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摘要：输电线路铁塔，是一种立体造型的、用于架空高压或超高压送电线路导线和避雷线的构筑物。依据线路回路数量、电压强度、避雷线及导线布设方式，可将铁塔分成不同类型。输电线路铁塔结构的稳定性，将直接影响着输电线路工作的可靠性和安全性。因此，加强有关输电线路铁塔结构的设计，对于改善输电线路运行质量具有重要的理论和现实意义。
关键词：输电线路；铁塔结构；设计；现状；优化措施
1国内输电线路铁塔结构设计的现状
输电线路铁塔通常又被人们称作电力铁塔，按照不同的用途对其进行分类可以将其分为耐张塔、直线塔、转角塔、换位塔、终端塔和跨越塔，这些类型的塔杆在结构和特点上具备一定的共性，从结构上说，它们都属于空间桁架结构，杆件通常都是通过单根等边角钢构成的。材料基本上也都是采用一种材料，塔件主要是由3个部分组成，一部分是角钢，一部分是连接钢板，最后一部分是螺栓。在生产的过程中杆脚通常都是选择几块钢板焊接在一起，所以一般都要通过热镀锌的方式防止金属发生腐蚀的现象，同时在施工架设等方面都存在着很大的便利。
最近几年，我国电力设计部门设计出了很多种形式的塔杆，双回路直线塔就是其中的一种重要形式，在这种方式的塔杆设计中是以重量最轻为主要的目标，同时还要和满应力电算程序进行有机的结合，同时还要采用各种方法对其集合布置进行进一步的优化，这种新型的塔杆形式也有着非常好的经济效益，相关的研究也表明电力传输的路径越直接，塔杆自身的重量也就越轻。所以在这一过程中应该选择合适的配置方式，这样才能更好的保证内部的位移和应力的分布更为的合理，在设计的过程中一定要将各个材料的力学特征充分的利用起来，这样才能更好的展现出结构在重量上的优势，这些因素也应该是塔杆设计过程中应该着重考虑的因素。
2输电线路铁塔结构设计原理及要求
2.1了解工程施工周围的地质、水文和气象环境
为保证架空输电线路铁塔结构设计的准确性和施工的安全性，有必要根据施工规程和距本线距离要求详尽了解当地气象状况，综合近些年当期最大风速、历年平均气温、极端气温和历年平均雷暴日数等进行工程验算，并参考附近现有架空输电线路和通信光缆日常运行状况和自然灾害危害状况等资料，分析整理出对输电线路铁塔设计有用的气象结果表。从而掌握第一手线路地质资料，建议工程设计单位可以同施工地区地质勘探部门，对线路沿线水样、土质进行现场钻孔，确定当地地质水文特性。
2.2遵循杆塔位排定优选原则
在《110一750k、架空输电线路设计规范》中对架空输电线路各种杆塔的设计有着明确的要求，这也是杆塔位排定根本依据。其中要求进行输电线路在经过经济作物区和果园时，可根据架设的高度对个别垂直距离内的障碍物在经物主同意的情况下进行适当的削顶、剪枝或是砍伐，但不得以此为理由过度砍伐。
2.3优化铁塔设计，主力杆塔选型杆塔类型
主要是根据当地水文气象地质情况和工程导线型号进行选择，一般施工设计人员多采用已经在当地使用多年且效果良好的杆塔类型。同时出于对工程安全可靠、后期维护方便、经济合理以及环保等方面综合考量。笔者建议以下施工区域选择相应的杆塔型，山区杆塔可按照当地地形特点结合配合不等高基础，选用全方位长短腿结构的杆塔；而是施工运输方便的平地、丘陵等地钢筋混凝土杆则比较适宜；针对走廊狭窄清理费用较高的走廊，最好采用导线三角形排列或是垂直排列的杆塔，并结合L型、V型、Y型绝缘子串，从经济性和安全性角度考虑，选择最佳的施工线路走廊宽度。
3加强输电线路铁塔结构设计优化的具体措施
3.1拉线V型塔优化设计
这种塔杆在实际的使用中能够体现出结构上的优势，因为其结构的布置相对比较合理立柱主要是承受相应的压力，而拉线主要是承担对应的拉力。在钢绞线的选择上也能够体现抽非常好的力学特征，
当然这和材料本身的特性也有着一定的影，这种塔杆形式的刚度和强度都非常的大，同时结构本身也非常的稳定，考虑到塔杆经常在室外作业，所以这种塔杆在设计的时候着重加强了其抗风的能力，在生产的过程中还不需要很多的钢材，所以就降低了对钢铁能源的消耗。但是需要注意的是其立柱是一种比较细长的杆件，所以其在运行的过程中会产生二阶效应，需要很大的空间来支持，所以其在使用的过程中也会阻碍农业的生产，同时其赔偿的费用也非常高，这种塔杆设计形式在我国的一些地势相对比较平坦，而且也没有大量农田分布的地区比较适用。
拉线V型塔塔头主要有线支架和导线横担两部分，这两部分就转矩了整个结构40%的重量，地线支架只占了4%，所以在进行优化设计的过程中主要是以导线横杆作为最主要的优化部分，横单杆件内力最为重要的影响因素就是横担本身的杆件结构形式，所以在优化的过程中一定要在中横担的立面高度和主材节间的选择等因素上行考量。当然，在设计的过程中也可以将这些影响因素当成是设计的变量，按照设计的要求对其进行适当的优化，从而实现优化前的既定目标。
3.2ZB1-MV酒杯型塔优化设计
目前，国内500kV超高压输电线路单回路自立式直线铁塔一般选用酒杯型和猫头型铁塔较多，三相导线均采用悬垂串挂线。在相同设计条件下，猫头型铁塔比酒杯型铁塔的塔头尺寸和线路走廊宽度较小，线路走廊赔偿费用低，可减少线路电晕损失和电能损失；但因整体高度较高，耐雷性能差，铁塔基础作用力大，单基耗钢量高；酒杯型铁塔导线呈水平排列，与猫头型铁塔相比，可减小铁塔整体高度，铁塔整体刚度大、挠度变形小，单基耗钢量低；但线间水平距离宽。自立式铁塔的优化，过去一般着重于塔身结构。但标准呼称高下的自立式铁塔，塔头重量占整塔重量的40%~50%。塔头结构优化不可忽视。众所周知，悬垂绝缘子串摇摆角是控制酒杯型塔头尺寸的主要因素。边导线横担比采用悬垂串的横担还长，对塔本身而言，综合效果并不显著；而中相采用V型串，两边相仍为悬垂串，俗称M型布置，只增加一串绝缘子，为此，将其立面设计成对称三角形拱形结构，跨矢比在1/4~1/5之间，与普通钢屋架相同，刚度较大；起拱后，虽将增加拱脚推力，但由于V型串挂点与拱脚共点，两串拉力产生的水平力始终指向横担中心，可抵消部分拱脚推力。
3.3铁塔与基础同时优化设计
这种设计方式主要以铁塔建设中使用的钢材数量最小为基本的目标，所以在设计的过程中一定要先计算出塔身最好的坡度，这样可以有效的提高铁塔的经济性，在对其进行优化设计的过程中一定要将其和基础的设计有机的结合，一般来说将塔件的倾斜程度控制在主材开合脚允许的范围内，不然不仅会影响塔杆的稳定性，同时还会严重影响到钢材的使用量。
4结语
输电线路铁塔结构设计质量将直接关系着输电线路的运行质量及经济效益，因此，相关技术与研究人员应加强有关输电线路铁塔结构设计研究，总结铁塔结构设计要点及关键优化设计措施，以逐步提升铁塔结构设计水平。
参考文献
[1]姚君.对架空输电线路铁塔结构设计的分析[J].科学中国人，2014
[2]兰长俊.架空输电线路铁塔结构与基础设计要点研究[J].低碳世界，2014