杆塔地脚螺栓标准化设计

电网输变电工程标准化设计杆塔地脚螺栓电力公司2008年12月前言为进一步推进基建标准化建设，贯彻“两型三新”（资源节约型、环境友好型、新技术、新材料、新工艺）输电线路建设要求，在国家电网公司输变电工程典型设计的基础上，在电力公司的组织领导下，编制了杆塔地脚螺栓标准化设计。本次江苏电网地脚螺栓标准化设计适用于省内新建、改造110kV、220kV、500kV输电线路工程。由于编者水平有限，时间较短，错误和遗漏在所难免，敬请批评指正。编者2008年11月30日I目录前言第一篇总论.....................................................................11.目的、意义和总体原则............................................11.1标准化设计的目的和意义..................................11.2标准化设计的总体原则......................................11.3标准化设计的工作内容......................................12.设计依据....................................................................12.1设计依据的主要规程规范..................................13.模块划分....................................................................24.设计原则和加工要求................................................24.1设计原则...............................................................24.2加工要求...............................................................35.标准化设计使用说明................................................35.1标准化使用说明..................................................35.2注意事项...............................................................36.地脚螺栓制造图........................................................31第一篇总论1.目的、意义和总体原则1.1标准化设计的目的和意义推行电网工程标准化设计是电力公司全面贯彻落实科学发展观，建设“资源节约型、环境友好型”社会，履行社会责任，大力提高集成创新能力的重要体现；是实施集约化管理，标准化建设的重要手段。为积极贯彻电力公司关于“转变观念、技术创新”、“三沿少跨，跨则加强”的思路建设江苏电网，根据电力公司的部署，为统一设计标准、提高工作效率、降低工程造价，体现“资源节约型、环境友好型”的社会需求，推进技术创新成果转化标准化设计，成立了“电网标准化设计工作组”，开展江苏电网工程标准化设计工作。电网工程标准化设计广泛吸纳了以往输电线路工程的设计成果和建设经验，是对前人成果的总结和借鉴，是提高集成创新能力的具体体现。开展电网工程标准化设计工作的目的是：深入贯彻集约化管理思想，统一建设标准，统一材料规范；规范设计程序，加快设计、评审、材料加工的进度，提高工作效率和工作质量；减少设备型式、方便材料招标，方便运行维护；降低建设和运行成本。1.2标准化设计的总体原则电网工程标准化设计的总体原则是：安全可靠、技术先进、保护环境、控制成本、提高效率。在标准化设计中，着重要处理和解决好标准化设计方案的统一性、适应性、灵活性、先进性、可靠性和经济性及其相互之间的辩证统一关系。统一性：建设标准统一，基建和生产的标准统一，体现电力公司的企业文化特征。适应性：综合考虑江苏地区的实际情况，使得标准化设计在电力公司系统中具备有广泛的适用性，在一定的时间内对不同外部条件的工程均能基本适用。灵活性：标准化设计的各模块接口方便，可进行组合使用。先进性：标准化设计的方案在技术上具有先进性，注重环保，同时经济指标先进。可靠性：适当提高设计标准，保证电网生产的安全可靠性。经济性：按照企业利益最大化原则，综合考虑初期投资和长期费用，追求全寿命周期内企业的最优经济效益。标准化设计坚持“集成创新”、“以人为本”和“可持续发展”的理念，综合考虑“设计内容的合理性”。1.3标准化设计的工作内容杆塔地脚螺栓标准化的主要工作是统计江苏省杆塔的荷载范围，调研地脚螺栓的材料供应、加工和使用情况，在标准化和简化的指导原则下统一地脚螺栓的材质和规格，根据现行规范设计出一套标准化、系列化的地脚螺栓，满足电力公司系统绝大多数地区线路工程建设的需要。2.设计依据2.1设计依据的主要规程规范1)《110～750kV架空输电线路设计规范》（报批稿）2)《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》（DL5154-2002）3)《钢结构设计规范》（GB50017-2003）4)《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）25)《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ81-2002)6)《110~500kV架空送电线路施工及验收规范》（GB50233-2005）3.模块划分根据目前江苏110kV、220kV、500kV地脚螺栓的使用现状和市场材料调研，同时兼顾角钢塔和钢管杆（塔）的需求，在本次标准化设计中地脚螺栓根据材质划分为Q235、35号钢、45号钢和40Cr钢4个模块，螺栓名称在螺栓名称后分别加后缀A、B、C、D加以区别。螺栓直径有M24、M27、M30、M36、M42、M48、M52、M56、M60、M64、M68、M72共12种，其中40Cr钢地脚螺栓根据使用要求仅设计5种型号。Q235钢模块地脚螺栓型号如下：表3-1Q235钢地脚螺栓一览表型号M24AM27AM30AM36AM42AM48AM52A总长(mm)85096010701260120013701480重量(kg)3.76.17.411.817.726.433.3承载力设计值(kN)50.7767.0681.39119.21164.31216.53260.27适用塔脚厚度(mm)20~3020~3030~4030~4030~4535~5040~56型号M56AM60AM64AM68AM72A总长(mm)15901700180019402020重量(kg)41.350.160.073.886.7承载力设计值(kN)300.00351.13397.04455.56518.1适用塔脚厚度(mm)40~5640~5640~5640~6040~6435号钢模块地脚螺栓型号如下：表3-235号钢地脚螺栓一览表型号M30BM36BM42BM48BM52BM56BM60BM64BM68BM72B总长(mm)1220144014101620175018802010213022502390型号M30BM36BM42BM48BM52BM56BM60BM64BM68BM72B重量(kg)8.213.319.929.837.846.957.068.382.686.8承载力设计值(kN)96.65120.78195.12257.13309.07356.25416.96471.49540.98615.25适用塔脚厚度(mm)30~4030~4030~4535~6040~6640~6640~6640~6640~7445号钢模块地脚螺栓型号如下：表3-345号钢地脚螺栓一览表型号M30CM36CM42CM48CM52CM56CM60CM64CM68CM72C总长(mm)1220144014101620175018802010213022502390重量(kg)8.213.319.929.837.846.957.068.382.686.8承载力设计值(kN)109.37160.19220.79290.96349.74403.12471.83533.53612.16696.20适用塔脚厚度(mm)30~4030~4535~6040~6640~6640~6640~6640~6640~7440Cr钢模块地脚螺栓型号如下：表3-440Cr钢地脚螺栓一览表型号M36DM42DM48DM56DM64D总长(mm)15501790203524002710重量(kg)17.828.041.864.992.2承载力设计值(kN)230.97318.35419.52581.24769.27法兰最大厚度(mm)32323264644.设计原则和加工要求4.1设计原则本标准化设计主要依据《混凝土结构设计规范》9.3节（钢筋的锚固）推荐的公式同时兼顾其他规范的要求，针对各种材质的地脚螺栓计算其锚入长度，并按相关构造要求对其进行修正，确定的地脚螺栓锚入长度如下表4-1所示，表中所列数值相对应的砼强度等级为C20及以上：表4-1各材质地脚螺栓的锚入长度3Q235级钢35号钢45号钢40Cr钢地脚螺栓强渡设计值（N/mm2）160190215310锚入长度25d30d30d35d注：d——地脚螺栓直径。4.2加工要求加工地脚螺栓应使用镇静钢和半镇静钢，禁止使用沸腾钢。Q235钢可以采用20号钢代用，35号钢可以采用Q345、45号钢代用。35号钢、45号钢的焊接应在有资质的工厂内、严格按照焊接规范执行，选择碱性低氢焊条，并采取焊前预热、焊后保温等措施。5.标准化设计使用说明5.1标准化使用说明本次地脚螺栓标准化设计的地脚螺栓加工图详见Q235钢地脚螺栓制造图、35号钢地脚螺栓制造图、40Cr钢地脚螺栓制造图。其中Q235钢和35号钢地脚螺栓主要用于角钢塔和钢管杆，螺栓型号有M24、M27、M30、M36、M42、M48、M52、M56、M64、M72；40Cr钢地脚螺栓主要用于钢管杆，螺栓型号有M48、M56、M64。江苏电网标准化设计的杆塔一般均标明了采用的地脚螺栓材质、规格和间距，同时也给出了基础作用力的大小，设计人还应特别注意塔脚板（底法兰）施工图中对板厚、开孔直径、间距和数量的标注，上述数据是选择和验证地脚螺栓规格的关键。选择地脚螺栓时如果杆塔上标注的螺栓可以在本标准化中找到，可直接进行下一步的复核工作，否则应按基础作用力大小、塔脚上预留的螺栓孔数量初步选择地脚螺栓规格。选择了地脚螺栓规格后应进行相关参数的复核。第一步是复核塔脚板（底法兰）上的地脚螺栓孔数量，角钢塔的基础作用力除以螺栓孔数，其结果应不小于螺栓的承载力设计值，对于钢管杆应当按照《架空送电线路钢管杆设计技术规定》（DL/T5130-2001）中的公式8.3.3-1计算地脚螺栓的最大拉力，式中的M、N应采用基础作用力的相应数值，其结果应不小于螺栓的承载力设计值；第二步是复核塔脚板（底法兰）上的孔径，一般孔径不应小于1.25倍的螺栓直径，对于钢管杆当地脚螺栓采用了定位模板后法兰孔径可适当减小；第三步是复核螺孔间距，要求角钢塔塔脚板上的孔距不小于4倍地脚螺栓直径，不能满足时应换用更高强度的地脚螺栓，或者降低螺栓的使用强度；第四步是复核塔脚板（法兰盘）的厚度，必须处于该地脚螺栓的适用厚度范围。复核不满足要求时可根据具体情况在标准化地脚螺栓中选择其他螺栓型号，如在标准化地脚螺栓中找不到适用型号，可向标准化工作组反映问题，以便在下次滚动修改中进行改进。5.2注意事项（1）地脚螺栓使用应尽量避免以大带小，以节省工程造价；（2）Q235地脚螺栓一般不应大于M64，否则丧失经济性，标准化给出M72的Q235螺栓是为了避免因个别螺栓材质不同而造成加工困难，因此只能在一个工程中个别采用；（3）标准化