探析輸電線路跨越鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計

時間:2022-11-04 02:51:46

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探析輸電線路跨越鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計

摘要:大跨越鐵塔結(jié)構(gòu)是輸電線路中的重要支撐部分,但是其存在成本較高的問題。對現(xiàn)階段輸電線路大跨越鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計進行分析,找出合理有效的優(yōu)化措施,這對我國電力工程的未來發(fā)展意義重大。

關(guān)鍵詞:輸電線路;大跨越;鐵塔結(jié)構(gòu)

我國電力工程的主要任務(wù)是進行電能的生產(chǎn)與運輸,因此輸電線的效率將直接影響工程的質(zhì)量。電能是一種較為危險的能源物質(zhì),在對其運輸?shù)倪^程中要注意保證安全性。一般情況下,輸電線路處于較高的位置,在進行設(shè)計時,需要考慮穩(wěn)定性,大跨越鐵塔結(jié)構(gòu)就是一種較為常見的支撐結(jié)構(gòu),在輸電線路中有著較好的應(yīng)用。在工程設(shè)計過程中,要根據(jù)現(xiàn)實情況對這一結(jié)構(gòu)進行簡單調(diào)整,使其在發(fā)揮作用的同時,降低所需成本。

1輸電線路大跨越鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展概況

1.1輸電線路大跨越鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計的原理

與其他結(jié)構(gòu)類型不同,輸電線路大跨越鐵塔結(jié)構(gòu)可以保證高空中的穩(wěn)定性,因此,重視該結(jié)構(gòu)設(shè)計的原理至關(guān)重要。輸電線路具有一定的重量,在進行遠距離傳輸?shù)倪^程中,輸電線自身的重量及環(huán)境因素都會影響其穩(wěn)定性,要想保證輸電線得到有效支撐,就需要設(shè)計合理的結(jié)構(gòu)。鐵塔結(jié)構(gòu)能夠較好地改變輸電線自身受力情況,在遇到較惡劣天氣等環(huán)境因素干擾時,可以通過受力的合理分配減少危險情況的發(fā)生。在采用輸電線路大跨越鐵塔結(jié)構(gòu)時,還存在一些問題,尤其是施工成本較高。該結(jié)構(gòu)的施工較為復(fù)雜,在整個工程中耗時較長,導(dǎo)致其資金投入較高。輸電線路大跨越鐵塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計也需要有待加強,目前一些電力工程不能根據(jù)實際情況以及基本條件進行設(shè)計,例如一些地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)具有土層較淺的特點,所以在預(yù)埋過程時要采用淺埋方式,這樣在一定程度上就會影響到大跨越鐵塔結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。這時最有效的措施就是增大基礎(chǔ)地板面積,從而使其增加與地面的接觸面積,達到提高自身穩(wěn)定性的目的。

1.2重視輸電線路大跨越鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計的必要性

在日常生活及生產(chǎn)過程中,電能的使用已經(jīng)滲透到方方面面,我們對于電能的依賴逐漸加強,因此,要進一步促進我國電力工程的發(fā)展。首先,要從電能的生產(chǎn)及電能的傳輸兩方面入手。輸電線路大跨越鐵塔結(jié)構(gòu)是電能傳輸過程的研究重點,在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上,對這一設(shè)計進行完善不僅可提升電力工程的整體質(zhì)量,還能節(jié)約設(shè)計所需成本,為我國現(xiàn)代化經(jīng)濟建設(shè)起到積極的推動作用。

2輸電線路大跨越鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要注意的問題

2.1日常環(huán)境腐蝕的威脅

輸電線路大跨越鐵塔結(jié)構(gòu)常年暴露于外界環(huán)境中,因此,日常環(huán)境腐蝕作用是設(shè)計該結(jié)構(gòu)時需要注意的主要內(nèi)容。輸電線路大跨越鐵塔結(jié)構(gòu)中的主要材質(zhì)是鐵,這種物質(zhì)具有易于氧化的特點。日常外界環(huán)境中的氧氣含量較高,因此大跨越鐵塔結(jié)構(gòu)極易發(fā)生腐蝕,在天氣條件的共同作用下,會進一步加快鐵塔結(jié)構(gòu)的腐蝕。被腐蝕后的鐵塔,其承重能力遭到嚴重削弱,會導(dǎo)致輸電線路的安全穩(wěn)定性受到嚴重威脅。想要避免日常環(huán)境腐蝕,最常見的方法是涂漆,能夠較好地隔絕鐵塔周圍與氧氣的接觸,從而保證穩(wěn)定性。

2.2雨季雷擊的威脅

在夏季,雷雨天氣較為常見,輸電線路大跨越鐵塔結(jié)構(gòu)就可能受到雷擊的威脅。雷電具有較大能量,在擊中鐵塔結(jié)構(gòu)時,可能通過導(dǎo)電物質(zhì)進一步進入輸電線路中,這樣將引發(fā)嚴重的短路現(xiàn)象,嚴重的甚至將引發(fā)火災(zāi)等。在雨季,要加強對鐵塔結(jié)構(gòu)的避雷裝置檢查,例如:在合理位置安裝避雷針,這樣在遭受雷擊時可以及時將強電流引入大地,有效避免危險事故的發(fā)生。

2.3冬季暴雪的威脅

冬季天氣轉(zhuǎn)冷,北方地區(qū)極易出現(xiàn)暴雪等天氣,這對輸電線路大跨越鐵塔結(jié)構(gòu)來說也將產(chǎn)生較大威脅。輸電線路自身的重量較大,在發(fā)生暴雪時,短時間內(nèi)就會使輸電線上堆積大量的雪,這樣鐵塔結(jié)構(gòu)需要承受的重量進一步增大,很容易產(chǎn)生坍塌情況。有時在冬季暴雪期間,溫度變化波動較大,下雪時溫度偏高會引發(fā)雪的融化,但是在短時間內(nèi)溫度會迅速降低,這時輸電線路大跨越鐵塔結(jié)構(gòu)中就會出現(xiàn)結(jié)冰狀況,這對其穩(wěn)定性將產(chǎn)生巨大干擾,對居民的用電安全十分不利。

2.4地震的威脅

地震是一種較為常見的自然災(zāi)害,由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地殼的運動,導(dǎo)致不同地區(qū)地震時有發(fā)生。在發(fā)生地震的過程中,巨大震動將使建筑結(jié)構(gòu)嚴重破壞,輸電線路大跨越鐵塔結(jié)構(gòu)也會在地震中發(fā)生形變,嚴重時甚至發(fā)生倒塌情況。目前,我國對于地震的預(yù)測工作還有待進一步完善,想要防止地震對輸電線路大跨越鐵塔結(jié)構(gòu)造成威脅,就要從加強鐵塔自身穩(wěn)定性入手,對其結(jié)構(gòu)進行合理加固,使其能承受更大的振動,從而在地震中降低坍塌的可能性。

3輸電線路大跨越鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本技術(shù)

3.1完善曲臂傳遞縱向荷載

在輸電線路大跨越鐵塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計中,完善曲臂傳遞縱向荷載是首要的技術(shù)內(nèi)容,鐵塔結(jié)構(gòu)的曲臂具有較多的功能,從實際作用來說,曲臂可以對鐵塔縱向支撐部分進行壓力的分擔(dān),使輸電線的重量得到較好的平衡,這樣不僅能有利于輸電的遠距離傳輸,同時還能保證輸電過程的穩(wěn)定性。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計具有較高的審美性,可以使輸電線路為城市增添獨特的風(fēng)景。

3.2加強塔頭鉸結(jié)點位置的合理選擇

在輸電線路大跨越鐵塔結(jié)構(gòu)中,塔頭鉸結(jié)合點的位置至關(guān)重要,不同位置的選擇會使其受力狀況發(fā)生較大改變。在施工過程中,塔頭鉸合點要根據(jù)工程要求及實際情況進行考慮,剛性結(jié)點與其他類型結(jié)點相比,具有穩(wěn)定性較好的優(yōu)勢,但是在施工過程中需要的原料量較大。

3.3合理布置導(dǎo)線橫擔(dān)下平面斜材

在輸電線路大跨越鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計中,需要重視導(dǎo)線橫擔(dān)下平面斜材的合理布置。一般情況下,斜材的位置在橫擔(dān)之上,這種直接受力的方式對于鐵塔結(jié)構(gòu)來說容易增加縱向荷載,需要在中間增加其他結(jié)構(gòu)對產(chǎn)生的荷載進行分擔(dān),從而提高輸電線路大跨越鐵塔結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3.4注重大坡度塔身

從理論上來說,輸電線路大跨越鐵塔結(jié)構(gòu)的塔身坡度越小,其能夠承受的壓力也越高。但是坡度小將導(dǎo)致鐵塔結(jié)構(gòu)施工所需材料增加,工程成本增加,不利于電力工程的未來發(fā)展。大坡度塔身是近年來電力工程輸電線路大跨越鐵塔結(jié)構(gòu)研究的重點內(nèi)容,在安全范圍之內(nèi)增加塔身的坡度,既不會影響穩(wěn)定性,還能節(jié)約施工材料,這對于輸電線路大跨越鐵塔結(jié)構(gòu)的發(fā)展意義重大。

3.5重視偏心問題

在設(shè)計輸電線路大跨越鐵塔結(jié)構(gòu)的過程中,應(yīng)重視偏心問題,導(dǎo)致該問題的主要原因是斜材連接不當(dāng)以及單包鐵接頭的使用。想要避免偏心狀況,需要施工人員嚴格按照設(shè)計內(nèi)容施工,對各結(jié)構(gòu)的連接接頭進行檢查,從而提高鐵塔結(jié)構(gòu)的平衡性與穩(wěn)定性。

4結(jié)語

在未來發(fā)展中,進一步加強與完善輸電線路大跨越鐵塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計十分重要,提高輸電線路的穩(wěn)定性是增強用電安全和輸電效率的前提,相信經(jīng)過電力工程人員的不斷努力,能夠?qū)崿F(xiàn)這一基本目標。

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作者:張澤徐 單位:國網(wǎng)黑龍江省送變電工程有限公司