浅谈输电线路铁塔结构设计

孟宪川

（中国能源建设集团黑龙江省电力设计院有限公司黑龙江哈尔滨150078）

摘要：在未来发展中，进一步加强与完善输电线路铁塔结构的设计十分重要，提高输电线路的稳定性是增强用电安全和输电效率的前提，相信经过电力工程人员的不断努力，能够实现这一基本目标。

关键词：输电线路；铁塔结构；设计

1我国输电线路铁塔结构设计的现状

我国上百年来都是应用铁塔架空电线来输送电能，而且随着我国经济的增长，人们对电能的需求量也开始增加，相应的，这就促使着电容量也需要增加。但是受我国地域宽广的影响，我国使用的电源地点呈分散型特点，很多电量需要依靠电线来实现传输，因此铁塔就随之应运而生。正是我国这种地域宽广的特色，在铁塔的设计过程中，需要考虑到一条完整的线路，需要经过特别负责的实际状况，才能实现传输，也就是说，设计过程中，一定要考虑到地形、气候、以及电压等级等带来的影响，因此这就给设计人员带来了挑战。其需要对当地的情况进行实地考察，根据考察的实际情况来设计出符合当地特点的输电线路，以此来实现电路的传输。

2输电线路铁塔结构设计中需要注意的问题

2.1准备工作

在进行输电线路的铁塔基础的设计中，要做好输电线路铁塔基础设计的准备工作。在进行输电电路铁塔基础的设计中，要对输电线路的施工现场进行勘察，在进行勘察的过程中，要对输电线路的施工场地的地质进行仔细的勘察，加大对地质的研究，同时要对输电线路施工场地周围的环境进行考察，在进行施工的过程中要做好环境保护。故此，在进行输电线路铁塔基础设计之前，要做好铁塔基础设计的准备工作。

2.2日常环境腐蚀的威胁

输电线路铁塔结构常年暴露于外界环境中，因此，日常环境腐蚀作用是设计该结构时需要注意的主要内容。输电线路铁塔结构中的主要材质是铁，这种物质具有易于氧化的特点。日常外界环境中的氧气含量较高，因此大跨越铁塔结构极易发生腐蚀，在天气条件的共同作用下，会进一步加快铁塔结构的腐蚀。被腐蚀后的铁塔，其承重能力遭到严重削弱，会导致输电线路的安全稳定性受到严重威胁。想要避免日常环境腐蚀，最常见的方法是涂漆，能够较好地隔绝铁塔周围与氧气的接触，从而保证稳定性。

2.3冬季暴雪的威胁

冬季天气转冷，北方地区极易出现暴雪等天气，这对输电线路铁塔结构来说也将产生较大威胁。输电线路自身的重量较大，在发生暴雪时，短时间内就会使输电线上堆积大量的雪，这样铁塔结构需要承受的重量进一步增大，很容易产生坍塌情况。有时在冬季暴雪期间，温度变化波动较大，下雪时温度偏高会引发雪的融化，但是在短时间内温度会迅速降低，这时输电线路铁塔结构中就会出现结冰状况，这对其稳定性将产生巨大干扰，对居民的用电安全十分不利。

2.4应用合理的材料

在输电线路铁塔结构设计过程中，为了提高塔身的抗风能力，提高铁塔的稳定性，需要应用新型的材料，充分发挥其性能，以此来保证铁塔结构的成功。这些新型的材料，既要有良好的动力学性能，还要有良好的抗弯能力。如角钢，在应用时，要综合角钢的材质、规格，还要考虑角钢的截面特性，以此来保证铁塔结构的稳定性。再比如圆截面钢管，但是钢管的造价比较高，会加大工程施工成本，因此大多是结构尺寸比较大的铁塔会选用它，一般的铁塔还是要选择角钢。

3输电线路铁塔结构设计的基本技术

3.1拉线V型塔、ZB1-MV酒杯型塔以及铁塔与基础同时优化

在输电线路额铁塔基础设计中，拉线“V”型塔是其中常见的一种类型。在进行输电线路铁塔基础设计中，要加大对其结构的优化。拉线“V”型塔的在实践中使用时由于它的结构布置合理，加之能够承受相应的压力，进而在结构上体现出他的优势。此外，在钢绞线的选择上可以借助其抽非常好的力学特征，加之施工材料的影响，有效提升拉线“V”型塔的刚度与强度，显著提高输电线路铁塔的稳定性和抗风能力。此外，ZB1-MV酒杯型塔由于线路走廊赔偿费用低，可以减少电晕的损失和电能损失，加之酒杯型铁塔导线呈水平排列，与猫头型铁塔相比，可减小铁塔整体高度，铁塔整体刚度大、挠度变形小，单基耗钢量低。另外，铁塔与基础同时优化设计的类型也较为常见，这种设计方式主要以铁塔建设中使用的钢材数量最小为基本的目标，加之在进行设计时已经计算好塔身的坡度，进而提高了塔的经济效益。故此，在进行输电线路的铁塔基础设计中，要先对施工现场的场地地质进行勘察，之后优化输电线路的掏挖基础和基础深宽比，进而进行施工。

3.2完善曲臂传递纵向荷载

在输电线路铁塔结构的设计中，完善曲臂传递纵向荷载是首要的技术内容，铁塔结构的曲臂具有较多的功能，从实际作用来说，曲臂可以对铁塔纵向支撑部分进行压力的分担，使输电线的重量得到较好的平衡，这样不仅能有利于输电的远距离传输，同时还能保证输电过程的稳定性。这种结构设计具有较高的审美性，可以使输电线路为城市增添独特的风景。

3.3基础深宽比和斜柱板式基础

在进行输电线路铁塔基础设计中，要创新和优化基础深宽比，进而保障铁塔基础的施工效率和质量。在输电线路铁塔基础设计中，输电线路基础所受的拔力较大，因此对基础深宽的比的要求也较高。因此，在进行基础深宽比的设计和施工中，要从以下几个方面着手：首先，在进行基础深宽比的选择时存在着基础埋深大底板窄和基础埋深浅底板宽两种，根据实际情况选择不同的方案。其次，在进行基础深宽比的施工中，要对施工地质条件、临界深度、地基承载力、基础自身的倾覆稳定以及基底偏心距等方面进行科学严谨的施工，进而保障输电线路铁塔基础工程的施工质量和效率。最后，在进行输电线路铁塔基础的施工中，要对斜柱板式的基础进行科学的设计。在基础底板型、基础断面尺寸以及基础配筋等方面，要根据输电线路的实际情况进行分配和施工，提高输电线路铁塔基础的设计水平，保障输电线路铁塔基础的质量和效率，确保电厂的安全稳定运行。

3.4重视偏心问题

在设计输电线路铁塔结构的过程中，应重视偏心问题，导致该问题的主要原因是斜材连接不当以及单包铁接头的使用。想要避免偏心状况，需要施工人员严格按照设计内容施工，对各结构的连接接头进行检查，从而提高铁塔结构的平衡性与稳定性。

3.5注重大坡度塔身

从理论上来说，输电线路铁塔结构的塔身坡度越小，其能够承受的压力也越高。但是坡度小将导致铁塔结构施工所需材料增加，工程成本增加，不利于电力工程的未来发展。大坡度塔身是近年来电力工程输电线路铁塔结构研究的重点内容，在安全范围之内增加塔身的坡度，既不会影响稳定性，还能节约施工材料，这对于输电线路铁塔结构的发展意义重大。

3.6合理布置导线横担下平面斜材

在输电线路铁塔结构设计中，需要重视导线横担下平面斜材的合理布置。一般情况下，斜材的位置在横担之上，这种直接受力的方式对于铁塔结构来说容易增加纵向荷载，需要在中间增加其他结构对产生的荷载进行分担，从而提高输电线路铁塔结构的稳定性。

结语

我国电力工程的主要任务是进行电能的生产与运输，因此输电线的效率将直接影响工程的质量。电能是一种较为危险的能源物质，在对其运输的过程中要注意保证安全性。一般情况下，输电线路处于较高的位置，在进行设计时，需要考虑稳定性，大跨越铁塔结构就是一种较为常见的支撑结构，在输电线路中有着较好的应用。在工程设计过程中，要根据现实情况对这一结构进行简单调整，使其在发挥作用的同时，降低所需成本。综上所述，以上内容就是对输电线路铁塔结构设计的论述。

参考文献：

[1]阳涛.铁塔状态远程监测终端软件设计[D].浙江大学，2018.

[2]朱亮.电力铁塔制造工艺改进研究[J].工业设计，2017（12）：116-117.