李杰
中国能源建设集团湖南省电力设计院有限公司 湖南长沙市 410007 湖南科创电力工程技术有限公司 湖南长沙市 410007
摘要：最低气温决定了铁塔基础钢材的选型，不同型号钢材的造价也有区别，科学、合理、正确的分析最低气温直接关系到电力工程建设投资的安全性、经济性，在电力工程设计中具有举足轻重的作用。本文以多林～查务500千伏线路新建工程为例，通过高海拔地区自动站最低气温与长期气象站最低气温的差值对线路的最低气温进行修正，为工程设计提供合理的最低气温取值。
关键词：高海拔地区；最低气温；差值；修正
钢材在低温下有脆性破坏的现象，最低气温对钢材的结构性能有很大的影响，直接关系到钢材的安全设计，西藏自治区极端最低气温区间跨度大，仅选用一种钢材是不科学的，不同范围的最低气温应匹配不同的结构钢材，正确选用匹配的钢材直接关系到电力工程建设投资的安全性、经济性，在电力设计工程中具有举足轻重的作用。
1 工程概况
本文选取多林～查务500千伏线路新建工程进行分析。多林～查务段线路长约2×169.9km，途经西藏自治区日喀则市桑珠孜区、萨迦县、拉孜县，海拔高程3700m～4800m之间。
本工程地处中纬度高海拔的西藏高原地区。冬季10月至次年4月由于雅鲁藏布江流域上空为西风急流，地面为冷高压控制，气候寒冷、干燥多大风，低温少雨雪，湿度特别小。本工程途经地区的极端最低气温在-10～-30℃之间，最低气温区间跨度大。
2 低温对结构钢材的影响
结构钢材的机械性能随着温度的不同而有些变化。从常温起，随着温度的降低，钢材的屈服强度、极限强度、弹性模量上升，同时钢材的塑性下降，伸长率、截面收缩率等指标的数值下降。在温度降低至一定程度时，钢材的韧性急剧下降，钢材的破坏形态由韧性破坏转向脆性破坏。
多林～查务500千伏线路新建工程结构专业设计原则：当极端最低温度均不低于-30℃时，本工程系列一、二的铁塔材料采用Q235B、Q345B、Q420B普通规格角钢和大规格角钢；当极端最低温度低于-30℃时，本工程系列三、四、五、六采用Q235B、Q345B普通规格角钢、Q345B大规格角钢以及Q420C高强钢(肢宽≤200mm)，焊接构件应避免采用Q420高强钢；当极端最低温度低于-40℃时，本工程系列七、八采用Q235C、Q345C普通规格角钢及大规格角钢(最大规格为L250×35)和Q420C普通规格角钢。
钢材在低温下有脆性破坏的现象，最低气温对钢材的结构性能有很大的影响，直接关系到钢材的安全设计，本工程途经地区的极端最低气温在-10～-30℃之间，最低气温的范围跨度大，不同范围的最低气温应匹配型号不同的结构钢材。因为关系到电力工程建设投资的安全性、经济性，这就要求水文气象专业提出的最低气温具有科学性、合理性。
3 最低气温取值分析
工程线路附近有日喀则、拉孜、定日、聂拉木气象站，各气象站具有长序列的最低气温实测资料。气象统计一般采用极值Ⅰ型统计方法。
根据日喀则、拉孜、定日、聂拉木气象站历年实测的最低气温资料，利用极值Ⅰ型统计方法，得到各气象站50年一遇最低气温值如表3-1所示。
表3-1 线路沿线各气象站最低气温计算成果表
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气温与海拔之间有一定的关系，一般随着海拔的升高，温度也会随着降低，在标准的大气压下，海拔每升高100m，气温就会下降0.6℃。
日喀则、拉孜、定日、聂拉木气象站（以下简称气象站）均位于城区，四周均有山体环绕或阻挡，对最低气温有一定的影响。本工程线路多位于地形开阔的山区，沿线海拔高程3700m～4800m，因此气象站的统计结果不能准确反映线路地区最低气温的实际情况。为此收集与气象站同年的萨嘎、吉隆、门布乡、亚来乡、通拉山、加措拉山自动站（以下简称自动站）逐年极端最低气温资料，这些自动站多数位于地形开阔的山区，能反应出山区（地形开阔）的最低气温，对工程线路的代表性较好。通过分析自动站逐年极端最低气温与气象站最低气温的最大差值，利用气象站计算的设计重现期最低气温和最大差值来订正自动站的设计重现期气温，见表3-2。
表3-2 线路沿线自动站50年一遇最低气温计算成果表
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根据不同海拔高程的聂拉木、日喀则、定日、门布乡、萨嘎、通拉山、加措拉山自动站设计重现期气温的线性拟合关系，推算线路沿线不同海拔高程的50年一遇设计气温（见表3 -4）。
表3-4 线路沿线不同海拔的设计最低气温参考表
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线路在设计时，可根据线路不同海拔区间确定对应的极端最低气温，从而匹配对应的结构钢材。
4 结语
钢材在低温下有脆性破坏的现象，最低气温对钢材的结构性能有很大的影响，直接关系到钢材的安全设计，最低气温区间跨度大，仅选用一种钢材是不科学的，不同范围的最低气温应匹配不同的结构钢材，正确选用匹配的钢材直接关系到电力工程建设投资的安全性、经济性，在电力设计工程中具有举足轻重的作用。