陈晓东 黄春玲
中国电建集团青海省电力设计院有限公司，青海 西宁 810008
摘要：作为关系到社会稳定与国计民生的工程，确保施工安全质量非常必要。企业是电网工程建设的责任主体，为了确保施工安全质量，在实际运行过程中，应结合工程实际需求，不断地提升自身的技术装备与工艺水平，还需不断强化施工现场管理工作，以便于很好地促进电网工程的发展。
关键词：输电线路；铁塔基础；选型设计；优化思路
引言
在电网工程建设脚步持续推进的背景下，输电塔得到广泛应用，且应用前景一片大好，从初期以木材为主要材料的输电杆，逐渐发展至钢筋水泥杆，目前是以钢材为主导材料的输电塔。为迎合全国联网及电网特高压升级改造的实际要求，输电铁塔上的荷载不断增加，对输电线路铁塔结构设计水平提出更高要求。在高压电路建设中，多种因素会影响其施工质量，故而一定要结合实况对铁塔结构设计方案作出调整、优化，以从根本上保证输电线路工程的建设质量。
1高压输电线路工程的安全管理现状
虽然确保高压输电线路工程质量非常必要，但在实际的高压输电线路工程建设与管理工作中还存在一些有待解决的问题，具体如下：1）缺乏完善的建设施工管理机制与管理措施，一些施工单位并没有完善的管理规范，在发生故障后才着手建设，会加大建设成本。缺乏明确的奖惩制度，导致相关制度在实际工作中执行力度不够，这会直接影响到高压输电线路工程建设质量。2）参建人员缺乏责任感，因对建设质量重视度不够，导致在实际工作中不够认真细致，尤其是在检查与管理工作中没有认真仔细排查，导致其中一些问题或缺陷被忽略，这会对高压输电线路工程的使用寿命造成严重影响。3）相关管理人员的专业技术水平有待提升，因专业性缺乏，导致管理工作质量不高，实际工作中难以准确地判定与排除故障，这会直接影响到高压输电线路工程管理质量
2铁塔结构设计原则
在确定铁塔符合输电线路工程现实运行条件的基础上，还要尽量使其表现出塔重最轻、构造美观、运行维护便捷等特征。这就要求在设计铁塔时，在与构造要求相匹配以后，依照外荷载特征尽量使铁塔各个部件受力明确、传力直接、节点处理简易、材料布置形式符合其自身受力特征。在设计铁塔过程中，应认真遵循“安全、合理、经济”的原则，主要表现在如下几个方面：（1）确保铁塔具有一定强度、稳定性及刚度，进面符合日后安全运行要求。（2）尽量减少钢材的耗用量。（3）构建科学合理、结构简易，传力路径直接、简洁、明了。（4）科学规划分部件与节间，力争将各构件的承载性能充分发挥出来，完善节点。
3输电线路铁塔基础选型设计及其优化思路
3.1杆塔选择的基本要求
杆塔设施的施工是电力工程项目输变电线路施工过程中的基础所在，那么，实际施工过程中，非常重要的一点就是结合施工规范及设计方案选择满足要求的杆塔设施。不同电力工程项目施工现场对于杆塔设施具有不同的要求，具体选择何种类型的杆塔设施还需要综合考虑施工现场的地形。例如，陡坡地形上的杆塔设施应考虑到雨水冲刷因素，为了防止在雨水的冲刷作用下导致杆塔受力畸形，那么，在确立杆塔施工方案时，应避免出现档距孤立现象；而山地地形或丘陵地形的杆塔设施开展建设施工时，不仅要做好当地稳固边坡位置的测量作用，还需要充分考虑紧线拉线、立杆、排杆等方面的因素，以便于后续的焊接施工能够顺利开展；而对于重冰区的杆塔施工，要确保档距设置的均匀性，避免出现档距过小或过大的情况。针对拉线杆塔设施，应对杆塔的实际位置予以明确，防止杆塔出现在池塘边、路边区域，防止出现平线打入的情况。
3.2杆塔塔头形式的选择
杆塔塔头的选择也是设计过程中需要注意的方面，这关系到其结构的稳定以及供电的效果。
常见的输电线路杆塔直线塔的塔头主要有猫头型、酒杯型和羊角型。猫头型和酒杯型适用于单回输电线路，羊角型适用于双回输电线路。输电线路杆塔还有转角塔，转角塔的计算受力比较大，塔头一般是干字型和鼓型，干字型适用于单回输电线路，鼓型塔适用于双回输电线路。
3.3塔身节间布置优化
塔身段主材节间长度布置是否合理要看主材能否充分发挥其材料特性。因为承载能力与主材的长度、截面面积及材料屈服点有关。当主材由强度控制时，主材选取的截面面积（规格）与其所承担的内力成正比，内力愈大，选取截面面积愈大。当主材由稳定控制时，主材规格的选取则不仅与其所承担的内力有关，还与主材本身的长度有关，内力不变时，构件的长度越长，所需规格越大；而长度不变时，内力越大，所需规格也越大。因此，当外荷载一定时，构件计算长度确定合适与否会严重影响其截面的选择，直接影响塔重。最佳的主材计算长度就是主材的强度与稳定相当时的计算长度（即临界长度）。钢材的设计强度越大则临界长度越小，即Q420钢种比Q345钢种的临界长度要小。角钢肢宽在140～160的主材，当采用Q345时，最小轴布置的计算长度取1．3～1．4m最合适，而当采用Q420时，最小轴布置的计算长度取1．2～1．25m最合适；对于角钢肢宽在180～200的主材，当采用Q345时，最小轴布置的计算长度取1．6～1．65m最合适，而当采用Q420时，最小轴布置的计算长度取1．45～1．50m最合适。节间长度的确定还受塔身的分段、接腿及外形尺寸等因素的制约，同时应考虑到节间长度对斜材、辅助材的影响以及腹杆布置形式对主材的内力影响。
3.4优化塔身坡度
在塔身斜材形式等同时，塔身坡度改变会对其主材与斜材形成直接影响。塔高、塔身瓶口宽与塔脚根开是决定坡度的三大指标。在设定塔头形式与呼高后，塔身便是恒定值，此时就需采用塔身瓶口宽与塔脚根开测算塔身坡度，塔身坡度大小和两者差值存在正相关性。当塔身变坡位置宽度值一定时，优化塔身坡度等同于优化铁塔根开，铁塔根开这一指标对塔身主材起到一定调控作用，借此方式影响塔体自重，也和基础作用力大小存在一定关联性。通过计算发现，主材在整塔重中所占比例约为40%，主材是决定塔重高低的主要因素，这提示塔身坡度越小塔体越重。根开伴随塔身坡度增加而加大，而此时主材内力有不同程度的降低，规格相应减小，但在以上的工况中，铁塔斜材长会有一定延长，伴随的是内力加大，作用于斜材规格使其骤然扩增，难以保证施工的低成本性。
3.5杆塔设施的施工技术
杆塔设施施工质量的好坏直接关系到后续项目施工进度及施工质量，而实际上杆塔设施运行过程中的主要作用是承受不同方向的荷载应力，为了确保杆塔设施的稳固性，应严格按照电力工程施工内容及相关要求来开展施工，防止在电力系统运行过程中因应力问题导致故障。应对杆塔设施埋入现场土地的实际深度予认真测算，确保杆塔设施埋入深度合理，并要在埋入后用混凝土材料固定，之后进行夯实与回填施工。不同形式杆塔设施，其具体施工要求也有所不同，如不配备电线的电杆设施或是铁塔设施在施工中主要承受着上拔的工程应力，在开展基础施工作业时，回填夯实工作应确保土壤夯实度超过原始土层的80%，且混凝土材料浇筑的杆塔设施则应该超过原始土层部分的70%左右。
结束语
近年来，我国电力工业的发展迅速，电力行业已成为促进我国经济发展的一个非常重要的产业。但在发展过程中，也应看到中国的电力设施建设中还存在许多不足，需要采取相关措施，不断完善。输电塔是输电线路的重要组成部分，因此其设计质量直接影响到输电线路的正常运行，因此，塔的优化设计也应引起有关人员的重视。
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