地线风荷载计算公式 由钢管构件组成的塔架整体计算时的μ 地线的覆冰厚度一般比导线要厚 3)当0．003＜μ 提出了风压不均匀系数的取值要求 10．1．18 10．1．7 10．1．8 断任意一根地线 应根据雷诺数Re的不同情况进行横风向风振(旋涡脱落)校核 安装检修的各种附加荷载 对悬垂塔和耐张塔 当杆塔全高不超过60m时 L 本条规定了各类杆塔的安装荷载 杆塔风荷载调整系数β ——杆塔风荷载标准值(kN) ·μ 式中 ——绝缘子串承受风压面积计算值(m 线路侧导线的纵向不平衡张力相对很大 杆塔的作用荷载宜分解为横向荷载 用以校验和提高线路在稀有的验算覆冰情况下的抗冰能力 W 总高度超过60m的杆塔 1．6 断线(含导线的纵向不平衡张力)情况和安装情况的荷载组合是各类杆塔的基本荷载组合 不均匀覆冰的导 紧导线时 杆塔风荷载调整系数β 它的荷载特点是在过载冰的运行情况下 ·μ 10．1．16 动力系数宜采用1．1 导线或地线锚线作业时 S 必要时尚应验算地震等稀有情况 使杆塔承受最大弯矩情况 20mm冰区取1．8 在冰凌过载条件下产生的 为简化荷载分类 10．1．11 应按下列公式计算 C 10．1．5 绝缘子串风荷载的标准值应按下式计算 10．1．17 5mm冰区宜取1．1 是非常有效的一种方法 杆塔荷载 相邻档内的导线可已架设或未架设 2)计算导线及地线锚线作业时的作用荷载时 垂直荷载是垂直于地面方向的荷载 附加荷载标准值(kN) o 10．1．19 1 值乘0．6采用 地线最小不平衡张力(％) 当无冰且线径大于或等于17mm时 导线或地线的体型系数μ 应取1．3(1＋η) ＝V 10．1．20 ·d 各类杆塔的验算覆冰荷载情况 p 式中 应符合表10．1．18-1的规定 其跨距取杆件的水平投影长度 ——风压高度变化系数 1 无风的气象条件计算下列荷载组合 即按塔位实际情况 鉴于验算覆冰荷载出现概率很小 表10．1．21 μ 地线同侧有断线张力(或纵向不平衡张力)计算 主要在于弥补设计条件的不足 有冰 2 并做了局部调整 Z——对地高度(m) 表10．1．7 一般情况由90°风向控制 杆件应力不能大于材料的强度设计值 地线断线张力取值均为100％最大使用张力 提升导 因此 C类指有密集建筑群的城市市区 导线或地线的体型系数μ 本条是根据以往实际工程设计经验确定的 虽然目前要精确地计算振动力尚有困难 可按《建筑结构荷载规范》GB 杆塔风荷载的标准值应按下式计算 地线及拉线的张力 并应按同一档内 S 3 2 不列偶然荷载 地线不平衡张力取值适用于档距550m 1 I 单回路杆塔可参考表54取值 本规范规定的断线张力(或纵向不平衡张力)和不均匀覆冰情况下的不平衡张力值已考虑了动力影响 Z 计算公式10．1．22是根据我国电力部门设计经验确定的 S 通过对各国风偏间隙校验用风压不均匀系数的分析 起吊导 S 值 地线最小断线张力(含纵向不平衡张力)(％) 位于地震烈度为9度及以上地区的各类杆塔均应进行抗震验算 导线 可变荷载应包括风和冰(雪)荷载 地线同时同向有不平衡张力 表10．1．23风压高度变化系数μ 50068-2001 要分别考虑一极导线有纵向不平衡张力情况或同一档内断一根地线和一极导线有纵向不平衡张力的情况 无风的气象条件 从历次冰灾事故情况来看 B为覆冰工况时 地线未断 同时存在较大的不平衡张力 海岸 适当提高导 10．1．1 式中 10．1．3 ／1600 是参照国外的设计经验和国内部分设计单位的实践经验 μ 超过该条件时要按实际情况进行计算 其他风向(90°或45°)可根据实际塔位转角情况而定 A类指近海面和海岛 国外的规范中也有类似的规定 可将1000N作为集中荷载 乡村 要在设计文件中说明 注 S 结构变形引起的次生荷载以及各种振动动力荷载 SC 校验杆塔大风工况电气间隙时 (10．1．22) 地线最小断线张力(含纵向不平衡张力)的取值应符合表10．1．7规定的导 仅用于计算作用于杆塔上的导线及地线风荷载(不含导线及地线张力弧垂计算和风偏角计算) 未断线(适用于终端和转角杆塔) 有些参数不容易得到 杆塔荷载及材料 10．1．21 10．1．19～10．1．21 地线的过牵引 而仍用“荷载”来表述 地线的不平衡张力取值(占最大使用张力的百分数)比导线要大 还应按所有导地线同侧有断线张力(含纵向不平衡张力)计算 D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区 2 加强型悬垂型杆塔除按常规悬垂型杆塔工况计算外 地线最大使用张力的百分数 2 应符合下列规定 应符合下列规定 结合输电结构的特点 土压力及预应力等荷载 Z 杆塔结构构件 为计算方便 10．1．6 同时为与习惯称谓一致 即校验杆塔电气间隙时 ·μ L 对于耐张分支塔等特殊杆塔结构 Z 近年来500kV线路事故频率较高 50135的有关规定 ＝1．0 ——导线 Z A SC ·W 10．1．1 单回路杆塔风荷载调整系数β 应按验算冰厚 应能承受设计值1000N的人重荷载 (10．1．18-1) 注 S B类指田野 杆塔风荷载调整系数βZ应取1．0 10．1．10 S 无冰 基准高度为10m的风压高度变化系数应符合表10．1．23的规定 10．1．7 除了0°风向和90°风向的荷载工况外 不考虑系数B 杆塔的横担轴线是垂直于线路方向中心线或线路转角的平分线 X 1)锚塔在锚地线时 Z h 当线路工程所处气象区有覆冰条件时 1)当μ Z 应符合表10．1．18-1的规定 其β 50009的规定计算受风面积A 为便于设计 取对杆塔效应的50％ 无冰区段和5mm冰区段可不计算由不均匀覆冰情况引起的不平衡张力 o W 风压不均匀系数α和导地线风载调整系数β h 由于倒塔断线引起相邻档的铁塔被拉到的现象不少 因此 对于较长的耐张段之间适当布置防串倒的加强型悬垂型杆塔 15mm冰区宜取1．3 ＝W 当考虑杆件相互遮挡影响时 断线工况均考虑同一档内断线(或导线有纵向不平衡张力) 值是参考化工塔架的设计经验 其方向应与导 各类杆塔的正常运行情况 按角钢塔架的μ W 20mm及以上冰区宜取1．5～2．0 10．1．22 (用于杆塔本身)应按表10．1．21对全高采用一个系数 临时拉线按平衡导线张力标准值宜按40kN考虑 2 中间值应按插入法计算 ·W 地线的架设宜先架设地线再架设导线 ·β 不均匀覆冰情况和安装情况下的荷载组合 50009-2001第7．2．1条文 如果某些杆件不考虑上人 o 还要计算不均匀覆冰的情况 此时 地线 杆塔荷载 －5℃ 各类杆塔均应计算线路正常运行情况 应取1．2 为了有效控制冰灾事故的进一步扩大 表10．1．8 Z (2)对耐张型杆塔 1 铁塔的某些构件(例如部分V型串的横担构件或部分塔身侧面斜材)可能由最小垂直荷载组合控制 地线具有同期同方向的特性 在正常运行工况中已经考虑了线路侧未架的情况 同时应按－5℃ 地线的荷载如果考虑避免安装荷载(包括检修荷载)控制杆件选材 档距不小于550m时取0．61 A S 永久荷载应包括导线及地线 表10．1．13 10 应按－5℃ ) o 地线及绝缘子覆冰后风荷载增大系数 故只考虑正常运行和所有导 ——导线 值应按角钢塔架的μ 注 垂直冰荷载宜取75％设计覆冰荷载 因此 10．1．2 ——垂直于导线及地线方向的水平风荷载标准值(kN) (16) 基本风速 地线时采用转向滑轮示意图 10．1．17 10m／s风速 故不再考虑断线和最大扭矩的组合情况 C 10．1．4 与水平面夹角不大于30° 表10．1．18-1 锚线对地夹角不宜大于20° 应取1．1 10．1．9 ·sin p 单独校验承受1000N人重荷载 附加荷载标准值可按表10．1．13的规定确定 有发生动力放大作用的可能 分类原则是根据现行国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 10m／s风速的气象条件计算 X 杆塔风荷载调整系数βZ宜采用由下到上逐段增大的数值 SC 杆塔风荷载调整系数β 绝缘子和金具等重力荷载(导线按1．5倍计算 4)安装时的附加荷载标准值可按表10．1．13取值 地线重力和附加荷载之和 10．1．13 注 对基础的β 临时拉线对地夹角不应大于45℃ ——基准风压标准值(kN／m 水平和接近水平的杆件 不均匀覆冰荷载组合 (3)对于终端杆塔 主要是考虑脉动风振的影响 10mm及以下冰区导线 10．1．22 以提高杆塔的纵向抗弯能力 绝缘子及其附件 值应按插入法计算 无冰 表10．1．20 Z 耐张型杆塔的基本风速工况 10．1 正常运行情况 各类杆塔均应计算所有导 式中 地线及其附件时发生的荷载 地线风荷载计算公式中风压调整系数β Z 有冰 任意一极导线有纵向不平衡张力进行荷载计算 表10．1．8中不均匀覆冰的导 10．1．9 一般取大于50％垂直档距的线条重力 且随风速增大而增大 2008年的严重冰灾在湖南 当铁塔为钢管和角钢等不同类型截面组成的混合结构时 其前后档的张力一般相差较大 杆塔风荷载调整系数β C 断任意一根地线 Z 计算紧线张力时应考虑导 以往线路已有工程经验 2 外壁坡度小于2％的圆筒形结构或圆管构件 导 风偏角计算和其他电压等级线路的荷载计算都不必考虑β 防串倒的加强型悬垂型塔 W 验算覆冰荷载情况是作为正常设计情况之外的补充计算条件提出来的 A为塔架轮廓面积 设计覆冰 风荷载的增大系数 耐张型杆塔的安装荷载应符合下列规定 圆管构件在以往的工程中曾出现过激振现象 地线张力与锚线张力纵向分量之差 对宽度较大或迎风面积增加较大的计算段(例如横担 ·B 应符合表10．1．23的规定 应按本规范第10．1．21条的规定选用 但由于风速 (2)悬垂型杆塔基本风速工况 表10．1．23 值应按角钢塔架的μ 将属这类性质的断线张力及安装荷载等也列入了可变荷载 ·d 3 B 2 地线的特性确定 同档内的导线应均未架设 1 ·μ 应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 导线无纵向不平衡张力 (1)对悬垂型杆塔 计算曲线型铁塔时 应计算下列荷载组合 地线风荷载调整系数 1．18-2的规定 但其加权平均值不应小于1．3 1 ≥0．021时 1 起吊导 无风 杆件视为简支梁 因为工程实践计算分析表明 10mm冰区取1．2 C 3)紧线牵引绳对地夹角宜按不大于20°考虑 当杆塔全高不超过60m时 SC 结合我国运行经验 此外 相邻档内的导线及地线应均未架设 50009的有关规定确定 1000kV淮南-上海(皖电东送)特高压交流线路工程钢管塔的体型系数为0．85(1＋η) 考虑阵风在高度方向的差异对曲线型铁塔斜材产生的不利影响 导 校验时 断线(含纵向不平衡张力)情况 荷载分类宜符合下列要求 S 10．1．18 S 乘以0．6～0．8采用 3 并应符合下列规定 Z 当覆冰时 未断线 但是 Z 10．1．15 应考虑沿高度方向不同时出现最大风速的不利情况 施工误差和初伸长引起的张力增大系数由电气专业根据导 ——构件承受风压投影面积计算值(m －1)／2＋1 而不与其他荷载组合 当无冰且线径小于17mm时 1 ＝α·W 有的振动已引起杆件的破坏 d为钢管直径(m) SC 未断线的正常运行情况要分别考虑最大垂直荷载和最小垂直荷载两种组合 2 d——导线或地线的外径或覆冰时的计算外径 (3)考虑到终端杆塔荷载的特点是不论转角范围大小 10mm冰区不均匀覆冰的导 μ ——构件覆冰后风荷载增大系数 ·B 20mm以上冰区取2．0～2．5 表54 本条规定参考了现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 以上导线 ——杆塔的水平档距(m) 根据现行国家标准《高耸结构设计规范》GB 1 应按下列规定取值 特别是较高的大跨越杆塔 各类杆塔的安装情况 2 正在锚线相的张力宜采用动力系数1．1 Z 本条是根据以往实际工程设计经验确定的 不采用该标准中所用的“作用”术语 o 10．1．8 可以参照现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 10mm冰区宜取1．2 宜采用由下而上逐段增大的数值 μ 但对于电线本身的张力弧垂计算 挂线点处的线条重力由于前后塔位高差对其影响较大 50135关于塔架结构体型系数取值的规定 应符合表10. 所有导 但是 4 无冰区和5mm冰区可不考虑不均匀覆冰情况引起的不平衡张力 对于平坦或稍有起伏的地形 45°及90°三种风向的荷载工况 β I 湖岸及沙漠地区 由于换流站侧导线的纵向不平衡张力很小 10．1．3 b为塔架迎风面与背风面之间距离 将起吊荷载控制在导 ·β 杆塔 2 相邻档内的地线可已架设或未架设 这项不平衡张力是由于现场档距不等 ＝W 地线重量的1．5倍以内是可行的 对自立式铁塔 杆塔风荷载计算公式和绝缘子串风荷载计算公式中均有系数B 当实际工程气象条件无冰时 η中间值可按线性插入法计算 当杆塔全高超过60m时 可以上人的铁塔构件 杆塔本身风压调整系数β β I 规定终端杆塔还需计算基本风速的零度风向 塔架背风面风载降低系数η 构件的体型系数μ 丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区 导线及地线的水平风荷载的标准值和基准风压标准值 10． 施工误差和过牵引的影响 o B 其中 耐张型杆塔的断线(含纵向不平衡张力)情况应按－5℃ Z 2 应按不同类型杆件迎风面积分别计算或按照杆塔迎风面积加权平均计算μ 本条规定了荷载的作用方向 地线时采用转向滑轮(图10)等措施 Z 地线按2．0倍计算) 杆塔上各种固定设备 ·d (10．1．19) 相应风速及气温 纵向荷载和垂直荷载 要在设计文件中加以说明 一般可参照现行国家标准《高耸结构设计规范》GB 即β S 表10．1．18-2 本条规定了荷载的分类 塔架背风面风载降低系数η应符合表10．1．20的规定 导线或地线的体型系数μ 地线荷载对降低线路的倒塔事故率也有一定帮助 基本风速 对一般高度的杆塔在全高度内采用单一系数 10．1．15 各类杆塔在断线情况下的断线张力(含纵向不平衡张力) 1 钢管塔体型系数μ 故对于不均匀覆冰情况 表中数值适用于高度与根开之比为4～6 是考虑特高压线路因绝缘子串较长 μ 高差不超过15％的使用条件 将基础重力列入永久荷载 悬垂型杆塔 但其加权平均值不应小于1．6 分裂导线取所有子导线外径的总和(m) 江西和浙江等省份均有发生串倒的现象 要分别考虑一极导线有纵向不平衡张力情况或断一根地线的情况 仅仅用于计算覆冰风荷载之用 S 45°风向和60°风向对杆塔控制杆件产生的效应很接近 S 一般取垂直档距较大一侧的线条重力 10．1．14 (1)一般情况 10．1．5 S 地线的初伸长 W 纵向不平衡张力应分别取导 10．1．14 即取β 相应气温的气象条件计算荷载组合 2)当μ 地面粗糙度类别可分为 Z 2 Z S 角钢塔体型系数μ 10 2 α为塔架迎风面宽度 ＜0．021时 应取1．2 档距不大于200m时取0．8 导 ) 式中 10．1．10 终端杆塔应考虑换流站一侧导线及地线已架设或未架设的情况 以提高该塔的纵向承载能力 1 ·B 有时候可能由60°风向控制 参照其中反映风压不均匀系数随档距变化规律的德国和日本系数曲线 基础以及土体等的重力荷载 10．1．12 导线 α——风压不均匀系数 地线最小不平衡张力取值应符合表10．1．8的规定 地线方向一致 要按最低气温 悬垂型杆塔(不含大跨越悬垂型杆塔)的断线(含纵向不平衡张力)情况 横向荷载是沿横担轴线方向的荷载 值乘0．8采用 计算其他工况的风荷载时 断线(含导线的纵向不平衡张力)情况 无冰 ≤0．003时 ——构件的体型系数 无冰 在以往500kV线路和大跨越钢管塔设计中采用的体型系数为0．82(1＋η) 应按10m／s风速 2)锚塔和紧线塔均应允许考虑临时拉线的作用 塔型的影响 也称埃菲尔效应 2 4 10．1．23 无风计算 45°风向有时也会控制塔身主材 考虑到使用上方便 地线同时同向有不均匀覆冰的不平衡张力 3 校验杆塔大风工况电气间隙时的风压不均匀系数α ·A 因此 未断线(包括最小垂直荷载和最大横向荷载组合) 除按常规悬垂型塔工况计算外 ＝(β 地线临时拉线按平衡地线张力标准值宜按10kN考虑 ——导线或地线的体型系数 因此对直流线路终端塔只需考虑线路侧地线断线或导线有纵向不平衡张力情况即可 ·d·L ·μ 风压高度变化系数μ 对跳线α宜取1．2 o 基 10．1 10mm及以下冰区导线 S o μ 同档内的地线应已架设 纵向荷载是垂直于横担轴线方向的荷载 50009的规定采用由下到上逐段增大的数值 2 C 档距在200m～550m之间风压不均匀系数α按下式计算 最低气温 还应按所有导 按下列公式计算得出 当杆塔全高超过60m时 ——杆塔的水平档距(m) Z 10．1．11 W 悬垂型杆塔的安装荷载应符合下列规定 子导线多 参照了±800kV向家坝至上海特高压直流线路工程取值 塔高 (10．1．18-2) W 1)提升导线 挂线点垂直荷载取锚线张力的垂直分量和导 ·W I 杆塔设计时 杆塔荷载及材料 以及不均匀覆冰情况下的不平衡张力均应按静态荷载计算 安装工人和工具的附加荷载 15mm冰区取1．6 不论线路工程处于何种气象区都要计算 2 ——绝缘子串风荷载标准值(kN) 通常计算0° 要考虑纵向弯矩组合情况 W 10．1．13 应包括提升导 一般可将与水平面夹角不大于30°的杆件视为接近水平的杆件 地线同时同向有不平衡张力考虑 还要根据实际情况判断其他风向控制构件的可能性 紧线塔在紧地线时 S 杆塔风荷载调整系数β ——杆塔风荷载调整系数 ·A Z 10．1．12 锚导线时 应按静态荷载计算 风压高度变化系数μ 图10 丛林 在同档内的地线应已架设 θ——风向与导线或地线方向之间的夹角(°) V——基准高度为10m的风速(m／s) ) 5mm冰区取1．1 不应与其他荷载组合 对塔身为矩形截面或者特别高的杆塔等结构 10．1．2 垂直冰荷载应取100％设计覆冰荷载 微波天线等)要给予适当加大 基础设计时 地线及其附件时的作用荷载 10．1．4 对60m及以上杆塔为1．3 2 Z 为了提高地线支架的承载能力 2 10．1．23 任意一极导线有纵向不平衡张力 α＝0.50＋60/L θ S 悬垂型杆塔提升导 C Z 无冰 取对60m以下杆塔为1．0