（广西送变电勘察设计有限公司）
摘要：随着电力建设事业的发展、项目的不断增多，输电线路铁塔选型及结构设计问题频发，为了保证输电线路铁塔选型及结构设计的合理性，本文着重对重对自立式铁塔进行了科学的分析，以期为输电线路铁塔选型及结构设计提供相应的借鉴作用。
关键词：输电线路；铁塔；选型；结构优化；
1.输电线路铁塔概述
（1）输电线路铁塔的基本概念
输电线路铁塔一般是将生产厂家生产合格后的等边角钢、不等边角钢或槽钢等断面形式的型钢热浸镀锋后利用粗制螺栓在施工现场拼接而成的空间析架结构。其具有承载能力高、耐久性好、方便运输、施工速度快等诸多优点，能够适应新时期电力输送发展的需求，推动电力输行送业的快速发展。
（2）输电线路铁塔分类
输电线路铁塔主要包括自立式和拉线式两种基本形式。其中，自立式铁塔主要包括酒杯型、猫头型、干字型等形式的塔。拉线式铁塔主要包括上字型、门型、V型等形式的塔。因本文主要对铁塔的选型及结构优化进行分析研究，所以着重对自立式铁塔进行阐述。
自立式铁塔主要是依靠塔基支撑来维持自身稳定的铁塔形式，在使用过程中一般占地面积较小、不受地形限制，最大程度的减少了电线的使用长度和线路走廊的宽度。按自立式铁塔在输电线路中发挥的作用一般可将铁塔分为直线塔、耐张塔、终端塔以及跨越塔等。
直线塔包括直线塔、直线转角塔及直线换位塔等，作用于输电线路的直线路段上，其一般以悬垂的受力方式承受相应附件的重力和风荷载，如图1-1所示。
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图1-1直线塔
a.上字型直线塔；b.猫头型直线塔；c.酒杯型线塔；d.羊角型直线塔
耐张塔包括耐张直线塔和耐张转角塔等，其主要使用耐张绝缘子进行相互连接承受垂直、水平荷载及张力作用，减少断线事故时的影响范围。耐张转角塔一般包括0-20°、20-40°、40-60°60-90°四种塔型，如图1-2所示。
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图1-2耐张塔
a.三角形耐张塔塔；b.干字型耐张塔；c.羊角型耐张塔；d.鼓型耐张塔
终端塔一般用于输电线路的首末端位置，其是输电线路进出线的开始，塔型可以为耐张型或转角型，一侧受正常的张力，另一侧受较小的松弛张力。同时终端塔还可以作转角塔，其受力特点与耐张塔、转角塔相同，但在正常运行情况下仍承受单侧顺线路张力，如图1-3所示。
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图1-3终端塔
a.三角形终端塔；b.鼓型终端塔；c.伞型终端塔
2.输电线路铁塔的选型分析
输电线路自立式铁塔一般包括单回路和双回路两种基本形式，单回路按照导线排列方式分为三角形排列和水平排列。双回路按照导线排列方式分为自立式和承力式。输电线路铁塔的选型及适用范围详见表1-1所示。
3.输电线路铁塔的结构设计方法研究
（1）输电线路铁塔结构设计方法的概念及内容
输电线路铁塔结构设计方法优化是指在满足外部环境、强度、变形及安全性要求的基础上，采取科学合理的方法最大程度的减少铁塔尺寸和材料消耗，以实现既定的关键性指标达到最优的目的。输电线路铁塔结构优化主要包括结构尺寸大小、结构杆件的位置尺寸、结构材质的选用、外形等多方面的内容。
（2）输电线路铁塔结构设计方法研究
输电线路铁塔结构设计方法一般包括：半经验半概率极限状态设计法、全概率极限状态设计法、正态分布设计法、以概率理论为基础的极限状态设计法。由于前三种方法在输电线路铁塔结构优化过程中存在着诸多的不足之处，所以目前通常采用以概率理论为基础的极限状态设计的方法对输电线路铁塔结构进行优化。采用以概率理论为基础的极限状态设计法对输电线路铁塔结构进行优化首先应正确区分承载力极限状态与正常使用极限状态，承载力极限状态计算时应确定输电铁塔在外荷载作用下是否达到构件的最大承载能力。然后，确定铁塔在正常使用状态时所能承受的最大荷载，同时考虑施工所处环境对铁塔结构设计的影响，利用极限状态设计计算公式进行输电线路铁塔结构优化。
计算公式如下：
其中，γ0为重要度系数，如线路重要则取值不小于1.1，临时线路取值为0.9，其他线路取值为1.0，γG为永久荷载分项系数，受力有利时取1.0，不利时取1.2，γQi取1.4。SGK与SQiK 分别为永久和可变荷载标准值的效应值，R为铁塔结构抗力设计值，C为结构破坏规定限值。
最后对输电线路结构设计优化结果进行检验，具体详见以下步骤：
①构造判断矩阵
通过对输电线路结构设计优化分析影响因素的分析，其包括B1、B2、B3、B4、B5五个基本因素，用矩阵B=（bij）m×n表示比较结果，采用1-9比例标度法可以得到输电线路结构设计优化评价体系的判断矩阵为：
②权重向量及最大特征值的求取
当CR＜0.10时，输电线路结构设计优化满足要求。CR≥0.10时，应对输电线路结构设计优化方案做出适当修正。
通过将以上计算方法结合结点法、截面法并考虑施工地点的实际情况对输电线路铁塔的逐个杆件进行受力计算，可以得到每个杆件的最大受力值，并对优化结果进行定量的检验，从而实现对输电线路的结构优化设计，降低工程成本。
结语
本文首先对输电线路铁塔的基本概念及分类进行了介绍，为后文的论述奠定了理论基础。然后对输电线路铁塔选型进行了分析，详细介绍了如何进行铁塔类型的选择。最后采用了科学的方法对输电线路结构优化设计进行了深入的研究，为输电线路铁塔设计结构优化提供了参考。
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论文作者:王玉华
论文发表刊物:《电力设备》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/19
标签：铁塔论文; 线路论文; 结构设计论文; 直线论文; 荷载论文; 终端论文; 状态论文; 《电力设备》2018年第4期论文;