电网高压输电线路铁塔基础设计浅析

电网高压输电线路铁塔基础设计浅析

刘超超1余圣刚2

（国网新疆电力公司奎屯供电公司新疆伊犁州833200）

摘要：高压输电线路铁塔是电力系统传输的主要工具，随着国内电力行业的迅速发展，铁塔的需求量也与日俱增中。在这之中输电线路所经过的地质条件十分复杂，不同地质对铁塔基础设计及施工要求也不尽相同，因此相关人员应通过创新的科学技术和优化方案，努力加强铁塔基础设计相关领域的研究，这样才能保证当前快速增长的电网建设需求。

关键词：电网；高压输电线路；铁塔基础设计；

前言

就我国输电线路铁塔基础工程现状而言；高压输电线路铁塔基础设计还有待完善。输电线路铁塔基础设计是铁塔基础工程开展的重要依据，可以说铁塔基础设计水平在很大程度上能够确定铁塔基础工程质量，由于输电线路铁塔基础设计中涵盖了诸多方面的内容，一个环节把握不好，就有可能给整个铁塔基础工程建设带来一定的安全隐患。因此本文就电网高压输电线路铁塔基础设计进行探讨分析，以供参考。

一、铁塔基础设计原则

铁塔基础设计是输电线路中最重要的基础部分，铁塔基础设计的选型，对输电线路的施工建设具有决定作用。由于地质原因，目前基础形式分为很多类型，通常是首先浅埋，然后适当增加地板基础尺寸，提高基础自重等方式保证铁塔的稳定。直线塔和承力塔则常使用深埋方式。例如现在的电网实行的是多方位的设计，传统的电网仅仅只是利用电塔之间进行相互传输，有的则是一个塔身可以安装多个回路，这种设计思路是传统的输电线路的设计理念。但是随着科技信息技术的快速发展，一些输电材质也比传统的输电材质更加先进和有效，安全系数也相对较高。另外新型的输电线路最大的优点就是设计简洁科学，减少了输电带来的安全隐患，提高了输电的安全性和准确性。

二、铁塔基础选型原则

输电线路工程应按既定的路径敷设线路，因此铁塔将不可避免地分布在地质条件复杂的环境中，应根据输电线路铁塔的受力特征，解析其基础型式的经济性和安全性。不同铁塔在造价和占地上都有着不同的标准和要求，因此选择合适的铁塔基础形式十分重要。对于新建工程，通常要选择直线杆；对于跨越和转交位置要使用角铁塔，这种方式相对简单，对提高线路安全很重要；对于回归线路较多的施工，通常使用占地较小的铁塔，否则会造成杆顶的变形，进而增加基础维护费用；对于线路老化的更新工程，要适当提高铁塔高度，缩小水平距离。在进行基础设计时，不仅要满足经济和安全的需求，还要满足环境的要求。

三、电网高压输电线路铁塔基础设计

3.1塔身坡度设计的具体方案

为了降低基础材料耗量，减少基础作用力，单回、大负荷塔，这些都是以大量大坡度塔为基础的。采用500kV同塔双回并架输电线路，塔身宽厚、坡度较大等方式的采用会越来越多。近段时间，某个工程是500kV同塔双回输电线路工程，由于该公司使用劣质建材导致终端塔的塔身斜材弯曲较大，从而造成经济损失。后来采用增加建设隔匾支撑材，进一步的处理细节问题，才完善塔身的建造工作。

为了确保节点能够不弯曲，可以使用单角钢，单脚钢能够固定塔身，双排螺栓能够稳定塔身，保证主材边的准确性。塔身设计假若采用是“双角铡绀合十字断面”，可以使节点板和塔身斜材处于一个平面内共同工作。假若是四角钢组台成“十”字断面，能够直接采取制弯节点板的方法。

3.2特殊施工环境下的铁塔基础设计

对于山区地质条件下的铁塔基础设计，之前的做法通常是先开平基面，然后再深挖基础，这种方式的施工周期较长，而且会对周边山林的生态环境造成很大的影响。考虑到山地的坡面高低不齐，无法完全保证基础的4个腿基同时稳定，这时就需要对铁塔的长短腿进行适当地调整，将铁塔基础设计成长短颈的形式，以弥补地面的高差不足。

基础的高差大小要与长短颈相适应，并开少量基面。完成基础以后，要将坡面推平，使山地的面貌恢复原样。河坎、道路周边的铁塔基础设计中，铁塔位置的提供通常不尽如人意。尤其是在车道与河道形成的路夹中，无法布置常用的正方形基础。这时如果换成灌注桩等基础类型又会显著提高工程造价。因此，我们可以将基础底板设计为长方形，将立柱设计为正方形，立柱的边和底板的边不平行，并分别设置在塔身和路边。

3.3塔身结构设计

3.3.1斜材的材料在外荷载抵抗力矩

外荷载抵抗力矩大小在斜材中的作用，也就是说水平面和斜材的夹角大小。塔身的设计有严格的标准，在设计的过程中要选取一定的材料，水平面要与塔身的夹角控制在一定的角度范围，一般是30度左右，此外在布置杆系是要呈网状。

3.3.2计量长度两方面的选择。

塔身的设计另外还要准确的计算塔身主体的长度，节段等，最后还要把握塔身的承载力。在布置塔身斜材的方式，几何尺寸大小，外荷载的大小，是选用双斜材，还是节斜材，或者是再分式双斜材，材料截面的性质，是选用正K形布置斜材，还是交叉式斜材，还是足倒K形布置斜材，同时还有在什么部位选用什么布置方式等等，全部需要仔细的比对然后做出正确的抉择。这样有利于塔身的搭建。

3.4精确计算箍筋位置、绑扎及间距等数值

铁塔基础工程施工中需要用到箍筋、钢筋等材料，铁塔基础施工对这些材料的施工位置、绑扎方式及间距有严格的要求，因此铁塔基础设计人员应精确计算箍筋位置、绑扎及间距等数值，增强铁塔基础施工的合理性与科学性。施工中的第一根箍筋与铁塔基础顶面的距离具体取值应根据铁塔基础施工实际情况进行选择，应确保钢筋材料的承载力满足铁塔基础施工的要求，为输电线路其他施工建设奠定基础。

3.5完善软土质地区铁塔基础设计

软土质地区相对其他施工地区具有一定的复杂性，其铁塔基础比较薄弱，所以在软土质地区铁塔基础设计中应大力加强该地区土质的承载力，不然在铁塔基础施工中很容易发生塌陷等情况，从而影响铁塔基础施工进度。为了避免这种情况的发生，当该地区承载力强度不够时应及时采取有效的措施。一般情况下铁塔工程企业都是运用换填土垫层的方式来处理铁塔基础薄弱的问题，提高铁塔基础的承载力。

3.6塔身布材格局以及塔身隔面的设计

在满足斜材和水平面夹角准则的情况下，使斜材的受力特性得到充分的发挥，也即是优化塔身节间，使得节间内的主材长度全部为最优的长度，这样能够让节间内的填充材得以减少，从而实现优化结构的效果，以至使铁塔的单重有所降低，指标相应得以减小。

在塔身的变坡端布置好隔面，能够使塔身主材传递的扭矩得到有效平衡，结构的刚度也得到相应的保证，在塔身的坡段不变情况下，隔面布置的间距应当小于宽度的五倍，也应小于四个主材分段，隔面一定要是一个几何不变的架构。

结束语

从上文可以看出，铁塔基础对输电线路提供了支撑，是保证输电线路安全的重要设施，对电力系统的安全稳定运行具有非常重要的影响。因此，相关人员必须通过创新的科学技术和优化方案，努力加强铁塔基础设计相关领域的研究，这样才能保证当前快速增长的电网建设需求，完善铁塔设计建设基础，促进其稳定安全的运行。

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