500kv輸電線路 課程設(shè)計(jì)

1、專業(yè)課程設(shè)計(jì)（線路）設(shè)計(jì)報(bào)告500kV架空輸電線路設(shè)計(jì)班級： 機(jī)械0807班 姓名：日期： 2011-9-3 華北電力大學(xué)機(jī)械工程系目錄 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc302864848 專業(yè)課程設(shè)計(jì)（線路）設(shè)計(jì)報(bào)告 PAGEREF _Toc302864848 h 1 HYPERLINK l _Toc302864849 1.概述 PAGEREF _Toc302864849 h 1 HYPERLINK l _Toc302864850 1.1課程設(shè)計(jì)的目的 PAGEREF _Toc302864850 h 1 HYPERLINK l _Toc302864851 1.

2、2課程設(shè)計(jì)任務(wù) PAGEREF _Toc302864851 h 1 HYPERLINK l _Toc302864852 2設(shè)計(jì)題目及要求 PAGEREF _Toc302864852 h 2 HYPERLINK l _Toc302864853 2.1設(shè)計(jì)題目 PAGEREF _Toc302864853 h 2 HYPERLINK l _Toc302864854 2.2設(shè)計(jì)參數(shù) PAGEREF _Toc302864854 h 2 HYPERLINK l _Toc302864855 氣象條件 PAGEREF _Toc302864855 h 2 HYPERLINK l _Toc302864856 導(dǎo)地

3、線參數(shù) PAGEREF _Toc302864856 h 2 HYPERLINK l _Toc302864859 污穢等級 PAGEREF _Toc302864859 h 3 HYPERLINK l _Toc302864860 設(shè)計(jì)檔距 PAGEREF _Toc302864860 h 3 HYPERLINK l _Toc302864861 鐵塔塔形 PAGEREF _Toc302864861 h 3 HYPERLINK l _Toc302864862 鐵塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)條件 PAGEREF _Toc302864862 h 3 HYPERLINK l _Toc302864863 3.設(shè)計(jì)方法和步驟 PA

4、GEREF _Toc302864863 h 4 HYPERLINK l _Toc302864864 3.1線路設(shè)計(jì)部分 PAGEREF _Toc302864864 h 4 HYPERLINK l _Toc302864865 絕緣配合設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc302864865 h 4 HYPERLINK l _Toc302864866 導(dǎo)線和地線的比載計(jì)算 PAGEREF _Toc302864866 h 4 HYPERLINK l _Toc302864867 繪制導(dǎo)向的應(yīng)力弧垂曲線 PAGEREF _Toc302864867 h 6 HYPERLINK l _Toc302864868 地線

5、的應(yīng)力選配 PAGEREF _Toc302864868 h 11 HYPERLINK l _Toc302864869 導(dǎo)地線對桿塔的作用力 PAGEREF _Toc302864869 h 12 HYPERLINK l _Toc302864870 架空線的最大弧垂 PAGEREF _Toc302864870 h 13 HYPERLINK l _Toc302864871 3.2鐵塔設(shè)計(jì)部分 PAGEREF _Toc302864871 h 14 HYPERLINK l _Toc302864872 鐵塔呼稱高度確定 PAGEREF _Toc302864872 h 14 HYPERLINK l _Toc

6、302864873 桿塔荷載組合的原則和工況 PAGEREF _Toc302864873 h 14 HYPERLINK l _Toc302864874 鐵塔的內(nèi)力計(jì)算的假定及計(jì)算方法 PAGEREF _Toc302864874 h 22 HYPERLINK l _Toc302864875 構(gòu)件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc302864875 h 22 HYPERLINK l _Toc302864876 螺栓連接設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc302864876 h 24 HYPERLINK l _Toc302864877 3.3鐵塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)部分 PAGEREF _Toc302864877 h 2

7、5 HYPERLINK l _Toc302864878 階梯式基礎(chǔ)柱身截面的配筋設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc302864878 h 25 HYPERLINK l _Toc302864879 階梯式基礎(chǔ)上拔穩(wěn)定性計(jì)算 PAGEREF _Toc302864879 h 26 HYPERLINK l _Toc302864880 階梯式下壓基礎(chǔ)的穩(wěn)定性驗(yàn)算 PAGEREF _Toc302864880 h 27 HYPERLINK l _Toc302864881 4.收獲和新得 PAGEREF _Toc302864881 h 29專業(yè)課程設(shè)計(jì)（線路）設(shè)計(jì)報(bào)告 PAGE 281.概述1.1課程設(shè)計(jì)的目的綜

8、合運(yùn)用有關(guān)先選秀課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際只是進(jìn)行輸電架空線路設(shè)計(jì)訓(xùn)練，使理論和實(shí)際結(jié)合起來，是這些只是得到進(jìn)一步鞏固、加深和拓展。學(xué)習(xí)和掌握架空輸電線路設(shè)計(jì)的一般方法和步驟，培養(yǎng)設(shè)計(jì)能力和實(shí)際解決問題的能力。進(jìn)行基本技能的訓(xùn)練，對計(jì)算、運(yùn)用設(shè)計(jì)資料以及進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算的方面的基本技能得到一次綜合訓(xùn)練，提高技能水平。1.2課程設(shè)計(jì)任務(wù)架空線路設(shè)計(jì)部分：絕緣配合設(shè)計(jì)；比載計(jì)算；繪制應(yīng)力弧垂曲線表；地線應(yīng)力的選配方法；計(jì)算架空線對桿塔的作用力；鐵塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分：鐵塔外形尺寸校核；鐵塔荷載計(jì)算；鐵塔選材；螺栓設(shè)計(jì)；鐵塔基礎(chǔ)作用力計(jì)算；鐵塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)部分：鐵塔的配筋計(jì)算；鐵塔基礎(chǔ)上拔穩(wěn)定性驗(yàn)算；鐵塔基礎(chǔ)承載里驗(yàn)算

9、；鐵塔基礎(chǔ)強(qiáng)度驗(yàn)算。2設(shè)計(jì)題目及要求2.1設(shè)計(jì)題目500kV架空輸電線路設(shè)計(jì)2.2設(shè)計(jì)參數(shù)氣象條件B表2-1 氣象條件B 氣象條件氣溫（）風(fēng)速（m/s）冰厚（mm)最高氣溫4000最低溫度-4000覆冰-51010最大風(fēng)速-5320安裝情況-15100雷電過電壓15100操作過電壓-5160導(dǎo)地線型號B：LGJ-630/45地線型號：JLB40-150表2-2 導(dǎo)地線參數(shù)型號LGJ-630/45LJB40/150結(jié)構(gòu)(股數(shù)/直徑mm)鋁股45/4.2鋼（鋁包鋼）19/3.15鋼芯7/2.8鋁 截面積()鋁股632.45鋼（鋁包鋼）/鋁56.27/91.8鋼芯43.1總截面積666.55148.

10、07外徑（mm）33.615.75單重(kg/km)2060696.7計(jì)算拉斷力(kN)148.790.62彈性模量(Mpa)65000109000線膨脹系數(shù)()20.513直流電阻0.046330.295最大使用應(yīng)力(Mpa)85183.60年平均運(yùn)行應(yīng)力(N/)53年平均運(yùn)行應(yīng)力占抗拉強(qiáng)度25% QUOTE 25%安全系數(shù)3級污穢區(qū)水平檔距B：500m5A-ZM2塔形設(shè)計(jì)條件、單線圖、司令圖見附錄。工程地質(zhì)條件：土壤為一般粘性土，粘性土為可塑狀態(tài)，土的計(jì)算容重，上拔角，計(jì)算摩擦角，承載力特征值。基礎(chǔ)作用力見鐵塔設(shè)計(jì)結(jié)果。材料：混凝土強(qiáng)度等級采用C20，取鋼筋混凝土的容重約為。3.設(shè)計(jì)方法和

11、步驟3.1線路設(shè)計(jì)部分根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇懸式絕緣子型號：XWP-160，污穢等級，爬電距離h=400mm，查指導(dǎo)書表3-1，a=1.822.0，本次計(jì)算取a=2，爬電比距a=2.5cm/kv 公稱高度 155mm，確定絕緣子片數(shù)，按照絕緣配合條件確定，其公式如下：取n=25。根據(jù)上式可以得到絕緣子的總長：導(dǎo)線和地線的比載計(jì)算a)根據(jù)地線型號，查表確定地線參數(shù).導(dǎo)線型號：LGJ-630/45，截面積A=666.5mm2 ，外徑d=33.6mm，單重q=2060kg/km，計(jì)算拉斷力148.7KN，彈性模量 E=65000Mpa，線膨脹系20.5 （10-6/），最大使用應(yīng)力85Mpa，年平均應(yīng)力53N

12、/ mm2，年平均運(yùn)行應(yīng)力抗拉強(qiáng)度（25）。地線型號：LJB40-150，總截面積A=148.07mm2,外徑d=15.75mm,單重q=696.7kg/km，計(jì)算拉斷力90.62KN，彈性模量E=109000Mpa，線膨脹系數(shù)13（10-6/），最大使用應(yīng)力183N/ mm2， 年平均應(yīng)力 (25)。b)計(jì)算導(dǎo)線和地線的并給出下列條件下的比載值：公式如下:表3-1 導(dǎo)線比載項(xiàng)目比載(Mp/m)備注自重比載(0,0)30.30785冰重比載(10,0)18.137垂直總比載(10,0)48.445無冰風(fēng)壓比載計(jì)算最大風(fēng)速(0,32)31.939=1.2, =0.75, =1.1校驗(yàn)最大風(fēng)速(0

13、,32)25.977=1.2, =0.61, =1.1計(jì)算安裝、外過電壓情況(0,10)3.4656=1.0, =1, =1.1內(nèi)過電壓(0,16)6.654=1.0, =0.75, =1.1覆冰風(fēng)壓比載(10,10)6.031=1.0, =1,0, =1.2無冰綜合比載計(jì)算最大風(fēng)速(0,32)44.03校驗(yàn)最大風(fēng)速(0,32)39.917安裝、外過電壓(0,10)30.5053內(nèi)過電壓(0,10)31.03覆冰綜合比載 電氣(10,10)48.819表3-2 地線比載：項(xiàng)目比載(Mp/m)備注自重比載(0,0)46.1423冰重比載(10,0)48.2202垂直總比載(10,0)94.362

14、5無冰風(fēng)壓比載計(jì)算最大風(fēng)速(0,32)73.522=1.2, =0.75, =1.2校驗(yàn)最大風(fēng)速(0,32)57.7979=1.2, =0.61, =1.2計(jì)算安裝、外過電壓情況(0,10)7.9523=1.0, =1.0, =1.2內(nèi)過電壓(0,16)12.4579=1.0, =0.61, =1.2覆冰風(fēng)壓比載(10,10)18.108=1.0, =1,0, =1.2無冰綜合比載計(jì)算最大風(fēng)速(0,32)86.802校驗(yàn)最大風(fēng)速(0,32)73.957安裝、外過電壓(0,10)46.823內(nèi)過電壓(0,10)47.794覆冰綜合比載 電氣(10,10)96.084a)導(dǎo)線有關(guān)參數(shù)：LGJ-63

15、0/45截面積A(mm)導(dǎo)線直徑d（mm）彈性系數(shù)E（MPa）溫膨系數(shù)（1/C）計(jì)算拉斷力Tj(N)單位長度質(zhì)量q(kg/km)強(qiáng)度極限p(MPa)安全系數(shù)K許用應(yīng)力o(MPa)年均應(yīng)力上限p(MPa)666.5533.66300020.910-61487002060211.932.584.77452.98其中：可能控制成為氣象條件的是：最低氣溫、最大風(fēng)速、覆冰有風(fēng)、年均氣溫。整理改非典型氣象區(qū)四種可能控制條件的有關(guān)氣象參數(shù)，列于表3-3。b)列出導(dǎo)線控制條件參數(shù)表表3-3 導(dǎo)線控制條件參數(shù)表最低氣溫最大風(fēng)速覆冰有風(fēng)年均氣溫溫度t()-40-5-5-5比載（Mpa/m）30.30844.034

16、8.81930.308許用應(yīng)力(Mpa)84.77484.77484.77452.98/(1/m) 0.3575 0.5190.57590.57206排序a/cb由于最大風(fēng)速和覆冰氣象的氣溫相同，二者的許用應(yīng)力相同，因此二者中比載小的不起控制作用，故不再把最大風(fēng)速作為控制氣象條件。c)計(jì)算臨界檔距，按等高懸點(diǎn)考慮，確定控制條件，給出各個(gè)氣象控制條件的控制范圍；公式：表3-4 有效臨界檔距判別表可能控制條件abc臨界檔距根據(jù)列表法可知，無高差的時(shí)候有效臨界檔距為1.當(dāng)檔距0l1664.448m時(shí)控制條件為d氣象（覆冰有風(fēng)）d)以控制條件為已知條件，列已知參數(shù)表，以各氣象條件為待求條件，列出待求條

17、件的已知條件:表3-5 已知條件及參數(shù)已知條件最低氣溫年均氣溫最大風(fēng)速控制區(qū)間052.2352.231023.21023.2溫度（）-101515覆冰厚度（mm）000風(fēng)速(m/s)01835比載(Mpa/m)30.3130.3149.1水平應(yīng)力(Mpa)8553.1385 表3-6 待求條件的已知參數(shù)參數(shù)t（）b(mm)v(m/s)比載（Mpa/m）最高氣溫400030.30785最低氣溫-400030.30785年均氣溫-50030.30785事故-150030.30785外過有風(fēng)1501030.5053外過無風(fēng)150030.30785內(nèi)過電壓-501631.03安裝-1501030.50

18、3覆冰無風(fēng)-510048.445覆冰有風(fēng) -5101048.819最大風(fēng)（計(jì)算）-503244.03最大風(fēng)（校驗(yàn)）-503239.917 e)利用狀態(tài)方程，求得各待求條件下的應(yīng)力和弧垂，并繪制曲線；應(yīng)力弧垂曲線：表3-7 應(yīng)力弧垂計(jì)算氣象條件 檔距l(xiāng)r(m)最高氣溫最低氣溫年均氣溫事故外過有風(fēng)外過無風(fēng)fv(m)fv(m)5013.170 0.7192 84.774 40.976 52.825 22.773 22.773 0.4187 10022.757 1.6649 84.774 46.287 55.948 32.256 32.256 1.1824 15030.513 2.7938 84.77

19、4 51.475 59.490 39.695 39.695 2.1617 165.21732.685 3.1867 84.774 52.984 60.581 41.743 41.743 2.5116 20035.692 4.2460 79.799 52.984 59.228 43.696 43.696 3.4911 25039.140 6.0500 73.228 52.984 57.671 45.860 45.860 5.1975 30041.746 8.1681 68.117 52.984 56.555 47.429 47.429 7.2368 35043.743 10.6103 64.44

20、3 52.984 55.762 48.587 48.587 9.6155 40045.291 13.3847 61.857 52.984 55.192 49.454 49.454 12.3387 45046.506 16.4973 60.018 52.984 54.773 50.116 50.116 15.4098 50047.471 19.9528 58.682 52.984 54.460 50.630 50.630 18.8315 55048.247 23.7546 57.687 52.984 54.220 51.035 51.035 22.6055 60048.878 27.9051 5

21、6.929 52.984 54.034 51.358 51.358 26.7331 65049.396 32.4063 56.340 52.984 53.885 51.619 51.619 31.2152 70049.826 37.2597 55.873 52.984 53.766 51.834 51.834 36.0526 氣象條件 檔距(m)覆冰無風(fēng)操作過電壓覆冰有風(fēng)最大風(fēng) （強(qiáng)度） 最大風(fēng) （校驗(yàn)）安裝fv(m)5045.089 41.096 45.178 0.3377 44.039 52.852 52.852 52.2355.393 46.582 55.574 1.0981 53.21

22、5 56.030 56.030 10064.612 51.916 64.865 2.1168 61.540 59.626 59.626 15067.256 53.466 67.531 2.4842 63.933 60.733 60.733 20069.771 53.560 70.090 3.4827 65.897 59.419 59.419 25072.723 53.664 73.096 5.2179 68.181 57.906 57.906 30074.983 53.739 75.401 7.2841 69.908 56.820 56.820 35076.721 53.793 77.175

23、9.6865 71.219 56.048 56.048 40078.070 53.832 78.552 12.4299 72.224 55.492 55.492 45079.127 53.861 79.633 15.5181 73.004 55.084 55.084 50079.965 53.883 80.491 18.9540 73.617 54.778 54.778 55080.637 53.901 81.179 22.7400 74.105 54.544 54.544 60081.183 53.914 81.737 26.8776 74.497 54.361 54.361 65081.6

24、29 53.925 82.195 31.3681 74.818 54.216 54.216 70081.999 53.934 82.574 36.2126 75.082 54.100 54.100 f）應(yīng)力弧垂計(jì)算曲線圖3-1 導(dǎo)線應(yīng)力曲線圖3-2 導(dǎo)線最大弧垂曲線a）選擇地線的架線應(yīng)力時(shí)，首先按桿塔塔頭導(dǎo)線和地線懸掛點(diǎn)間尺寸，如圖3-3所示，以及外過電壓下檔距中央導(dǎo)線與地線的防雷間距要求，推算在外過電壓下該檔地線應(yīng)達(dá)到的使用應(yīng)力。式中，分別為導(dǎo)線的比載和水平應(yīng)力； 分別為地線的比載和地線的水平的應(yīng)力；H和S為桿塔上導(dǎo)線和地線懸掛點(diǎn)間的垂直距離和水平距離；圖3-3 導(dǎo)線和地線懸掛點(diǎn)，絕緣子長度

25、為3.875m。垂直：H=1200+800+3875=5875mm=5.875m；水平：S=5850mm=5.85m地線的架線應(yīng)力：b) 利用狀態(tài)方程求各種氣象條件下該檔地線的最低點(diǎn)水平應(yīng)力，并檢查其是否滿足安全系數(shù)的要求，并匯成總地線應(yīng)力表。其中：要求校核以下工況：最高氣溫、最低氣溫、最大風(fēng)速、最厚覆冰、內(nèi)過電壓、外過無風(fēng)、外過有風(fēng)、安裝有風(fēng)、年均氣溫。表3-8 地線應(yīng)力一覽表氣象條件溫度t（）風(fēng)速b(mm)冰厚v(m/s)比載（Mpa)最大使用應(yīng)力最低點(diǎn)應(yīng)力安全系數(shù)是否滿足規(guī)范要求最高氣溫40.0000.0000.0000.046183.60059.5959.076是最低氣溫-40.000

26、0.0000.0000.046183.60064.0625.259是最大風(fēng)速-5.00032.0000.0000.087183.600110.5464.787是最厚覆冰-5.00010.00010.0000.096183.600121.4449.019是內(nèi)過電壓-5.00016.0000.0000.048183.60064.4639.766是外過無風(fēng)15.0000.0000.0000.046183.60059.5329.427是外過有風(fēng)15.00010.0000.0000.047183.60061.6769.192是安裝有風(fēng)-15.00010.0000.0000.047183.60063.25

27、19.329是年均氣溫-5.0000.0000.0000.046183.60062.3209.756是a)根據(jù)設(shè)計(jì)檔距，由導(dǎo)線的應(yīng)力弧垂曲線，查得該條件下的水平應(yīng)力（），再根據(jù)下式就可以計(jì)算懸掛點(diǎn)的垂向應(yīng)力：表3-9 導(dǎo)線對桿塔的作用力氣象條件最低點(diǎn)應(yīng)力比載（Mpa/m）最高氣溫47.471331643.031E-027.609175006覆冰有風(fēng)80.49078814.882E-0212.25157117覆冰無風(fēng)79.965174894.845E-0212.15760664外過無風(fēng)50.629999643.031E-027.605276722最低氣溫58.681794893.031E-027

28、.598033706最大風(fēng)速(強(qiáng)度)73.61679874.403E-0211.0485626內(nèi)過電壓53.883389673.103E-027.784325903外過有風(fēng)50.629999643.051E-027.655196643安裝54.777997483.051E-027.650985578事故54.460137743.031E-027.601430418年均氣溫52.9843.031E-027.602814178最大風(fēng)速（校驗(yàn)）67.590668283.992E-0210.01554462b)已知各種工況下地線地點(diǎn)的水平應(yīng)力，代入上式同樣可以計(jì)算地線懸掛點(diǎn)的垂向應(yīng)力；表3-10 地線

29、對桿塔的作用力氣象條件最低點(diǎn)應(yīng)力比載（Mpa/m）最高氣溫59.5950.04614211.608最低氣溫64.0620.09608424.588最大風(fēng)速110.5460.09436323.770最厚覆冰121.4440.04614211.553內(nèi)過電壓64.4630.04614211.597外過無風(fēng)59.5320.08680222.184外過有風(fēng)61.6760.04779412.024安裝有風(fēng)63.2510.04682311.773年均氣溫62.320.04682311.775根據(jù)設(shè)計(jì)檔距，查導(dǎo)線的應(yīng)力弧垂曲線表獲得架空線的最大弧垂。3.2鐵塔設(shè)計(jì)部分在設(shè)計(jì)要求得塔型中選取滿足電氣要求的最小

30、呼稱高度的鐵塔。， 取H=36m,鐵塔全高47.8m.1.各種工況下塔頭的荷載受力分析根據(jù)所設(shè)計(jì)的鐵塔類型，按照規(guī)定的的荷載組合原則和工況，確定鐵塔所需要計(jì)算的荷載組合工況，按線路設(shè)計(jì)部分給出的方法計(jì)算各工況導(dǎo)線荷載，繪制塔頭導(dǎo)線荷載的分工況荷載圖，塔身風(fēng)荷載和自重荷載表。絕緣子重力（包括金具）:a)運(yùn)行情況一：最大風(fēng)、無冰、未斷線。V=32m/s t=-5 b=0mm1)2) 3)絕緣子串的風(fēng)載荷：絕緣子串?dāng)?shù)每串的片數(shù)雙裙一片絕緣子擋風(fēng)面積絕緣子串高度約為36m，取風(fēng)壓高度變化系數(shù)則:4)圖3-4 運(yùn)行情況1：最大風(fēng)、無冰、未斷線b)運(yùn)行情況二：覆冰、有相應(yīng)風(fēng)速、未斷線。V=10m/s b=

31、10mm t=-51)設(shè)計(jì)冰厚為10mm，覆冰系數(shù)取1.075，則地線重力為:2)地線風(fēng)壓為3)導(dǎo)線重力為:4)絕緣子風(fēng)載荷:5)導(dǎo)線風(fēng)壓為:圖3-5 運(yùn)行情況2：覆冰、有相應(yīng)風(fēng)速、未斷線c)斷導(dǎo)線情況：斷一相導(dǎo)線的荷載組合為無冰、無風(fēng)(1) 地線重力:未斷導(dǎo)線相：斷導(dǎo)線相(2) 斷線張力。LGJ-630/45型導(dǎo)線的計(jì)算拉斷力為TP=148700N,導(dǎo)線最大使用張力為,K=3。導(dǎo)線最大使用張力百分比值為20%：圖3-6 斷下左導(dǎo)線情況：斷一相導(dǎo)線的荷載組合為無冰、無風(fēng)圖3-7 斷上導(dǎo)線情況：斷一相導(dǎo)線的荷載組合為無冰、無風(fēng)d)斷地線情況：無冰、無風(fēng)、導(dǎo)線未斷(1)導(dǎo)線重力:(2)斷線張力。L

32、JB40-150型地線的計(jì)算拉斷力為TP=90620N,導(dǎo)線最大使用張力為：（K=3）導(dǎo)線最大使用張力百分比值為20%:圖3-8 斷地線情況：無冰、無風(fēng)、導(dǎo)線未斷e)安裝情況：有相應(yīng)風(fēng)、無冰V=10m/s b=0mm t=-15（1）地線重力：（2）地線風(fēng)壓比載：（3）導(dǎo)線重力為：（4）導(dǎo)線風(fēng)壓：（5）正在起吊下導(dǎo)線時(shí)下橫擔(dān)處的總重力為：圖3-9 安裝下導(dǎo)線：有相應(yīng)風(fēng)、無冰2. 塔頭塔身的風(fēng)荷載運(yùn)行情況共有以下幾種：運(yùn)行情況一：最大風(fēng)、無冰、未斷線；運(yùn)行情況二:覆冰、有相應(yīng)風(fēng)速、未斷線；斷上導(dǎo)線情況：斷上導(dǎo)線的荷載組合為無冰、無風(fēng)；斷下導(dǎo)線情況：斷左下導(dǎo)線的荷載組合為無冰、無風(fēng)；斷地線情況：斷

33、地線的荷載組合情況為無冰、無風(fēng)、導(dǎo)線未斷；安裝情況：起吊下導(dǎo)線，荷載組合情況為有相應(yīng)風(fēng)、無冰。其中：最大風(fēng)速計(jì)算90、45、0方向風(fēng)，其余只計(jì)算90方向風(fēng)。計(jì)算結(jié)果列于表表3-11、表3-12、表3-13中。表3-11 塔身、塔頭荷載計(jì)算的相關(guān)參數(shù)zs（迎風(fēng)）s(背風(fēng))zAfhb1b2HAAf/Ab/h塔身0.8001.31.1201.4670.192511.5488.3785066058.359.988250.19250.8710.8610.8771.31.1301.4670.19256.3335.36605581013.632.899750.19251.1710.8690.9661.31.

34、1331.4670.19254.7414.55810513518.124.626250.19251.2160.8711.0201.31.1491.4670.19253.1053.35135464021.416.128750.19251.4810.8841.0621.31.1481.4670.19252.55034640419024.413.2450.19251.4720.8831.1041.31.1391.4670.19252.29034190374027.411.8950.19251.3220.8761.1421.31.1351.4670.19251.9032.83740332030.29.

35、8840.19251.2610.8731.1731.31.1261.4670.19251.6762.833202900338.7080.19251.1110.866塔頭01.2061.31.1201.4670.19255.28432900154003627.450.19250.6670.8611.2311.31.1201.4670.19256.5752.3154001430038.334.1550.19250.7080.8611.2731.31.1201.4670.192510.7294.2143001224042.555.7340.19250.4500.8611.3021.31.1201.4

36、670.19257.2613.3122401062045.837.7190.19250.4130.8611.3201.31.1201.4670.19254.2972106201170047.822.320.19250.5500.861塔頭01.2061.31.1201.4670.19251.15532900154003660.19250.6670.8611.2311.31.1201.4670.19250.7212.3154001430038.33.743250.19250.7080.8611.2731.31.1201.4670.19251.5294.2143001224042.57.94325

37、0.19250.4500.8611.3021.31.1201.4670.19250.8663.3122401062045.84.5003750.19250.4130.8611.3201.31.1201.4670.19250.4242106201170047.82.20.19250.5500.861表3-12 塔身荷載塔身荷載運(yùn)行情況1：最大風(fēng)(90、0)運(yùn)行情況1：最大風(fēng)(45)X、Y運(yùn)行情況2:覆冰有風(fēng)斷上導(dǎo)線，無冰無風(fēng)斷下左導(dǎo)線：無冰無風(fēng)斷地線，無冰無風(fēng)安裝情況2，有相應(yīng)風(fēng)W0.640.06250.06250000.0625v321000010Ps背風(fēng)9.7114.8560.9480000

38、.9485.8922.9460.5750000.5754.8692.4340.4750000.4753.4141.7070.3330000.3332.9171.4590.2850000.2852.7021.3510.2640000.2642.3161.1580.2260000.2262.0791.040.2030000.857Ps迎風(fēng)（90、0）11.27601.1010000.9486.7795.6380.6620000.5755.5883.390.5460000.4753.8642.7940.3770000.3333.3041.9320.3230000.2853.0841.6520.301

39、0000.2642.6531.5420.2590000.2262.41.3260.2340000.203表3-13 塔頭荷載塔頭荷載運(yùn)行情況1：最大風(fēng)（90）運(yùn)行情況1：最大風(fēng)（45）X運(yùn)行情況1：最大風(fēng)（45）Y運(yùn)行情況1：最大風(fēng)（0）運(yùn)行情況2：覆冰有風(fēng)斷上導(dǎo)線，無冰無風(fēng)斷下左導(dǎo)線：無冰無風(fēng)斷地線，無冰無風(fēng)安裝情況2，有相應(yīng)風(fēng)W0.640.320.320.640.06250000.0625Ps迎風(fēng)1.73.8890.857.7780.1660000.1661.0834.9410.5419.8810.1060000.1062.3758.3321.18716.6630.2320000.2321

40、.3775.770.68811.540.1340000.1340.6823.4620.3416.9230.0670000.067Ps背風(fēng)1.4643.3490.7326.6990.1430001.430.9334.2550.4668.510.0910000.9112.0457.1761.02314.3510.20001.9971.1864.970.5939.9390.1160001.1580.5882.9810.2945.9630.0570000.574根據(jù)鐵塔的荷載工況和鐵塔的外形結(jié)構(gòu)尺寸，計(jì)算鐵塔的各桿件內(nèi)力和鐵塔的基礎(chǔ)作用力，鐵塔內(nèi)力計(jì)算方法如下：輸電線路桿塔屬于超靜定空間衍架結(jié)構(gòu)。為了

41、簡化做如下假定：將空間衍架化為平面桁架；構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)為理想鉸鏈，所有構(gòu)件軸線都在同一平面內(nèi)的直線，即構(gòu)件都軸向受力；假定構(gòu)造要求位置多于桿件為零力桿；塔腿與基礎(chǔ)的鏈接為不動(dòng)鉸鏈；將動(dòng)力或沖擊荷載視為靜力荷載，計(jì)算時(shí)引入動(dòng)力系數(shù)和沖擊系數(shù)；采用平面桁架進(jìn)行計(jì)算時(shí)，主材應(yīng)力應(yīng)將正、側(cè)面應(yīng)力相疊加。本課程設(shè)計(jì)中，我們組采用truss-beam-fem v2.0程序，建立鐵塔三維有限元模型，計(jì)算各工況下鐵塔的內(nèi)力和基礎(chǔ)作用力。我們鐵塔的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號，共有182個(gè)節(jié)點(diǎn)，590根桿件，在matlab中建立了鐵塔的模型，加上荷載得到內(nèi)力。按照規(guī)定的設(shè)計(jì)方法對構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定設(shè)計(jì)。本課程設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)鐵塔的塔腿

42、部分的構(gòu)件即可。表3-14 主材斜材軸向力桿件編號受軸向力主材473612000482-500000491606000500-496000斜材56946600570484005714840057246500573-54680574-56300575-563005761370001主材的校核由matlab程序計(jì)算結(jié)果知道，在最大風(fēng)0風(fēng)時(shí)，塔腿受力最大，因而只需校核該情況下所給塔腿是否安全。由表3-14，知道塔腿內(nèi)力中，最大壓力N=500000N,最大拉力F=612000N。（1）壓感穩(wěn)定性的校核校核公式主材采用鋼，角鋼L14012，橫截面積A=3251，計(jì)算長度L=1660mm，軸向壓力N=50

43、0000。主材采用最小軸布置，則計(jì)算長度，查教材附表11-1得L14012角鋼的回轉(zhuǎn)半徑為，格構(gòu)式組合構(gòu)建長細(xì)比修正系數(shù)u=1.則柔度：由附表13-1查取的穩(wěn)定系數(shù)，由表6-2查得該角鋼抗壓、抗拉強(qiáng)度均為因?yàn)?，故有?）拉桿強(qiáng)度的校核 校核公式 其中A=3251，F(xiàn)=612000N,因是雙肢連接，故有. 則2斜材的校核在最大風(fēng)0度風(fēng)時(shí)，塔腿受力最大，因而也需校核該情況下與所給塔腿相連的斜材的安全，斜材內(nèi)力，最大壓力N=56300N,最大拉力F=137000N。（1）壓感穩(wěn)定性的校核校核公式斜材采用鋼，角鋼，橫截面積，長度L=1836.253mm，軸向壓力。因?yàn)槭切辈氖且焕粔海瑒t計(jì)算長度，查附表11-1得角鋼的回轉(zhuǎn)半徑為，查規(guī)程，對于一端中心受壓，一端偏心受壓的斜材，因，長細(xì)比修正系數(shù)則柔度:由附表13-1查取的穩(wěn)定系數(shù)，由表6-2查得此號角鋼抗壓抗拉強(qiáng)度均為，此時(shí)選折減系數(shù),因?yàn)椋视校?）拉桿強(qiáng)度的校核 校核公式 其中，F(xiàn)=137000N,因一端是單肢連接，故有 則1.主材螺栓的校核(1)螺栓是，因用Q235鋼，其抗剪強(qiáng)度為，抗壓強(qiáng)度。校核螺栓收剪承載力公式:其中：，螺栓孔徑可取，則螺栓擠壓公式那么螺栓數(shù)目，當(dāng)F=612000時(shí)，;當(dāng)N=500000N時(shí)，故可取n=16，采用