8.1 荷载
8.1.1 风向与杆塔面垂直情况的杆塔塔身或横担风荷载的标准值,应按下式计算:
8.1.2 风向与线路垂直情况的导线或地线风荷载的标准值,应按下式计算:
8.1.3 各类杆塔均应按以下三种风向计算塔身、横担、导线和地线的风荷载:
1 风向与线路方向相垂直,转角塔应按转角等分线方向;
2 风向与线路方向的夹角成60°或45°;
3 风向与线路方向相同。
8.1.4 风向与线路方向在各种角度情况下,塔身、横担、导线和地线的风荷载,垂直线路方向分量和顺线路方向分量应按表8.1.4采用。
注:1 X为风荷载垂直线路方向的分量,Y为风荷载顺线路方向的分量;
2 WSa为垂直线路风向的塔身风荷载;
3 WSb为顺线路风向的塔身风荷载;
4 WSc为顺线路风向的横担风荷载。
8.1.5 拉线高塔和其他特殊杆塔的风振系数β,宜按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的有关规定采用,也可按表8.1.5的规定采用。
8.1.6 风荷载档距系数α应按表8.1.6采用。
8.1.7 杆塔的荷载可分为下列两类:
1 永久荷载:导线、地线、绝缘子及其附件的重力荷载,杆塔构件及杆塔上固定设备的重力荷载,土压力和预应力等;
2 可变荷载:风荷载,导线或地线张力荷载,导线或地线覆冰荷载,附加荷载,活荷载等。
8.1.8 各类杆塔均应计算线路的运行工况、断线工况和安装工况的荷载。
8.1.9 各类杆塔的运行工况应计算下列工况的荷载:
1 最大风速、无冰、未断线;
2 覆冰、相应风速、未断线;
3 最低气温、无风、无冰、未断线。
8.1.10 直线型杆塔的断线工况应计算下列工况的荷载:
1 单回路和双回路杆塔断1根导线、地线未断、无风、无冰;
2 多回路杆塔,同档断不同相的2根导线、地线未断、无风、无冰;
3 断1根地线、导线未断、无风、无冰。
8.1.11 耐张型杆塔的断线工况应计算下列两种工况的荷载:
1 单回路杆塔,同档断两相导线;双回路或多回路杆塔,同档断导线的数量为杆塔上全部导线数量的1/3;终端塔断剩两相导线、地线未断、无风、无冰;
2 断1根地线、导线未断、无风、无冰。
8.1.12 断线工况下,直线杆塔的导线或地线张力应符合下列规定:
1 单导线和地线按表8.1.12的规定采用;
2 分裂导线平地应取1根导线最大使用张力的40%,山地应取50%;
3 针式绝缘子杆塔的导线断线张力宜大于3000N。
8.1.13 断线工况下,耐张型杆塔的地线张力应取地线最大使用张力的80%,导线张力应取导线最大使用张力的70%。
8.1.14 重冰地区各类杆塔的断线工况应按覆冰、无风、气温为-5℃计算,断线工况的覆冰荷载不应小于运行工况计算覆冰荷载的50%,并应按所有导线及地线不均匀脱冰,一侧覆冰100%,另侧覆冰不大于50%计算不平衡张力荷载。对直线杆塔,可按导线和地线不同时发生不均匀脱冰验算。对耐张型杆塔,可按导线和地线同时发生不均匀脱冰验算。
8.1.15 各类杆塔的安装工况应按安装荷载、相应风速、无冰条件计算。导线或地线及其附件的起吊安装荷载,应包括提升重力、紧线张力荷载和安装人员及工具的重力。
8.1.16 终端杆塔应按进线档已架线及未架线两种工况计算。
8.1.1~8.1.3 这三条是杆塔荷载的基本安全要求,其中8.1.3 为强制性条文,必须严格执行。
对于风向与线路不垂直的几种计算情况,条文应用了使用多年的《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》DL/T 5154-2002的成果,本次修订没有修改。
风压高度变化系数μz是取自现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009中的参数。
8.1.4 角钢塔的塔身和导线或地线的风荷载均用表格的方式作出规定,目的是为了使规定更明确,使用更方便。
8.1.5 风振系数是考虑风的脉动对结构的作用而给定的,这一作用的大小与结构的自振周期有关。电力线路杆塔的自振周期与其整体的刚性有关。柔性较大的杆塔,其自振周期较大,风的脉动作用也较大。本规范按杆塔高度作出的规定是在原规范和设计经验的基础上制定的,适用于根部开度与高度之比不小于1/7的刚性较大的铁塔。对于柔性较大的窄基塔,应属于条文中的“其他特殊杆塔”,不能只根据其高度确定风振系数。
8.1.6 “风荷载档距系数”一词83版规范称为“风速不均匀系数”,指在档距内由于风速不均匀而应将导线或地线上的风荷载进行适当折减。原规范这一系数与设计风速相对应。现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009-2006中的“导线绳索基本风压调整系数”与档距相对应。看来这两个系数是两种含义。原规范的系数已有较长时间的使用经验,不宜做大的改动。
8.1.8 线路的“运行工况”、“断线工况”和“安装工况”都是指在相应的“工况”下,可能出现的对杆塔结构产生控制作用的荷载组合情况。这种组合不一定是最严重的组合情况,也不一定能够包容错综复杂的具体情况。荷载组合是在分析总结设计、运行经验的基础上,对杆塔结构设计约定的标准之一。
8.1.9 运行工况包括最大风速工况、覆冰工况和最低气温工况。最大风速工况下无冰,未断线;覆冰工况下为10m/s风速,未断线;最低气温工况下无风,未断线。这些都是规范规定的设计标准。多年的设计和运行实践证明,这些组合标准是合适的。本条为强制性条文,是杆塔运行工况荷载的基本安全要求,必须严格执行。
8.1.10~8.1.13 断线工况是杆塔结构纵向承载力和抗扭力标准的规定。无论是断线的根数、相数、断线张力值的规定,都是设计标准。本标准对直线杆塔“地线不平衡张力”工况,改称为“断1根地线”工况。事实上断线也是一种不平衡张力,两者不必区分。
耐张型杆塔断线的规定是不论多少回路的杆塔,均按断两相导线设计。这一规定的对于双回路杆塔,其纵横承载力不匹配。对于更多回路的杆塔,矛盾更加突出。因此,对双回路以上杆塔规定按断全部导线数量的1/3相计算,即三回路塔应按断三相,四回路塔应按断四相,六回路塔应按断六相进行计算。
断线张力的值,仍沿用原规范的规定,这与很多国家所采用的方法是一致的。至于规定值的大小,无法进行单项的比较,杆塔设计的标准需要综合衡量。
根据湖南院来函意见反映张力要求过大,因此,原规范第7.1.12条第3款“针式绝缘子杆塔的导线断线张力不应小于3000N”,改为“针式绝缘子杆塔的导线断线张力宜大于3000N”。