架空输电线路钢管塔设计技术规定.pdf
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ICS27100P62备案号:
J11782011口L中华人民共和国电力行业标准PDLT52542010架空输电线路钢管塔设计技术规定11echnicalregulation0fdesignforsteeltubulartowerstructuresofoverheadtransmissionline20110109发布20110501实施国家能源局发布1范围DL,T52542010本标准规定了架空输电线路钢管塔设计的基本原则和相关设计方法。
本标准适用于新建110kV750kV架空输电线路钢管塔结构设计。
对已投运输电线路的改造和扩建项目,可根据具体情况和运行经验参照本标准有关条文执行。
DL,T525420102规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GBl200镀锌钢绞线GBl300焊接用钢丝GB30981紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱GB30982紧固件机械性能螺母GB5313厚度方向性能钢板GB50009200J建筑结构荷载规范(2006版)GB500172003钢结构设计规范GB501352006高耸结构设计规范GB502052003钢结构工程施工质量验收规范GB505452010110kV750kv架空输电线路设计规范GB厂r699优质碳素结构钢GB厂r700碳素结构钢GB厂r1591低合金结构钢GB厂r3077合金结构钢GB厂r5117碳钢焊条GB厂r5118低合金钢焊条GB厂r5293埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂GB厂r12470低合金钢埋弧焊用焊剂JGJ812002建筑钢结构焊接技术规程DL厂r6462006输变电钢管结构制造技术条件DI,r76442002输电线路铁塔及电力金具紧固用冷镦热浸镀锌螺栓与螺母2DL,T52542010DL厂r5154-2002架空送电线路杆塔结构设计技术规定DL,r5“o__2009重覆冰架空输电线路设计技术规程cECS236:
2008钢结构单管通信塔技术规程3DL,T525420103术语和符号下列术语和符号适用于本标准。
31术语311钢管塔steeI佃bmartower塔身主材用钢管构件,其他构件用钢管或圆钢、型钢、拉线组成的空间塔架结构。
312插入式铜管stlIb连接钢管塔与基础的钢管连接件,上端与塔腿主材连接,下端直接插入基础立柱中。
313长短腿uequmIegextension为适应各塔腿间的地形高差而设计成不同长度的塔腿。
314无缝钢管seamkss墨tI嘲tIIb用热轧生产工艺成形的管壁无焊接的钢管。
315直缝焊管stedpip髓莉也曩bngI佃dinmweM采用电阻焊(ERw)或埋弧焊(sAw)工艺生产的直缝焊接钢管。
316法兰型式type0fnan萨有劲法兰钢管与平面法兰盘之间通过附加劲板以T型焊缝连接的法兰型式,通常也称为刚性祛兰。
4DL,T52542010无劲法兰钢管与平面法兰盘之间仅以内外两圈环向焊缝连接的法兰型式,通常也称为柔性法兰。
带颈对焊法兰使用带有凸颈法兰盘,并以环向对接焊缝与钢管连接的法兰型式。
32符号4钢管塔的轮廓面积或构件毛截面面积:
一。
构件承受风压的投影面积计算值;爿。
构件净截面面积;。
格构式构件单肢净截面面积;一。
格构式构件单肢毛截面面积;血绝缘子串承受风压面积计算值;a钢管塔迎风面宽度、缀板中心间的距离;丑覆冰时风荷载增大系数;占R有效弯曲半径;6钢管塔迎风面与背风面之间距离;C结构或构件的裂缝宽度或变形的规定限值或从中和轴至计算点的距离:
cx、ci从中和轴至计算点在z轴和y轴的投影距离;C确定最大扭转剪应力的参数:
D圆形构件断面平均直径:
Do钢管外径,圆的外直径或多边形两对应边、外边至外边的距离:
卜导线或地线的外径或覆冰时的计算外径(分裂导线取所有子导线外径的总和)或螺栓杆直径、圆断面杆件直径、钢管主管的外径;吐铜管支管的外径;4螺栓或锚栓在螺纹处的有效直径;P偏心距;5DL,T52542们06E钢材的弹性系数;_厂钢材的强度设计值或螺栓、锚栓抗拉强度设计值;五“、“对接焊缝的抗压、抗拉强度设计值;角焊缝的强度设计值;p、五。
螺栓的抗剪和构件的承压强度设计值;p、刀螺栓、锚栓的抗拉强度设计值;五钢材的屈服强度;钢材的抗拉强度;工钢材的抗剪强度设计值;G钢材的剪变模量;Gk永久荷载标准值;日钢管塔全高:
地面起至钢管塔计算点高度:
k角焊缝的有效厚度;臃角焊缝的焊脚尺寸;,x、,Y绕x轴和y轴惯性矩;J多边形或圆形断面极惯性矩:
x构件长细比修正系数;凰构件换算长细比;厶构件计算长度;厶杆塔的水平档距;厶焊缝计算长度;M弯矩设计值;。
法兰板板中最大弯矩:
蝎(、尬f绕X轴和y轴截面弯矩:
m因偏心引起的构件强度折减系数;|N压杆稳定强度折减系数;mM受弯构件稳定强度折减系数;DL,T52542010轴心拉力或压力设计值:
州二法兰盘受力最大的一个螺栓的拉力;嘤、雌、嵋、W、嚷、醒、娼、器、坛、钢管相贯焊接计算时,主管节点承载力设计值vEx欧拉临界力;、t每个螺栓所承受的剪力或拉力:
P每个锚栓受拉承载力设计值;肿、肘、肘每个螺栓的受剪、受拉或承压承载力设计值;n螺栓数量、格构式构件断面单肢数目;vm截面弯矩在格构式构件单肢中引起的轴力;承剪面数目;Qm第f项可变荷载标准值;Q忸确定最大弯曲剪应力的参数;口法兰板板上均布荷载;R结构构件的抗力设计值:
毋法兰板之间顶力;,回转半径;r2铜管外壁半径;s格构式构件肢件轴线间距、螺栓的间距;K永久荷载标准值的效应;s缸第项可变荷载标准值的效应;昆。
重力荷载代表值的效应;shk水平地震作用标准值的效应;品vK竖向地震作用标准值的效应;SEoK导、地线张力可变荷载的代表值效应:
s“抗震计算时风荷载标准值的效应;r拉力或扭矩;f构件厚度:
7DL,T525420108y基准高度的风速、剪力;M分配到一个缀板面的剪力;钢管构件的起振临界风速;啊。
毛截面抗弯模量:
厮绝缘子串风荷载标准值;矾构件净截面的抗弯模量;矾基准风压标准值;矾钢管塔风荷载标准值;阡0、阡k风垂直于塔身侧面及正面吹时,塔身风荷载标准值:
降0风垂直于横担正面吹时,横担风荷载标准值;阡孓垂直于导线及地线方向的水平风荷载标准值或对z轴的截面抗弯模量;蹄,Y对r轴的截面抗弯模量;K螺栓中心到旋转轴的距离;y1受力最大螺栓中心到旋转轴的距离;口风压不均匀系数或X轴和多边形顶角之间的夹角;屈500kv和750kV输电线路导线及地线风荷载调整系数;屠正面角焊缝的强度设计值增大系数;屈钢管塔风荷载调整系数;屁。
弯矩作用平面内的构件等效弯矩系数;p风向与导线或地线方向之间的夹角,度;或两螺栓间的圆心角,弧度;6I钢管支管轴线与主管轴线的夹角;对钢管塔背风面荷载降低系数;鸽钢管塔构件的体型系鼓;衄导线或地线的体型系数:
现,T525420坩此风压高度变化系数;矿擤缝正应力;f焊缝剪应力:
诉垂直于焊缝长度方向的应力:
鼋沿焊缝长度方向的剪应力;可变荷载组合系数;抗震基本组合中的风荷载组合系数;矿“、甄、机用于计算钢管相贯焊接节点承载力的参数轴心受压构件稳定系数;卜法兰板的厚度或变形的规定限值;每钢材拉伸伸长率;籀铜管塔结构重要性系数:
掐永久荷载分项系数;第i项可变荷载分项系数;,E0重力荷载分项系数;y卧m水平、竖向地震作用分项系数;胁导、地线张力可变荷载的分项综合系数:
拖承载力抗震调整系数。
9DL,T525420104总则401本标准遵照GB5054520lO的设计原则编制。
4D2输电线路钢管塔设计采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,用可靠度指标度量结构的可靠度。
在规定的各种荷载组合下或各种变形或裂缝的限制条件下,满足线路安全可靠运行的要求。
403输电线路钢管塔设计应贯彻国家的基本建设方针和技术经济政策,做到安全可靠、技术合理、经济适用、环境友好。
404输电线路钢管塔设计,应从实际出发,结合地区特点,积极慎重地推广采用新技术、新材料、新工艺、新结构型式,当缺乏实践经验时,应经过试验验证。
405在输电线路钢管塔设计中,除应执行本标准外。
尚应符合现行有关国家标准、电力行业标准的规定。
105荷载51一般规定DL,T52542010511荷载分类:
1永久荷载:
导线及地线、绝缘子及其附件、钢管塔结构、各种固定设备、基础以及土石方等的重力荷载;拉线或纤绳的初始张力,土压力及预应力等荷载。
2可变荷载:
风和冰(雪)荷载;导线、地线及拉线的张力;安装检修的各种附加荷载;结构变形引起的次生荷载咀及各种振动动力荷载。
512荷载作用方向:
l钢管塔的作用荷载分为横向荷载、纵向荷载和垂直荷载。
2钢管塔的风荷载应按以下风向要求进行计算。
1)悬垂型塔应计算与线路方向轴线成O。
、454(或60。
)及90。
的三种基本风速的风向;2)耐张型塔除计算90。
风向外,还应根据转角情况、塔高情况、横担情况和导线情况综合判断计算其他风向的必要;3)终端塔除计算90。
风向外,还需计算O。
风向的不利情况;4)悬垂转角塔和小角度耐张转角塔还应考虑与导、地线张力的横向分力相反的风向;5)特殊塔(如分支塔)应按照实际情况计算最不利风向。
513风向与导、地线方向或塔面成夹角时,导线、地线风载在垂直和顺线条方向的分量,塔身和横担风载在塔面两垂直方向的l】DLT52542010分量按表513选用。
寰513角度风吹时风荷载分配表风向角线条风荷载塔身风荷载水平横担风葡载一鲁注(。
)fr并rJy00025职0阢畋04240424兮端4SO5矾015矾04。
07v_J!
r(阡备+辟k)(酽;+斥0)0747既043l阡醛铲075矾004辟k07Hk毋叶_+O“9帮k十0144辟090吼0K00开k0注l:
矗r分别为垂直与粮导、地线方向风荷蕺的分量;注2:
巩为风垂直导、地缠方向吹时,导、地线风荷载标准值,按式(58-1)计算l注孔印k、分别为风垂直于。
a”面及”面欢时,塔身风荷载标准值按式(571)计算;注4:
为风垂直于横担正面吹时,横担风荷载标准值,按式(57-I)计算。
514各类钢管塔均应计算线路正常运行情况、断线(含分裂导线时纵向不平衡张力)、不均匀覆冰情况和安装情况下的荷载组合,必要时尚应验算地震等情况。
515计算曲线型钢管塔时,应考虑沿高度方向不同时出现最大风速的不利情况。
516外壁坡度小于2的圆锥形构件或圆筒形钢管构件,应考虑风激横向振动的效应,必要时应采取适当的防护或控制措施。
517各类钢管塔在断线情况下的断线张力(或纵向不平衡张力),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。
518防串倒的加强型塔,除按常规悬垂型塔工况计算外,还应按所有导地线同侧有断线张力(或不平衡张力)计算,断线张力(或不平衡张力)按表533取值。
519本标准荷载对导线覆冰仅考虑设计冰厚为10mm及以下轻冰区的情况,对设计冰厚大于10mm的情况,还应满足D岍12DLT525420105440一2009的要求。
52正常运行情况521各类钢管塔的正常运行情况,应计算下列荷载组合:
1基本风速、无冰、未断线(包括最小垂直荷载和最大水平荷载组合)。
2设计覆冰、相应风速及气温、未断线。
3最低气温、无冰、无风、未断线(适用于终端和转角塔)。
53断线情况531悬垂型塔(不含大跨越悬垂型塔)的断线(含分裂导线的纵向不平衡张力)情况,应按一5、有冰、无风的气象条件,计算下列荷载组合:
l单回路塔:
断任意一根导线(或任意一相导线有不平衡张力),地线未断;断任意一根地线,导线未断。
2双回路塔:
同一档内,断任意两根导线(或任意两相导线有不平衡张力);断根地线和任意一根导线(或一相导线有不平衡张力)。
3多回路塔:
同一档内,断任意三根导线(或任意三相导线有不平衡张力)断一根地线和任意两根导线(或两相导线有不平衡张力)。
532耐张型塔的断线(含分裂导线的纵向不平衡张力)情况应按一5、有冰、无风的气象条件,计算下列荷载组合:
l单回路和双回路塔:
同一档内,断两根地线、导线未断;断任意一根地线和任意一根导线(或任意一相有纵向不平衡张力);断任意两根导线(或任意两相有纵向不平衡张力)、地线未断。
2多回路塔:
同一档内。
断两根地线和一根导线;断任意一根地线和任意两根导线(或任意两相有纵向不平衡张力);断任意DLT52542010三根导线(或任意三相有纵向不平衡张力)、地线未断。
533对于10mm及以下的冰区导、地线的断线张力或不平衡张力应不低于表533值,垂直荷载取100设计覆冰时的荷载。
囊533lO哪及l;c下冰区导线、地线断线张力(或分裂导线的纵向不平衡张力)取位裹断线张力或分裂导线的纵向不平衡张力(量大使用张力的百分数)悬垂塔导线耐张塔导线地形地线双分裂单导线取分裂导线双分裂单导线以上导线及以上导线平丘I502520l70山妯l503025l7054不均匀覆冰情况54110m冰区各类钢管塔不均匀覆冰工况应计算所有导、地线同时同向有不均匀张力,使钢管塔承受最大的弯矩的荷载组合,按一5、有不均匀冰、lD“s风速的气象条件计算,导、地线不平衡张力应不低于表541值。
垂直荷载按不小于75设计覆冰荷载计算。
5425恤冰区及无冰区的各类钢管塔可不计算不均匀覆冰工况。
1455安装情况DL,T52542010551各类钢管塔的安装情况,应按10ln,s风速、无冰、相应气温的气象条件下考虑下列荷载组合:
l悬垂型塔的安装荷载:
1)提升导线、地线及其附件时的作用荷载。
包括提升导、地线、绝缘子和金具等重量(宜按2O倍计算)和安装工人和工具的附加荷载,提升时应考虑动力系数11,附加荷载可按表551选用。
表551附加荷毒标准值刖电压导线地线kv悬垂型塔耐张型塔悬垂型塔耐张塑塔llO15201Ol52203303545202D500750406O202O2)导线及地线锚线作业时的作用荷载。
锚线对地夹角应不大于20。
,正在锚线相的张力应考虑动力系数11。
挂线点垂直荷载取锚线张力的垂直分量和导、地线重力和附加荷载之和,纵向不平衡张力分别取导、地线张力与锚线张力纵向分量之差。
2耐张型塔的安装荷载:
1)导线及地线荷载;锚塔:
锚地线时,相邻档内的导线及地线均未架设;锚导线时,在同档内的地线已架设。
紧线塔:
紧地线时,相邻档内的地线已架设或未架设同档内的导线均未架设;紧导线时,同档内的地线已架设,相邻档内的导线已架设或未架设。
DL,T525420102)临时拉线所产生的荷载:
锚塔和紧线塔均允许计及临时拉线的作用,临时拉线对地夹角不应大于45。
,其方向与导、地线方向一致,临时拉线按平衡导、地线张力的30考虑。
对四分裂导线,临时拉线最大平衡张力按标准值30I洲考虑:
对六分裂及以上导线,临时拉线最大平衡张力按标准值40l洲考虑。
地线临时拉线的最大平衡张力按标准值5kN考虑。
3)紧线牵引绳产生的荷载:
紧线牵引绳对地夹角按不大于20。
考虑,计算紧线张力时应计及导、地线的初伸长、施工误差和过牵引的影响。
4)安装时的附加荷载:
可按表551选用。
552导线、地线的架设次序,宜按自上而下地逐相(根)架设考虑。
对于双回路及多回路塔,应按实际需要,考虑分期架设的情况。
553与水平面夹角不大于30。
、而且可以上人的钢管塔构件,应能承受设计值1000N人重荷载,此时,不与其他荷载组合。
554终端塔应计及变电所(或升压站)一侧导线及地线已架设或未架设的情况。
56验算情况561位于抗震设防烈度为九度及以上地区的各类钢管塔均应进行抗震验算。
验算条件:
有风、无冰、未断线。
562各类钢管塔的验算覆冰荷载情况,按验算冰厚、一5、有风、未断线计算,并计入塔位高差、档距不等所引起导线、地线的不平衡张力。
57钢管塔风荷载的标准值钢管塔风荷载的标准值,应按下式计算:
16DL,T52542010矾=矾儿肚屈口一s既=y2,1600(571)(572)式中:
巩杆塔风荷载标准值,kN;耽基准风压标准值,kN抽2,应根据基准高度的风速矿计算;风压高度变化系数,基准高度为lOm的风压高度变化系数按表571的规定确定:
鸬构件的体型系数对于型钢(角钢、槽钢、工字型和方钢)构件组成的塔架,风取13(1+柙);由圆断面杆件组成的塔架,当地矾O003时,脶值按型钢塔架的风值乘08采用;当胁甄扩O02l时,胁值按型钢塔架的岛值乘06采用;当0003总扩O021时,肚值按插入法计算;d圆断面杆件直径,m;对塔架背风面荷载降低系数,按表572选用:
压钢管塔风荷载调整系数(对钢管塔本身,当塔高不超过60m时,应按照表573对全高采用一个系数:
当塔高超过60m时,应按现行国家规范GB50009200l建筑结构荷载规范采用由下到上逐段增大的数值,但其加权平均值不应小于16。
对基础,当塔高不超过60m时,应取1O;60m及以上时宜采用由下到上逐段增大的数值,但其加权平均值不应小于13):
口覆冰时塔身风荷载增大系数(5冰区取11、lOIm冰区取12);。
构件承受风压投影面积计算值,mz;y基准高度的风速,In,s。
17DL,T52542010寰571风压高度变化系披风离地面或地面粗糙度类别海平面高度ABCD5117I074062062151521140740配20l631250科06230l蚰l42l062加l92l56113073SO203I671250暑4212I77135O”70220l86145l028022719515411l帅2342021-62l19l2柏2170l27l2“233203l6l2283261230l9225029928025421933122972752453SO312312294268枷31231231229l450312312312312注:
地面粗糙度共别:
A类指近海面和海岛、海岸、湖岸及沙滇地区;B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区zc类指有密集建筑群的城市市区;D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。
DL,T52542010裹572钢蕾塔背风面风载降低系数日01OjO300511-0O850690s403921O0920770620舶注1:
一钢管塔的轮廓面积;口离管塔迎风面宽度;6钢管塔迎风面与背风面之间距离:
注2z中间值可按线性插入法计算表57_3钢管塔风荷载调整系散区(用于杆塔本身)钢管塔全高日2030405060五lOl25135l_516注l:
中间值按插入法计算。
注2:
表中数值适用于高度与根开之比为4658导线及地线风荷载的标准值导线及地线风荷载的标准值,应按下式计算:
贩=盯矾肫脚展d厶晚s甜口(581)式中:
职垂直于导线及地线方向的水平风荷载标准值,kN;口风压不均匀系数,应根据设计基本风速,按照表581、表58-2确定;虞500kV和750kV输电线路导线及地线风荷载调整系数,仅用于计算作用于钢管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),屈应按照表581确定;其他电压级的线路鼠取1O;越c导线或地线的体型系数:
线径小于17mm或覆冰时9DL,T525420,0(不论线径大小)应取触=12;线径大于或等于17衄,胁c取11;d导线或地线的外径或覆冰时的计算外径;分裂导线取所有子导线外径的总和,m;厶钢管塔的水平档距,m;岛覆冰时线条风荷载增大系数,5冰区取11、10衄冰区取12:
占风向与导线或地线方向之间的夹角,(。
)。
表581风压不均匀系数口和导地线风载调整系数虞风速r2020Fr1640205205120钢材0235370406020020011560l加190190110衰606(续)DL,T52542010N犀度或直径抗压和抗拉抗剪孔壁承压1抗弯163103101510163529529517049003453550265440501002502501454151635035020553016”3”335190j10钢材Q3帅”503】5315ls048050I295295170帖0163803帅2205酮16353603鲫210535042035503柏3帅1955lO50l325325185480标称直径48级2170420D39镀锌翱58级标称直径螺520D392柏210制螺栓杆标称直径承(C缓)68级300240压6帅D39标称直径88级柏030D8D39Q23S铜外径161Q3邪钢外径16锚栓号优质外径16190碳素钢45号优质碳素锕外径16215注】:
20号铜无缝铜管的强度设计值可按啦取用。
注2:
88级高强度蠕睦应具有A类(生性性能)和B类(虢)试验项目的合格证明。
适用于构件上栓靖距大于等于ljd(d为曩栓直径)DL,T52542010607拉线宜采用镀锌钢绞线,
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- 架空 输电 线路 钢管 设计 技术 规定