輸變電路線工程中塔的結構設計|輸變電塔

發布時間:2019-08-28 01:30:38 來源: 合同范本 點擊:

  摘要:本文在對輸變電線路工程中塔進行簡要介紹的基礎上,對塔的結構設計進行了簡要的分析,力求能使讀者通過閱讀此文對輸變電路線工程中塔的結構設計能有一個整體上的把握。有了整體的宏觀把握后,讀者才能在此基礎上對進一步理解輸變電路線工程中塔結構設計的重要性有所把握。
  關鍵詞:輸變電;線路工程;塔結構設計;優化方案
  中圖分類號:TM421 文獻標識碼:A
  作為電力輸送系統的基礎建筑設施,廣泛分布在全國各地的輸變電路線工程鐵塔在保障我國電力輸送穩定與安全方面發揮著極為重要的作用。其結構設計水平的高低直接影響著我國輸電水平的高低和輸電的穩定性強弱,設計優良的鐵塔結構是我國電力系統安全供電的有效保障,因而其重要性不言而喻。所以筆者將在下文中對輸變電線路工程中的塔結構設計進行相關的介紹,其中還會穿插一些高水平結構設計對電力建設所起到的經濟效益和對環境所起到的重要作用,以期能達到一個較好的效果。
  1. 輸變電路線工程中塔的結構設計的內涵和重要性
  1.1輸變電路線工程中塔的結構設計的內涵:筆者一直堅持認為,只有了解清楚事物的真實內涵,才能在宏觀上對其有個整體的把握,進而在此基礎上對相關內容對事物有著更深入的掌握,輸變電路線工程中塔的結構設計也不例外。顧名思義,所謂的輸變電路線工程中塔的結構設計就是對于輸電工程中用于支撐輸電線路的鐵塔的結構進行相關的設計優化,從而在保障工程質量的前提下,以最小的建設成本獲得最大化的收益。這就要求相關的設計師從整體上把握,從細節處入手,綜合權衡各方面的因素,進行有效的取舍后確定切實可行。由于在這個過程中所需要考慮的事件眾多,因而輸變電路線工程的塔結構設計具有一定的難度,其常用的方法是動態規劃優化法。
  1.2輸變電路線工程中塔的結構設計的重要性:只有一個考慮周全,行之有效的好設計才能在一定程度上保障輸電線路工程的質量。而只有輸電線路工程的質量提高了,我國的電力輸送的穩定性才能獲得保障,因而輸變電線路工程中塔結構設計的重要性由此可見一斑。
  2. 輸變電路線工程中塔的結構設計的基本內容
  2.1輸電線路工程中塔頭的設計:所謂的塔頭,是指從塔腿往上塔架截面急劇變化(出現折線)出的以上部分,如果沒有截面急劇變化,那么下橫擔的下弦以上部分為塔頭。而不同的塔頭具有不同的結構特點,適用于不同的環境之中,例如羊字型的塔頭相對而言比較輕,而干字型塔頭的剛度較大。因而在實際工程中對塔頭進行設計時,需要結合當地具體的如:大風、干燥或者多雷雨等具體情況,對不同塔頭的優劣勢進行相關的分析,進而進行相關的比較和取舍,最后再確定出具體的設計方案,切忌死板呆滯的照搬照抄,否則這種墨守成規的做法只能時整個鐵塔結構的穩定性受到影響。
  2.2輸電線路工程中塔身的設計:所謂的塔身,就是指塔腿和塔架之間的部分,其在整個輸電線路塔的起到了連接的作用,其結構設計水平的高低直接影響到電力鐵塔的穩定性,因而在設計時應該有所側重。值得一提的是,在此設計過程中同樣切忌因襲守舊,而應結合具體的工程情況和所想要達到的效果進行改良優化。如在設計同塔多回路鐵塔的塔身時,就應該注意到其比單回路輸電線路的塔身風壓和外部荷載高出好幾倍的特點,不能繼續使用原先單回路輸電線塔身設計的經驗,而應參照某些相似工程如大跨度工程中的相關經驗,重點解決其自身重量和基礎作用力帶來的難題,從而有效的提高多回路輸電線路塔身結構的安全系數。此外,在此基礎上,還可以通過一些途徑進一步提高塔身的相關性能,從而起到錦上添花的相關效果。
  2.3輸電線路工程中塔腳的設計:所謂塔腿,就是指基礎上面的第一段的塔架。塔架在整個輸電線路塔的結構系統中主要起到一個支撐穩定的作用。因而其設計水平的高低直接影響到整個輸電線路塔的性能,因而不能怠慢。高水平的塔腳結構設計可以有效保障鐵塔的穩定性,從而使輸電鐵塔能夠適應惡劣的天氣環境,進而在電力輸送中發揮更大的作用。由于塔腿“扮演”的角色限制,其設計一定要保證穩定性,因而塔腿在選材方面要較為講究,其次設計塔腿的結構時也可以通過降低重心等方法有效的保障其穩定性。目前在設計建設塔腿的過程中使用的材料基本上都是鋼鐵,但是根據含碳量的不同,鋼鐵又分為不同的類型,具有不同的性能。通常而言,市場價格高的鋼材的質量相對較高,但是若是全部使用高質量的鋼材,就會在很大程度上抬高工程的造價,而過于削減高質量鋼材的比重,工程質量又得不到保障,所以設計師要進行有效的權衡和取舍,從而進行優化的選擇。
  3. 輸變電路線工程中塔的結構設計的相關注意事項
  設計人員在對輸變電路線工程中的塔結構進行設計時,應嚴格遵守相關的規章制度,只有這樣,才能保障設計方案的科學與合理。下面筆者就結合設計中的某些注意事項和具體原則進行說明。
  3.1注意整體性:這里的整體性具有兩方面的內涵,其一是指在對輸電鐵塔的結構進行設計時,應該注意到設計的整體性,不能只將目光聚集在一點處,否則就會顧此失彼,因小失大。例如在設計過程中既要考慮到鐵塔的主體部分如塔頭、塔身結構的穩定性,對于鐵塔之間連接處的結構設計也應該給予充分的重視,否則即使鐵塔的塔身等再牢固,連接處出了問題,鐵塔整體的穩定性能還是不能提升上去。另一方面的整體性則是建立在結構穩定性的基礎上了,在保障鐵塔結構的穩定性在一定水準的基礎上后,設計師還應綜合經濟因素對進一步對鐵塔結構進行優化,只有這樣才能得到兼顧穩定性、安全性和經濟性等方面的優秀的結構設計。
  3.2取用合理的檔距:所謂檔距,是一個專有名詞,指的是架空線路,相鄰兩桿塔 中心樁之間的水平距離,為這兩桿塔的檔距。檔距過小,也就是說兩個輸電路線塔之間的距離過小,其不僅會極大的加大輸變電路線工程的工作量,造成人力成本的提高,起到事倍功半的不良效果;而且還會造成不必要的相關建筑材料的隱形浪費,這就不符合我國節約資源的基本國策。而檔距大,是可以在一定程度上節約相關的工程成本,但是兩個輸電路線塔之間的距離一旦增加,為保障輸電線離地的距離,輸電線塔就要適當的變高,這樣整體的結構設計就又需要更改,十分麻煩。不僅如此,檔距過大還會在某種程度上導致工程整體的穩定性下降,而且一旦有損壞會很難維修。總而言之,只有確定了合理的檔距才能確定出鐵塔的適宜高度等相關參數,所以確定合理檔距的重要性不言而喻。目前在確定檔距時通常都是使用相關的數學模型進行計算后得出,而這里礙于篇幅限制,筆者就不再進行贅述了。
  3.3塔身斜材布置:高水平的塔身斜材布置可以加大斜材的承載力,從而實現主材受力的最優化。而要想實現高水平的塔身斜材布置,首先就要做好塔身主材各節間長度及輔助材料布置形式這兩個方面的作用,不同的節間長度和布置形式具有截然不同的效果,在選擇時還是應該結合具體條件綜合考慮;其次在此基礎上則要注意斜材與水平面角度設計這個關鍵點,不同的角度具有不同的效果,不能一概而論。而目前的角度設計也需要相關的數學計算,并且數學計算的方法比較復雜,所以筆者在這里就不深入介紹了。
  4.結語
  在進行輸變電路線工程中塔的結構設計時,我們可以對塔身、塔頭和塔腿等部件分別進行相關的優化,再在此基礎上進行組合,利用相關的數學模型進行必要的數學計算,協調各部件之間的關系,從而有效的保障塔的穩定性,在保障工程質量的前提下盡量減少工程的花費,進而間接促進我國輸電事業的發展。
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