[实用新型]一种优化的倾斜耐张型输电铁塔

说明书

技术领域

本实用新型属于输电线路设计领域，具体涉及针对耐张型输电铁塔的结构进行优化设计的倾斜耐张型输电铁塔。

背景技术

输电铁塔按结构型式可以分为拉线型铁塔、自立式铁塔及钢管杆。输电线路铁塔按照用途可以分为直线型铁塔(含悬垂转角塔)、耐张型铁塔及特殊型铁塔。其中耐张型铁塔包括直线耐张型铁塔、转角型铁塔及终端型铁塔，耐张型输电铁塔承受架空线的导地线张力。

目前无论何种结构形式的输电铁塔其塔身与地面均为垂直设计。对于大转角的耐张型铁塔，承受很大的张力，使得耐张塔的重量大大增加。输电铁塔的塔身主材是其主要的受力构件，就铁塔的整体受力而言，当转角型耐张塔转角度数较大时，由导线产生的张力控制铁塔的塔身主材，使得设计时塔身主材的规格加大，不得不采用组合角钢甚至钢管。如图1所示，传统的耐张型输电铁塔地线横担1、上导线横担2、中导线横担3、下导线横担4及塔身5，所述地线横担的下端连接有上导线横担，上导线横担的下端连接有中导线横担，中导线横担的下端连接有下导线横担，下导线横担的下端连接有塔身，塔身立于地面上。在应用时，铁塔的横担上需连接前侧导线6和后侧导线7，由于此种输电铁塔的塔身与地面始终保持垂直状态，这种受力状态使得此类耐张型输电铁塔重量较重。根据此类耐张型铁塔的受力特点，本实用新型设计出一种性能优化的倾斜耐张型输电铁塔，使得铁塔的受力体系更加合理。

实用新型内容

为克服现有技术中的缺陷，本实用新型提出一种优化受力体系、将对结构的部分不利荷载转化为有利荷载的倾斜耐张型输电铁塔，包括地线横担、上导线横担、中导线横担、下导线横担及塔身，所述地线横担的下端连接有上导线横担，上导线横担的下端连接有中导线横担，中导线横担的下端连接有下导线横担，下导线横担的下端连接有塔身，塔身立于地面上，其中所述地线横担、上导线横担、中导线横担和下导线横担均呈水平布置，所述塔身呈倾斜状且与垂直方向间呈一夹角θ，θ的范围为5°-15°。

其中，通过调整塔身与垂直方向的夹角θ值来确定塔身对塔脚所产生的合弯矩M，其相互关系可以表述为：

合弯矩M：

M＝2T4·H4+2T3·H3+2T2·H2+2T1·H1-(2G4·H4+2G3·H3+2G2·H2+2G1·H1+G·H)·tanθ，

其中θ为耐张型输电铁塔塔身与垂直方向的夹角，T1、G1分别为下导线横担导线挂点所受的水平张力与垂直荷载，T2、G2分别为中导线横担导线挂点所受的水平张力与垂直荷载，T3、G3分别为上导线横担导线挂点所受的水平张力与垂直荷载，T4、G4分别为地线横担导线挂点所受的水平张力与垂直荷载，G为铁塔重量，H为耐张塔重心对地距离，H1为下导线横担对地距离，H2为中导线横担对地距离，H3为上导线横担对地距离，H4为地线横担对地距离，并且在保持铁塔安全稳定的前提下，通过调节塔身与垂直方向夹角θ值，可以调整荷载对塔脚产生的合弯矩值，从而实现优化铁塔的受力状态的目的。

在转角型铁塔的情况下，所述塔身倾斜的方向为沿横担方向与前后侧导线夹角平分线方向的相反方向，在终端型铁塔的情况下，所述塔身倾斜的方向为垂直横担、顺导线延伸的方向，铁塔横担的上导线、中导线、下导线和地线挂点的水平张力对塔脚产生的弯矩为逆时针方向，横担挂点的垂直荷载及塔重都对塔脚产生顺时针方向的弯矩，与上述横担挂点的水平张力对塔脚产生的弯矩方向相反，从而大大减小了塔脚所受的弯矩值，使导地线挂点垂直荷载及铁塔重量对整个耐张塔的受力而言成为有利荷载，优化了耐张型铁塔的受力体系。

本实用新型的有益效果在于：优化了耐张型输电铁塔结构的受力体系，将部分不利荷载转化为对结构有利荷载。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

图1为传统耐张型输电铁塔的简化模型示意图；

图2为本实用新型的优化的倾斜耐张型输电铁塔的简化模型示意图，其中图2A为本实用新型的主视图，图2B为本实用新型的俯视图(各横担上均连接前、后侧导线)；

图3为耐张型输电铁塔的受力示意图，其中图3A为传统耐张型输电铁塔的受力示意图，图3B本实用新型的优化的倾斜耐张型输电铁塔的受力示意图；

其中，1-地线横担，2-上导线横担，3-中导线横担，4-下导线横担，5-塔身，6-前侧导线。7-后侧导线。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。