摘 要：随着中国电力设计企业越来越多的开展国外线路设计招投标工作，设计人员 需要更为详细的对国外设计标准进行研究，其中由于格构式杆塔与风的作用较为复杂，且需要考虑的各类影响因子繁多，有必要对该项目进行仔细学习，本文通过介绍常见的国外输电线路标准对杆塔风荷载的计算方法，为相关设计人员提供参考。
随着我的“一带一路”建设的深入推进，国内企业走出去已是必然。基础建设，电力先行，中国电力设计企业越来越多的开展国外线路设计招投标工作。由于国内电力行业标准要求相对较高，而各个地区由于经济条件、运行习惯等原因，其要求各不相同，若完全按照国内标准进行设计投标，设计指标一般不具备竞争优势，从而影响到竞标结果，因此很有必要对国内外输电线路规范进行相应比较，明确国内外设计标准区别，从而合理选择设计输入条件，提升国内企业竞争力。本文将从杆塔风荷载方面进行国内外输电线路标准的比较，为相关设计人员提供参考。
目前国外主要的设计标准有国际标准化组织制定的《架空输电线路设计准则》IEC 60826、欧洲电工标准化委员会制定的《45kV以上交流架空输电线路》BS EN 50341以及美国土木工程协会《输电线路结构荷载导则》ASCE 74-2009，国内的标准主要为《110kV~750kV架空输电线路设计规范》GB 50545-2010和《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》DL/T 5154-2012。
1 风荷载计算参数
1.1 风压计算
在风压计算时应考虑地貌类型、计算风速及其他相关系数。我国规范在进行风压计算时计算风速为当地气象台10min时距平均的年最大风速最为样本，欧盟标准及IEC标准与中国类似，而美国ASCE标准中风速为3s时距阵风风速。
1.2 地貌类型
在风荷载计算时，地貌类型对风压具有一定的影响，国内地貌类型主要分为A、B、C、D四个类型。其中以B类为例，其相当于美国ASCE标准的C类，相当于IEC标准的B类及欧盟标准的Ⅱ类。
1.3 受压面积
在计算杆塔风荷载时，各规范要求基本一致，均为杆塔构件承受风压的投影面积。
1.3 其他系数
国内标准在进行风荷载计算的时候还需要考虑风压高度系数、体形系数、杆塔风荷载调整系数、覆冰后风荷载增大系数等。
美国ASCE标准还需要考虑荷载因子、风压高度系数、地形影响因子、空气密度常数、阵风响应因子、风力系数等。
欧盟标准还需考虑地貌系数、地面粗糙度系数、风荷载系数、阵风系数及结构相应系数等。
IEC标准还需考虑结构体形系数、风荷载组合系数等。
2 风荷载计算公式
2.1 中国标准
根据《110kV~750kV架空输电线路设计规范》GB 50545-2010规定塔身风荷载计算公式如下：
3 风荷载计算分析比较
结合工程实际情况，选取具有典型性的气象条件进行对比分析。本次选取风速为33m/s，该风速为10min的平均风速，气象重现区为50年。
经对比可得出：
（1）美国ASCE标准中风速为3s时距阵风风速，在进行比较时需要进行转换，在此问题上不同的规范具有不同的理解，其中ASCE标准取1.43，而IEC标准取1.37[1]。
（2）对于体型系数的取值，对于塔身美国ASCE、IEC及BS规范均较GB高，其中塔身上部约为GB的1.05~1.15倍，塔身下部约为GB的1.20~1.30倍；对于横担部分，美国ASCE的取值与GB相当，IEC及BS规范约为GB的1.05~1.10倍。
（3）若全塔采用不同的风振系数，从底部的剪力来看，我国规范与IEC（150年重现期）和ASCE（100年重现期）的计算值接近，但略大于BS规范。我国采用的是随高度变化的阵风系数。IEC和BS虽然也采用了随高度变化的系数，但其变化值非常小。我国风荷载效应的计算值大于其他规范50年重现期的计算值。
（4）若全塔采用统一的风振系数（适用于呼高小于60m的塔），我国规范的计算值介于ASCE（50年重现期）和ASCE（100年重现期），IEC（50年重现期）和IEC（100年重现期）之间。与BS相当，差值约为3%左右。但由于重新起规定不同， 我国规定明显偏小，因此可以说对于呼高较低、电压等级较高的杆塔来说，我国规范计算的偏小[2]。
4 结论
经过对比分析，国内外对于杆塔风荷载的计算虽然存在差异，但是其根本原理基本一致，均考虑风压、地貌类型及受风面积等。其主要区别在于对于细节的考虑，对于各种影响因子的取值，因此国内设计人员在按照国外规程进行设计时，在合理计算风压及受风面积的前提下，主要应将各种影响因子的取值进行正确的选取。
总体来说，按照我国《110kV~750kV架空输电线路设计规范》GB 50545-2010的要求，基本风速的高度为10m，重现期按50年来考虑，我国在杆塔风荷载设计方面偏于保守。
参考文献
[1]潘峰,陈稼苗,聂建波,郭勇,应建国. 国内外规范输电线路铁塔风荷载特性对比[J]. 中国电力,2013,(04):37-42.
[2]安旭文,王昊深,侯建国. 国内外输电线路设计规范风荷载取值标准的比较[J]. 武汉大学学报(工学版),2011,(06):740-743+764.
论文作者:杨雪锋,邹本为,李静坤,尹雪超
论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第4期
论文发表时间:2017/5/26
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