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1、ICS29.240CCSF20国家电网有限公司企业标准Q/GDVV116542024代Q/GDW116542017架空输电线路杆塔结构设计规范Codeforthedesignofstee1.supportingstructuresofoverheadtransmission1.ine2024-08-02发布2024-08-02实施国家电网有限公司发布目次前古III范围I2规范性引用文件I3术语和定义I4符号25总则46杆塔型式47荷载48材料169设计基本规定17IO构件计匏及断面选择19I1.连接计算2412结构构造要求2513风振控制措施2914附属设施3015结构仿真分析3016结构试验
2、30附录A（资料性）等口径钢管微风振动起振临界风速32附录B资料性杆塔轴心受压构件稳定系数834附录C（资料性）科材的埃菲尔效应和最小承载力要求40端制说明43A-A-刖S本文件依据GBb1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起个规则的要求.按照4国家电网有限公司技术标准管理办法的规定起点。本文件代柠QjGDW1.1.654-2017,与QjGDWII6542017相比，除结构调整和编辑性改动外，主要的技术变化如下；a）修订了角度风吹时杆塔塔身及横挺风荷载分配表：b）修订了轴心受力构件毛战面屈服和净截面断裂的强度计算表达式；c）修订了压杆稳定强度折减系数计算方法：d）新增/
3、纲管受弯.压弯和拉弯构件的强度和稳定计算方法：e）修订了组合用钢压杆稳定系数的计尊方法：f）愉订了辅助材支探力取也方法：g）修仃了塔脚板计算方法；h）新增了杆塔风振控制措施：i）新阚了杆塔结构仿真分析.本文件由国家电网有限公司基建部提出并解释.本文件由国家HI网有限公司科技创新部归11.本文件起草单位：中国电力科学研究院有限公司、国网湖南省电力有限公司、国网安徽省电力有限公司、田网经济技术研究院有限公司.本文件主要起草人：杨风利、碓仲、李茂华、帏军科、张宏杰、李清华、耿弟都、李玉杰、学义华、李春、张金锋、林新、田雷、刘国其、刘泉.本文件及我所代普文件的历次版本发布情况为：本文件2018年2月首
4、次发布；本次为第一次修订.本文件在执行过程中的意见或建议反馈至国家电网有限公司科技创新部.3.6长短腿unequa1.1.vCXtenKiO1.IS对同一基塔，为适应地形高差而设计的不同长度的塔腿.3.7台风typhoon生成于热带或副热带洋面上.具有有组织（对称的对流和确定的气旋性环波的非锋面性漏旋系统.为热带气旋的一种，其底层中心附近以大2min平均风速达到或大于32.7Ws（风力12级或以上）3.8涡激风报vortexsheddinginducedvibration在一定条件卜.由于钝体统海产生周期性加演脱落，进而引起作用在柱体上的顺风向和横风向交变力，导致柱体发生的振动，通常涡激风振发
5、生时，横风向振动要比顺风向大得多,本文件特指“横风向涡激振动”.4符号下列符号适用于本文件。Ck一一结构或物件达到正常使用要求的规定限值：Ra站构构件抗力的设计值：SZ一一偶然荷载效应的标准值：S4荷我组合效应的设计值；Sa永久荷载效应的标准值：SQtR第，项可变荷载效应的代衣值；匕一结构重要性系数：Yt1.一一永久荷骤的分项系数：%一可变荷我的分项系数：可变荷祓调整系数：M一迎风面构件的投影面枳计算值：B1导地线覆冰风荷载增大系数：B.杆塔构件覆冰风荷我增大系数：Bf背景因子；&一一导线或地戏的外径或覆冰时的计算外径；Z一一结构一阶自振频率：g蜂便因子：IioIOm高度名义湍流强度：4导线平
6、均高度z处的湍流强度：Tz一一湍流强度沿高度的分布函数：1.杆塔的水平档距：1.x一一水平向相关函数的积分长度；4一破坏断面上的蝶孔个数：R11共振因子：1西本风速；匕一一钢管构件的起振临界风速：叱，基准风压：IK杆塔风荷载标准值：u2qA-aK-&，&九从PSPSP/8OE匕z,zbh,wNNNINParqdTA人承ri于导戏及地戏方向的风荷我标准值；导、地线平均高度，或塔段离地高度：地面粗糙度指数：档距折减系数：导地战阵风系数：高度Z处的杆塔风振系数；导地线风荷我折减系数：档距相关性枳分因子；导地跳风荷我脉动折减系数：杆塔风荷蜕脓动折减系数：塔架背风面风荷载降低系数：结构一阶振型系数：顺风
7、向绝绿子中风荷载屏蔽折战系数：构件体里系数：导线或地线的体型系数：绝缘于小体型系数：风压高度变化系数；风向与导线或地战方向之间的夹角；-结构一阶阻尼比:刖材的弹性模圻：混凝土的弹性模麻：地脚嫁桂的抗拉强发设计值：螺栓的抗拉强度设计值：螺栓的抗剪强僮谀计值：一钢材的伉拉强度：钢材的抗剪强度：钢材的屈服强度：考矩设计值：一一烧-轴和），轴的截面弯矩设计便：轴心拉力或出力设计值：插入角纲、tM管承受的压力:每个螺检的承压承就力设计值：N：每个地脚螺栓、蝶栓受拉承钱力设计值：每个螺栓的承好承致力设计假：单个用钢傩固件承受剪力承致力设计假：单个螺杆铺固件承受着力的承载力设计值：基础作用上拔力：个地脚螺性
8、承受的上拔力：正应力：剪应力；构件毛豉面面积：构件净截面面枳：4单个螺杆的裁面枳：a区隔侧边长度：B塔脚板宽度；b区隔底边长度：角钢锚固件的肢宽：C环板宽度；主角钢边至底板边的距离：D插入钢管直径：d螺栓杆直径：4螺孔直径：IiiIn1.劲板高度；1.加劲板的长度；角钢锚固件的长度：r角期内周弧的半径：r角钢肢厚或板庠：AI填板厚度：W截面模型：W构件净截面的抗弯模业：此、，匕一一对X轴和F轴的毛截面模量：n一一摞栓数疑，或构件计算长度的等分数：一一辅助材在其支撑点所提供的支撑力占被支挣材最大轴压力的百分数:y一一钢管截面理性发展系数：Yv钢材的抗力分项系数：n构件强度折戒系数：构件绕1.X轴
9、的长细比：一一轴心受压构件稳定系数，或组合用钢时应虚轴的压屈稳定系数.5总则5.1 为在架空:输电战路杆塔结构设计中货彻执行国家的星本建设方针和技术经济政策，做到安全可张先进适用、经济合理、资源节约、环境友好,制定本文件.5.2 杆塔结构设计,应从实际出发.结合地区特点,积极采用节能、降耗、环保的先进技术和产品.5.3 杆塔结构设计采用新埋论、新材料或新结构型式且缺乏实践经脸时,应羟过试验验证.5.4 杆塔结构设计，除应符合本文件的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定.6杆塔型式6.1 杆塔分类原则按D1.T54862020中第301条规定，6.2 杆塔类型应根据工程特点，遵循安全可瓶、经济
10、合理、维护方便和环境友好的原则选用，6.3 杆塔的外形应满足导、地线的排列方式等相关电气性能要求，同时应结合占地范困、运行维护条件、施工方法、制造工艺及美观等因素进行综合规划。6.4 杆塔结构布置成简单明确、传力清除、受力均衡，同时应考虑构件受力状态、裁面型式、材料类型的影响.7荷载7.1 气象条件7.1.1 架空输电线路的设计气象条件，应根据沿线气象资料的数列统计结果及附近已有线路的运行经验确定.7.1.2 架空输电线路的设计气象条件应按以下理现期确定：a) 500kV750kV交流、500kV660kV直流输电j路及其大跨越应取50年；b) I1.OkV-33OkV交流输电线路及其大跨越应
11、取30年：c35kV-66kV交流输电践路应取30年；d)不同电压等级线路同塔架设时应按最掰电压等级确定.7.1.3 确定基本风速时，应按当地气象台站IOmin时即平均的年景大风速为样本，并宜采用极值1型分布作为概率模型,统计风速的高度应符合下列知定：a)一般输电跳路应取离地面IOm：b)大筋越应取离历年大风季节平均最低水位10m.7.1.4 山区输电线路,宜采用统计分析和对比观测等方法.由邻近地区气象分、站的气象资料推算山区的基本风速.并附结合实除运行经验确定.当无可靠资料时,宜将附近平原地区的统计值提拓10%或根据微地形仿真风速加速比结果确定基本风速取值.7.1.5 大跨越工程的携本风速，
12、当无可存资料时，宜将附近陆上输电战路的风速统计值换算到跨越处历年大风季节平均最低水位以上IOm处，并增加10%,考虑水面影响再增加10%后选用.大呼越基本W速不应低于相连接的陆上始电规路的基本风速.7.1.6 在有足铭的粒冰观祗资料情况卜，宜采用极值I型分布概率模型确定线路设计冰原；甚少或无用冰观测资料时，可在搜集冰凌资料的恭础上，结令践路周用地形、地物、相对海差、路径走向、典沐气象等要素及附近己建线路运行情况综合分析确定设计冰原.7.1.7 各类架空输电线路的基本风速应参考电网风区分布图且不宜低于表1的规定,必要时还宜按稀有风速条件迸行荷瓶设计。表1各类袈空输电妓路的基本风速最小值的位：m电
13、压等缓板输电线路IIOkV-330kV交流2225SookV750kV交流、500kVv660kV!流25277.1.8 粒冰区宜按无冰、5mn、Iomn1.设计，中冰区宜按15mm、20mm设计，武冰区宜按20mn及以上设计，必要时还宜按稀仃覆冰条件进行荷段设计.7.1.9 人跨越线路的设计冰原，除无冰区段外，宜较附近一般输电线路的设计冰厚增加5mm。7.1.10 除无冰区段外，I1.OkV-7)kV输电税路地线设计冰理应较导税设计冰P/增加不小于5mm7.1.11 应加强对沿城己建线路设计、运行情况的调查，设计时应考虑微地形和微气象条件、导战易舞动地区等的影响.7.1.12 设计用年平均气
14、温、设计大风工况的相应气温、设过覆冰和不均匀粗冰工况的相应气温及风速应符合D1.T5551、GB50061的相关规定，7.1.13 舞动工况、检有泓冰工况、稀有大风工况、断城工况的相应气温、风速或覆冰厚度取值应符合D1.T5551.的相关规定。7.1.14 稀有气象条件可按历史上有记录的稀有大风及稀有留冰资料选定。7.1.15 计算杆塔挠度时，相应气温应采用年平均温%相应风速宜采用SnVs,无冰。7.2 荷载分类和荷载组合7.2.1 荷载分类和荷载代表值7.2.1.1 荷我和作用的分类应符合下列燃定：a）永久荷蛾：包括导线及地线、绝缘子及其附件、杆塔结构、各种固定设备等的重力荷载：士质力、拉战
15、或纤钝的初始张力、预应力等荷领，b）可变荷载：包括风和沐（臂）荷载：导线、地线的张力：安装检修的各种附加荷载：结构变形引起的次生作用以及各种振动动力荷效.O隅然荷救：包括撞击荷载.稀有气象条件等引起的荷载.对偶然荷教，应依据杆塔和基础的运行环境确定其代表伯-时地震作用，应采用标准值作为代表值并依照D1.TSSS1.、GB50061确定。7.2.1.3 荷载的标准值应按本文件各章的规定计算.；风荷栽和冰荷我的纲合值，应按不同情况所时应的气象条件计算.7.2.2 荷毂组合7.2.2.1 架空输电线路的极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态，杆塔和基础设计时应根据使用过程中在结构上可能同时出
16、现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行罚我组合,并应取各自的最不利组合进行设计.7.2.2.2 时于承我能力极限状态，应按荷我的场本组合或偶加祖合计林荷软殂合的效应设计值，并应采用式（1）设计表达式进行设计：.SJ1二:*（1）式中：匕结构里:要性系数，大聆越等景要戏路不应小于II.临时线路取09其他线路取1.0：$一荷我组合效应的设计伯：Rt一一结构构件抗力的设计依，应按本文件确定.7.2.2.3 荷教基本组合的效应设计值，应/刖本文件第7.1节规定的气&条件,从下列荷我组合位中取用最不利或规定工况的效应谀计值确定：品=%S+W.%.8W0O.424(W1.W)035叭0.7
17、02600.75Wt00.74?忆0.2”B)(0.431IV*O.I44W)0.40W0.55Hk90叱0WI00.45%0注】：X、丫分别为亚直与凰中、堆找方向JQ在我的分次，K力方向/ktH注2：I匕为凤垂直早、地找方向吹时，牙、堆我以筱我标准fit注3：W1、%分皴值宜于面及“b”而收时.塔身愀荷驶标於低：粗合角捌所而构件的风荀我标准值W系以1.1的汨大系数，注4；W&为风号H横也正面吹时,横挺风荷毂惊准VU注5：计算/条风桥晚时4为风向与其条与的条为：计算Je汁和塔担风Q襄时,为风向与处双与横扪方向的夹角.表4用度风作用时钢管塔塔身风荷载分配表风向知。()网管与角钢组合塔身XYXY0
18、0wO4503991*2)3Wx6010.76XH56W$)(0.443*.14K;(0.77XWh*0.259).449Wk(M50)90WhO此O表5角度风作用时制管塔横担风荷载分配表风向角O()钢管与角钢姐合演担钢笆横担XYXYOOwOw450.30Wk0.73临0.450.72Wu600.30Hu0.45收0.45W0J5W900.30WkO1 虻W1.VU1600式中：WV垂口于导战及地战方向的风荷税标准值，kN；c导地跳阵风系数，应按式（8）计算；1档距折履系数,计算杆塔荷载时应按式（10）计算：W11地准风压，kN1r,空气宓度应根据海拔按照D1.T5158电力气象劭测技术规程迸
19、行修正；y风乐高度变化系数.基准高度为IOm的风味高度变化系数应按表6的规定取值：v.导战或地践的体型系数，般径大于或等于17mm时取1.0,战径小于17mm时取1.1；4一一3战或地段的外径或覆冰时的计算外径，分裂导线取所有子导城外径的总和，m：1.v杆塔的水平档距,m：/J1导地线覆冰风荷栽增大系数：对于按有冰设计的各类情况，5mm冰区时取1.1,IOmm冰区时取1.2,15mm冰M取13,20mm及以上冰区取152.0:对无冰情况取1.0：计绊张力时取1.0：一一风向与导线或地线方向之间的夹角,（）;匕导地观风荷我折及系数，取0.9：g峥值因子，-JU2.5,有脉动风速实测数据时宜按照实
20、溯数据统计值取值：1.一一导级平均岛Z处的超流强度，应按式（9）计算：ImIOm高度名义湍流覆度，对应A、B、C和D类地面粗糙度可分别取0.12、0.14、0.23和0.39；Z导线、地线平均高度.m：a地面粗糙度指数,对应A、B、C、D类地貌分别取0.12、0.15、0.22和0.3：1一一导地税风荷教脉动折减系数,计算导地线张力时应取0.计算导地线风荷段（用于杆塔结何设计时按应去7的规定取假：5,一一档距相关性枳分因子,对导地线应按式II计算，计算跳线时可取1.0：/.a一一水平向相关函数的积分长度,可取50m：e自然常数，可取2.71828：匕基本风速m（,表6风压高度变化系数,离地面或
21、海平面语收m地面积精度类别ABCD51.091.OO0.650、1IO1.281.(X0.65051表6（续）周地面或海平面高慢m地面粗糙度类别ABCD151.421.130.650.51201，21230.74051301.67139WOSI401.791321.(K)0.60501.891.621.100.69601.971.7112)0.77702.051.79128OM80112I和1360.91902.181.931.430.98Ia)2.232.001.501.(M1302.462.251.791.332002.642.462.031.582502.782.632.241.813(
22、2.912.772432.023502.912.912.602J24002.912.912.762.404502.912.912.912.585CO2.912.912.912.7425502.912.912.912.91注1.地面积精度类别IA类指近海面和海岛,海津、湖岸及沙漠地区IB类指川野，乡*1.从林.丘段以及房出比较稀疏的乡镇和城市郊区：C类指有密集建筑/的城巾也|：D夫指仃帝朱建筑摘U房屋较砺的城Iti市|40m20m15n0.950.8001.50,注：带”为沿海殳台风影峋地K可取07.7.4.2.2号线、地线及跳彼风荷我的组合信，应根据本文件第74节规定的气象条件按式（7）式（1
23、2）计算，7.4.3杆塔风荷载7.4.3.1杆塔风荷软的标准值应按式式中:仟塔风荷较标准值.kN；IOJ(人，MWj*Z)KOh：(：,.：JB11=.1$)M4-XR=I6),1(x-r,z-(三10)(17)叫；,.：，)5n,、叫、mj一杆塔第八八/网的质量，kg：1.结构一阶振型系数，可由结构动力分析确定：Tz湍流强度沿高度的分布函数,可按式17)计/儿、A、A,.杆塔第八八Jr段迎风面构件的投影面枳计算值，m-;COh：(入弓)一一会向相干函数可按式(18)计算：z塔段离地高度，m：1.结构一阶阻尼比，对钢结构杆塔可取0.02：工一一给构一阶自振族率，Hz：J1.1,对应A、B.C和
24、D类地貌分别取1.284、1.0、0.544和0.262.图1杆塔风振系数21计算示意图表11杆塔风荷载脉动折成系数场杆塔类型/40in的杆塔Hw20m的杆塔1.00.6注】：为杆塔全高：注2120mM40m时可按说性担入法计以。7.4.3.3计算曲线型杆塔时,应计算沿高度方向不同时出现基本风速的不利情况.计算方法可参见附录C,7.434作用在扶梯和走道上的风荷蚊加准值.我计算方法与塔身相同，可不考虑秩塔构件的屏蔽效应.7.4,3.5杆塔风荷载的纲合值，应根据本文件第Z1.节规定的气象条件按式（13）计总。7.4.4 绝缭子率风荷载绝缘子串M荷载按照D1.，TSS51计算。7.4.5 台风工况
25、7.4.5.1 在台风多发区域，宜基于很近气象观测风速数据，按照QGDWIIo05计算对应Hi现期的设计7.4,52进行台风荷我计算时，应依据GB50009,按照IOm而度处名义湍流强度1.“提高30%来计算杆塔风报系数乩.7.4.6 涡激风振工况7.4.6.1 钢笆构件的起振临界风速匕，可根据网管构件的长细比和两端连接情况求得，阶起振临界风速般不小于8ni后也可以根据具体工程经济性和安全性的淙合比较分析确定，但一般不应高于15n.7.4,62对于大风11数持续较多的区域，应根据式（20）计算汨到的阶涡激共振力%,按照GB50017进行钢管构件及节点的疲劳验算。Pm=1.25XIOuD1A3（
26、两端固接）P=6.47XIOD7A.（一端固接一端较接）（N）Pct-2.9Ox0,oZ11111,气淑5匕.风向90.舞动纵向张力差占最大使用张力百分数见表12.b）在2级、3级舞动区，对JE要交叉踏越段耐张塔校验横担部位蝶检孔壁挤压强度时，舞动荷我表18一股线路附加荷场准假单位1kN电乐等级kV导统地税跳找悬重型杆塔耐张量杆培悬蚤型杆塔耐张型杆塔IIO1.52.01.01.55220、330364.52.02.02.05(10、750.5(456.03.03.04.06608.012.04.04.06.07.7.2 耐张型杆塔的安滨荷载应符合下列规定：a）临时拉线所产生的荷栽：锚线塔和蒙然
27、塔宣计及临时拉线的作用，临肘拉线对地夹角不应大于45。,方向与导、地线方向一致,临时拉线平衡导线、地线张力标准值可按表19取值.大跨越戏路的耐张塔可不计及彼时技战时导、地饯张力的平衡作用，但应计入临时拉设产生的垂直荷我。b）紧就牵引绳产生的荷教：紧跳牵引绳对地夹角宜不大于20.,计算紧税张力时应计及导线、地线的初伸长、检工误差和过牵引的影晌.c动力系数取I.1.Q时：rmfi=1.677-0.677式中：一一轴心受压构件稳定系数，按附录B确定；叫一压杆稳定强度折战系数，按式（27）、式（28）计兑：R轴心受压角钢内件的宽厚比限值.按式（29）计算：W混缘自由外伸宽度（见图3）,mm；t我缘即反
28、（见图3，mm,什z:(26(27)(28)(29)图3黑缘板自由外伸宽度示意图10.1.4 受弯构件强度脚按下式计算.稳定应按GB50017的相关规定计灯.式中：Af,W1绕X轴和.r轴的驾矩，Nmm；IV1,Wy对X轴种扁的翻面模fit,m1110.1.5 实履式压弯构件弯矩平面内的稳定应按下列公式计算，格构式压弯构件应按现行国家标准GB50017相关规定计算.(3!)式中：M弯矩设计值，Nmm：W故面模最，mnF：E钢材的弹性模fitWmm今A构件绕1.X轴的长细比:M参数，取伯见式（32）。10.1.6 弯矩作用在两个主平面的拉弯构件强度应按式33）计算：（33）NMMh.TM叱,n1
29、0.1.7 轴心受压构件应按式（34）计算剪力：注I：剪力v（ft可认为沿构件全长不变：注2对格构式轴心受压构件，剪力V应由承受自力的能材面包括用祭体板连接的面）分也，10.1.810.1.9a)内件的计W长度应符合D1.T5486的相关规定.交叉斜材计算长度修正系数，应按下式计W确定：两根斜材一拉一压时：8b)两根斜材同时受压时：（36）式中：N所计算压杆的内力，N,取绝对值：M另一杆的内力，N,取绝对值；两根斜材同时受压时，WMWN,10.1.10对于单股连接的受拉构件,当被连接肢上寒栓图形的中心魏位于角钢的中心规之外时（见图4）,应按以下方法作块剪校骆。咏3rrA,=11+(n1.)(38)A=tc(391式中：一一纲材的抗拉强度，取最小值，N/mnf：t角钢股厚度，mm：n连接螺栓数1患。堆部螺孔的净掂距,mm：一一螺
