架空送电线路杆塔结构设计技术规定

ICS27.100P62备案号：J172－2002中华人民共和国电力行业标准PDL／T5154-2002架空送电线路杆塔结构设计技术规定TechnicalRegulationofdesignfortowerandpolestructuresofoverheadtransmissionline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2002-04-27发布2002-09-01实施中华人民共和国国家经济贸易委员会发布前言本规定是根据DL／T5092—1999《110～500kV架空送电线路设计技术规程》，对《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》SDGJ94—1990的修订。本规定较修订前的标准有以下重要技术内容的改变：(1)适用范围由(35～500)kV改为(110～500)kV线路杆塔的结构设计，并明确通信杆塔设计可参照采用。(2)修订中纳入了以往工作实践中的成功经验。(3)结构设计采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，在与SDGJ94—1990技术规定基本衔接的条件下，与国内的其他有关土建标准相协调。(4)对SDGJ94—1990技术规定的部分条文作了删改，增加了部分新条文。本规定发布之日起代替SDGJ94—1990。本规定的附录A、附录B、附录C、附录D、附录E、附录F和附录G均为标准的附录。本规定由电力行业电力规划设计标准化技术委员会提出并归口。本规定主编单位：西南电力设计院本规定参编单位：中国电力建设工程咨询公司、电力建设研究所、华东电力设计院、西北电力设计院、中南电力设计院。本规定主要起草人：何尧章、魏顺炎、罗命达、李正、曹健勋、翁炳华、李喜来、唐国安、吴骁、郭跃明、梁政平、秦益芬。本规定由电力行业电力规划设计标准化技术委员会负责解释。目次前言1范围2引用标准3总则4术语和符号5荷载6材料7基本规定8构件计算及断面选择9连接计算10构造要求附录A(标准的附录)镀锌钢绞线规格及强度标准值附录B(标准的附录)双杆受力分配表附录C(标准的附录)桁架内力分析简化表附录D(标准的附录)铁塔轴心受压构件稳定系数附录E(标准的附录)等直径钢管起振临界风速Vcr曲线附录F(标准的附录)环形截面混凝土电杆斜截面承载力计算附录G(标准的附录)用词和用语说明条文说明1范围1.0.1本规定适用于新建的110kV～500kV架空送电线路杆塔结构的设计，通信杆塔设计可参照采用。1.0.2临时送电线路的杆塔结构可参照本规定设计，但标准可适当降低。1.0.3原有送电线路的升压改造和改建，可根据具体情况和已有线路的运行经验，参照本规定进行杆塔结构的验算和设计。2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本规定中引用而构成为本规定的条文。本规定出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本规定的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB1300—1977焊接用钢丝GB1200—1988镀锌钢绞线GB50191—1993构筑物抗震设计规范GB13788—1992冷轧带肋钢筋GB／T700—1982碳素结构钢GB／T1591—1994低合金高强度结构钢GB／T5117—1995碳钢焊条GB／T5118—1995低合金钢焊条GB／T3098.1—1982紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱GB／T3098.2—1982紧固件机械性能螺母粗牙螺纹GBJ68—1984建筑结构设计统一标准GBJ9—1987建筑结构荷载规范GBJ17—1988钢结构设计规范GBJ10—1989混凝土结构设计规范DL／T5092—1999110～500kV架空送电线路设计技术规程3总则3.0.1本规定遵照DL／T5092—1999《110～500kV架空送电线路设计技术规程》中有关杆塔结构设计的主要原则编制，作为该规程的补充。3.0.2杆塔结构设计采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用可靠度指标度量结构构件的可靠度。在规定的各种荷载组合作用下或各种变形或裂缝的限值条件下，满足线路安全运行的临界状态。3.0.3杆塔设计采用新理论、新材料或新结构型式，当缺乏实践经验时，应经过试验验证。3.0.4在进行杆塔设计时，凡本规定未作出规定的，应符合现行国家标准和电力行业标准的有关规定。4术语和符号4.1术语4.1.1铁塔长短腿UnequalLegExtension设计铁塔时，为适应各塔腿间的地形高差而设计成不同长度的塔腿。4.1.2插入角钢(钢管)Stub上端连接塔腿主材，下端插入基础立柱的连接铁塔与基础的短角钢(钢管)。4.2符号(一)A——塔架的轮廓面积，构件毛截面面积，混凝土截面面积；Af——构件承受风压投影面积计算值；AI——绝缘子串承受风压面积计算值；An——构件净截面面积；Ao——电杆换算截面面积；Ap——纵向预应力钢筋截面面积；As——纵向普通钢筋截面面积；B——电杆刚度、底板宽度；BL、Bs——构件的长期刚度、短期刚度；CG、CQi——永久荷载、可变荷载的荷载效应系数；Do——钢管外径，电杆外径；Ec——混凝土弹性模量；Es——钢材、钢筋的弹性模量；Gk——永久荷载标准值；H——电杆拉线点至地面的距离；I——截面的惯性矩；Io——换算截面的惯性矩；K——塔身风载断面形状系数，构件长细比修正系数；L、Lo——长度、计算长度；Lp——杆塔的水平档距；Lw——焊缝的计算长度；M——弯矩；Mcr——电杆开裂弯矩；MLx——电杆拉线点以上的外力引起的端弯矩；ML、Ms——长期、短期效应组合下的弯矩；Mox——法兰的板中弯矩；Mx——计算截面的弯矩，绕X轴的弯矩；My——绕Y轴的弯矩；N——轴心拉力或压力；Nb——法兰板中一个螺栓所对应的管壁中的拉力；Ncr——电杆开裂轴力；Nt、Nv——每个螺栓所承受的拉力、剪力设计值；Nkp——临界压力；NL、Ns——长期、短期效应组合下的轴向力；Npo——混凝土法向预应力等于零时预应力钢筋的合力；Nu——偏心受拉构件的正截面受拉承载力；Nbc、Nbt、Nbv——每个螺栓承压、受拉和承剪承载力设计值；Nat——每个锚栓受拉承载力设计值；Nbtmax——法兰盘上受力最大的一个螺栓的拉力；P——单个角钢锚固件允许承受的剪力荷载；Q——均布反力；Qik——第i项可变荷载标准值；R——结构抗力设计值；Rf——法兰板之间顶力；S——螺栓间距，螺旋筋间距；SEk、SEvk——水平地震、竖向地震作用标准值效应；SGγ——重力荷载代表值效应；SQ——导线及地线张力可变荷载的代表值效应；Swk——风荷载标准值效应；T——基础作用上拔力；T1——一个底脚螺栓承受的上拔力；Tk、Tu——外荷载引起的扭矩、抗裂扭矩；V——基准高度的风速；Vcr——等径钢管起振临界风速；Vs——剪力，垂直于插入角钢的剪力；Vu——抗剪承载力设计值；W——截面抵抗矩；Wd——电杆换算截面弹性抵抗矩；WI——绝缘子串风荷载标准值；Wo——基准风压标准值；Wsa、Wsb——风垂直于“a”面及“b”面吹时，塔身风荷载标准值；Wsc——风垂直于横担正面吹时，横担风荷载标准值；Ws——风向与塔面相垂直时，杆塔风荷载标准值；Wt——截面受扭塑性抵抗矩；Wx——垂直于导、地线方向的水平风荷载标准值，绕X轴的截面抵抗矩；Wy——绕Y轴的截面抵抗矩；Yi——法兰螺栓中心到旋转轴的距离；Y1——受力最大螺栓中心到旋转轴的距离。(二)a——张拉端锚具变形和钢筋内缩值；b——插入角钢的角钢锚固件的肢宽，角钢翼缘板自由外伸宽度；d——导、地线外径，圆断面杆件直径，螺栓杆直径；de——螺栓或锚栓在螺纹处的有效直径；eo——轴向力作用点至截面中心的距离；f——钢材的强度设计值，普通钢筋的抗拉强度设计值，挠度；f——普通钢筋的抗压强度设计值；fc——混凝土的抗压强度设计值；fck——混凝土的轴心抗压强度标准值；fcm——混凝土的弯曲抗压强度设计值；fcmk——混凝土的弯曲抗压强度标准值；fcu——施加预应力时混凝土立方体抗压强度(脱模强度)；fg——钢绞线的抗拉强度设计值；fp、f′p——预应力钢筋的抗拉、抗压强度设计值；fpy、fpty——预应力钢筋、热处理钢筋的强度标准值；fst——冷拔钢丝的强度标准值；fsv——螺旋钢筋的抗拉强度设计值；ft——混凝土的抗拉强度设计值；ftk——混凝土的抗拉强度标准值；fu——钢材的抗拉强度标准值；fv——钢材的抗剪强度设计值；fy——钢材、钢筋的强度标准值；fbc——钢材的孔壁承压强度设计值；fWc、fWt——对接焊缝的抗压、抗拉强度设计值；fWf——角焊缝的强度设计值；fat、fbt——锚栓、螺栓的抗拉强度设计值；fbv——螺栓的抗剪强度设计值；h——高度，深度；he——角焊缝的有效厚度；hf——较小焊脚尺寸；m——构件强度折减系数，法兰螺栓受力修正系数；mM——受弯构件稳定强度折减系数；mN——压杆稳定强度折减系数；n——法兰盘上螺栓数目，角钢锚固件数目；nv——承剪面数目；q——杆身风压均布荷载；ri——对i轴的回转半径；r1、r2——电杆(或钢管)的内、外半径；rp、rs——纵向预应力钢筋、普通钢筋所在圆半径；t——板厚度，角钢肢厚，钢管壁厚；x——插入角钢的锚固件上反力呈三角形分布长度；(三)α——风压不均匀系数，受压区混凝土截面面积与全截面面积的比值；αE——钢筋弹性模量与混凝土弹性模量之比；αEP——预应力钢筋弹性模量与混凝土弹性模量之比；αct——混凝土拉应力限制系数；αt——受拉纵向钢筋与全部纵向钢筋截面面积的比值；β——弯矩系数；βc——500kV线路导、地线风荷载调整系数；βf——正面角焊缝的强度设计值增大系数；βz——杆塔风荷载调整系数；γ——受拉区混凝土塑性影响系数；γEQ——导、地线张力可变荷载的分项及组合综合系数；γEh、γEv——水平、竖向地震作用分项系数；γＧ——永久荷载分项系数；γＧＥ——重力荷载分项系数；γo——结构重要性系数；γQi——第i项可变荷载的分项系数；γRE——承载力抗震调整系数；η——塔架背风面荷载降低系数，偏心距增大系数；θ——夹角，圆心角；λ——构件长细比；μs——构件的体型系数；μsc——导线或地线的体型系数；μz——风压高度变化系数；ν——与纵向受力钢筋表面特征有关的系数；ρ——配筋率；σ——正应力；σcon——张拉控制应力；σf——垂直于焊缝长度方向的应力；σL——预应力总损失；σL1——锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失；σL3——张拉钢筋与钢模间的温差引起的预应力损失；σL4——预应力钢筋的应力松弛损失；σL5——混凝土收缩、徐变引起的预应力损失；σLc——荷载长期效应组合下抗裂验算边缘的混凝土法向应力；σm——抗裂验算时截面上混凝土的平均应力；σp——考虑第一批预应力损失后，预应力钢筋作用在混凝土截面上的法向应力；σpc——考虑预应力总损失后，混凝土截面上的有效预应力；σpo——预应力钢筋的有效预应力；σsc——荷载的短期效应组合下抗裂验算边缘的混凝土法向应力；τ——剪应力；τf——沿焊缝长度方向的剪应力；——轴心受压构件的稳定系数；c——环形截面钢筋混凝土电杆稳定系数；p——环形截面预应力混凝土电杆稳定系数；ψ——可变荷载组合系数；ψW——风荷载分项与组合综合系数；ζ——受拉钢筋的应变不均匀系数；δ——结构或构件变形的规定限制值；δfmax——最大裂缝宽度；Δt——钢模与钢筋之间的温差；ω——相对含筋率。5荷载5.1一般规定5.1.1杆塔承受的荷载一般分解为：横向荷载、纵向荷载和垂直荷载三种。横向荷载是沿横担方向的荷载，纵向荷载是垂直于横担方向的荷载，垂直荷载是垂直于地面方向的荷载。5.1.2直线型杆塔应计算与线路方向成0°、45°(或60°)及90°的三种最大风速的风向；对一般耐张型杆塔可只计算90°一个风向；对终端杆塔，除计算90°风向外，还需计算0°风向；对悬垂转角杆塔和耐张杆塔转角度数较小时，还应考虑与导、地线张力的横向分力相反的风向；对特殊杆塔应计算最不利风向。5.1.3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