摘要：本文提出了鋼管桿設(shè)計(jì)的基本原則和使用范圍，通過對(duì)銅管桿的設(shè)計(jì)實(shí)踐和經(jīng)濟(jì)比較，并根據(jù)施工和運(yùn)行反饋的信息，簡(jiǎn)單論述鋼管桿的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：鋼管桿；輸電線路

中圖分類號(hào)：TM753 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000-8136(2009)24-0032—02

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，用電量驟增，城區(qū)輸變電工程數(shù)量增多，建設(shè)的高壓線路將越來越多。目前采用的送電線路有兩種：一種是電力電纜，它采用特殊加工制造而成的電纜線，埋沒于地下或敷設(shè)在電纜隧道中；另一種是最常見的架空線路，它一般使用無絕緣的裸導(dǎo)線，通過立于地面的桿塔作為支持物，將導(dǎo)線用絕緣子懸架于桿塔上。由于電纜價(jià)格較貴，因此，我國目前絕大部分高壓輸電線路都采用架空線路。鋼管桿以其相對(duì)于常規(guī)角鋼鐵塔占地面積小、外形美觀、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易、施工方便、運(yùn)行安全可靠、維護(hù)工作量少的特點(diǎn)，在新城區(qū)的高壓架空線路中得到了廣泛的應(yīng)用。

110 kV橫縣。六景線路工程線路起自220 kV橫縣變，終至110 kV六景變，線路直線距離為38km，大致呈東西偏北走向，全線路均在橫縣境內(nèi)。該工程的施工圖設(shè)計(jì)中，為了配合城市規(guī)劃，美化城市環(huán)境，根據(jù)實(shí)際情況，本工程在六景工業(yè)園區(qū)內(nèi)采用鋼管塔沿規(guī)劃道路綠化帶走線。

1 設(shè)計(jì)思路

本工程設(shè)計(jì)的原則是遵循《110 kV～500 kV架空送電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》(DL／T5092—1999)、《架空送電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》(DL／T5154—2002)和《架空送電線路鋼管桿設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》(DL／T5130—2001)的要求以及其他相關(guān)的技術(shù)規(guī)范，結(jié)合本工程的具體情況，考慮既經(jīng)濟(jì)合理，又方便加工、施工及運(yùn)行維護(hù)，同時(shí)兼顧環(huán)境保護(hù)等方面的有利因素。線路所通過的六景工業(yè)園區(qū)地段靠近城市規(guī)劃道路，城建規(guī)劃要求較多，線路走廊狹窄，可征地面積少，因此采用加工制造容易，施工方便，運(yùn)行安全可靠。占地面積少，易于滿足城建規(guī)劃要求的鋼管桿。

2 設(shè)計(jì)用氣象條件

參考《廣西區(qū)架空送電線路設(shè)計(jì)計(jì)算用氣象條件區(qū)劃分》資料，結(jié)合附近已有線路的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，本線路屬Ia無冰弱風(fēng)區(qū)，設(shè)計(jì)采用的氣象條件，最高氣溫：400℃，最低氣溫：－50℃，最大風(fēng)速：23．5 m／s，覆冰0 mm。

3 鋼管桿使用條件的確定

3．1 導(dǎo)線、接地線型號(hào)

根據(jù)本工程初步設(shè)計(jì)審查批復(fù)文件，本工程設(shè)計(jì)使用鋼管桿部分為單回路，選擇的導(dǎo)線為LGJ－300／40鋼芯鋁絞線地線型號(hào)：本工程采用兩根地線，選用GJ－50鋼絞線。

3．2 使用檔距的確定

考慮到本段線路為城區(qū)線路，地形平坦，因而不同塔位的水平檔距、垂直檔距分散性不大，因此將鋼管桿的設(shè)計(jì)使用檔距確定為：水平檔距為100 m，垂直檔距為120 m。

3．3 最大呼稱高的確定

本線路沿城市規(guī)劃花帶架設(shè)，花帶有綠化樹木通信線及在變電站出線1 km處跨越良圻一六景110 kv線路的情況，同時(shí)為了城市美觀，將最大呼稱高定得太小，無疑將會(huì)制約鋼管桿的使用。但是，將最大呼稱高定得過高，又會(huì)使全塔的材料指標(biāo)相應(yīng)增加。經(jīng)過試算在不會(huì)導(dǎo)致桿塔單基指標(biāo)明顯增大的前提下，將鋼管桿的呼稱高定為：耐張轉(zhuǎn)角呼稱高27 m，直線段呼稱高27m～33m。

4 桿型選擇及優(yōu)化設(shè)計(jì)

4．1 桿型選擇

鋼管桿選擇是桿塔設(shè)計(jì)的核心。一個(gè)鋼管桿是否安全可靠，結(jié)構(gòu)是否簡(jiǎn)單合理、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是否先進(jìn)，外型與環(huán)境是否協(xié)調(diào)、美觀，這都決定于鋼管桿型的選擇。采用拔梢多邊形的桿段組成，桿段采用法蘭相連，避免施工焊接，有利于保護(hù)主桿鍍鋅層不受破壞。該桿型優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受力清楚，占地面積少，易于滿足城建規(guī)劃要求，且在城市線路中，較美觀；鋼管桿由橫擔(dān)、桿身、法蘭三部分組成。

4．2 桿身主柱

鋼管桿主柱受鋼模長度、直徑的限制，可根據(jù)結(jié)構(gòu)受力、變形等要求，較隨意調(diào)整桿段的長度、坡度、壁厚等設(shè)計(jì)參數(shù)，設(shè)計(jì)更趨于合理化。

4．3 橫擔(dān)形式

橫擔(dān)采用變形截面型式，為了節(jié)省材料及充分利用電氣間隙，從頂部到根部為變形截面，增加了桿型的整體美觀性。橫擔(dān)不宜直接與桿身連接。在荷載的作用下，橫擔(dān)根部的受壓部位易產(chǎn)生應(yīng)力集中，使局部受壓，尤其桿身上段，一般管壁較薄，在集中外力作用下容易使局部壓曲，加大壁厚又不經(jīng)濟(jì)。因此，橫擔(dān)與桿身的連接處，應(yīng)進(jìn)行局部補(bǔ)強(qiáng)，具體辦法是在桿身上焊接靴梁支座，使橫擔(dān)傳來的外力得以分散，以避免桿體局部壓曲。

4．4 法蘭

在桿身連接時(shí)采用剛性法蘭連接，即帶肋法蘭。受力時(shí)法蘭盤、法蘭肋板和螺栓同時(shí)作用，法蘭盤不允許發(fā)生變形。這種連接剛度較好，在連接處可視為無任何變形。

4．5 基礎(chǔ)

通常鋼管桿的基礎(chǔ)包括鉆孔灌注樁基礎(chǔ)和臺(tái)階式基礎(chǔ)，本工程將根據(jù)地質(zhì)情況，鋼管桿采用灌注樁基礎(chǔ)；在進(jìn)行樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，首先要滿足基本構(gòu)造要求；樁的入土深度要大于6 m，至少有3 m長樁身埋在較好的土層；且因城鎮(zhèn)地下管線較多，進(jìn)行機(jī)械開挖孔灌注樁基礎(chǔ)時(shí)，地下1 m須人工挖掘，注意有無其他地下管線，以避免損壞地下管線。

5 鋼管桿的特點(diǎn)

鋼管桿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，構(gòu)件小，具有較低的風(fēng)載體形系數(shù)，作用在鋼管桿桿身上的風(fēng)荷載比鐵塔小得多，并且鋼管桿具有良好的柔性，以上特陛，大大有利于確保其在強(qiáng)風(fēng)作用下的安全性。

隨著土地日顯緊張，為提高土地效益，城市規(guī)劃部門一般提供狹窄的高壓線路走廊或利用綠化帶作為高壓架空線路的通道，普通自立式鐵塔因?yàn)楦_寬，需要比較大的走廊，占的位置多，不適合在受限制的走廊內(nèi)架設(shè)。如在同一路徑上鋪設(shè)電纜線路，則投資非常大，工程建設(shè)單位往往難于接受。鋼管桿因?yàn)闂U徑小，占地少需要的走廊比較小，而且可以在4 m～6 m的綠化帶內(nèi)方便地架設(shè)。因而能滿足在走廊受限制地區(qū)架設(shè)架空線路的需要。

加工安裝方便。鋼管桿采用分件加工運(yùn)輸，現(xiàn)場(chǎng)組裝，加工安裝方便。從施工反饋的信息得知，與鐵塔相比，鋼管桿還有以下優(yōu)點(diǎn)：省去了塔位平降基工序；桿塔組立方便。這些都說明了鋼管桿在方便施工、加快工程進(jìn)度方面具有很大的優(yōu)勢(shì)。

城市的市容越來越受到重視，鋼管桿由于結(jié)構(gòu)勻稱，線條明快，配上機(jī)翼型的橫擔(dān)，動(dòng)感十足，令人耳目一新，如再涂上城市的主色調(diào)不但不會(huì)影響景觀，反而對(duì)周圍的景觀起到美化、協(xié)調(diào)的作用。因而可以廣泛應(yīng)用于風(fēng)景區(qū)和城市中心。由于現(xiàn)階段鋼管桿的鋼材一般采用Q235、Q345，強(qiáng)度不大，不適用于多回路大容量的送電線路，因此必然要采用更高強(qiáng)度的鋼材，設(shè)計(jì)出荷載大的鋼管桿。而且目前我國送電線路中鋼材費(fèi)用占了工程費(fèi)用的主體，因此現(xiàn)階段鋼管桿一般應(yīng)用于城郊結(jié)合區(qū)域，有走廊限制的地帶，而不適宜在農(nóng)村或走廊無限制的地區(qū)推廣。