DL/T 5504-2015 特高压架空输电线路大跨越设计技术规定
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11 荷  载

11.0.1 荷载分类宜符合下列要求:

1 永久荷载:导线及地线、绝缘子及其附件、杆塔结构构件、杆塔上各种固定设备、基础以及土体等的重力荷载;土压力及预应力等荷载;

2 可变荷载:风和冰(雪)荷载;导线、地线及拉线的张力;安装检修的各种附加荷载;结构变形引起的次生荷载以及各种振动动力荷载。

11.0.2 杆塔的作用荷载宜分解为横向荷载、纵向荷载和垂直荷载。

11.0.3 各类杆塔均应计算线路正常运行情况、断线(含纵向不平衡张力)、不均匀覆冰情况和安装情况下的荷载组合,必要时尚应验算地震等稀有情况。

11.0.4 各类杆塔的正常运行情况应计算下列荷载组合,并考虑高差和档距不等在导、地线中产生的纵向不平衡荷载。耐张塔应按转角和终端两种状态计算。

1 基本风速、无冰、未断线(包括最小垂直荷载和最大横向荷载组合);

2 设计覆冰、相应风速及气温、未断线;

3 最低气温、无冰、无风、未断线(仅适用于耐张塔)。

11.0.5 悬垂型跨越塔的断线(含纵向不平衡张力)情况,应按-5℃、无风、有冰的气象条件,计算下列荷载组合:

1 对单回路杆塔,任意一相(极)导线有纵向不平衡张力,地线未断;断任意一根地线,导线无纵向不平衡张力;

2 对双回路杆塔,同一档内,任意两相导线有纵向不平衡张力,地线未断;同一档内,断一根地线和任意一相导线有纵向不平衡张力;同一档内,断两根地线,导线无纵向不平衡张力。

11.0.6 耐张型杆塔的断线情况应按-5℃、无风、有冰的气象条件,计算下列荷载组合:

1 同一档内,断任意一根地线,任意一相(极)导线有纵向不平衡张力;

2 同一档内,任意两相(极)导线有纵向不平衡张力,地线未断;

3 同一档内,断两根地线,导线无纵向不平衡张力。

11.0.7 20mm中冰区及以下冰区导、地线断线张力(纵向不平衡张力)的取值不应低于表11.0.7规定的导、地线最大使用张力的百分数,垂直冰荷载按100%设计冰荷载。

表11.0.7 导、地线断线张力(或导线纵向不平衡张力)取值表(%)

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11.0.8 10mm冰区不均匀覆冰的导、地线不平衡张力应按-5℃、有不均匀冰、10m/s风速的气象条件和跨越段实际档距、高差计算,且不低于表11.0.8规定的数值。垂直荷载按不小于75%设计冰荷载计算。各类杆塔均应考虑所有导、地线同时同向作用有不均匀覆冰的不平衡张力。

表11.0.8 不均匀覆冰情况的导、地线不平衡张力(%)

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15mm及20mm中冰区不均匀覆冰的导、地线不平衡张力应按照现行行业标准《重覆冰架空输电线路设计技术规程》DL/T 5440规定的覆冰气象条件和跨越段实际档距、高差计算。导、地线不平衡张力不应低于现行行业标准《重覆冰架空输电线路设计技术规程》DL/T 5440规定的相应数值。垂直荷载按不小于75%设计冰荷载计算。各类杆塔均应考虑所有导、地线同时同向或同时不同向作用有不均匀覆冰不平衡张力。

11.0.9 各类杆塔在断线情况下的断线张力(含纵向不平衡张力),以及不均匀覆冰情况下的不平衡张力均应按静态荷载计算。

11.0.10 各类杆塔的安装情况,应按10m/s风速、无冰、相应气温的气象条件考虑下列荷载组合:

1 悬垂型杆塔的安装荷载应符合下列规定:

导、地线垂直荷载可按1.5倍自重计算,提升绝缘子和金具等荷载可按2.0倍自重计算,导、地线安装的附加荷载(包括安装工人和工具的重量)可按表11.0.10取值。

表11.0.10 附加荷载标准值(kN)

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2 耐张型杆塔的安装荷载应符合下列规定:

1)导线及地线荷载:

耐张塔应考虑线路侧导线和地线尚未架设和已经架设两种受力状态;

2)临时拉线所产生的荷载:

耐张塔可不考虑临时拉线水平力的平衡作用,但应计入临时拉线产生的垂直荷载;

3)导地线牵引绳产生的荷载:

紧线牵引绳对地夹角不宜大于20°,计算紧线张力时应计及导、地线的初伸长、施工误差和过牵引的影响;

4)安装时的附加荷载:

可按表11.0.10取值;

5)安装动力系数取1.1。

3 导、地线的架设次序,宜考虑自上而下、从左到右依次对称地逐相(极、根)架设。

4 与水平面夹角不大于30°、可以上人的杆塔构件,应能承受设计值1000N人重荷载,且不与其他荷载组合。

11.0.11 计算曲线型铁塔时,应考虑沿高度方向不同时出现最大风速的组合情况。

11.0.12 杆塔的验算情况按不断线考虑,作用荷载应按验算气象条件计算确定。验算冰情况,应按验算冰厚、-5℃、10m/s风,所有导、地线同时同向存在不平衡张力。验算冰不均匀脱冰的不平衡张力,应按脱冰档内的脱冰重不小于计算覆冰冰重的50%计算。

11.0.13 大跨越工程的地震设计烈度应采用基本烈度,必要时可提高一度设防。

11.0.14 位于地震烈度为9度及以上地区的钢结构杆塔应进行抗震验算。

11.0.15 圆管构件应根据雷诺数Re的不同情况进行横向风振(涡流脱落)校核。

11.0.16 作用在扶梯和走道上的风载计算方法与塔身相同,不考虑铁塔构件的屏蔽效应。扶梯和走道上的垂直荷载应考虑自重和可变荷载,其中可变荷载的标准值不宜小于2.5kN/m2,且不与其他荷载组合。作用在扶梯、走道、休息平台等栏杆顶部的水平荷载应取1.0kN/m,竖向荷载应取1.2kN/m,水平荷载与竖向荷载应分别考虑。

11.0.17 导线及地线的水平风荷载标准值和基准风压标准值,应按下列公式计算:

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式中:Wx——垂直于导线及地线方向的水平风荷载标准值(kN);

α——风压不均匀系数,应根据设计基本风速,按表11.0.17确定;

W0——基准风压标准值(KN/m2);

μZ——风压高度变化系数,基准高度为10m的风压高度变化系数按表11.0.21取值;

μSC——导线或地线的体型系数,线径小于17mm或覆冰时(不论线径大小),应取μSC=1.2;线径大于或等于17mm时,μSC取1.1;

βc——导线及地线风荷载调整系数,仅用于计算作用于杆塔上的导线及地线风荷载(不含导线及地线张力弧垂计算和风偏角计算),βC应按表11.0.17取值;

d——导线或地线的外径或覆冰时的计算外径(m),分裂导线取所有子导线外径的总和;

Lp——杆塔的水平档距(m);

B1——导线、地线及绝缘子覆冰后风荷载增大系数,5mm冰区取1.1,10mm冰区取1.2,15mm冰区取1.3,20mm冰区取1.5~2.0;

θ——风向与导线或地线方向之间的夹角(°);

V——基准高度为10m的风速(m/s)。

表11.0.17 风压不均匀系数α和导地线风载调整系数βc

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注:对跳线计算α宜取1.2。

11.0.18 杆塔风荷载的标准值,应按下式计算:

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式中:WS——杆塔风荷载标准值(kN);

μS——风荷载体型系数,按第11.0.19条的规定取值;

βZ——杆塔风荷载调整系数,应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009计算,但其加权平均值对自立式铁塔不宜小于1.6。基础设计时,βZ取值可根据杆塔设计的βZ和塔位地质情况适当降低,但加权平均值不应小于1.3;

B2——构件覆冰后风荷载增大系数,5mm冰区取1.1,10mm冰区取1.2,15mm冰区取1.6,20mm冰区取1.8,20mm以上冰区取2.0~2.5;

AS——构件承受风压的投影面积计算值(m2)。

11.0.19 构件的体型系数μS应符合下列规定:

1 角钢塔体型系数μS应取1.3(1+η),η为塔架背风面风载降低系数,应按表11.0.19取值。

表11.0.19 塔架背风面风载降低系数η

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注:1 A—塔架轮廓面积,m2a—塔架迎风面宽度,m;b—塔架迎风面与背风面之间的距离,m。
2 中间值可按线性插入法计算。

2 钢管塔体型系数μS应按下列规定取值:

1)当μZ·W0·d2≤0.003时,μS值按角钢塔架的μS值乘以0.8采用,d为钢管直径(m);

2)当μZ·W0·d2≥0.021时,μS值按角钢塔架的μS值乘以0.6采用;

3)当0.003<μZ·W0·d2<0.021时,μS值按插入法计算。

3 当铁塔为钢管和角钢等不同类型截面组成的混合结构时,应按不同类型杆件迎风面积分别计算或按照杆塔迎风面积加权平均选用μS值。

11.0.20 绝缘子串风荷载的标准值,应按下式计算:

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式中:WI——绝缘子串风荷载标准值(kN);

AI——绝缘子串承受风压面积计算值(m2)。

11.0.21 对于平坦或稍有起伏的地形,风压高度变化系数应根据地面粗糙度类别按表11.0.21的规定确定。

表11.0.21 风压高度变化系数μZ

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注:地面粗糙度类别:
A类指近海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区;
B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区;
C类指有密集建筑群的城市市区;
D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。

11.0.22 杆塔设计的不同荷载组合,应按表11.0.22的规定考虑各个方向的荷载与作用。表中符号“O”表示该方向应包括这项荷载。

表11.0.22 荷载组合的作用与方向

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续表11.0.22

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注:WXWY—导线、地线和绝缘子风压在X、Y方向的分量;TXTY—导线、地线张力和不平衡张力在X、Y方向的分量;Gt—塔和设备质量;PXPY—导线、地线断线张力在X、Y方向的分量;MXMY—不对称张力或不对称垂直质量引起的扭矩或弯矩在X、Y方向的分量;Ge—导线、地线和绝缘子等质量,以及安装时导线、地线张力的垂直分量。

11.0.23 风向与导、地线方向或塔面成夹角时,导线、地线风载在垂直和顺线条方向的分量,塔身和横担风载在塔面两垂直方向的分量,按表11.0.23取值。

表11.0.23 角度风吹时风荷载分配表

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注:1 X、Y分别为垂直与顺导、地线方向风荷载的分量。
2 Wx为风垂直导、地线方向吹时,导、地线风荷载标准值。
3 WsaWsb分别为风垂直于“a”面及“b”面吹时,塔身风荷载标准值。
4 Wsc为风垂直于横担正面吹时,横担风荷载标准值。
5 塔身及横担风荷载系数φ,对单肢构件取1.0,对组合构件取1.1。