電力線路桿塔荷載計(jì)算課件

電力線路桿塔荷載計(jì)算電力線路桿塔荷載計(jì)算1優(yōu)選電力線路桿塔荷載計(jì)算優(yōu)選電力線路桿塔荷載計(jì)算2第二章桿塔荷載的分析計(jì)算

第一節(jié)桿塔荷載分類第二節(jié)桿塔標(biāo)準(zhǔn)荷載計(jì)算方法一、自重荷載二、張力引起的荷載計(jì)算三、風(fēng)荷載的計(jì)算

四、桿塔安裝荷載第三節(jié)桿塔設(shè)計(jì)原則習(xí)題第二章桿塔荷載的分析計(jì)算第一節(jié)桿塔荷載分類第二節(jié)3第一節(jié)桿塔荷載分類一、按荷載隨時(shí)間的變異可分１．永久荷載：包括桿塔自重荷載、導(dǎo)線、避雷線、絕緣子、金具的重力及其它固定設(shè)備的重力,土壓力和預(yù)應(yīng)力等荷載。２．可變荷載：包括風(fēng)荷載、導(dǎo)線、避雷線和絕緣子上的覆冰荷載，導(dǎo)線避雷線張力、事故荷載、安裝荷載、驗(yàn)算荷載、人工和工具等附加荷載第一節(jié)桿塔荷載分類4３．特殊荷載：地震引起的地震荷載，以及在山區(qū)或特殊地形地段，由于不均勻結(jié)冰所引起的不平衡張力等荷載。二、按荷載作用在桿塔上方向分

據(jù)計(jì)算需要，將它們分

解成作用在桿塔上三個(gè)方向的力垂直荷載G：垂直地面方向橫向水平荷載P：與橫擔(dān)方向平行的力縱向水平荷載T：垂直橫擔(dān)方向的力,如圖1。

３．特殊荷載：5圖1桿塔荷載圖圖1桿塔荷載圖6特別說明:

荷載有:1、荷載標(biāo)準(zhǔn)值按照各種荷載標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定計(jì)算而得的荷載叫標(biāo)準(zhǔn)荷載,如桿塔塔身自重為體積乘容重,風(fēng)載為基本風(fēng)壓乘擋風(fēng)面積.2、荷載設(shè)計(jì)值荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘分項(xiàng)系數(shù)一般分項(xiàng)系數(shù):

永久荷載取1.2

可變荷載取1.4

特別說明:7這種操作也只考慮在耐張、轉(zhuǎn)角桿塔上進(jìn)行。例5．同例1，已知某輸電線路直線桿塔水平檔距開（如圖所示）其拉力T2與水平線的夾角為,1、風(fēng)壓隨高度變化系數(shù)μZ62×368)+(1.垂直荷載G=nG++GFN緣子及各組合絕緣子串的金具重量表。查表2－8得βZ＝1.4、投影面積Af（塔身面積）臨時(shí)錨線與地面的夾角；=5188N結(jié)構(gòu)和構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)表達(dá)式當(dāng)緊線達(dá)到導(dǎo)線弧垂的設(shè)計(jì)要求后，把導(dǎo)線與按照各種荷載標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定計(jì)算而得的荷載叫標(biāo)準(zhǔn)荷載,聯(lián)立解（1）、（2）式得：T2＝1333N垂直荷載G=nG+T1sin+KTsin+GFNG被吊導(dǎo)線、絕緣子串及金具的重力，N；橫向水平荷載P=nP（1）吊上導(dǎo)線時(shí)，導(dǎo)線越過下橫擔(dān)須向外拉第二節(jié)桿塔標(biāo)準(zhǔn)荷載計(jì)算方法一、自重荷載(自重引起的荷載為垂直荷載)

1．導(dǎo)線、避雷線的自重荷載

無冰時(shí)

覆冰時(shí)式中n每相導(dǎo)線子導(dǎo)線的根數(shù)；桿塔的垂直檔距，m；

γ1

導(dǎo)線、地線無冰垂直比載，N/m.mm2；

γ2－導(dǎo)線、地線覆冰垂直比載，N/m.mm2；

A導(dǎo)線、地線截面面積mm2。這種操作也只考慮在耐張、轉(zhuǎn)角桿塔上進(jìn)行。第二節(jié)桿塔8

2．絕緣子串、金具的垂直荷載

無冰時(shí)為絕緣子串、金具自重，可查絕緣子及各組合絕緣子串的金具重量表。

覆冰時(shí)式中K覆冰系數(shù)，設(shè)計(jì)冰厚5mm時(shí)，K＝1.075設(shè)計(jì)冰厚10mm時(shí)，K＝1.150

設(shè)計(jì)冰厚15mm時(shí)，K＝1.225

3．桿塔自重荷載

桿塔自重荷載可根據(jù)桿塔的每根構(gòu)件逐一統(tǒng)計(jì)計(jì)算而得，也可根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，參照其它同類桿塔資料，做適當(dāng)假定獲得。2．絕緣子串、金具的垂直荷載9例1已知正常情況下某導(dǎo)線自重比載γ1D＝35.8×10-3N/m.mm2,導(dǎo)線冰比載γ2D=17.5×10-3N/m.mm2，導(dǎo)線覆冰厚度b＝5mm,導(dǎo)線垂直檔距LV＝368m，導(dǎo)線水平檔距為L(zhǎng)P＝350m，導(dǎo)線采用LGJ－150/35，截面面積為AD＝181.62mm2

，絕緣子串和金具的總重量為520N（7片x－4.5），求導(dǎo)線作用在桿塔上的垂直荷載標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值。解：垂直荷載標(biāo)準(zhǔn)值GD：例1已知正常情況下某導(dǎo)線自重比載γ1D＝10垂直荷載設(shè)計(jì)值GD：永久荷載分項(xiàng)系數(shù)γG=1.2可變荷載分項(xiàng)系數(shù)γQ=1.4=(1.2×1×0.0358×181.62×368)+(1.4×1×0.0175×181.62×368)+(1.2×520)+1.4×520×0.075=5188N垂直荷載設(shè)計(jì)值GD：永久荷載分項(xiàng)系數(shù)γG=1.2可變荷載分項(xiàng)11直線型桿塔：（1）正常運(yùn)行情況導(dǎo)線、避雷線張力不產(chǎn)生不平衡張力，但當(dāng)氣象條件發(fā)生變化時(shí)，或因檔距、高差不等引起荷載改變，從而產(chǎn)生縱向不平衡張力。（2）事故斷線時(shí)在縱向產(chǎn)生斷線張力。

二、導(dǎo)線、避雷線張力引起的荷載計(jì)算

轉(zhuǎn)角桿塔：

導(dǎo)線、避雷線會(huì)產(chǎn)生張力，分解成橫向水平荷載（稱角度荷載）和縱向水平荷載（稱不平衡張力）。直線型桿塔：二、導(dǎo)線、避雷線張力引起的荷載計(jì)算轉(zhuǎn)12

1．角度荷載：（橫向水平荷載如圖2）

PJ＝T1sinα1＋T2sinα2

式中Ｔ１、Ｔ２桿塔前后導(dǎo)、地線張力Ｎ；

α１、α２導(dǎo)、地線與桿塔橫擔(dān)垂線間的夾角（０）。當(dāng)α1＝α2＝α／2時(shí)，（α為線路轉(zhuǎn)角）則

PJ=(T1+T2)sinα/2

當(dāng)α＝0時(shí)PJ＝0為直線型桿塔

1．角度荷載：（橫向水平荷載如圖2）132．不平衡張力：產(chǎn)生縱向荷載（如圖3）△T=T1COSα1-T2COSα2

當(dāng)α1＝α2＝α／2時(shí)則：△T=（T1-T2）cosα／2

當(dāng)T1=T2時(shí)，△T=0；當(dāng)α=0時(shí)，為直線型桿塔。

圖3a圖3b2．不平衡張力：產(chǎn)生縱向荷載（如圖3）圖3a14

3.斷線張力荷載產(chǎn)生縱向水平荷載（1）直線桿塔：按《規(guī)程》規(guī)定了直線桿塔的導(dǎo)線、地線的斷線張力分別取各自最大使用張力乘以一個(gè)百分比值。

TD＝TDmax.X%式中TD－斷線張力N

TDmax－導(dǎo)、地線最大使用張力，

TDmax＝TP/KCN；

TP－導(dǎo)、地線的拉斷力，N（查導(dǎo)線手冊(cè)）；

電力線路桿塔荷載計(jì)算課件15

KC－導(dǎo)、地線的設(shè)計(jì)安全系數(shù)，導(dǎo)線取K

＝2.5，地線取K＝2.7；

X%－最大使用張力百分比值，按《規(guī)程》

規(guī)定選用；參照表2-1～2-3。（2）對(duì)各級(jí)電壓的耐張桿塔、轉(zhuǎn)角桿塔及終端桿塔導(dǎo)線斷線張力取最大使用張力的70%。（3）地線的斷線張力取最大使用張力的80%。

特別說明：直線型桿塔與耐張型桿塔的區(qū)別在于承受的荷載不同，主要是桿塔縱向荷載：

1、兩者斷線張力的最大使用張力的X%不一樣；

2、耐張型桿塔要承受桿塔縱向的不平衡張力。

KC－導(dǎo)、地線的設(shè)計(jì)安全系數(shù)，導(dǎo)線取K16例2

已知某干字型轉(zhuǎn)角桿塔的轉(zhuǎn)角為900

，正常運(yùn)行情況桿塔前后導(dǎo)線張力為T1＝2500N，T2＝2000N,并且α1=α2，試求作用在桿塔下橫擔(dān)上縱向水平荷載和橫向水平荷載的荷載標(biāo)準(zhǔn)值，要求畫出荷載示意圖。解：根據(jù)題意有α1=α2,

作用在下橫擔(dān)上的角度力（橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值）為:PJ＝（T1＋T2）sin/2

＝（2500＋2000）sin900/2

＝3181.5N

不平衡張力(縱向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值）為：△T＝（T1－T2）cos900/2=(2500-2000)cos900/2＝353.5N注：以上計(jì)算均為一相導(dǎo)線。問題：如果求荷載設(shè)計(jì)值，荷載分項(xiàng)系數(shù)是多少？例2已知某干字型轉(zhuǎn)角桿塔的轉(zhuǎn)角為900，正常17例3已知某220kV線路耐張自立鐵塔，地線采用：

1×7－6.6－1370－A－YB/T5004-2001型，試求該地線斷線張力。解：查表得破壞拉斷力TP＝33.50kN，安全系數(shù)取2.7，地線最大使用張力百分比值為80%。地線最大使用張力：地線斷線張力：

TD＝TDmax.X%＝12.41×80%＝9.93kN問題：該張力是標(biāo)準(zhǔn)值還是設(shè)計(jì)值？例3已知某220kV線路耐張自立鐵塔，地線采用：18三、風(fēng)荷載的計(jì)算(風(fēng)荷載引起的為橫向水平荷載)1、導(dǎo)線、地線風(fēng)荷載的計(jì)算①風(fēng)向垂直于導(dǎo)線的風(fēng)荷載計(jì)算②風(fēng)向與導(dǎo)線不垂直時(shí)風(fēng)荷載計(jì)算（1）風(fēng)向垂直于導(dǎo)線的風(fēng)荷載計(jì)算:無冰時(shí)P=γ4ALPcosα/2N覆冰時(shí)P=γ5ALPcosα/2N式中γ4、γ5分別為無冰、覆冰風(fēng)壓比載N/m.mm2

A導(dǎo)、地線截面面積，mm2

LP水平檔距，m；

α線路轉(zhuǎn)角。注意：新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定重冰還要乘以風(fēng)載增大系數(shù)B。5mm冰區(qū)取1.1，10mm冰區(qū)取1.2。圖4三、風(fēng)荷載的計(jì)算(風(fēng)荷載引起的為橫向水平荷載)1、導(dǎo)線、地線19（2）風(fēng)向不垂直于導(dǎo)線的風(fēng)荷載計(jì)算:Px=Psin2

N式中Px垂直導(dǎo)、地線方向風(fēng)荷載分量N；

P—垂直導(dǎo)、地線方向風(fēng)荷載，按式（2-9）、（2-10）計(jì)算；

θ—實(shí)際風(fēng)荷載的風(fēng)向與導(dǎo)、地線的夾角。圖5（2）風(fēng)向不垂直于導(dǎo)線的風(fēng)荷載計(jì)算:Px=Psin220

2．絕緣子串風(fēng)荷載的計(jì)算

Pj=n1(n2+1)AJμZW0B

kN

式中n1－一相導(dǎo)線所用的絕緣子串?dāng)?shù)；

n2－每串絕緣子的片數(shù),加“１”表示金具受風(fēng)面相當(dāng)于１片絕緣子；

μZ－風(fēng)壓隨高度變化系數(shù)；

AＪ－每片的受風(fēng)面積，單裙取0.03m2，雙裙取0.04m2；

W0－其本風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值，

kN/m2。W0=V2/1600，V基準(zhǔn)高度為10m的風(fēng)速。2．絕緣子串風(fēng)荷載的計(jì)算21桿塔塔身風(fēng)荷載的計(jì)算在耐張、轉(zhuǎn)角桿塔上架線施工作業(yè)有兩種方法：緊線和掛線量為90N，安裝荷載組合情況為有相應(yīng)風(fēng)10m/s、無冰。導(dǎo)線的垂直比載r1D=35.地線截面積AB＝37.γ1導(dǎo)線、地線無冰垂直比載，N/m.9所示，導(dǎo)線掛到桿塔上后松開牽引鋼繩，使桿2、耐張型桿塔要承受桿塔縱向的不平衡張力。配系數(shù)，當(dāng)相鄰檔距和高差式中n1－一相導(dǎo)線所用的絕緣子串?dāng)?shù)；響,應(yīng)再乘以風(fēng)壓增大系數(shù),窄基塔取垂直荷載G=nG+T0tg+GFN(2)地線二、張力引起的荷載計(jì)算不平衡張力(縱向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值）為：如圖，Σx=0得：T2cosα＝T1sinβb1、b2—鐵塔塔身計(jì)算段內(nèi)側(cè)面桁架（或正面注：以上計(jì)算均為一相導(dǎo)線。62，二、張力引起的荷載計(jì)算

例4絕緣子串采用7片x－4.5，串?dāng)?shù)n1=1,每串的片數(shù)n2=7,單裙一片絕緣子擋風(fēng)面積AJ=0.03m2,絕緣串高度約15m，正常情況Ⅰ的風(fēng)速為25m/s,計(jì)算作用在絕緣子串上的風(fēng)壓。解：絕緣串高度約15m，查表2－4得風(fēng)壓高度變化系數(shù)μZ=1.0

PJD=n1(n2+1)μZAJW0

=1×(7+1)×1.0×0.03×252/1.6=94N桿塔塔身風(fēng)荷載的計(jì)算例4絕緣子串采用7片x－4.522例5．同例1，已知某輸電線路直線桿塔水平檔距為350m，垂直檔距為368m，正常情況下最大風(fēng)、無冰，導(dǎo)線的垂直比載r1D=35.80×10-3,絕緣子串風(fēng)載PJD=94N,導(dǎo)線截面積AD=181.62mm2,導(dǎo)線風(fēng)比載r4D(25)=35.19×10-3,試求作用在桿塔導(dǎo)線上的水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值。問題：設(shè)計(jì)荷載是多少？解：

水平荷載標(biāo)準(zhǔn)：

P=r4D(25)ADLp+PJD

=35.19×10-3×181.62×350+94

＝2330.9N例5．同例1，已知某輸電線路直線桿塔水平檔距問233.桿塔塔身風(fēng)荷載的計(jì)算

風(fēng)向作用在與風(fēng)向垂直的結(jié)構(gòu)物表面的風(fēng)荷載用下

Pg=μZμSβZAfW0B式中（1）μZ—風(fēng)壓高度變化系數(shù)(查表2-5)，物理意義：修正地表面粗糙不平對(duì)風(fēng)產(chǎn)生摩擦阻力而引起風(fēng)速沿高度的變化。距地面越近，地面越粗糙，影響就越大。（2）μS－構(gòu)件體形系數(shù),采用下列數(shù)值環(huán)形截面鋼物理意義：修正在相同風(fēng)力作用下，結(jié)構(gòu)曝露在風(fēng)中的形狀不同（物面不標(biāo)準(zhǔn)）而引起的風(fēng)壓值及其分布的改變。3.桿塔塔身風(fēng)荷載的計(jì)算24

鋼筋混凝土桿0.7

圓斷面桿件：當(dāng)W0d2≤0.002時(shí)1.2；當(dāng)W0d2≥0.015時(shí)0.7(上述中間值按插入法計(jì)算)d－圓斷面桿件直徑，m；由圓斷面桿件組成的塔架(0.7－1.2)×(1+η)構(gòu)件體形系數(shù)μS的確定：

型鋼(角鋼、槽鋼、工字型和方鋼)1.3

由型鋼桿件組成的塔架1.3(1+η)η－塔架背風(fēng)面荷載降低系數(shù)，按表2-6選用。

物理意義：修正背風(fēng)面產(chǎn)生的負(fù)壓多邊形截面μS按表2-7選用。鋼筋混凝土桿0.7構(gòu)件體形系數(shù)μS的確定：25（3）βZ—桿塔風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)(表2-8查取)。物理意義：風(fēng)壓將隨著風(fēng)速、風(fēng)向的紊亂變化而不停的改變，風(fēng)壓產(chǎn)生的波動(dòng)分量(波動(dòng)風(fēng)壓)，使結(jié)構(gòu)在平均側(cè)移附近產(chǎn)生振動(dòng)效應(yīng)，致使結(jié)構(gòu)受力增大。（4）Af—桿塔塔身構(gòu)件承受風(fēng)壓的投影面積計(jì)算值對(duì)電桿、鋼管桿桿身：Af=h(D1＋D2)/2h—計(jì)算段的高度m

D1、D2—電桿計(jì)算風(fēng)壓段的頂徑和根徑m，錐度為1/75的錐形電桿D2=D1+h/75；（3）βZ—桿塔風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)(表2-8查取)。D1、D26

對(duì)鐵塔鐵身：Af=h(b1+b2)/2b1、b2—鐵塔塔身計(jì)算段內(nèi)側(cè)面桁架（或正面桁架）的上寬和下寬—鐵塔構(gòu)架的填充系數(shù)，一般窄基塔身和塔頭取0.2～0.3，寬基塔塔身可取

0.15～0.2,考慮節(jié)點(diǎn)板擋風(fēng)面積的影響,應(yīng)再乘以風(fēng)壓增大系數(shù),窄基塔取

1.2,寬基塔取1.1。

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例6已知拉線等徑電桿高度21m，埋深2m，電桿外徑D=500mm,內(nèi)徑d=400mm,電壓等級(jí)110kV，Ⅳ級(jí)氣象區(qū)，試計(jì)算作用在桿身上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值。解查表由高度20m，電壓110kV，地面粗糙度B類風(fēng)壓高度變化系數(shù)取μZ=1.10

桿塔風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)βZ=1.0

環(huán)形截面鋼筋混凝土電桿構(gòu)件體形系數(shù)取μS=0.7P=μZμSβZAfW0=1.10×0.7×1.0×0.5×252/1.6=236.7N/m

答：作用在桿身上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為236.7N/m例6已知拉線等徑電桿高度21m，埋深2m，解28如桿塔塔身自重為體積乘容重,風(fēng)載為基本風(fēng)壓乘多邊形截面μS按表2-7選用。導(dǎo)線截面積AD=181.垂直荷載G=nG+T1sin+KTsin+GFN角（０）。按照各種荷載標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定計(jì)算而得的荷載叫標(biāo)準(zhǔn)荷載,解查表D1、D2—電桿計(jì)算風(fēng)壓段的頂徑和根徑m，放下來所引起的荷載叫吊線荷載。（3）βZ—桿塔風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)(表2-8查取)。5），求導(dǎo)線作用在桿塔上的垂直荷載標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值。環(huán)形截面鋼筋混凝土電桿橫向水平荷載：P＝nPN式中γ4、γ5分別為無冰、②風(fēng)向與導(dǎo)線不垂直時(shí)風(fēng)荷載計(jì)算mm2，導(dǎo)線覆冰厚度b＝5mm,導(dǎo)線垂直檔距LV＝368m，導(dǎo)線水平檔距為L(zhǎng)P＝350m，導(dǎo)線采用LGJ－150/35，截面面積為AD＝181.型鋼(角鋼、槽鋼、工字型和方鋼)1.（3）最低氣溫、無風(fēng)、無冰、未斷線(適合于終端桿塔和轉(zhuǎn)角桿塔)。資料，做適當(dāng)假定獲得。聯(lián)立解（1）、（2）式得：T2＝1333N例7已知某110kV上字型窄基鐵塔塔頂寬D1＝0.4m,下橫擔(dān)處寬D5＝0.839m，根開D9＝1.75m,塔頭高h(yuǎn)1=6m，塔身高h(yuǎn)2=13.5m,計(jì)算塔身風(fēng)荷載，線路經(jīng)過鄉(xiāng)村,運(yùn)行情況Ⅰ時(shí)風(fēng)速30m/s解：一、塔頭風(fēng)荷載1、風(fēng)壓隨高度變化系數(shù)μZ

110kV,高度19.5m粗糙程度為B類，查表2－5得μZ＝1.102、風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)βZ查表2－8得βZ＝1.03、構(gòu)件體形系數(shù)μs如桿塔塔身自重為體積乘容重,風(fēng)載為基本風(fēng)壓乘例7已知某129由型鋼桿件組成的塔架μs＝1.3（1+η）填充系數(shù)＝A f/A,塔頭取＝0.3*1.2=0.36塔頭b/h=((0.4+0.839)/2)/6=0.103查表2－6得η＝0.58μs＝1.3（1+η）＝1.3*（1+0.58）＝2.0544、投影面積Af（塔身面積）=0.36*6*((0.4+0.839)/2)=1.34m25、塔頭風(fēng)壓qq=μZμSβzW0Af/h=(1.1*2.054*1.0*(30*30/1600)*1.34)/6=0.284kN/m由型鋼桿件組成的塔架μs＝1.3（1+η）填充系數(shù)＝A f30二、塔身風(fēng)荷載1、風(fēng)壓隨高度變化系數(shù)μZ

110kV,高度13.5m粗糙程度為B類，查表2－5得μZ＝0.9642、風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)βZ查表2－8得βZ＝1.03、構(gòu)件體形系數(shù)μs由型鋼桿件組成的塔架μs＝1.3（1+η）二、塔身風(fēng)荷載1、風(fēng)壓隨高度變化系數(shù)μZ110kV,高31填充系數(shù)＝A f/A,塔頭?。?.3*1.2=0.36塔身b/h=((0.839+1.75)/2)/6=0.215查表2－6得η＝0.58μs＝1.3（1+η）＝1.3*（1+0.58）＝2.0544、投影面積Af（塔身面積）=0.36*13.5*((0.839+1.75)/2)=6.291m25、塔身風(fēng)壓qq=μZμSβzW0Af/h=(0.964*2.054*1.0*(30*30/1600)*6.291)/13.5=0.519kN/mb/h=1.75/19.5≈1/12為窄基塔填充系數(shù)＝A f/A,塔頭?。?.3*1.2=0.36塔32

四、桿塔安裝荷載直線型桿塔；吊線作業(yè)和錨線耐張轉(zhuǎn)角桿塔:牽引作業(yè)和掛線作業(yè)

安裝荷載組合：無冰有相應(yīng)的風(fēng)

1．直線型桿塔安裝荷載計(jì)算

(1)吊線荷載將導(dǎo)線從地面提升到桿塔上或從桿塔上將導(dǎo)線放下來所引起的荷載叫吊線荷載。有兩種方式：

a.雙倍吊線

b.轉(zhuǎn)向滑車吊線如圖5所示。四、桿塔安裝荷載33圖6圖634地線截面積AB＝37.1．直線型桿塔安裝荷載計(jì)算橫向水平荷載:Ｐ＝ＰN式中Ｔ１、Ｔ２桿塔前后導(dǎo)、地線張力Ｎ；地線斷線張力：錐度為1/75的錐形電桿D2=D1+h/75；當(dāng)α1＝α2＝α／2時(shí)則：四、桿塔安裝荷載桁架）的上寬和下寬例2已知某干字型轉(zhuǎn)角桿塔的轉(zhuǎn)角為900，正常運(yùn)行情設(shè)計(jì)冰厚10mm時(shí)，K＝1.不平衡張力(縱向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值）為：5m粗糙程度為B類，查表2－5839)/2)/6=0.b1、b2—鐵塔塔身計(jì)算段內(nèi)側(cè)面桁架（或正面62×10-3×181.（3）βZ—桿塔風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)(表2-8查取)。開（如圖所示）其拉力T2與水平線的夾角為,例6已知拉線等徑電桿高度21m，埋深2m，電桿總高度21m，埋深3m，下橫擔(dān)長(zhǎng)度①采用雙倍吊線（如圖6a）作用在滑輪上的力：垂直荷載：G＝2KG＋N

橫向水平荷載:Ｐ＝ＰN

式中K動(dòng)力系數(shù)，考慮滑動(dòng)阻力和牽引傾斜等因素，取K＝1.1；

G被吊導(dǎo)線、絕緣子串及金具的重力，N；

考慮相應(yīng)部位橫擔(dān)上施工人員和工具所引起的附加荷載，N。按表2－9取值；Ｐ－導(dǎo)線風(fēng)荷載，N。②采用轉(zhuǎn)向滑車吊線（圖6b）作用在滑輪上的力：垂直荷載:G＝KG+

N

橫向水平荷載:Px=KG+PN

地線截面積AB＝37.①采用雙倍吊線（如圖635

（2）錨線荷載在直線型桿塔上放線、緊線,當(dāng)一邊導(dǎo)線已按要求架好，由于直線型桿承受縱向水平荷載能力較小，相鄰檔導(dǎo)線用臨時(shí)拉線錨在地上的過程叫錨線，如圖2－6所示：作用在橫擔(dān)上的力：垂直荷載：G＝nG+

+KTsin

N

橫向水平荷載：P＝nP

N

縱向不平衡張力：T＝KT（1-cos）N

式中G、P分別為所錨導(dǎo)線或地線的垂直荷載和橫向荷載N；

T安裝時(shí)導(dǎo)線或地線的張力；臨時(shí)錨線與地面的夾角；

n垂直荷載或橫向荷載的分配系數(shù)，當(dāng)相鄰檔距和高差相等時(shí)，一般取n＝0.5圖7（2）錨線荷載圖736

2．耐張型桿塔安裝荷載計(jì)算在耐張、轉(zhuǎn)角桿塔上架線施工作業(yè)有兩種方法：緊線和掛線

圖8耐張、轉(zhuǎn)角桿塔緊線示意圖

(a)相鄰檔尚未掛線；（b）相鄰檔已掛線2．耐張型桿塔安裝荷載計(jì)算37（1）緊線荷載架設(shè)導(dǎo)線和地線過程中，要通過設(shè)在桿塔上的滑車將導(dǎo)線、地線拉緊到設(shè)計(jì)張力，此過程叫緊線（如圖8）。緊線時(shí)作用在桿塔上的荷載分相鄰檔未掛線和相鄰檔已掛線兩種情況。①相鄰檔尚未掛線時(shí)作用在橫擔(dān)上的力:垂直荷載G=nG+T1sin+KTsin+GFN

橫向水平荷載P=nPN

縱向不平衡張力T=0②相鄰檔已掛線作用在橫擔(dān)上的荷載：垂直荷載G=nG+KTsin+GFN橫向水平荷載P=nP

縱向不平衡張力T=0

（1）緊線荷載38式中n導(dǎo)線垂直荷載或橫向水平荷載分配系數(shù)；

G、P該根（或相）導(dǎo)線或地線的垂直荷載和橫向水平荷載,N；

K—?jiǎng)恿ο禂?shù)，取K＝1.2；

臨時(shí)拉線與地面的夾角；

牽引鋼絲繩與地面的夾角；

T1—臨時(shí)拉線的初張力，一般T1＝5000～10000N；

T導(dǎo)線或地線安裝張力,N；式中n導(dǎo)線垂直荷載或橫向水平荷載分配系數(shù)；39（2）掛線荷載當(dāng)緊線達(dá)到導(dǎo)線弧垂的設(shè)計(jì)要求后，把導(dǎo)線與絕緣子串連接起來掛到桿塔上的作業(yè)過程叫掛線。這種操作也只考慮在耐張、轉(zhuǎn)角桿塔上進(jìn)行。如圖9所示，導(dǎo)線掛到桿塔上后松開牽引鋼繩，使桿塔受到一個(gè)突加的張力荷載。在實(shí)際施工中，這種施工操作一般只能逐根(相)進(jìn)行。由于荷載較大，桿塔設(shè)計(jì)中可考慮設(shè)置臨時(shí)拉線平衡部分荷載。（2）掛線荷載40

圖8耐張、轉(zhuǎn)角桿塔掛線荷載示意圖（a）相鄰檔的導(dǎo)線未掛（b）相鄰檔的導(dǎo)線已掛電力線路桿塔荷載計(jì)算課件41①相鄰檔導(dǎo)線未架設(shè)時(shí)：垂直荷載G=nG+T0tg+GFN

橫向水平荷載Px=nP+(KT-T0)sin1N

縱向水平張力△T=(KT-T0)cos1N

式中T—導(dǎo)線安裝張力，N；

T0－臨時(shí)拉線平衡的導(dǎo)線張力，對(duì)220kＶ和500kV線路一般取T0=10000～20000N；1—轉(zhuǎn)角桿塔導(dǎo)線方向與橫擔(dān)垂線方向間的夾角，當(dāng)橫擔(dān)方向垂直于線路夾角內(nèi)角平分線上時(shí)1＝/2(為線路轉(zhuǎn)角)

β－臨時(shí)拉線與地面間的夾角，β≤；

n－導(dǎo)線垂直荷載或橫向水平荷載分配系數(shù)；

K－動(dòng)力系數(shù)，取1.2。①相鄰檔導(dǎo)線未架設(shè)時(shí)：42②相鄰檔導(dǎo)線已架設(shè)時(shí)：垂直荷載G=nG++GF

N

橫向水平荷載Px=nP+KTsin1

N

縱向水平張力△T=KTcos1

N②相鄰檔導(dǎo)線已架設(shè)時(shí)：43例8試計(jì)算110KV線路無拉線直線電桿上的安裝荷載。電桿總高度21m，埋深3m，下橫擔(dān)長(zhǎng)度2.6m。導(dǎo)線為L(zhǎng)GJ－150/35型，地線為1×7－7.8－1470－A。水平檔距為245m，垂直檔距為368m，絕緣子串和金具的總重量為530N（7片x－4.5），地線金具重量為90N，安裝荷載組合情況為有相應(yīng)風(fēng)10m/s、無冰。導(dǎo)、地線的風(fēng)壓比載為γ4D(10）=6.62×10-3，

γ4B(10）=15.74×10-3，地線自重比載γ1B＝85.65×10-3

導(dǎo)線自重比載γ1D＝35.8×10-3

導(dǎo)線截面積AD＝181.62，地線截面積AB＝37.15mm2

例8試計(jì)算110KV線路無拉線直線電桿上的安裝44G被吊導(dǎo)線、絕緣子串及金具的重力，N；LP水平檔距，m；式中K覆冰系數(shù)，設(shè)計(jì)冰厚5mm時(shí)，K＝1.橫向水平荷載P：與橫擔(dān)方向平行的力式中K動(dòng)力系數(shù)，考慮滑動(dòng)阻力和牽引傾斜等TD＝TDmax.一、按荷載隨時(shí)間的變異可分地線自重比載γ1B＝85.9所示，導(dǎo)線掛到桿塔上后松開牽引鋼繩，使桿2、風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)βZ（1）最大風(fēng)、無冰、未斷線(包括最小垂直荷載與最大水平荷載的組合)。4、投影面積Af（塔身面積）構(gòu)件體形系數(shù)μS的確定：臨時(shí)錨線與地面的夾角；包括風(fēng)荷載、導(dǎo)線、避雷線和絕緣子上的覆冰圖8耐張、轉(zhuǎn)角桿塔緊線示意圖問題：設(shè)計(jì)荷載是多少？耐張轉(zhuǎn)角桿塔:牽引作業(yè)和掛線作業(yè)=236.X%－最大使用張力百分比值，按《規(guī)程》解:吊上導(dǎo)線時(shí)荷載:

1、掛好的導(dǎo)、地線的荷載地線重量：GB=γ1BABLV+GJB

=85.65×10-3×37.15×368+90=1260N地線風(fēng)壓：PB＝γ4B（10）ABLP

=15.74×10-3×37.15×245=142N導(dǎo)線重量：GD=γ1DADLV+GJD

=35.8×10-3×181.62×368+520=2913N絕緣子風(fēng)載：上導(dǎo)線絕緣子約在18m,查表得μZ

＝1.06

PJD=n1(n2+1)μZAJW0

=1×(7+1)×1.06×0.03×102/1.6=16N

G被吊導(dǎo)線、絕緣子串及金具的重力，N；解:吊上導(dǎo)線時(shí)荷載45導(dǎo)線風(fēng)壓：PD＝γ4D（10）ADLP+PJD＝6.62×10-3×181.62×245+16

=311N

2、正在掛的導(dǎo)線荷載（1）吊上導(dǎo)線時(shí)，導(dǎo)線越過下橫擔(dān)須向外拉開（如圖所示）其拉力T2與水平線的夾角為,并假定上下橫擔(dān)間導(dǎo)線水平拉出1.3m。問題是：導(dǎo)線以角度拉出遠(yuǎn)離下橫擔(dān)1.3m時(shí)，作用在橫擔(dān)上的力是多少（如圖9）？

導(dǎo)線風(fēng)壓：PD＝γ4D（10）ADLP+PJD46圖9圖947T1

T22003.51.3βGT1如圖，Σx=0得：T2cosα＝T1sinβ

sinβ＝1.3/3.74得T1＝2.7T2

（1）T1T22003.51.3βGT1如圖，Σx=0得：T248T1cosβ＝GD+T2sinα

得（2）聯(lián)立解（1）、（2）式得：T2＝1333N

T1＝2.7T2＝2.7×1333＝3599N由T1引起垂直荷載GT1：

GT1＝3599×cosβ＝3599×

N

49

＝1.1×（2913＋3368）＋1500＋1000＝9409N總的橫向水平荷載ΣP＝KPT1+PD=1.1×1251+311=1687N荷載如圖10（2）吊下導(dǎo)線吊下導(dǎo)線時(shí)橫擔(dān)處的總重量為∑G＝KGD+GF+1000＝1.1×2913+1500+1000＝5704N荷載如圖由T1引起的橫向水平荷載PT1：由T1引起的橫向水平荷載PT1：50吊上導(dǎo)線吊下導(dǎo)線圖10圖1051第三節(jié)桿塔設(shè)計(jì)原則

桿塔設(shè)計(jì)除了要保證合理的結(jié)構(gòu)外，還要保證結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度等，其計(jì)算內(nèi)容有：①結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)計(jì)算該計(jì)算是用來核算結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在各種不同荷載作用下會(huì)不會(huì)發(fā)生破壞。它包括強(qiáng)度、穩(wěn)定與承載重復(fù)荷載時(shí)的疲勞計(jì)算。顯然此項(xiàng)計(jì)算是非常重要的。②結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)計(jì)算該計(jì)算是用來核算結(jié)構(gòu)或構(gòu)件是否滿足正常使用情況下的各項(xiàng)規(guī)定的限值。比如變形、裂縫等。第三節(jié)桿塔設(shè)計(jì)原則桿塔設(shè)計(jì)除了要保證合理的結(jié)構(gòu)外，還要52一、桿塔結(jié)構(gòu)和構(gòu)件設(shè)計(jì)表達(dá)式1.結(jié)構(gòu)和構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)表達(dá)式

0S≤R式中各符號(hào)的意義2.結(jié)構(gòu)和構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)表達(dá)式CGGK+CQiQiK≤δ式中δ－結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的裂縫寬度或變形的規(guī)定限值，其它符號(hào)與上式相同。一、桿塔結(jié)構(gòu)和構(gòu)件設(shè)計(jì)表達(dá)式1.結(jié)構(gòu)和構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)表53二、荷載組合的基本原則1.一般規(guī)定2.正常運(yùn)行情況的荷載組合

（1）最大風(fēng)、無冰、未斷線(包括最小垂直荷載與最大水平荷載的組合)。（2）最大覆冰、相應(yīng)風(fēng)速及氣溫、未斷線。（3）最低氣溫、無風(fēng)、無冰、未斷線(適合于終端桿塔和轉(zhuǎn)角桿塔)。二、荷載組合的基本原則1.一般規(guī)定2.正常運(yùn)行情54直線型桿塔（1）導(dǎo)線①單回路與雙回路桿塔斷導(dǎo)線：無風(fēng)、無冰、斷一相導(dǎo)線或一相分裂導(dǎo)線出現(xiàn)不平衡張力、地線未斷。②多回路（三個(gè)回路以上）桿塔斷導(dǎo)線：無風(fēng)、無冰、斷任意二相導(dǎo)線或任意二相分裂導(dǎo)線出現(xiàn)不平衡張力、地線未斷。

(2)地線各種回路桿塔地線出現(xiàn)不平衡張力。無風(fēng)、無冰、導(dǎo)線未斷、有一根地線出現(xiàn)不平衡張力。3.斷線情況的荷載組直線型桿塔（1）導(dǎo)線3.斷線情況的荷載組55耐張型及轉(zhuǎn)角桿塔（1）導(dǎo)線無風(fēng)、無冰、同一檔內(nèi)斷任意兩相導(dǎo)線(終端桿塔應(yīng)考慮作用有一相或兩相斷線張力的不利情況)、地線未斷。（2）地線無風(fēng)、無冰、導(dǎo)線未斷、斷一根地線。（3）直流線路桿塔無風(fēng)、無冰、同一檔內(nèi)斷任意一極導(dǎo)線(終端桿塔應(yīng)考慮作用有一極或兩極斷線張力的不利情況)、地線未斷。

注意：重冰區(qū)各類桿塔斷線還應(yīng)考慮導(dǎo)線與地線不均勻脫冰情況的各種不利荷載組合（見規(guī)程說明）。耐張型及轉(zhuǎn)角桿塔（1）導(dǎo)線注意：重冰區(qū)各類桿塔斷線還560.導(dǎo)線重量：GD=γ1DADLV+GJD構(gòu)件體形系數(shù)μS的確定：=236.(2)地線8×10-3×181.P=r4D(25)ADLp+PJD式中TD－斷線張力N橫向水平荷載P=nPNPJ＝（T1＋T2）sin/2填充系數(shù)＝A f/A,塔頭?。?.問題是：導(dǎo)線以角度拉出遠(yuǎn)離下橫擔(dān)1.如圖，Σx=0得：T2cosα＝T1sinβ由型鋼桿件組成的塔架μs＝1.①采用雙倍吊線（如圖6a）作用在滑輪上的力：由型鋼桿件組成的塔架μs＝1.二、導(dǎo)線、避雷線張力引起的荷載計(jì)算19×10-3×181.（1）吊上導(dǎo)線時(shí)，導(dǎo)線越過下橫擔(dān)須向外拉它包括強(qiáng)度、穩(wěn)定與承載重復(fù)荷載時(shí)的疲勞計(jì)算。62mm2,導(dǎo)線風(fēng)比載r4D(25)=35.4.安裝情況的荷載組合各類桿塔的安裝情況，應(yīng)考慮10m／s風(fēng)速、無冰。三、桿塔荷載圖通過荷載組合并經(jīng)線路力學(xué)計(jì)算，可得到各種荷載組合情況下的導(dǎo)線、地線風(fēng)壓、重量、張力等荷載。并按桿塔強(qiáng)度計(jì)算的要求，桿塔承受的荷載分解為：垂直荷載G、橫向水平荷載P和縱向水平荷載T三種，作出各種不同荷載組合情況下的荷載圖，如圖11圖11正常情況Ⅰ荷載圖0.4.安裝情況的荷載組合各類桿塔的安裝情況，應(yīng)考慮1057電力線路桿塔荷載計(jì)算電力線路桿塔荷載計(jì)算58優(yōu)選電力線路桿塔荷載計(jì)算優(yōu)選電力線路桿塔荷載計(jì)算59第二章桿塔荷載的分析計(jì)算

第一節(jié)桿塔荷載分類第二節(jié)桿塔標(biāo)準(zhǔn)荷載計(jì)算方法一、自重荷載二、張力引起的荷載計(jì)算三、風(fēng)荷載的計(jì)算

四、桿塔安裝荷載第三節(jié)桿塔設(shè)計(jì)原則習(xí)題第二章桿塔荷載的分析計(jì)算第一節(jié)桿塔荷載分類第二節(jié)60第一節(jié)桿塔荷載分類一、按荷載隨時(shí)間的變異可分１．永久荷載：包括桿塔自重荷載、導(dǎo)線、避雷線、絕緣子、金具的重力及其它固定設(shè)備的重力,土壓力和預(yù)應(yīng)力等荷載。２．可變荷載：包括風(fēng)荷載、導(dǎo)線、避雷線和絕緣子上的覆冰荷載，導(dǎo)線避雷線張力、事故荷載、安裝荷載、驗(yàn)算荷載、人工和工具等附加荷載第一節(jié)桿塔荷載分類61３．特殊荷載：地震引起的地震荷載，以及在山區(qū)或特殊地形地段，由于不均勻結(jié)冰所引起的不平衡張力等荷載。二、按荷載作用在桿塔上方向分

據(jù)計(jì)算需要，將它們分

解成作用在桿塔上三個(gè)方向的力垂直荷載G：垂直地面方向橫向水平荷載P：與橫擔(dān)方向平行的力縱向水平荷載T：垂直橫擔(dān)方向的力,如圖1。

３．特殊荷載：62圖1桿塔荷載圖圖1桿塔荷載圖63特別說明:

荷載有:1、荷載標(biāo)準(zhǔn)值按照各種荷載標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定計(jì)算而得的荷載叫標(biāo)準(zhǔn)荷載,如桿塔塔身自重為體積乘容重,風(fēng)載為基本風(fēng)壓乘擋風(fēng)面積.2、荷載設(shè)計(jì)值荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘分項(xiàng)系數(shù)一般分項(xiàng)系數(shù):

永久荷載取1.2

可變荷載取1.4

特別說明:64這種操作也只考慮在耐張、轉(zhuǎn)角桿塔上進(jìn)行。例5．同例1，已知某輸電線路直線桿塔水平檔距開（如圖所示）其拉力T2與水平線的夾角為,1、風(fēng)壓隨高度變化系數(shù)μZ62×368)+(1.垂直荷載G=nG++GFN緣子及各組合絕緣子串的金具重量表。查表2－8得βZ＝1.4、投影面積Af（塔身面積）臨時(shí)錨線與地面的夾角；=5188N結(jié)構(gòu)和構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)表達(dá)式當(dāng)緊線達(dá)到導(dǎo)線弧垂的設(shè)計(jì)要求后，把導(dǎo)線與按照各種荷載標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定計(jì)算而得的荷載叫標(biāo)準(zhǔn)荷載,聯(lián)立解（1）、（2）式得：T2＝1333N垂直荷載G=nG+T1sin+KTsin+GFNG被吊導(dǎo)線、絕緣子串及金具的重力，N；橫向水平荷載P=nP（1）吊上導(dǎo)線時(shí)，導(dǎo)線越過下橫擔(dān)須向外拉第二節(jié)桿塔標(biāo)準(zhǔn)荷載計(jì)算方法一、自重荷載(自重引起的荷載為垂直荷載)

1．導(dǎo)線、避雷線的自重荷載

無冰時(shí)

覆冰時(shí)式中n每相導(dǎo)線子導(dǎo)線的根數(shù)；桿塔的垂直檔距，m；

γ1

導(dǎo)線、地線無冰垂直比載，N/m.mm2；

γ2－導(dǎo)線、地線覆冰垂直比載，N/m.mm2；

A導(dǎo)線、地線截面面積mm2。這種操作也只考慮在耐張、轉(zhuǎn)角桿塔上進(jìn)行。第二節(jié)桿塔65

2．絕緣子串、金具的垂直荷載

無冰時(shí)為絕緣子串、金具自重，可查絕緣子及各組合絕緣子串的金具重量表。

覆冰時(shí)式中K覆冰系數(shù)，設(shè)計(jì)冰厚5mm時(shí)，K＝1.075設(shè)計(jì)冰厚10mm時(shí)，K＝1.150

設(shè)計(jì)冰厚15mm時(shí)，K＝1.225

3．桿塔自重荷載

桿塔自重荷載可根據(jù)桿塔的每根構(gòu)件逐一統(tǒng)計(jì)計(jì)算而得，也可根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，參照其它同類桿塔資料，做適當(dāng)假定獲得。2．絕緣子串、金具的垂直荷載66例1已知正常情況下某導(dǎo)線自重比載γ1D＝35.8×10-3N/m.mm2,導(dǎo)線冰比載γ2D=17.5×10-3N/m.mm2，導(dǎo)線覆冰厚度b＝5mm,導(dǎo)線垂直檔距LV＝368m，導(dǎo)線水平檔距為L(zhǎng)P＝350m，導(dǎo)線采用LGJ－150/35，截面面積為AD＝181.62mm2

，絕緣子串和金具的總重量為520N（7片x－4.5），求導(dǎo)線作用在桿塔上的垂直荷載標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值。解：垂直荷載標(biāo)準(zhǔn)值GD：例1已知正常情況下某導(dǎo)線自重比載γ1D＝67垂直荷載設(shè)計(jì)值GD：永久荷載分項(xiàng)系數(shù)γG=1.2可變荷載分項(xiàng)系數(shù)γQ=1.4=(1.2×1×0.0358×181.62×368)+(1.4×1×0.0175×181.62×368)+(1.2×520)+1.4×520×0.075=5188N垂直荷載設(shè)計(jì)值GD：永久荷載分項(xiàng)系數(shù)γG=1.2可變荷載分項(xiàng)68直線型桿塔：（1）正常運(yùn)行情況導(dǎo)線、避雷線張力不產(chǎn)生不平衡張力，但當(dāng)氣象條件發(fā)生變化時(shí)，或因檔距、高差不等引起荷載改變，從而產(chǎn)生縱向不平衡張力。（2）事故斷線時(shí)在縱向產(chǎn)生斷線張力。

二、導(dǎo)線、避雷線張力引起的荷載計(jì)算

轉(zhuǎn)角桿塔：

導(dǎo)線、避雷線會(huì)產(chǎn)生張力，分解成橫向水平荷載（稱角度荷載）和縱向水平荷載（稱不平衡張力）。直線型桿塔：二、導(dǎo)線、避雷線張力引起的荷載計(jì)算轉(zhuǎn)69

1．角度荷載：（橫向水平荷載如圖2）

PJ＝T1sinα1＋T2sinα2

式中Ｔ１、Ｔ２桿塔前后導(dǎo)、地線張力Ｎ；

α１、α２導(dǎo)、地線與桿塔橫擔(dān)垂線間的夾角（０）。當(dāng)α1＝α2＝α／2時(shí)，（α為線路轉(zhuǎn)角）則

PJ=(T1+T2)sinα/2

當(dāng)α＝0時(shí)PJ＝0為直線型桿塔

1．角度荷載：（橫向水平荷載如圖2）702．不平衡張力：產(chǎn)生縱向荷載（如圖3）△T=T1COSα1-T2COSα2

當(dāng)α1＝α2＝α／2時(shí)則：△T=（T1-T2）cosα／2

當(dāng)T1=T2時(shí)，△T=0；當(dāng)α=0時(shí)，為直線型桿塔。

圖3a圖3b2．不平衡張力：產(chǎn)生縱向荷載（如圖3）圖3a71

3.斷線張力荷載產(chǎn)生縱向水平荷載（1）直線桿塔：按《規(guī)程》規(guī)定了直線桿塔的導(dǎo)線、地線的斷線張力分別取各自最大使用張力乘以一個(gè)百分比值。

TD＝TDmax.X%式中TD－斷線張力N

TDmax－導(dǎo)、地線最大使用張力，

TDmax＝TP/KCN；

TP－導(dǎo)、地線的拉斷力，N（查導(dǎo)線手冊(cè)）；

電力線路桿塔荷載計(jì)算課件72

KC－導(dǎo)、地線的設(shè)計(jì)安全系數(shù)，導(dǎo)線取K

＝2.5，地線取K＝2.7；

X%－最大使用張力百分比值，按《規(guī)程》

規(guī)定選用；參照表2-1～2-3。（2）對(duì)各級(jí)電壓的耐張桿塔、轉(zhuǎn)角桿塔及終端桿塔導(dǎo)線斷線張力取最大使用張力的70%。（3）地線的斷線張力取最大使用張力的80%。

特別說明：直線型桿塔與耐張型桿塔的區(qū)別在于承受的荷載不同，主要是桿塔縱向荷載：

1、兩者斷線張力的最大使用張力的X%不一樣；

2、耐張型桿塔要承受桿塔縱向的不平衡張力。

KC－導(dǎo)、地線的設(shè)計(jì)安全系數(shù)，導(dǎo)線取K73例2

已知某干字型轉(zhuǎn)角桿塔的轉(zhuǎn)角為900

，正常運(yùn)行情況桿塔前后導(dǎo)線張力為T1＝2500N，T2＝2000N,并且α1=α2，試求作用在桿塔下橫擔(dān)上縱向水平荷載和橫向水平荷載的荷載標(biāo)準(zhǔn)值，要求畫出荷載示意圖。解：根據(jù)題意有α1=α2,

作用在下橫擔(dān)上的角度力（橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值）為:PJ＝（T1＋T2）sin/2

＝（2500＋2000）sin900/2

＝3181.5N

不平衡張力(縱向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值）為：△T＝（T1－T2）cos900/2=(2500-2000)cos900/2＝353.5N注：以上計(jì)算均為一相導(dǎo)線。問題：如果求荷載設(shè)計(jì)值，荷載分項(xiàng)系數(shù)是多少？例2已知某干字型轉(zhuǎn)角桿塔的轉(zhuǎn)角為900，正常74例3已知某220kV線路耐張自立鐵塔，地線采用：

1×7－6.6－1370－A－YB/T5004-2001型，試求該地線斷線張力。解：查表得破壞拉斷力TP＝33.50kN，安全系數(shù)取2.7，地線最大使用張力百分比值為80%。地線最大使用張力：地線斷線張力：

TD＝TDmax.X%＝12.41×80%＝9.93kN問題：該張力是標(biāo)準(zhǔn)值還是設(shè)計(jì)值？例3已知某220kV線路耐張自立鐵塔，地線采用：75三、風(fēng)荷載的計(jì)算(風(fēng)荷載引起的為橫向水平荷載)1、導(dǎo)線、地線風(fēng)荷載的計(jì)算①風(fēng)向垂直于導(dǎo)線的風(fēng)荷載計(jì)算②風(fēng)向與導(dǎo)線不垂直時(shí)風(fēng)荷載計(jì)算（1）風(fēng)向垂直于導(dǎo)線的風(fēng)荷載計(jì)算:無冰時(shí)P=γ4ALPcosα/2N覆冰時(shí)P=γ5ALPcosα/2N式中γ4、γ5分別為無冰、覆冰風(fēng)壓比載N/m.mm2

A導(dǎo)、地線截面面積，mm2

LP水平檔距，m；

α線路轉(zhuǎn)角。注意：新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定重冰還要乘以風(fēng)載增大系數(shù)B。5mm冰區(qū)取1.1，10mm冰區(qū)取1.2。圖4三、風(fēng)荷載的計(jì)算(風(fēng)荷載引起的為橫向水平荷載)1、導(dǎo)線、地線76（2）風(fēng)向不垂直于導(dǎo)線的風(fēng)荷載計(jì)算:Px=Psin2

N式中Px垂直導(dǎo)、地線方向風(fēng)荷載分量N；

P—垂直導(dǎo)、地線方向風(fēng)荷載，按式（2-9）、（2-10）計(jì)算；

θ—實(shí)際風(fēng)荷載的風(fēng)向與導(dǎo)、地線的夾角。圖5（2）風(fēng)向不垂直于導(dǎo)線的風(fēng)荷載計(jì)算:Px=Psin277

2．絕緣子串風(fēng)荷載的計(jì)算

Pj=n1(n2+1)AJμZW0B

kN

式中n1－一相導(dǎo)線所用的絕緣子串?dāng)?shù)；

n2－每串絕緣子的片數(shù),加“１”表示金具受風(fēng)面相當(dāng)于１片絕緣子；

μZ－風(fēng)壓隨高度變化系數(shù)；

AＪ－每片的受風(fēng)面積，單裙取0.03m2，雙裙取0.04m2；

W0－其本風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值，

kN/m2。W0=V2/1600，V基準(zhǔn)高度為10m的風(fēng)速。2．絕緣子串風(fēng)荷載的計(jì)算78桿塔塔身風(fēng)荷載的計(jì)算在耐張、轉(zhuǎn)角桿塔上架線施工作業(yè)有兩種方法：緊線和掛線量為90N，安裝荷載組合情況為有相應(yīng)風(fēng)10m/s、無冰。導(dǎo)線的垂直比載r1D=35.地線截面積AB＝37.γ1導(dǎo)線、地線無冰垂直比載，N/m.9所示，導(dǎo)線掛到桿塔上后松開牽引鋼繩，使桿2、耐張型桿塔要承受桿塔縱向的不平衡張力。配系數(shù)，當(dāng)相鄰檔距和高差式中n1－一相導(dǎo)線所用的絕緣子串?dāng)?shù)；響,應(yīng)再乘以風(fēng)壓增大系數(shù),窄基塔取垂直荷載G=nG+T0tg+GFN(2)地線二、張力引起的荷載計(jì)算不平衡張力(縱向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值）為：如圖，Σx=0得：T2cosα＝T1sinβb1、b2—鐵塔塔身計(jì)算段內(nèi)側(cè)面桁架（或正面注：以上計(jì)算均為一相導(dǎo)線。62，二、張力引起的荷載計(jì)算

例4絕緣子串采用7片x－4.5，串?dāng)?shù)n1=1,每串的片數(shù)n2=7,單裙一片絕緣子擋風(fēng)面積AJ=0.03m2,絕緣串高度約15m，正常情況Ⅰ的風(fēng)速為25m/s,計(jì)算作用在絕緣子串上的風(fēng)壓。解：絕緣串高度約15m，查表2－4得風(fēng)壓高度變化系數(shù)μZ=1.0

PJD=n1(n2+1)μZAJW0

=1×(7+1)×1.0×0.03×252/1.6=94N桿塔塔身風(fēng)荷載的計(jì)算例4絕緣子串采用7片x－4.579例5．同例1，已知某輸電線路直線桿塔水平檔距為350m，垂直檔距為368m，正常情況下最大風(fēng)、無冰，導(dǎo)線的垂直比載r1D=35.80×10-3,絕緣子串風(fēng)載PJD=94N,導(dǎo)線截面積AD=181.62mm2,導(dǎo)線風(fēng)比載r4D(25)=35.19×10-3,試求作用在桿塔導(dǎo)線上的水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值。問題：設(shè)計(jì)荷載是多少？解：

水平荷載標(biāo)準(zhǔn)：

P=r4D(25)ADLp+PJD

=35.19×10-3×181.62×350+94

＝2330.9N例5．同例1，已知某輸電線路直線桿塔水平檔距問803.桿塔塔身風(fēng)荷載的計(jì)算

風(fēng)向作用在與風(fēng)向垂直的結(jié)構(gòu)物表面的風(fēng)荷載用下

Pg=μZμSβZAfW0B式中（1）μZ—風(fēng)壓高度變化系數(shù)(查表2-5)，物理意義：修正地表面粗糙不平對(duì)風(fēng)產(chǎn)生摩擦阻力而引起風(fēng)速沿高度的變化。距地面越近，地面越粗糙，影響就越大。（2）μS－構(gòu)件體形系數(shù),采用下列數(shù)值環(huán)形截面鋼物理意義：修正在相同風(fēng)力作用下，結(jié)構(gòu)曝露在風(fēng)中的形狀不同（物面不標(biāo)準(zhǔn)）而引起的風(fēng)壓值及其分布的改變。3.桿塔塔身風(fēng)荷載的計(jì)算81

鋼筋混凝土桿0.7

圓斷面桿件：當(dāng)W0d2≤0.002時(shí)1.2；當(dāng)W0d2≥0.015時(shí)0.7(上述中間值按插入法計(jì)算)d－圓斷面桿件直徑，m；由圓斷面桿件組成的塔架(0.7－1.2)×(1+η)構(gòu)件體形系數(shù)μS的確定：

型鋼(角鋼、槽鋼、工字型和方鋼)1.3

由型鋼桿件組成的塔架1.3(1+η)η－塔架背風(fēng)面荷載降低系數(shù)，按表2-6選用。

物理意義：修正背風(fēng)面產(chǎn)生的負(fù)壓多邊形截面μS按表2-7選用。鋼筋混凝土桿0.7構(gòu)件體形系數(shù)μS的確定：82（3）βZ—桿塔風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)(表2-8查取)。物理意義：風(fēng)壓將隨著風(fēng)速、風(fēng)向的紊亂變化而不停的改變，風(fēng)壓產(chǎn)生的波動(dòng)分量(波動(dòng)風(fēng)壓)，使結(jié)構(gòu)在平均側(cè)移附近產(chǎn)生振動(dòng)效應(yīng)，致使結(jié)構(gòu)受力增大。（4）Af—桿塔塔身構(gòu)件承受風(fēng)壓的投影面積計(jì)算值對(duì)電桿、鋼管桿桿身：Af=h(D1＋D2)/2h—計(jì)算段的高度m

D1、D2—電桿計(jì)算風(fēng)壓段的頂徑和根徑m，錐度為1/75的錐形電桿D2=D1+h/75；（3）βZ—桿塔風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)(表2-8查取)。D1、D83

對(duì)鐵塔鐵身：Af=h(b1+b2)/2b1、b2—鐵塔塔身計(jì)算段內(nèi)側(cè)面桁架（或正面桁架）的上寬和下寬—鐵塔構(gòu)架的填充系數(shù)，一般窄基塔身和塔頭取0.2～0.3，寬基塔塔身可取

0.15～0.2,考慮節(jié)點(diǎn)板擋風(fēng)面積的影響,應(yīng)再乘以風(fēng)壓增大系數(shù),窄基塔取

1.2,寬基塔取1.1。

84

例6已知拉線等徑電桿高度21m，埋深2m，電桿外徑D=500mm,內(nèi)徑d=400mm,電壓等級(jí)110kV，Ⅳ級(jí)氣象區(qū)，試計(jì)算作用在桿身上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值。解查表由高度20m，電壓110kV，地面粗糙度B類風(fēng)壓高度變化系數(shù)取μZ=1.10

桿塔風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)βZ=1.0

環(huán)形截面鋼筋混凝土電桿構(gòu)件體形系數(shù)取μS=0.7P=μZμSβZAfW0=1.10×0.7×1.0×0.5×252/1.6=236.7N/m

答：作用在桿身上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為236.7N/m例6已知拉線等徑電桿高度21m，埋深2m，解85如桿塔塔身自重為體積乘容重,風(fēng)載為基本風(fēng)壓乘多邊形截面μS按表2-7選用。導(dǎo)線截面積AD=181.垂直荷載G=nG+T1sin+KTsin+GFN角（０）。按照各種荷載標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定計(jì)算而得的荷載叫標(biāo)準(zhǔn)荷載,解查表D1、D2—電桿計(jì)算風(fēng)壓段的頂徑和根徑m，放下來所引起的荷載叫吊線荷載。（3）βZ—桿塔風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)(表2-8查取)。5），求導(dǎo)線作用在桿塔上的垂直荷載標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值。環(huán)形截面鋼筋混凝土電桿橫向水平荷載：P＝nPN式中γ4、γ5分別為無冰、②風(fēng)向與導(dǎo)線不垂直時(shí)風(fēng)荷載計(jì)算mm2，導(dǎo)線覆冰厚度b＝5mm,導(dǎo)線垂直檔距LV＝368m，導(dǎo)線水平檔距為L(zhǎng)P＝350m，導(dǎo)線采用LGJ－150/35，截面面積為AD＝181.型鋼(角鋼、槽鋼、工字型和方鋼)1.（3）最低氣溫、無風(fēng)、無冰、未斷線(適合于終端桿塔和轉(zhuǎn)角桿塔)。資料，做適當(dāng)假定獲得。聯(lián)立解（1）、（2）式得：T2＝1333N例7已知某110kV上字型窄基鐵塔塔頂寬D1＝0.4m,下橫擔(dān)處寬D5＝0.839m，根開D9＝1.75m,塔頭高h(yuǎn)1=6m，塔身高h(yuǎn)2=13.5m,計(jì)算塔身風(fēng)荷載，線路經(jīng)過鄉(xiāng)村,運(yùn)行情況Ⅰ時(shí)風(fēng)速30m/s解：一、塔頭風(fēng)荷載1、風(fēng)壓隨高度變化系數(shù)μZ

110kV,高度19.5m粗糙程度為B類，查表2－5得μZ＝1.102、風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)βZ查表2－8得βZ＝1.03、構(gòu)件體形系數(shù)μs如桿塔塔身自重為體積乘容重,風(fēng)載為基本風(fēng)壓乘例7已知某186由型鋼桿件組成的塔架μs＝1.3（1+η）填充系數(shù)＝A f/A,塔頭?。?.3*1.2=0.36塔頭b/h=((0.4+0.839)/2)/6=0.103查表2－6得η＝0.58μs＝1.3（1+η）＝1.3*（1+0.58）＝2.0544、投影面積Af（塔身面積）=0.36*6*((0.4+0.839)/2)=1.34m25、塔頭風(fēng)壓qq=μZμSβzW0Af/h=(1.1*2.054*1.0*(30*30/1600)*1.34)/6=0.284kN/m由型鋼桿件組成的塔架μs＝1.3（1+η）填充系數(shù)＝A f87二、塔身風(fēng)荷載1、風(fēng)壓隨高度變化系數(shù)μZ

110kV,高度13.5m粗糙程度為B類，查表2－5得μZ＝0.9642、風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)βZ查表2－8得βZ＝1.03、構(gòu)件體形系數(shù)μs由型鋼桿件組成的塔架μs＝1.3（1+η）二、塔身風(fēng)荷載1、風(fēng)壓隨高度變化系數(shù)μZ110kV,高88填充系數(shù)＝A f/A,塔頭?。?.3*1.2=0.36塔身b/h=((0.839+1.75)/2)/6=0.215查表2－6得η＝0.58μs＝1.3（1+η）＝1.3*（1+0.58）＝2.0544、投影面積Af（塔身面積）=0.36*13.5*((0.839+1.75)/2)=6.291m25、塔身風(fēng)壓qq=μZμSβzW0Af/h=(0.964*2.054*1.0*(30*30/1600)*6.291)/13.5=0.519kN/mb/h=1.75/19.5≈1/12為窄基塔填充系數(shù)＝A f/A,塔頭?。?.3*1.2=0.36塔89

四、桿塔安裝荷載直線型桿塔；吊線作業(yè)和錨線耐張轉(zhuǎn)角桿塔:牽引作業(yè)和掛線作業(yè)

安裝荷載組合：無冰有相應(yīng)的風(fēng)

1．直線型桿塔安裝荷載計(jì)算

(1)吊線荷載將導(dǎo)線從地面提升到桿塔上或從桿塔上將導(dǎo)線放下來所引起的荷載叫吊線荷載。有兩種方式：

a.雙倍吊線

b.轉(zhuǎn)向滑車吊線如圖5所示。四、桿塔安裝荷載90圖6圖691地線截面積