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10,桿塔荷載及材料10.1,桿塔荷載10.1。1 本條規(guī)定了荷載的分類(lèi),分類(lèi)原則是根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。GB,50068。2001。結(jié)合輸電結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 為簡(jiǎn)化荷載分類(lèi)。不列偶然荷載、將屬這類(lèi)性質(zhì)的斷線張力及安裝荷載等也列入了可變荷載.將基礎(chǔ)重力列入永久荷載。同時(shí)為與習(xí)慣稱(chēng)謂一致。不采用該標(biāo)準(zhǔn)中所用的,作用.術(shù)語(yǔ),而仍用、荷載 來(lái)表述、10、1 2,本條規(guī)定了荷載的作用方向.1.一般情況,桿塔的橫擔(dān)軸線是垂直于線路方向中心線或線路轉(zhuǎn)角的平分線,因此。橫向荷載是沿橫擔(dān)軸線方向的荷載,縱向荷載是垂直于橫擔(dān)軸線方向的荷載,垂直荷載是垂直于地面方向的荷載、2、懸垂型桿塔基本風(fēng)速工況 除了0.風(fēng)向和90。風(fēng)向的荷載工況外,45,風(fēng)向和60,風(fēng)向?qū)U塔控制桿件產(chǎn)生的效應(yīng)很接近。因此。通常計(jì)算0,45。及90。三種風(fēng)向的荷載工況.但是,對(duì)塔身為矩形截面或者特別高的桿塔等結(jié)構(gòu).有時(shí)候可能由60 風(fēng)向控制。耐張型桿塔的基本風(fēng)速工況、一般情況由90、風(fēng)向控制、但由于風(fēng)速、塔高、塔型的影響,45 風(fēng)向有時(shí)也會(huì)控制塔身主材。對(duì)于耐張分支塔等特殊桿塔結(jié)構(gòu).還要根據(jù)實(shí)際情況判斷其他風(fēng)向控制構(gòu)件的可能性、3 考慮到終端桿塔荷載的特點(diǎn)是不論轉(zhuǎn)角范圍大小。其前后檔的張力一般相差較大。因此 規(guī)定終端桿塔還需計(jì)算基本風(fēng)速的零度風(fēng)向、其他風(fēng)向、90.或45 可根據(jù)實(shí)際塔位轉(zhuǎn)角情況而定、10、1,3.正常運(yùn)行情況。斷線,含導(dǎo)線的縱向不平衡張力,情況和安裝情況的荷載組合是各類(lèi)桿塔的基本荷載組合.不論線路工程處于何種氣象區(qū)都要計(jì)算。當(dāng)線路工程所處氣象區(qū)有覆冰條件時(shí),還要計(jì)算不均勻覆冰的情況.10、1.4 基本風(fēng)速,無(wú)冰 未斷線的正常運(yùn)行情況要分別考慮最大垂直荷載和最小垂直荷載兩種組合.因?yàn)楣こ虒?shí)踐計(jì)算分析表明.鐵塔的某些構(gòu)件,例如部分V型串的橫擔(dān)構(gòu)件或部分塔身側(cè)面斜材 可能由最小垂直荷載組合控制 10,1、5 10、1.6。斷線,含導(dǎo)線的縱向不平衡張力,情況.當(dāng)實(shí)際工程氣象條件無(wú)冰時(shí),要按最低氣溫.無(wú)冰,無(wú)風(fēng)計(jì)算,斷線工況均考慮同一檔內(nèi)斷線 或?qū)Ь€有縱向不平衡張力。1,對(duì)懸垂型桿塔,要分別考慮一極導(dǎo)線有縱向不平衡張力情況或斷一根地線的情況.2。對(duì)耐張型桿塔。要分別考慮一極導(dǎo)線有縱向不平衡張力情況或同一檔內(nèi)斷一根地線和一極導(dǎo)線有縱向不平衡張力的情況。3。對(duì)于終端桿塔,由于換流站側(cè)導(dǎo)線的縱向不平衡張力很小.線路側(cè)導(dǎo)線的縱向不平衡張力相對(duì)很大 在正常運(yùn)行工況中已經(jīng)考慮了線路側(cè)未架的情況。因此對(duì)直流線路終端塔只需考慮線路側(cè)地線斷線或?qū)Ь€有縱向不平衡張力情況即可 10,1。7。為了提高地線支架的承載能力,對(duì)懸垂塔和耐張塔,地線斷線張力取值均為100.最大使用張力 10。1 8,從歷次冰災(zāi)事故情況來(lái)看、地線的覆冰厚度一般比導(dǎo)線要厚.故對(duì)于不均勻覆冰情況。地線的不平衡張力取值,占最大使用張力的百分?jǐn)?shù),比導(dǎo)線要大、無(wú)冰區(qū)和5mm冰區(qū)可不考慮不均勻覆冰情況引起的不平衡張力 表10,1.8中不均勻覆冰的導(dǎo),地線不平衡張力取值適用于檔距550m,高差不超過(guò)15 的使用條件 超過(guò)該條件時(shí)要按實(shí)際情況進(jìn)行計(jì)算,10,1,9、不均勻覆冰荷載組合、要考慮縱向彎矩組合情況。以提高桿塔的縱向抗彎能力。10。1 10。本規(guī)范規(guī)定的斷線張力?;蚩v向不平衡張力,和不均勻覆冰情況下的不平衡張力值已考慮了動(dòng)力影響、因此。應(yīng)按靜態(tài)荷載計(jì)算。10,1.11,2008年的嚴(yán)重冰災(zāi)在湖南.江西和浙江等省份均有發(fā)生串倒的現(xiàn)象。由于倒塔斷線引起相鄰檔的鐵塔被拉到的現(xiàn)象不少,為了有效控制冰災(zāi)事故的進(jìn)一步擴(kuò)大,對(duì)于較長(zhǎng)的耐張段之間適當(dāng)布置防串倒的加強(qiáng)型懸垂型桿塔 是非常有效的一種方法,國(guó)外的規(guī)范中也有類(lèi)似的規(guī)定、加強(qiáng)型懸垂型桿塔除按常規(guī)懸垂型桿塔工況計(jì)算外、還應(yīng)按所有導(dǎo),地線同側(cè)有斷線張力.或縱向不平衡張力.計(jì)算。以提高該塔的縱向承載能力、10 1,12,本條是根據(jù)以往實(shí)際工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)確定的 驗(yàn)算覆冰荷載情況是作為正常設(shè)計(jì)情況之外的補(bǔ)充計(jì)算條件提出來(lái)的,主要在于彌補(bǔ)設(shè)計(jì)條件的不足,用以校驗(yàn)和提高線路在稀有的驗(yàn)算覆冰情況下的抗冰能力、它的荷載特點(diǎn)是在過(guò)載冰的運(yùn)行情況下。同時(shí)存在較大的不平衡張力,這項(xiàng)不平衡張力是由于現(xiàn)場(chǎng)檔距不等、在冰凌過(guò)載條件下產(chǎn)生的、導(dǎo)、地線具有同期同方向的特性,故只考慮正常運(yùn)行和所有導(dǎo) 地線同時(shí)同向有不平衡張力,使桿塔承受最大彎矩情況、鑒于驗(yàn)算覆冰荷載出現(xiàn)概率很小.故不再考慮斷線和最大扭矩的組合情況.10 1,13,本條規(guī)定了各類(lèi)桿塔的安裝荷載,1、懸垂型桿塔提升導(dǎo)、地線及其附件時(shí)發(fā)生的荷載,其中。提升導(dǎo) 地線的荷載如果考慮避免安裝荷載 包括檢修荷載,控制桿件選材、起吊導(dǎo)、地線時(shí)采用轉(zhuǎn)向滑輪、圖10、等措施.將起吊荷載控制在導(dǎo),地線重量的1 5倍以?xún)?nèi)是可行的,以往線路已有工程經(jīng)驗(yàn)。但是。要在設(shè)計(jì)文件中加以說(shuō)明、圖10、起吊導(dǎo) 地線時(shí)采用轉(zhuǎn)向滑輪示意圖.2.懸垂型桿塔。導(dǎo)線或地線錨線作業(yè)時(shí).掛線點(diǎn)處的線條重力由于前后塔位高差對(duì)其影響較大.一般取垂直檔距較大一側(cè)的線條重力。即按塔位實(shí)際情況,一般取大于50,垂直檔距的線條重力 3 導(dǎo)、地線的過(guò)牽引,施工誤差和初伸長(zhǎng)引起的張力增大系數(shù)由電氣專(zhuān)業(yè)根據(jù)導(dǎo)。地線的特性確定.4,水平和接近水平的桿件.單獨(dú)校驗(yàn)承受1000N人重荷載、而不與其他荷載組合、是參照國(guó)外的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和國(guó)內(nèi)部分設(shè)計(jì)單位的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),一般可將與水平面夾角不大于30 的桿件視為接近水平的桿件。如果某些桿件不考慮上人,要在設(shè)計(jì)文件中說(shuō)明,校驗(yàn)時(shí),可將1000N作為集中荷載,桿件視為簡(jiǎn)支梁、其跨距取桿件的水平投影長(zhǎng)度.桿件應(yīng)力不能大于材料的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,10。1。14。本條是根據(jù)以往實(shí)際工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)確定的,10。1.15、考慮陣風(fēng)在高度方向的差異對(duì)曲線型鐵塔斜材產(chǎn)生的不利影響。也稱(chēng)埃菲爾效應(yīng).10.1、17、圓管構(gòu)件在以往的工程中曾出現(xiàn)過(guò)激振現(xiàn)象,有的振動(dòng)已引起桿件的破壞 雖然目前要精確地計(jì)算振動(dòng)力尚有困難、有些參數(shù)不容易得到、一般可參照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范.GB。50135的有關(guān)規(guī)定、10.1、18.導(dǎo)線.地線風(fēng)荷載計(jì)算公式中風(fēng)壓調(diào)整系數(shù)βC。是考慮特高壓線路因絕緣子串較長(zhǎng) 子導(dǎo)線多.有發(fā)生動(dòng)力放大作用的可能。且隨風(fēng)速增大而增大,此外。近年來(lái)500kV線路事故頻率較高,適當(dāng)提高導(dǎo)、地線荷載對(duì)降低線路的倒塔事故率也有一定幫助.但對(duì)于電線本身的張力弧垂計(jì)算 風(fēng)偏角計(jì)算和其他電壓等級(jí)線路的荷載計(jì)算都不必考慮βC、即取βC、1.0.通過(guò)對(duì)各國(guó)風(fēng)偏間隙校驗(yàn)用風(fēng)壓不均勻系數(shù)的分析 參照其中反映風(fēng)壓不均勻系數(shù)隨檔距變化規(guī)律的德國(guó)和日本系數(shù)曲線、結(jié)合我國(guó)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、提出了風(fēng)壓不均勻系數(shù)的取值要求。即校驗(yàn)桿塔電氣間隙時(shí),檔距不大于200m時(shí)取0,8 檔距不小于550m時(shí)取0、61,檔距在200m。550m之間風(fēng)壓不均勻系數(shù)α按下式計(jì)算.α。0,50,60,Lh、16 式中.Lh.桿塔的水平檔距、m、10,1 19.10、1,21,根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范,GB.50135關(guān)于塔架結(jié)構(gòu)體型系數(shù)取值的規(guī)定。由鋼管構(gòu)件組成的塔架整體計(jì)算時(shí)的μS 按角鋼塔架的μS乘以0。6。0、8采用,為計(jì)算方便,在以往500kV線路和大跨越鋼管塔設(shè)計(jì)中采用的體型系數(shù)為0。82、1,η、1000kV淮南,上海.皖電東送,特高壓交流線路工程鋼管塔的體型系數(shù)為0.85。1,η 桿塔本身風(fēng)壓調(diào)整系數(shù)βZ。主要是考慮脈動(dòng)風(fēng)振的影響 為便于設(shè)計(jì),對(duì)一般高度的桿塔在全高度內(nèi)采用單一系數(shù)。總高度超過(guò)60m的桿塔,特別是較高的大跨越桿塔 其βZ宜采用由下而上逐段增大的數(shù)值 可以參照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB,50009的有關(guān)規(guī)定確定.對(duì)寬度較大或迎風(fēng)面積增加較大的計(jì)算段、例如橫擔(dān),微波天線等 要給予適當(dāng)加大、單回路桿塔可參考表54取值 參照了,800kV向家壩至上海特高壓直流線路工程取值.并做了局部調(diào)整,表54、單回路桿塔風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)βZ、當(dāng)考慮桿件相互遮擋影響時(shí),可按、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范.GB、50009的規(guī)定計(jì)算受風(fēng)面積AS。對(duì)基礎(chǔ)的βZ值是參考化工塔架的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),取對(duì)桿塔效應(yīng)的50。即β基、β桿塔.1,2,1??紤]到使用上方便,取對(duì)60m以下桿塔為1、0。對(duì)60m及以上桿塔為1,3,10 1。22,計(jì)算公式10。1.22是根據(jù)我國(guó)電力部門(mén)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)確定的 以上導(dǎo)線、地線風(fēng)荷載計(jì)算公式,桿塔風(fēng)荷載計(jì)算公式和絕緣子串風(fēng)荷載計(jì)算公式中均有系數(shù)B,B為覆冰工況時(shí)、風(fēng)荷載的增大系數(shù)、僅僅用于計(jì)算覆冰風(fēng)荷載之用、計(jì)算其他工況的風(fēng)荷載時(shí),不考慮系數(shù)B 10,1。23。本條規(guī)定參考了現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范。GB,50009,2001第7 2 1條文.表10、1,23風(fēng)壓高度變化系數(shù)μZ,按下列公式計(jì)算得出,式中,Z 對(duì)地高度,m.
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