改变施工顺序对杆塔受力影响的探讨

2014-06-24广东电网发展研究院陈锟

电气技术与经济 2014年5期

广东电网发展研究院陈锟

0 引言

为明确绿色电网的技术要点、评价方法及行动计划，中国南方电网颁布了《3C绿色电网建设指南》（下称指南）。指南明确了在规划、设计、施工、运行等各环节中，节地、节能、节水、节材与环境保护等措施与要求[1]。本文从节材出发，结合杆塔设计中的荷载组合情况，提出优化的施工安装方案，旨在减少安装工况下的荷载效应，为日后杆塔设计提供依据[2,3]。

1 思路方法

根据《110kV～750kV架空输电线路设计规范》、《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》中关于导地线施工安装的要求，安装顺序大致可组合为：从上至下，从左至右或从右至左，从本侧至另侧，先地线后导线[4-8]。通过将施工安装荷载进行组合，可模拟出前（后）侧导线已锚，另侧未锚的情况，这种组合下将出现最大施工弯矩效应，而左侧导线已锚，右侧未装的情况则将出现最大施工扭转效应。为了减小导地线安装情况下的弯曲和扭转效应，现对安装顺序做以下修改：将回路作为施工单元，即将单一回路的前后侧导线均架线完毕后，再进行下一回路的施工。通过这种荷载组合以减小安装荷载对塔身弯矩和扭矩的影响。

2 结果分析

本文对某四回路Ⅰ型转角塔（0°～20°）进行分析，模拟优化前后的杆塔安装施工荷载，利用《自立式铁塔内力分析软件》（简称：TTA）进行杆塔分别进行安装工况和全工况荷载计算，得出结果如下：

2.1 安装工况

2.1.1 计算结果

表1 主材受力变化对比表

图1 塔身主材受力变化图

图2 塔腿主材受力变化图

表2 塔身斜材受力变化对比表

图3 塔身正面斜材受力变化图

图4 塔身侧面斜材受力变化图

表3 塔腿斜材受力变化对比表

图5 塔腿正面斜材受力变化图

图6 塔腿侧面斜材受力变化图

2.1.2 分析[9,10]

从图表结果分析，通过优化导地线安装顺序，杆塔杆材受力有了明显的变化。

塔身、塔腿主材拉、压力核减明显（图1、图2），塔身主材核减比例从上至下增大（表1），最大达到20.5%，塔腿主材核减比例在26.9%以上。在在塔头位置出现局部杆件增加，原因在于导地线的安装竖向荷载引起的弯矩效应增大导致。

塔身斜材受力变化可分为两个区段（图3、图4），上半部区段（1#～7#）受力变化不明显，下半部分区段（8#～12#）受力明显减小，核减比例在19.8%以上（表2）。上半区段受力变化较小，原因在于安装工况调整前后，对上层双回路而言，荷载组合没有变化，受力变化不明显。下半区段由于安装工况的调整，弯矩和扭转效应有了明显变化，导致受力变化明显。

塔腿正面斜材受力变化明显（图5），核减比例在20%以上（表3），侧面斜材受力变化较小（图6）。对边坡以下的斜材，扭转和弯矩效应均对杆件受力产生影响，但是效应方向相反，正面斜材在扭转效应Tz和弯矩效应My的影响下受力明显减小，而侧面斜材由于工况调整后，弯矩效应Mx减小了，使得侧面斜材收力减小不明显。