Part1

前言

輸電線路鐵塔在形態(tài)上主要可以分為：角鋼塔和鋼管桿：

為了**大家混淆，還有一種塔叫“鋼管組合塔（鋼管塔）”，外形上和角鋼塔一樣，只是為了承受更大的荷載，將主材由角鋼替換成了鋼管（鋼管組合塔），或全部由鋼管組成（鋼管塔），一般用于高電壓等級(jí)多回路塔或大跨越塔。

▲ 正在組裝的大跨越鋼管塔

Part2

鋼管桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

在外行人看來，鋼管桿基本滿足了他們對(duì)架空桿塔的所有幻想。首先，顏值即是正義，鋼管桿直立挺拔，能和城市建筑融為一體。

其次，也是鋼管桿的“核心技能”：相對(duì)于鐵塔采用4只腳站立，鋼管桿一只腳***夠了，所以大大降低了桿塔占地面積，這個(gè)特點(diǎn)在寸土寸金的城市特別有競(jìng)爭(zhēng)力，尤其適用于路徑走廊受限的城市線路。而且鋼管桿能和道路綠化帶完美搭配。首先路中綠化帶可以作為線路走廊，其次線路保護(hù)區(qū)又和道路重疊，避免線路保護(hù)區(qū)額外侵占其他用地。

因此，經(jīng)常會(huì)有人問道：既然鋼管桿節(jié)約用地，為什么不全部使用鋼管桿呢？所謂 成也蕭何敗也蕭何，一只腳站立是鋼管桿***大的優(yōu)點(diǎn)，卻也是他致命的短板。他的結(jié)構(gòu)型式，決定了他不能承受較大的荷載。鋼管桿的力學(xué)模型是懸臂梁，

懸臂梁一端固定，另一端自由，桿件主要承受剪力和彎矩，因此鋼管桿頂部撓度較大。而規(guī)范《架空送電線路鋼管桿設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》DLT 5130-2001中對(duì)桿頂撓度有明確要求。

不僅是鋼管桿，鐵塔對(duì)塔頂撓度也有明確要求。根據(jù)《架空輸電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》DL 5154T-2012；

但鐵塔的撓度則容易滿足。因?yàn)殍F塔的力學(xué)模型是空間桁架結(jié)構(gòu)，桁架結(jié)構(gòu)是指由幾何不變的三角形組成的剛性結(jié)構(gòu)。桁架結(jié)構(gòu)把桿件受彎問題轉(zhuǎn)化為拉壓的問題，桿件主要承受軸向拉壓力，結(jié)構(gòu)效率很高，是非常***的結(jié)構(gòu)體。

基礎(chǔ)上拔力

上圖也同樣解釋了：為什么桿塔和導(dǎo)線全部壓在基礎(chǔ)上，基礎(chǔ)卻要承受上拔力的原因。即導(dǎo)線的張力通過桁架結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為上拔力作用在基礎(chǔ)上。

Part3

鋼管桿的使用特點(diǎn)

通過前文我們了解到：因?yàn)殇摴軛U結(jié)構(gòu)的“先天缺陷”，不能承受較大的荷載，因此我們?cè)谑褂娩摴軛U時(shí)，需減少他的“壓力”，降低他的荷載，從而保證他的**運(yùn)行。

架空輸電線路的縱向荷載是可以人為控制的：即你可以****系數(shù)來降低導(dǎo)線張力，從而降低桿塔荷載，但隨之而來的問題是線路弧垂變大，對(duì)地距離減少，解決的方法一般是縮小檔距。同時(shí)桿塔排布密集可以降低水平檔距、降低垂直檔距，因此可以同時(shí)降低了鋼管桿橫向荷載和垂直荷載，所謂一舉三得。因此鋼管桿線路的**系數(shù)一般較大，且桿塔排布較密。說了這么多，大概***是下圖的意思：

Part4

其他

1、投資對(duì)比相同的使用條件下，鋼管桿單基塔重大于角鋼塔，且鋼管桿排布較密，雖然鋼管桿只需要一個(gè)基礎(chǔ)，但由于基礎(chǔ)樁徑需大于鋼管桿根徑，且鋼管桿基礎(chǔ)一般采用灌注樁基礎(chǔ)。因此基礎(chǔ)投資會(huì)優(yōu)于角鋼塔但節(jié)省有限。綜合而言：鋼管桿線路投資費(fèi)用大幅大于角鋼塔線路。

2、基礎(chǔ)型式

如前文所述，鋼管桿力學(xué)模型是懸臂梁，因此鋼管桿基礎(chǔ)承受很大的彎矩和剪力，因此一般采用樁基礎(chǔ)，又因?yàn)殇摴軛U線路多位于平地且樁深較長(zhǎng)，因此一般采用灌注樁基礎(chǔ)。

3、連接方式

考慮到鋼管桿的制作和運(yùn)輸，鋼管桿一般由多節(jié)桿身以及各個(gè)橫擔(dān)現(xiàn)場(chǎng)組裝而成，桿身多采用法蘭連接和插接，橫擔(dān)多采用法蘭連接和焊接，因?yàn)榉ㄌm受力特點(diǎn)較好，現(xiàn)場(chǎng)易于安裝，施工質(zhì)量容易保證，故現(xiàn)在多采用法蘭連接。

桿身插接

桿身法蘭連接

4、雙桿或四桿

有時(shí)荷載實(shí)在太大，而且一定要采用鋼管桿故會(huì)把鋼管桿設(shè)計(jì)成雙桿或者四桿，加強(qiáng)它的抗荷載能力。