铁商全都聚集在宾馆的一个客厅里。吕斯蒂从容不迫地坐下来，把声音压得很低:“先生们，你们知道，巴黎市政府现在因它那杰出的､赫赫有名的古迹而碰到财政困难。我讲的是埃菲尔铁塔。”
五个废铁商坐在位子上，纹丝不动，等待下文:“应共和国总统和内阁总理的明确要求，我请你们保守下面的秘密——埃菲尔铁塔要出卖，市政府委任我为出卖该铁塔的招标者，这是一项特别的交易:7000吨钢铁将卖给出价最高的人。”
吕斯蒂微笑着，一边说，一边留心察看他的每个对话者。此时，一个红脸的矮个子正坐在椅子里躁动不安。就像对其他人一样，吕斯蒂仔细地询问了他的情况。他叫普瓦松，是个暴发户，而且千方百计地希望能更加富有。
自此，吕斯蒂便已确信，普瓦松先生将成为他的牺牲品。现在他可以演下一场戏了。他站起来:“先生们，我受权让你们参观一下所出卖的物品。当然，在这次参观中，我将要求你们严守机密。”
几分钟后，吕斯蒂便将他租来的豪华敞篷汽车停放在埃菲尔铁塔一个脚墩下面。他领着五个废铁商，无视排队的游客队伍，大摇大摆地径直插到铁塔入口处。他漫不经心地把手一摆，把一个印有法国国旗的证件给剪票人员看了看，然后用不容置疑的口吻说:“这五位先生是陪我的。”
工作人员疑惑地让他们六个人进去了。如果说废铁商们早先还有些怀疑的话，那么现在他们不得不在事实面前信服了。
于是，在这巴黎最著名的古迹上开始了一次史无前例的参观。对风景之美全然不感兴趣的废铁商们在楼梯上跑上跑下，估计钢铁的情况，揣度防锈漆的能力，摸摸工字钢，触触螺钉。他们审查埃菲尔铁塔就像一个马贩子在市集上仔细地审查一匹马一样。
大家欢天喜地地告别。吕斯蒂要求每个人给他寄去自己的出价建议，他等着。而实际上，他只等待普瓦松先生的信，而其他人的信，他甚至连看都不会看。在他最终收到普瓦松先生的信后，他在克里荣宾馆再次见到了未来的牺牲品，他完全放下了心。他摆出大人物的架子，说:“亲爱的先生，您向我提出的数目——我不瞒您说，那是最高的。”矮个子心里想:“这太好了……世界上最著名的7000吨钢铁属于我了!”
吕斯蒂用合伙人的口气接着说:“您知道吗?亲爱的普瓦松先生，在这样一类买卖中，按照惯例是要付中间人手续费的。”
废铁商当然知道这个。他一下从椅子里弹起来，打开他的钱夹，掏出一扎票子说:“我早准备这个给您了，我想10万法郎的数目……”
吕斯蒂不做声，他把票子全部塞进口袋里，拍着对方的肩膀，彬彬有礼地､亲切地说:“祝贺您，普瓦松先生，埃菲尔铁塔是属于您的了。”
第二天，吕斯蒂离开了巴黎。当废铁商知道自己被骗时，他只有泪水汪汪——他怎样让警察相信呢!
十几年之后，吕斯蒂行骗终于东窗事发。他曾用大头针在他的单身牢房的墙壁上钉了一张极普通的明信片——埃菲尔铁塔耸立在美丽的蓝天中。在明信片下面，他写道:卖10万法郎。他还以此自慰哩。■
(摘自《威海晚报》2008-3-6，冯国伟推荐)
10.铁塔组立外拉线抱杆施工分析 篇十
关键词：外拉线抱杆,铁路组立,电力铁塔,组塔效率,送电线路施工
熟悉铁塔组立的工作人员都知道, 它是电线路施工的基础, 同时是一项比较危险的作业, 如果控制不好, 就会导致恶性事件的发生, 甚至威胁性命, 因此, 在施工过程中, 保证铁塔组立的安全成为人们关注的重要方面。铁塔组立的方式比较多, 但由于其极易受本地地形和环境的影响, 加之现场的一些实际情况的不断发生, 因此非常容易发生危险, 现阶段我国的铁塔组立方法主要是外拉抱杆的方法, 这种方法安全实用, 是一项重要的施工工艺。
1 外拉线抱杆的布置与参数设置
1.1 抱杆的选择
对于外拉线抱杆来说, 要采用一定的格式, 一般是500*500的规格, 同时要确定抱杆的负荷程度, 根据铁塔本身的结构类型, 进行具体分析数据, 然后根据相关的数据确定抱杆的规格, 一般来说, 起重的限制必要严格。
科学数据显示, 一般500*500的抱杆模式受力比较均匀, 坡度比较适合, 不会造成一定的危险, 同时, 结合起重机本身的吊重程度, 受力起来比较适合, 抱杆的压力可以达到最小的程度。
1.2 地锚的选用
在铁塔组立的过程中, 确定外拉线的地锚也是施工的重要方面, 一般来说, 塔体不得超过塔高的1.2倍为最合适的, 在拉线和绳子之间的角度要控制在45度以下, 最大不得超过60度, 随着绳子对地面压力的增大, 增加吊重的重量, 需要注意的是, 地锚要选择合适的定位, 不得是树枝和石头比较容易丢失的地锚[2]。
绞磨的过程需要注意的是, 选择平坦的地面进行绞磨, 同时工作人员在绞磨过程中要集中精力, 做好记录和起吊的操作, 对于地锚和塔的距离, 应合理的控制, 尽可能的提高抱杆的稳定性和本身的承重性, 倾斜的角度小于10度。
1.3 抱杆承托系统的布置与调整
组装构件是铁塔的下一步, 在这个过程中, 要保证场地的平整, 以免使机器发生变形和位移, 起吊的构建要尽可能的固定在塔基的周围, 过远和过近都不行。
2 施工操作
2.1 施工准备
在铁塔组立施工之前, 设计师需要对施工的人员进行技术方面的培训, 令其尽快熟悉操作的过程, 熟悉本铁塔组立的图纸, 同时, 对于现场的地质和环境进行勘察, 以确定组立的方式。在试点工作结束之后, 需要技术人员共同参与铁塔组立的全过程, 同时需要确定质量检测负责人进行试点工作的现场检测情况, 合理的总结经验。
2.2 抱杆的竖立
铁塔组立重要的方面就是抱杆的起立过程, 在起立过程进行之前, 要严格的检测现场的土质情况, 防止下沉, 同时对于抱杆的质量进行进一步的核查, 确保能够符合当前的情况。在抱杆的顶端用拉线进行固定后, 就可以将腰环固定了, 一般来说, 抱杆的四个角需要一定的连接, 固定铁塔本身。人字型的抱杆和垂直的抱杆之间的距离应该一样, 不可出现位移的现象, 同时, 脚底的抱杆在前后两侧都需要安装一定的防滑设施, 不可以直接放置在地面上, 造成危险。
在铁塔起立的过程中, 要再一次检测各个系统之间的配置是否合适, 是否固定到位, 钢筋绳之间是否拧紧, 拉线的松紧度要合适, 过松和过紧都会造成危险, 同时押保证抱杆的中心和地锚要分布在同一条直线上, 角度要合适, 一般在50度左右, 对于人字型的抱杆, 应合理的进行牵引, 慢慢进行脱帽绳的整修工作, 注意受力均匀, 及时调整受力面积, 保证抱杆起立的过程能够方便自如, 最后, 将拉线固定在地锚后, 需要进一步检查, 才可拆迁其他保护措施[1]。
2.3 构件的绑扎与起吊
吊点的绑扎必须在该被吊构件的重心之上的两根主材之间的对称节点处, 以防滑动, 该节点距塔片上端应小于其长度的40%, 且吊点绳顶点高度不小于塔宽1/2, 各绑扎点应垫方木并用麻袋包缠, 以防塔材变形或割断钢丝绳。绑扎后吊点绳中点或其合力线应在构件中心线上, 以保证起吊过程中构件能平稳上升。
起吊重量大于1000kg时, 起吊绳应使用滑车组。吊点绳应用5吨卸扣与φ13.5mm钢丝绳套所构成的“∩”型绳套连接, 防止吊点串动, 以便于保持被吊构件竖直状态。对于主材较为单薄的直线塔, 片吊时吊点位置必须用圆木补强, 其吊点绳夹角小于90°。补强木与被吊构件间的绑扎可利用吊点绳缠绕后再用U型环连接, 也可用单独的8号铁线缠绕固定。
2.4 抱杆提升
将已吊装的塔身辅助装齐, 螺栓装齐并拧紧, 抱杆调整至垂直状态方准提升抱杆。在A、C或B、D主材上端节点各挂3吨升抱杆用滑车, 在抱杆底对应塔腿方向各挂一只3吨提升滑车, 用φ13钢丝绳连接, 提升钢绳对抱杆的夹角不应大于30°。
收紧升抱杆钢丝绳, 松开抱杆承托绳后便可提升抱杆。提升抱杆时, 四条外拉线应随着抱杆的上升缓缓匀速松出, 保持抱杆的垂直状态。指挥人应站在正面随时注意受力情况、指挥抱杆拉线的调整, 侧面应指派专人协助监视抱杆垂直状态。当距离较远时, 应使用对讲机, 保证通讯及时、准确。提升抱杆应设置两道腰环;采用单腰环时, 抱杆顶部应设临时拉线控制。当抱杆提升超过上腰环的一半时, 用人力控制拉线;当抱杆提升高度接近要求位置时, 用手扳葫芦控制。抱杆露出上腰环的高度不应超过抱杆全长的2/3。抱杆上升到要求位置时, 绞磨停止提升, 将四条承托绳固定在主材与水平材或大斜材有4个螺栓连接的接点上, 收紧承托绳使受力一致。承托绳必须有足够的长度, 承托绳间的夹角为50~80°, 承托绳与抱杆的夹角不应大于45°, 以不使承托绳的静张力太大外, 亦不会对塔身产生过大的水平内向力。同时注意承托绳与钢丝绳套间的接触, 防止相互磨擦而损伤。承托绳固定后, 绞磨缓缓松出使承托绳受力。用手扳葫芦将拉线收紧并固定好。松掉绞磨和腰环后即可进行构件吊装。腰环在起吊过程中不得受力。为方便吊装地线支架, 最后一次升抱杆时, 一般抱杆露出塔顶的高度为:直线塔5~6m, 转角塔8~9m。
2.5 拆除抱杆
在横担中部挂一滑车。将牵引钢丝绳固定在抱杆重心上部, 牵引钢丝绳放入辅助滑车内。并在抱杆根绑上大绳。当抱杆降至适当位置后, 通过牵引大绳将抱杆拉出塔身, 当牵引中有困难时, 可拆除部分辅助材待抱杆从塔身内引出后, 将拆除的辅助材重新安装好。
3 结论
总之, 对于电力铁塔来说, 外拉线抱杆是最安全实用的方式, 也是现阶段普遍使用的方式, 一般来说, 这种方式的操作简单, 成本低, 受到广大施工单位的欢迎。
参考文献
[1]张殿生.电力工程高压送电线路设计手册[M].北京:中国电力出版社, 2005.[1]张殿生.电力工程高压送电线路设计手册[M].北京:中国电力出版社, 2005.
11.埃菲尔铁塔结构分析 篇十一
1 1D模块设计条件
1D模块适用于海拔1000m以下、设计风速30m/s、覆冰10mm、导线为2×LGJ-240/30同时考虑兼顾导线1×LGJ-400/35时本系列塔适用, 本文主要论述按1×LGJ-400/35验算时铁塔的变化差异。
1.1 导地线型号及张力
导线型号:1×LGJ-400/35;导线最大使用张力39.48kN。
地线型号:JLB1A-95, 地线最大使用张力33.68kN。
1.2 杆塔使用条件
如表1所示。
2 新旧规范设计原则对比
2008年我国南方发生冰灾造成倒塔, 新规范由此而修订。新规范对于杆塔设计方面的要求变化很大, 具体有以下几个方面。
2.1 重现期
新规范要求110kV~330kV输电线路及其大跨越重现期应取30年, 旧规程要求15年;同比相当于110kV~330kV的风压取值增加了14%;500kV~750kV输电线路由30年提高一遇提高至50年一遇, 风速值提高约5%, 风压值提高了11%左右。
2.2 设计风速
新规范要求一律采用离地面10m处的基本高度来确定基本风速, 这样保持与《建筑结构荷载规范》 (GB 50009-2001) 相一致。1D模块采取的是离地面15米基准高度处的最大风速30m/s, 对应于离地面10m高度处的风速是28.1m/s。
2.3 地线覆冰
新规范要求地线设计冰厚比导线冰厚增加5mm, 这就造成地线弧垂增大, 电气间隙需重新校验, 因1 D模块按导线为2×LGJ-240/30同时考虑兼顾导线1×LGJ-400/35设计, 因此电气间隙满足要求, 不需改动。
2.4 断线 (含分裂导线的纵向不平衡张力) 情况
(1) 直线塔断线情况。
(1) 单回路:断任一导线, 地线未断;断任一地线, 导线未断。 (2) 双回路:断任二导线, 地线未断;断一地线和任一导线。 (3) 多回路:断任三导线, 地线未断;断一地线和任二导线。
(2) 耐张塔断线情况。
(1) 单、双回路:断任二导线, 地线未断;断一地线和任一导线。 (2) 多回路:断任三导线, 地线未断;断一地线和任二导线。
(3) 导、地线断线张力。
如表2所示。
2.5 不均匀冰情况
增加不均匀覆冰工况, 区别于正常工况和断线工况。即所有导地线同时、同向有不均匀覆冰的不平衡张力 (计算塔身受最大弯矩) 。此工况对直线塔交叉材影响较大, 对转角塔影响较小。
2.6 保护角
新规范要求地线对边导线的保护角不大于15°, 1D模块为单回路, 本系列塔已满足要求。
2.7 其它方面
(1) 新规范明确了所有杆塔结构的钢材均应满足不低于B级钢的质量要求。 (2) 新规范增加了Q 3 4 5钢锚栓的强度设计值, 取205N/mm2。 (3) 新规范对受压材的允许最大长细比调整为小于等于200 (原规定220) 。
3 直线塔的验算分析
对于3个系列的直线塔, 通过计算发现影响的部位和特点基本一致。验算的结果显示重量增加的部位主要有地线支架, 上下曲臂的主材, 塔身主材, 身部的交叉材;由于主材为强度控制, 因此当杆件内力增加的幅值超过原塔的设计裕度时, 主材需要调整规格, 增大杆件尺寸, 而塔身斜材均为稳定控制, 新规范的一个明显的特点就是使塔身斜材得到加强。现以1D-ZM1为例列举部分杆件的内力对照情况。
如表3所示。
从表3结果比较可以看出, 在新规范的断地线工况的计算中, 地线承受的不平衡张力取值由最大使用张力50%调整为100%, 以及地线比导线冰厚增加5mm等因素的影响, 造成塔头主材应力增幅较大, 主材规格规格激增。一般直线塔塔身下部主材是由60°大风控制, 而新规范验算后的主材部分由断线控制, 由于增加了不均匀覆冰工况, 身部的交叉斜材规格都有不同程度的增加。
经过对比, 基础作用力几乎没有增加, 上拔力仅增加了2%。
塔头的材料内力和规格增加幅度较大, 应适当调整布置方式。
4 转角塔的验算分析
对于转角塔而言, 验算结果显示新规范对转角塔的影响不大, 塔重增加也不大。主材应力的增加是由于地线考虑了15mm的覆冰, 其次是导、地线断线张力取值都调整为最大使用张力的100%;现以1D-J1为例列举部分杆件的内力对照情况。
如表4所示。
从表4结果比较可以看出, 主材没有变化, 应力增加幅度较小, 说明新规范对转角塔的直接影响很小;有影响的是变坡点以下段侧面斜材规格跳了一个规格, 主要由断线工况控制。
经过对比, 基础作用力有所增加, 增加幅度为5%。
5 杆塔重量比较
新规范的实施, 使铁塔荷载取值和工况组合、断线等均有所变化, 使铁塔荷载较原来有所增大, 因此铁塔经济指标相应增大。下一步的工作重点是在满足现行新规范的前提下, 进一步优化杆塔设计, 通过塔身节间、横隔面的重新优化布置, 降低塔重指标。塔重分析比较结果见表5。
从表5可以看出, 在直线塔形中, 最大增重17%, 最小增重8%, 平均增重12.5%。
6 结语
通过上述一系列的比较发现, 新规范对1D模块的影响主要有以下几点。
(1) 新规范对直线塔的上下曲臂、塔身主材、塔身斜材等杆件影响较大, 通过增加不均匀覆冰及地线张力取值的变化, 使直线塔的正侧面刚度得到加强, 塔重明显增加。
(2) 对转角塔的影响不大, 杆件特别是变坡以下段的侧面斜材稍有加强, 塔重增加不大。
(3) 直线塔基础作用力仅增加2%, 转角塔基础作用力仅增加5%。
(4) 经验算后, 对工程投资来说, 整体经济指标略有增加。
摘要：针对国网典设1D系列铁塔利用铁塔内力分析软件按新规范进行辅助分析, 通过对其差异性对比分析, 得出新规范对1D系列铁塔设计方面的影响。
关键词：典型设计,内力分析,铁塔设计
参考文献
[1]GB 50545-2010, 110kV～750kV架空输电线路设计规范[S].
[2]DL/T5092-1999, 110kV～500kV架空送电线路设计技术规程[S].
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