DL T 5154-2002（条文说明） 架空送电线路杆塔结构设计技术规定.pdf

1、p DL 中华人民共和国电力行业标准DL/T 5154一2002架空送电线路杆塔结构设计技术规定条文说明主编部门：西南电力设计院批准部门：中华人民共和国国家经济贸易委员会T ti咆jJ绕“tl 2002北京目次1 范围1002 引用标准1013 总则.102 4 术语和符号1034.1 术语.103 4.2符号.103 5 荷载1045.1 一般规定.104 5.2 正常运行情况1045.3 断线情况.104 5.4安装情况.1055.5 验算情况.106 5.6 导线及地线风荷载的标准值.1065.7杆塔风荷载的标准值.107 5.8绝缘子串风荷载的标准值.107 6 材料1086.1 杆塔

2、结构使用材料的原则及要求. 108 6.2杆塔结构常用材料性能表.109 7 基本规定1108 构件计算及断面选择.112 8.1 铁塔构件计算及断面选择.112 8.2环形截面钢筋混凝土电杆构件的计算.116 8.3 环形截面预应力混凝土电杆的计算. 117 9 连接计算1189.1 螺栓连接.118 9.2 焊缝连接.11898 9.3法兰连接.118 9.4插入角钢连接.1189.5塔脚板.118 10 构造要求12010.1 钢结构. 120 10.2环形截面钢筋混凝土电杆. 123 附录A镀钵钢绞线规格及强度标准值.124 附录B双杆受力分配表.125 附录C楠架内力分析简化表.气.

3、126附录D铁塔轴心受压构件稳定系数. 127 附录E等直径钢管起振临界风速V口曲线.129 附录F环形截面混凝土电杆斜截面承载力计算130附录G用词和用语说明.131 99 1范围明确指出本规定适用于DL厅5092-1999110500kV架空送电线路设计技术规程（以下简称99规程）所规定的交流送电线路杆塔的设计，也适用于直流送电线路杆塔的设计，通信杆塔可参照采用。100 2引用标准本规定所引用的标准为99规程所列标准和本规定正文所涉及的标准。101 3总则1保留了架空送电线路杆塔结构设计技术规定SDGJ94-1990 （以下简称90规定）总则部分内容：2新增了杆塔结构设计采用以概率理论为基

4、础的极限状态设计方法的内容：3 明确本规定与其他有关标准的关系。102 4术语和符号4.1术语4.1.1 “铁塔长短腿”是近年设计山区大根开铁塔时常用的一种塔腿结构形式。但在设计文件中和口头上常有称作“高低腿”，其含义不确切，易引起塔腿长短与地形高差之间的混淆，“长短腿”则较准确。对应于左右不等长的双柱塔，可以有“长短柱”的称呼；对应于左右不等长的双杆可以有“长短杆”的称呼。4.1.2近年铁塔与基础的连接形式由底脚螺栓式转为铁塔主角钢（钢管）直接插人基础的形式越来越多，对这一插入部件的称呼也多种，本规定以“插入角钢（钢管）”明确其特定含义。4.2符号根据正文所用到的字母符号，按英文大写、小写和

5、希腊字母分三部分顺序列出。103 5荷载5.1 般规定5.1.1保留90规定第2.1条文。横向荷载是指直线杆塔上导线、地线水平风力，转角杆塔导线、地线张力产生的水平横向分力等。纵向荷载是指导线、地线张力在垂直横担或地线顶架方向的分量等。垂直荷载是指导线、地线和杆塔的重力等。5.1.2基本按99规程第12.1.15条文。但是考虑到终端杆塔荷载的特点是不论转角范围大小，其前后档的张力一般相差较大。因此，规定终端杆塔还需计算大风工况的零度风向，其他风向（90或45）可根据实际塔位转角情况而定。5.1.3保留90规定第2.16条文。5.1.4 同99规程第12.1.1条文。5.1.5 同99规程第12

6、.1.8和12.1.9条文。5.2正常运行情况5.2.1 基本同99规程第12.1.2条文。仅具体规定最大风速情况，应包括最小垂直荷载和最大水平荷载的组合。因为，工程实践计算分析表明，格构式铁塔（例如酒杯型塔或猫头型塔）的某些杆件可能由这种荷载组合控制。5.3断线情况5.3.1基本同99规程第12.1.3条文。仅将两分裂导线的纵向不平衡张力，由取一根子导线最大使用张力的比值等效地改为取一相导线最大使用张力的比值，以与两分裂以上导线的取法相一致，便于设计人员记忆。两分裂以上导线的纵向不平衡张力对平地、丘陵和山地线路分别取一相导线最大使用张力的15%、104 20%、及25%，是与99规程相一致的

7、。这是从宏观出发作了大致的规定。如果工程中作了仔细的不平衡张力的计算，可以不受此限制。例如，对于山区线路也可以使用15%，平地线路也可能要使用到20%。S.3.2基本同99规程第12.1.4条文。仅补充对直流线路杆塔的规定。S.3.3 同99规程第12.1.5条文。S.3.4 同99规程第12.1.6条文。S.4安装情况S.4.1 该条文基本同99规程第12.1.7条文，并参照了。规定第2.7条，作了修改、补充。1)直线型杆塔提升导线、地线及其附件时发生的荷载。其中，提升导线、地线的荷载一般仍按常规2倍起吊考虑。如果考虑避免安装荷载（包括检修荷载）控制杆件选材，起吊导、地线时采用转向滑轮（图5

8、.4.1)等措施，将起吊荷载控制在导、地线重量的1.5倍以内是可行的。直流线路已有工程经验。但是，应在设计文件中加以说明：图5.4.12）直线型（含悬垂转角型）杆塔，导线或地线锚线作业时，挂线点处的线条重力由于前后塔位高差对其影响较大，一般应取垂直档距较大一侧的线条重力。即：按塔位实际情况，一般应取大于50%垂直档距的线条重力；105 3）直流线路的单柱拉线杆塔的锚线荷载。根据工程设计经验，当一极导线尚未锚线，另一极导线正在锚线时，由于锚线垂直下压力产生偏心弯矩很大，要控制主柱选材。为此，可在未锚导线侧的横担端部设置临时拉线以平衡一部分偏心荷载，具体平衡值以不控制主柱选材为宜；4）双回及多回路

9、杆塔如无特殊要求，一般不考虑单侧导、地线先架设的情况：5）导、地线的过牵引、施工误差和初伸长引起的张力增大系数应由电气专业根据导、地线的特性确定：6）水平和接近水平的杆件，单独校验承受lOOON人重荷载，而不与其它荷载组合。是参照国外的设计经验和国内部分设计单位的实践经验。一般可将与水平面夹角不大于30的杆件视为接近水平的杆件。如果某些杆件不考虑上人，应在设计文件中说明。校验时，可将lOOON作为集中荷载，杆件视为简支梁，其跨距取杆件的水平投影长度，杆件应力应不大于材料的强度设计值。铺线下压力图5.4.2况5.5.1 同99规程第12.1.10条文。5.5.2 同99规程第12.1.11条文。

10、进一步的分析计算，可参考国标高耸结构设计规范。情算验5.5 导线及地缘凤荷载的标准值同99规程第12.1.12条文。其中风压高度变化系数是根据国家规范建筑结构荷载规范的原则作相应换算得出的。为方便于电算，将换算公式列于下面。对330kV及以下杆塔：106 5.6 I 7、0.24会1.335 （主）J宁、0.32过主）I 7、0.40O. 737 （主）对500kV杆塔：，宁、0.24 1.305 （完）R I z 0.32 z= 2o) ，宁、0.400.754（完）以上公式中，Z为对地高度，m。5.7 杆蟠凤荷载的标准值同99规程第12.1.13条文。其中体形系数是按国家规范建筑结构风荷载

11、规范确定的。杆塔全高超过60m时，杆塔风荷载调整系数加权平均值可按各段高度及相应的风荷载调整系数求得，即：/3z _hi /3zl + h2 /3-a + - hi+ h2 + 表5.7-2之注2，对自立式铁塔，高度与根开之比小于4时，可仍按表5.7-2采用，大于6时，按荷载规范计算。5.8 绝缘子串凤荷载的标准值同99规程第12.1.14条文。107 6材料6.1 杆塔结构使用材料的原则及要求6.1.1 目前国内杆塔上用的钢材有Q235、Q345两种（用于铁塔，钢筋混凝土电杆横担、地线支架及铁附件等）oQ390、Q420低合金钢尚未在工程中使用，但发展前景看好。曾与冶金部门联系，当批量供应时

12、可以专门轧制生产，但价格要提高。故本条说明：在有条件时也可采用Q390或钢材强度等级更高的结构钢。关于冬季计算温度，不是指最低温度。冶金部门推荐通常是连续5天室外温度的平均值。简单的计算方法可按室外绝对最低温度加10即为冬季计算温度。主要是防止钢材低温冷脆，对东北、西北寒冷低温地区尤要重视。6.1.2 该条文是按照混凝土结构设计规范GBJ10-一1989（以下简称89混凝土规范）规定列入的。对甲级冷拔低碳钢丝的使用，89混凝土规范中规定对该钢种只宜用于中小型构件中的预应力主筋，在送电线路工程中以往在220kV及以下工程的电杆中用，330kV及以上工程的电杆中均没有用。随着我国高强度钢筋品种增多

13、，甲级冷拔低碳钢丝将逐渐淘汰，故本规定中未推荐作为预应力主筋。经专家讨论，该钢种不再列入本规定。冷轧带肋钢筋已列入国家标准GB13788-1992，在89混凝土规范1996年局部修订条文的第2.2.1条中说明：钢筋混凝土构件钢筋宜采用I级、E级、田级热轧钢筋和Ll.550级冷轧带肋钢筋，；对中小型预应力混凝土构件中的预应力钢筋，宜采用LL650级或LL800级冷轧带肋钢筋，6.1.5该条文与99规程12.2.3条文是一致的。环形钢筋混凝土电杆GB396-1994及环形预应力混凝土电杆GB4623-1994规定，普通钢筋混凝土离心环形电杆混凝土强度等108 级不宜低于C40，预应力混凝土离心环形

14、电杆混凝土强度等级不宜低于0。6.2 杆塔结构常用材料性能表表6.2-1钢材（型钢）机械性能摘自碳素结构钢GB700-1988、低合金高强度结构钢GB/f1591-19940 表6.2-3钢筋强度标准值及设计值摘自89混凝土规范1996年局部修订条文，对89混凝土规范中钢筋种类和强度作了局部修订，本规定按修订条文的数据列人。表6.2-4钢丝强度标准值及设计值摘自89t：昆凝土规范1996年局部修订条文。其中冷拔低碳钢丝甲级I、E组的确定，根据混凝土结构工程施工及验收规范GB50204-1992第3.2.8条二，甲级钢丝的力学性能应逐盘检验，从每盘钢丝上任一端截去不少于50mm后再取两个试样，分

15、别作拉力和1so反复弯曲试验，并按其抗拉强度确定该盘钢丝的组别。表6.2-6钢材、螺栓和锚栓的强度设计值和表6.2-7钢材焊缝的强度设计值中，钢材及焊缝强度设计值主要依据钢结构设计规范GBJ17-1988 （以下简称“8钢规）修订初稿(1999年4月版）和高耸结构设计规范GBJ135-1990修订初稿(2000年11月版）。表6.2-6中，钢材孔壁承压和螺栓抗拉、抗剪强度设计值及锚栓的抗拉强度设计值，引自99规程（电力行业标准比建工部门编制的国家标准有所提高，这是根据电力建设研究所以往作过一系列试验经专家讨论后确定的），表中删去了螺栓、锚栓标准直径的限制，在锚栓中增加了45号优质碳素钢，该钢种

16、杆件焊接时需进行预热处理。表6.2.8明确拉线用的镀钝钢绞线强度设计值，只适用于拉线。钢绞线强度设计值是按钢绞线破坏强度考虑了荷载分项系数后折算出来的。109 7基本规定7 .1.1 7 .1.3 同99规程第13.1.213.1.4条文内容。对杆塔自重可取c=l.O。7.1.3条中，安装检修的各种附加荷载包括：直线杆塔（包括悬垂转角杆塔）锚线作业时产生的荷载，以及检修导、地线时起吊导、地线产生的荷载：转角杆塔作为操作塔时，导、地线牵引时产生的过牵引荷载，以及作为锚塔时，导、地线临时拉线产生的荷载：各种杆塔安装时，人和工具的附加荷载等。7.1.4, 7.1.5 同90规定4.7、4.8条文。7

17、.1.6前者为设计经验数据，后者取自架空送电线路大跨越设计技术规定（试行）（以下简称大跨越技术规定）。7.1.7在90规定5.1.7条文的基础上补充了对斜材辅助材的要求。2%的主材内力应在支撑平面内垂直于主材作用在节点上、5%的斜材内力应在支撑平面内垂直于斜材作用在节点上，按照力平衡原理计算辅助材内力。斜材的辅助材内力，取斜材内力的5%是取自东北电力设计院1987年编写的500千伏第二代铁塔通用设计编制要求中“关于辅助材的设计”。7.1.8 在90规定4.10条文的基础上，吸取以往设计实践经验，强调铁塔设计要采用三维程序电算内力，施工图要与计算图严格保持一致，绘制施工图时不得轻易改动结构布置，

18、或添加未经计算和可能影响受力的杆件。7.1.9新增条文。近年设计山区到OkV线路铁塔时，因地制宜设计了长短腿型式，取得了良好的综合技术经济效果，值得在工程设计中不断总结、完善。7.2.l、7.2.2同99规程14.0.1、14.0.2条文。施工预偏要求，宜结合杆塔自身的刚度大小、杆塔荷载的大小、杆塔加工质量、地基的强弱和施工单位的经验等因素确定。110 7.2.3 改写99规程14.0.3条文第1款，引人了长细比修正系数K，删去了“塔腿受压斜材”的最大长细比小于等于180的规定，因为在8.1.7条中规定了“对塔腿斜材，其计算长度应乘以1.2增大系数”。1.2180220，即相当于其他受压材的最

19、大长细比小于等于220的规定。7.2.4 同99规程14.0.3条文第2款。1.2.s . 1.2.6 同99规程14.0.5. 14.0.6条文。7.2.7 同99规程14.0.8条文。111 8 构件计算及断面选择8.1 铁塔构件计算及断面选择8.1.1轴心受力构件的强度计算取与90规定相同表达形式。在本规定中，构件强度折减系数m分受拉构件和受压构件分别表述和取值。双肢连接的角钢和法兰连接的铜管视为中心连接构件。 单肢连接的角钢受拉构件强度与90规定是相等的。只是将公式中的（m A0）由90规定的（mA-nd。.t）改写成m6和美国输电线路杆塔基础设计导则中译本(1988年出版），120

20、山西院500kV神太E困线华北院220kV 兴榆线襄10.1华东院一一西北院500kV山西330kV 一某工程I 李兰西线中南院500kV 来罗二回线院N线北一创下湖qu风西南院500kV 自蓉线锚固型式摆叫时蛐HNH C!Xl345lfil1叫IA :1a油45L乙125IOICI:邸45m161Cl:昭45正100X10ie昭45Llfil叫， ，a:邸45zoox., 每届45.1物| 但即45LlOOI 每届45100I 部.8级II I I叩45zooxx I 14X200 I q油45L2001四q油4512510e邸45L三6351但即458.l1700X1100 I X6立刻岛

21、四13.5最后归纳为本条4点要求。图10.1-3中插人角钢与锚固件采用螺栓连接也可用焊接；14 自立式铁塔底脚板具体尺寸，送电线路铁塔制图和构造规定DLGJ136-1997 （以下简称铁塔制图规定）中已有明确规定，本条根据多年工程实践，提出底脚板和地脚螺栓垫板最小厚度。10.1.2 组合构件：1 列出线路杆塔结构常用的几种组合断面型式；2参照88钢规提出了组合杆件填板构造要求。根据我国已建和正在建设的杆塔中，四肢组合构件均使用斜缀条形式的实际使用情况，予以推荐。对小角钢用1个螺栓与垫圈组合成1型构件也是可行的：3构件形心线尽可能交于一点，对于各构件的形心线不能交于一点时，需考虑由于偏心产生的附

22、加弯矩对结构的影响：4 根据多年工程使用经验，对节点构造提出4点要求：5提出以往工程设计中常使用的几种节点形式，参考日本送电用铁塔制造标准提供一种角钢直接伸人基础的型式。10.1.3 钢管构件：1 说明本规定只适用于钢管组合塔架；2 明确规定钢管，圆钢以轴线为准线，节点处应避免偏心；3 参照88钢规及工程实践提出的3点要求：4、5,6、7钢管对接法兰盘、轴线肋板式连接的构造要求，系根据近二十多年我国使用钢管塔和大跨越钢管塔头的经验，并与大跨越技术规定和铁塔制图规定内容协调确定的。其中第6条法兰盘加劲板的板长系指法兰盘平面径向宽度；8参考型钢塔提出的要求，考虑到钢管塔主材与斜材相交时夹角太小，构

23、造上难于处理，产生节点次弯矩，故将夹角由15增大至18。本条要求适用于横担吊杆与下平面主材之间的夹角；9参考铁塔制图规定和大跨越技术规定提出制订122 的；10、11根据以往工程经验和日本送电用钢管铁塔制作基准昭和60年版本提出。10.2 环形截面钢筋混凝土电杆10.2.1 根据工程实践和实际需要，比90规定扩大范围；10.2.2、10.2.3保留90规定内容；10.2.4除保留90规定内容外，参照环形预应力混凝土电杆GB4623-1994; 10.2.5 根据安徽、内蒙、云南等省电力设计院工程经验提出：10.2.6、10.2.7、10.2.8、10.2.9条保留90规定内容；10.2.10保

24、留90规定内容。文末的“注”：根据安徽、内蒙、云南等省电力设计院工程经验。123 附录A镀铸钢绞线规格及强度标准值节录GB1200一1988。124 附录B双杆受力分配表保留90规定表4.3。125 附录C椅架内力分析简化表保留90规定表4.3a126 附录D铁塔轴心受压构件稳定系数1 本规定采用美国导则方式进行铁塔轴心受压角钢构件的稳定计算，即对压杆的长细比A乘以修正系数K后，再查现行88钢规的b类压杆稳定系数，进行稳定计算：2 修正系数与长细比的关系式；3介绍6种情况的压杆和4种情况的辅助材的长细比修正系数。表Dl中，前4种压杆的修正系数与美国导则相同，后2种作了偏安全的调整；表D2中，辅

25、助材的修正系数与美国导则相同。4关于判定节点约束的3条要求：1)一般为被约束的腹杆至少有两个螺栓连接在提供约束的主材上或刚度大的节点上；2）根据节点刚度判定约束方法，参照美国导则的例题方法，举例如下（参见下图）：504单螺栓连接，受拉构件，不考虑节点约束；与L635L=2828 (mm), rx=19.4 (mm), A= 614 (mnl）。双螺栓连接在、构件上。rx Al (LlrJ = 19.4 614/(2828/19.4) =81.71 （在应力平面内）705 L=4000 (mm), rx=21.6 (mm), A=688 (mm2) rx Al (Llrx) = 21.6 688

26、/ (4000121.6) = 80.25 （在应力平面内）受拉构件，不考虑节点约束；127 与1007L=2000 (mm), rx=30.9 (mm), A= 1380 (mm2）。rxAl(Llr . ) =30.9 1380/ ( 2000/30. 9) = 658. 82 （在应力平面内）节点A80.252 81.71 对和有部分约束。200 200 罢128 附录E等直径钢管起振临界风速Ver曲线引自大跨越技术规定11.0.9条的条文说明。129 附录F环形截面混凝土电杆斜截面承载力计算对90规定附录B考虑了89混凝土规范与74混凝土规范的钢筋和混凝土强度设计值的变化。130 附录G用词和用语说明根据电力工业部1996年12月20日发布的电力标准编写的基本规定稍有补充。131 N。NImm回函。书号：155083621定价：7巳18.00