架空输电线路铁塔结构与基础设计研究

架空输电线路铁塔结构与基础设计研究

曾振宁

身份证：450122198802294033

摘要：自我国加入世贸组织以来，我国经济和科技都得到了飞速的增长，在这种大环境下我国各种技术也得到了一定程度的进展，因此带动了人们生活水平的提升。当下家用电器数量不断增加使得人们对电力的依赖程度不断提升，为了满足人们对用电的需求以及保证供电安全性和稳定性，架空输电线路铁塔建设要求也越来越严格，工作人员对架空输电线路铁塔结构设计工作的重视程度也在不断攀升。输电线路铁塔不仅仅是输电线路的组成部分之一，其更具有支撑线路以及附件的作用，所以加强对架空输电线路建设的重视程度，能够有效提升供电要安全性和稳定性，但架空输电线路铁塔设计的过程中，不仅要考虑到安全的问题，更要考虑节能环保与经济实用的问题，从而充分发挥架空输电线路铁塔的作用。

关键词：架空输电线路；铁塔结构；基础设计

引言：

城市化进程的加快给各行各业都带来了巨大的发展机遇，但当下各行业的发展使得人们对电能的需求量不断攀升，供电厂的电负荷也在不断增加，架空输电线路而作为电力输送的重要方式之一，其在运行过程中所运送的电量以及导线的横截面积也在不断增加。当然架空输电线所面临的问题还不仅仅止于此，随着城市化进程的发展可供架空输电线路运送路线走廊也越来越狭窄，出现交叉跨越的现象也越来越多。除此之外，由于人满供电需求数量的增加，使得架空输电线路铁塔的数量也在不断攀升，其中因铁塔结构设计不合理所发生的事故比例也在不断增加，为了保证电路运行的安全性和稳定性，就需要提高对铁塔结构与基础设计的重视程度，实现对架空输电线路的优化。

1、架空输电线路铁塔结构设计的要求

1.1施工现场地质水文要素

我国地大物博不同地区的地质环境也各有不同，但为了满足人们用电的需求所以架空输电线路需要在不同地质条件下进行施工，再加上人们用电需求的不断攀升所以电力传输还有可能会跨越多个地区，因此在进行架空输电线路设计的过程中需要充分考虑当地的水文地质条件等，只有这样才能够有效提升架空输电线路铁塔结构设计的科学性和准确性【1】。

1.2遵循杆塔位排定优选原则

在“"110-750 kV 架空输电线路设计规范”中明确要求在杆塔设计的过程中要严格遵循杆塔位排定优选原则，在进行线路架空的过程中要尽可能避免跨越居民区或种植区，若一定要跨越该地区时则一定要征求当地居民的许可后方可进行架空建设，在建设的过程中还需要根据线路的垂直高度进行适当的削顶。

1.3合适的主力杆塔类型

杆塔也是铁塔结构的重要组成部分，杆塔的选型也需要结合当地的水文地质条件以及线路的具体型号来确定，一般来说工作人员在进行杆塔选型的过程中，大多都会参考原有的架空输电线路铁塔的结构来进行选择。但是部分地区需要新建输电线路，对于这种情况在进行杆塔结构选择的过程中则需要针对不同的地区采用不同的方法。例如在对山区进行铁塔构建的过程中，由于山路崎岖不平、高低不同，所以可以采用长短脚式杆塔，从而使输电线路尽量平整。

2、架空输电线路铁塔结构设计

架空输电线路中铁塔建设投入也是一笔非常大的资金，而且一旦铁塔出现问题，就会影响到整个输电线路的安全性和稳定性，所以为了有效减少不必要的经济损失就需要加大对铁塔结构设计的重视程度，通过对现场环境的充分调研分析，因地制宜使铁塔结构设计更为科学合理。

2.1塔头铰接点的设置

我国当下使用的塔头铰接点设置主要包括二铰拱和三铰拱，这些年来随着我国在塔头铰接点方面的研究不断深入，在铰接点这种中通常采用三铰拱塔头中间再加入一个平连杆来有效提高输电线路的质量，这种方式能够有效提高塔杆结构的稳定性。但对国外现有的输电线进行分析，其仅依靠三铰拱塔头的布置方式也具有较强的稳定性，所以总的来说这两种方式都具有较强的稳定性，具体的铰接点设置方式还需要结合当地的具体情况来确定【2】。

2.2杆系布置

对于导线横带下方平面斜材大多采用斜角式的布置方式，并且为了有效避免因外力的作用而造成其变形，通常将导线横带与主材进行斜交连接。为了有效增强其对纵向荷载的抵抗能力，可以在铰接点设置短角钢。而在对水平搭腿连杆布置的过程中，若采用水平横梁则需要构建相应的模型对其动态到静态变化进行全面的分析，通过实验有效减少其出现误差的概率，保证塔杆结构的荷载能够符合相关标准规定。

2.3塔身斜材的布置

塔身斜材的选材以及布置方式对铁塔的稳定性有着十分重要的影响，而影响铁塔结构稳定性的主要影响因素之一是抗外力距离的计算和选择，所以在进行选材和布置的过程中工作人员需要尤为注意，结合铁塔周围的情况以及铁塔自身的宽度进行合理的规划，从而保证塔身斜材布置的科学性和合理性。

3、输电线路铁塔基础设计

3.1掏挖基础

掏挖基础简单来说就是依靠混凝土天然成型的方式，由于这种方式不用经过其他处理，仅依靠土自身的能力，所以在一定程度上降低了施工成本和施工时间，在铁塔基础设计中得到了广泛的应用。但是由于掏挖基础对土的自身能力要求较高，所以其不能应用在粘性土和软岩中

【3】。

3.2台阶基础

采用台阶基础建造出来的铁塔，其工作原理简单来说就是利用土自身的重量来达到抵消倾斜的力量，相较于其他基础来说台阶基础的开挖土量十分大，对周围环境造成影响的同时也需要投入大量的资金，所以在进行台阶基础建设的过程中工作人员需要重点关注环境问题和经济因素。

4、架空输电线路铁塔基础优化

4.1强化架构输电线路铁塔基础

当下常见的输电线铁路杆塔所使用的材料主要包括钢管杆、水泥杆和直立式铁塔三种，在对架空输电线路铁塔基础设计的过程中，要做到坚持以安全为核心，对输电线路铁塔的受力情况进行全方位的分析，从而保证设计出来的铁塔基础能够符合承载力的要求。由于铁塔基础对土地的要求较高，所以针对不同的地理环境要选择不同的设计方式。在设计完成后还要对整个架空输电线路铁塔基础进行适当的评估，结合周围环境以及施工技术和施工条件来对其可行性进行评估，从而保证整个铁塔基础设计的科学性。

4.2有效降低杆塔接地电阻

当下人们生活水平的提升使得铁塔的数量有了明显的提升，其密集程度也越来越高，但在电力实际运输的过程中，有时候部分铁塔的运送路线相对较长，所以在电力传输的过程中受外部影响因素较大，而适当降低杆塔接地电阻可以有效提高整个线路的耐雷水平，从而使电力运输更加安全和稳定。土壤的电阻率水平也会影响到整个线路的耐雷水平，所以为了改善土壤的电阻率，可以在土壤中适当增加酸性或碱性物质，像是石墨等非导电的材料都可以有效降低杆塔内部的电阻。

4.3优化线路路径和杆塔类型

当下城市人口和农村人口的比例大概是1:1，而城市的居住面积与农村的居住面积比例大约为1:48，由此可见城市居住人口的密度非常大，我国部分一线城市的房价可以说是寸土寸金，这也就使得架空输电线路运送的空间可能会非常狭小，如果经过空间狭小的区域时为了满足设计要求，可以利用多回路钢管杆来设计架空输电线路，这样在视觉上能够给人以简洁美观的功效，而且还能有效减少铁塔建设所使用的占地【4】。

结语：

输电线路铁塔结构及其基础设计的科学性是影响输电线路运行效率的重要因素。因此，在进行输电线路铁塔结构及其基础设计时，应从现场实际情况出发，制定科学合理的设计方案，以保证输电线路的稳定运行，从而提高电能质量，促进我国电力事业的可持续发展。

参考文献：

[1]顾鹏.架空输电线路铁塔结构与基础设计[J].现代工业经济和信息化,2020,10(12):53-54+58.

[2]熊晓雨.架空输电线路铁塔结构与基础设计分析[J].住宅与房地产,2018(34):84.

[3]韩一冬.架空输电线路铁塔结构与基础设计研究[J].科技与创新,2016(11):93-94.

[4]兰长俊.架空输电线路铁塔结构与基础设计要点研究[J].低碳世界,2014(07):56-57.