V型拉线塔在750kV输电线路工程中的应用

2012-09-22杨磊吴彤郝阳任光荣贺立斋

电力建设 2012年3期

杨磊，吴彤，郝阳，任光荣，贺立斋

(西北电力设计院，西安市，710075)

0 引言

青藏交直流联网工程作为国家2010年西部大开发新开工的23项重点工程之一，其交流部分:750kV西宁—日月山—乌兰—柴达木输电线路工程地处青藏高原柴达木盆地边缘，沿线地形主要为草原和戈壁，地势较为平坦，人烟稀少，为拉线塔的使用提供了得天独厚的自然条件。

本着“资源节约型、环境友好型”的工程建设原则，本文开展了拉线塔专题研究，并首次在工程建设中大量采用了V型拉线塔，大幅节省了工程投资，有效保护了生态环境，减少了水土流失，经济效益和环境效益显著。

1 拉线塔选型

拉线塔一般由塔头、主柱、拉线3个部分组成。塔头和主柱一般由角钢组成的空间桁架构成，有着良好的整体稳定性，能承受较大的轴向压力;拉线由高强度钢绞线做成，能承受很大的拉力。2种材料各取所长，充分发挥各自的强度特性，因此使得拉线塔能降低材料耗用量。常用的拉线塔型式包括V型拉线塔(拉V塔)、拉门塔(LM 塔)、拉线悬索塔(LXS 塔)、拉猫塔等［1-2］，如图1所示。几种拉线塔的优缺点及工程应用情况见表1。

图1 拉线塔Fig.1 Sketch of guyed tower

表1 常用拉线塔优缺点分析Tab.1 Analysis of common guyed towers

从上述分析可以看出，各种拉线塔具有不同的特点和应用条件，考虑到本工程沿线人烟稀少，有大片草原和戈壁，并不存在征地费用大的问题，且工程沿线交通条件相对较好，因此本工程推荐采用V型拉线塔。

2 V型拉线塔设计

根据本工程的气象条件，结合同类地区330kV拉V塔的运行经验，规划设计了LV30和LV40共2种拉V塔，具体设计条件:LV30海拔为3 000m，LV40海拔为4 000m;风速为27m/s;覆冰10 mm;呼高为36、39、42m;水平档距为480m，垂直档距为650m;kv系数为0.8。

2.1 塔头设计

拉V塔导线采用“IVI”串型布置，其导线布置和“酒杯”型自立塔相似，导地线水平位移、导地线间垂直距离和保护角等均按照文献［3-4］相关规定进行设计，在此不再赘述。相同使用条件的自立式铁塔和拉V塔的典型塔头布置如图2所示，单位:m。

图2 塔头布置Fig.2 Arrangement of tower head

从图2中可以看出，自立式铁塔塔宽(中相与边相距离)20.8m，V型拉线塔塔宽23.6m，较自立塔宽2.8m，约13.5%，主要是受立柱和拉线布置影响，无法布置得非常紧凑;但由于拉线塔均使用在戈壁、草原等走廊不受限制地区，因此塔宽不是线路设计的主要控制因素。

2.2 拉线点位置选择

拉V塔的拉线点设置一般有2种方法:第1种是作用在横担下平面与立柱交点的内侧第1节间隔面上，如图3(a)所示;第2种是作用在横担下平面与立柱相交的隔面位置，如图3(b)所示。用Tower软件对上述2种方法进行计算，结果表明采用第1种方法的拉V塔比第2种要轻2%～4%，且结构传力清晰，受力明确，因此设计拉V塔时将拉线点设置在横担下平面与主柱交点的内侧第1节间隔面上［2］。

图3 拉线点位置Fig.3 Sketch of guyed position

2.3 拉线及拉线金具设计

经荷载计算，拉V塔共需4组拉线，每组拉线由2根1×37－22.4－1570镀锌钢绞线组成，其参数［5］见表2，拉线结构见图4。

37股的钢绞线在工程实际中应用相对较少，市场上几乎没有与之配套的拉线金具，设计过程中多次与拉线厂家、金具厂家沟通，最终成功研制出了符合本工程需要的拉线及拉线金具，并在中国电力科学研究院良乡杆塔试验站顺利通过了材料试验。工程中采用的拉线金具如图5所示。

表2 1×37－22.4－1570镀锌钢绞线参数Tab.2 Parameters of stranded galvanized steel wire(1×37－22.4－1570)

2.4 拉V塔基础设计

拉V塔基础分拉线基础和立柱基础，拉线基础相对简单，在基础施工过程中只需将拉线棒预埋到拉线基础中即可［6］。

拉V塔计算时，立柱与立柱基础按铰接处理，在立柱基础施工时，在基础顶面预埋2块用20 mm厚钢板做成的半圆形锅状底座，底座中心各预埋1根直径为30 mm的防滑螺栓;在立柱下方焊接1块直径稍大的半圆形锅状底座，立柱底座和基础底座通过预埋在基础中的防滑螺栓连接，形成立柱和基础的铰接点［7］，如图6 所示。

3 V型拉线塔施工

在以往拉V塔的施工过程中，经常会由于施工方法不当而导致立柱弯曲［8］。为此参考国内外拉线塔的施工经验，组塔时将地面整平、将主柱顺直、螺栓紧固到位，起吊时采用2台吊车整体起吊，主吊车起吊点设在塔头部位，辅助吊车起吊点设在立柱下方，起吊时2台吊车配合使用，防止起吊时立柱受力弯曲。采用这种方法组立拉V塔，很好地解决了拉V塔立柱弯曲的问题，起吊安装如图7所示。