500kV双回路钢管杆应用探讨

500kV双回路钢管杆应用探讨

陈泽纲

（中国能源建设集团广东火电工程有限公司广州510735）

摘要：在东莞虎门滨海大道线路迁改500kV沙广甲乙线线路迁改，沿着规划的滨海大道绿化带和人行道走线应用500kV双回路钢管杆塔型，解决了减少线路走廊占用土地资源、优化城市规划的难题，并有效地节约了成本。

关键词：500kV双回路钢管杆；减少占地

1引言

随着城市建设的不断发展，土地资源紧缺及环保要求不断提高，对于在城市市区的高压输电线路施工建设，面临着路径影响当地规划、走廊占用土地资源，协调难度大等现状。为了配合城市景观，在虎门镇中心区域段的架空部分采用双回路钢管杆的杆塔形式。该系列杆塔采用Q460高强钢双柱直线杆的结构形式：根开小（仅相当于110kV根开占地）、线条简洁，整体造型新颖、美观大方，能满足各方面要求，但杆件单重大（最重达9吨多），结构长（最长12m），全高高（最高72.6m）。

首次在南网境内应用500kV双回路钢管杆，从工程理论分析、模型建立、数值分析、节点试验、真型试验等多方面进行验证，以确保使用是安全可靠、经济环保的。

2关键技术

（1）结构型式。在大风速、多回路、大荷载情况下，单杆钢管杆已不能承载。针对杆塔所受荷载的特点研究双杆或多杆截面形状以及双杆或多杆的布置形式。

（2）挠度。包括最大挠度。钢管杆刚度相对较小、挠度较大，研究杆塔顶部挠度，使产生的影响在可接受的范围内。

（3）焊接。高强钢的焊接性能是杆塔设计和制造部门比较关心的一个问题。必须进行焊接工艺评定

（4）局部稳定。钢管杆大部分杆件为受弯构件，特别是连接处的应力集中情况、加工质量等都会对局部失稳造成很大的影响

（5）节点试验和真型试验。为检验Q460钢管施焊工艺可靠性和在加载情况下连接节点(钢管杆相贯焊接、法兰连接等)承载能力的可靠性，以及理论计算值与试验实测值之间的符合性，应进行试验验证。

3500kV双回路钢管杆简介

3.1直线杆为双杆(45m呼高为例)主材采用椭圆性断面(主要为了解决杆的纵向刚度(顺线路方向)问题。)，Q460C钢材；横担为燕翅型横担，Q345钢材。变坡位以上宽度2m，变坡位以下渐变为4m。管径正面Φ500mm~1000mm，侧面Φ650mm~2150mm，最大壁厚20mm。主杆之间的连杆采用方形截面，用方形法兰相连接。以解决横梁尺寸过大，与主管不匹配的问题。

单线图、效果图、照片如下所示（如图1，图2）。

3.2转角杆为四杆(GSJ451-36为例)，主裁采用正12边形断面，Q460C钢材；横担为直横担，Q345材质。变坡位以上宽度正面3m，侧面2m；变坡位以下渐变为正面6m，侧面4m。管径为Φ500mm~800mm，最大壁厚16mm。通过采用Q460钢材、跑道型截面、方形横梁和法兰等新技术和新材料，可以在一定程度上降低了钢管杆的单基重量。对于虎门滨海大道工程，全线共计40基钢管杆，比采用Q345共节约塔材721.2吨，节约塔材投资108.5万元

图1

直线钢管杆模型（双杆）转角钢管杆模型（四杆）

图2

4节点和真型试验

4.1节点试验主要结论

（1）对于大型方形法兰，在弯剪作用下，法兰螺栓群的受拉分界线在支管中心靠法兰受压侧一个螺栓（本次试验支管尺寸分别为为600X500和480X400），如图2：

（2）对于跑道型截面长直边的稳定问题。参照我国钢结构设计规范(GB50017-2003)中4.3.8对箱型截面的要求计算宽厚比为限值28.6。根据节点试验结果，长直边宽厚比为31.7和28.7时，其实际极限承载力与理论强度极限承载力相当。由于试件数量少，仍然建议工程设计按照我国规范规定的28.7来取值。

（3）方形法兰的破坏最先出现在受压和受拉区域的加劲板(四个角处)，如下图所示。建议工程设计中，在主管内加环向加劲肋，增大主管刚度。对主管与支管相连部分的肋板加强，加大肋板与主管连接长度，减小肋板对主管传递的压力（单位面积上），提高肋板的刚度和局部稳定性。防止肋板局部屈曲的提前发生。

直线钢管杆成品（双杆）转角钢管杆成品（四杆）

图4

4.2真型试验结论

（1）工况下，实测的位移和应变值与理论值符合的较好，证明设计是正确无误的。

（2）试验超载致115%，杆底主管并无明显的屈服破坏。说明设计是安全可靠的，并有一定的裕度。

（3）0度大风工况下，直线双杆的位移较大，折算到标准值为2.865m。考虑是在市区中走线，应根据工程需要适当提高长期挠度和最大挠度的要求。

5结束语

新型双回路钢管杆的应用，减少了对周围环境的负面影响，美化了城市景观，使电力规划建设充分与城市景观融为一体，将为今后类似城市电力规划建设提供积极的借鉴意义。

参考文献

[1]GB.50545-2010110kV～750kV架空输电线路设计规范.北京：中国计划出版社，2010.

[2]张殿生.电力工程高压送电线路设计手册：（第二版）北京：中国电力出版社，2011.

作者简介

陈泽纲（1982），男。工程师，研究方向为输电线路工程专业。E-mail：gpecczg@163.com。