送电线路钢管杆基础设计

送电线路钢管杆基础设计

刘亮亮

（国网河南长葛市供电公司河南长葛461500）

摘要：由于送电线路基础将长期承受拉压交变外力作用，且抗拔和抗倾覆稳定性通常是其设计控制条件，在开挖回填基础类中，如果回填土强度得不到保证，则回填土与坑壁间不能形成固结作用，受拉力荷载作用时不能形成抗拔倒锥体，且变形大，抗拔承载力降低。原状土掏挖基础充分利用了原状土承载力高、变形小的优点，施工过程中避免了大开挖，减少了对环境的破坏，避免了对原状土的过分扰动，使原状土内摩擦角和凝聚强度得以充分发挥，从而大幅度提高基础抗拔能力。

关键词：送电线路；钢管杆；基础设计

1送电线路钢管杆基础设计的主要考虑因素

1.1运行安全

送电线路基础设计的优劣关系整条线路的安全运行，一旦某个铁塔基础出现塌陷、滑坡、拔出等安全事故，整条线路运行将面临瘫痪。应针对不同的基础负荷、地质及地形条件因地制宜选择合理基础型式，不仅是降低工程成本的需要，同时也为线路的安全运行提供了必要的保障。

1.2造价合理

杆塔基础作为送电线路的重要组成部分，其造价、工期和劳动消耗量在整个线路工程中占很大比重。据有关资料统计：在整个一般送电线路工程建设中，基础工期约占一半、基础运输量约占60%、费用约占15%～35%。为了减少高压送电线路杆塔基础的混凝土和钢筋用量，缩短建设工期，降低工程建设费用，应因地制宜地选用合理的基础型式。

1.3环境保护

送电线路中，各个塔位的微地形相当复杂，地质条件各不相同，工程建设会对自然环境造成一定的影响，设计应根据塔位不同的地质、地形及周边环境，选择合适的基础型式。不同的基础型式具有不同的特点，承载能力、材料耗量、石方量以及对环境的影响等各不相同，充分利用各型基础的优点，尽量达到减少土石方，将工程对环境的影响减小到最小程度。

1.4施工方便

送电线路由于具有杆塔基础的特殊性和施工现场的分散性，又受多变的地形、地质、运输条件的限制和影响，一般大型施工机具难以进入现场，钢筋、混凝土等基础原材料运输困难。另外线路基础所处位置的地形地貌情况复杂，传统建筑地基基础的检测方法与手段的应用会受到不同程度限制，导致送电线路地基基础检测技术水平在一定程度上落后于其它行业。这就要求在进行新型基础设计的同时，还应考虑施工的可行性，不仅要降低工程造价，还要考虑施工的劳动强度，施工能否实现，能否保证施工质量。

2送电线路钢管杆基础设计要点

2.1杆型规划

杆型的规划决定着荷载的大小，而荷载作用是钢管杆设计中的决定因素，因此，杆型规划对工程造价的影响很大。在杆型规划时，首先应配合电气专业综合分析该工程的路径、沿线地形、地质、地物及跨越的障碍物等，确定杆型的经济呼高及档距。转角杆的角度划分是耐张杆规划中的重要环节，角度力往往控制转角杆的选材，一般以20°划分一档。如果该工程路径曲折系数大，转角数量多且角度使用广，可对角度划分进一步细化，可按10°一档划分。在钢管杆设计时，杆型的规划相当关键，需综合、全面的分析和考虑。

2.2几何尺寸

钢管杆的锥度、梢径、截面形状、杆段划分是钢管杆设计的直接影响因素。（1）锥度和梢径。锥度由钢管杆所受荷载的大小决定，钢管杆所受荷载越大，弯矩包络图斜率就越大，从而需要越大的锥度以保证受力合理。同时由于挠度控制的要求，需要合理的锥度来满足挠度要求，而锥度过大又会导致根径过大，既浪费材料又影响美观。稍径的大小直接影响着整个杆身的尺寸，稍径的取值既要满足构造要求，又要满足挠度要求。通过反复计算比较及历年的设计经验。在设计中，取值由荷载的大小决定，单回路小截面导线靠近下限进行取值，双回路、多回路、大截面导线可靠近上限取值。

（2）截面形状。常用钢管杆有环形截面和多边形截面。钢管杆的挠度与截面惯性矩成反比，在同一荷载下，钢管截面越趋于环形，挠度越小。从力学角度分析，环形截面优于多边形截面。虽然环形截面在加工上也可实现，但较多边形截面难度大，且环焊缝较多，因此在实际工程中常采用多边形截面。110kV单回路直线杆和0°～40°转角杆多采用八边形截面，双回、多回或40°～90°单回转角杆多采用十二边形截面。220kV单回路直线杆和0°～40°转角杆多采用十二边形截面，双回、多回或40°～90°单回转角杆多采用十六边形截面。

（3）杆段划分。钢管杆壁厚由上至下逐渐增大，需分为若干段，因受运输、镀锌和模型压制的限制，杆段长一般不超过12m。杆段太长不宜运输和加工，太短连接点太多，增加了杆重。在设计时，需要对杆段长度反复试算，使得每段杆件受力均匀，这样不但满足了安全要求，也优化出了最佳塔重。通常每段长度宜在10m左右。

2.3合理选材

钢管杆的钢材一般采用Q235、Q345两种，以上两种钢材的材料性能可满足大多数的工程条件。对于220kV大截面导线、双回路的杆身选用Q345钢时，钢管杆则较重，在挠度可控、最低温度不低于-40℃时，部分杆段可采用Q420钢，可有效降低杆重。

2.4控制杆身挠度的其他方法

由于钢管杆构件规格常由挠度控制，在计算时只能通过加大杆身尺寸来满足挠度要求。一般使用钢管杆就是因为廊道狭窄，场地有限。在遇到多回路或高电压等级时，计算出来的钢管杆根径很大，以至于施工场地不够。在钢管杆的下段使用钢管混凝土，即在杆段下部组立完成后在钢管内满浇混凝土，这样大大提高了杆身的刚度，有效地减小了杆身的挠度，从而减小了杆身尺寸。一般城区商混很方便，这种方式施工操作性很强，是一种实用的设计方法。

3结语

在送电线路工程中，杆塔基础的主要作用是保证杆塔在水平荷载、垂直荷载、事故断线张力及其他外力的作用下，具有较为理想的稳定性，不发生上拔、下沉、倾覆或倾倒的现象，所以，在送电线路工程杆塔基础施工中，必须加强对于施工技术问题的深入研究与探讨，并且加强施工前期、中期、后期的技术控制，从而保障施工作业的顺利完成。

参考文献

[1]潘康.送电线路施工过程中杆塔基础的改型和优化[J].安徽电力.2013，30（2）：50-51.

[2]郭志刚.关于送电线路设计和工程造价的探讨[J].山西建筑.2012，38（1）：258-259.