国内“最瘦”钢管塔在江苏面世――盐都―新城220千伏双回线路改造工程设计侧记

电力18讯：    工程简介

　　●规模：线路工程全长19.318千米，其中混压四回长14.07千米，220千伏四回线长0.705千米

　　●建设投产时间：2011年4月开工，2012年6月投产

　　●获奖关键词：220/110千伏混压四回窄基Q460高强四柱钢管塔国内首次应用

　　从江苏省盐徐高速公路盐城南出口一下来，就会看到一条非常漂亮的电力线路，这是江苏盐城供电公司新建的220千伏混压四回都新线路。人们看过的电力线路铁塔大都是底座很大，向上逐渐变小，而这条线路一字排开的38基铁塔，则是上下几乎一样宽。原因就在于，这些铁塔应用了“220/110千伏混压四回窄基Q460高强钢管塔设计”成果。

　　由于解决了窄基钢管塔型规划、Q460高强钢管构件的承载力性能、法兰连接设计、节点的承载能力特性等方面的问题，使塔身“减肥”成功，一举成为全国“最瘦”铁塔。应用该铁塔节约了线路通道占地，减少了钢材使用，被业内外誉为电网企业积极履行社会责任的成功案例。

　　线路走廊寸土寸金

　　在输电线路建设中，为了最大限度地减少对土地的占用，美国和日本已经广泛使用Q460高强钢管塔，而国内仅有个别钢管塔的主材使用了Q460高强钢。就在国家电网公司寻找合适的输电线路进行基建新技术研究时，220千伏盐都变电站至新城变电站、220千伏马沟变电站至新城变电站两条同塔双回线路被选中。

　　该同塔双回线路为东西走向线路，与盐城市城南新区中心主要干道平行，横跨整个城南新区，影响了新区的整体规划。国网江苏省电力公司与盐城市政府主动协商，决定实施220千伏都新线改造工程。市政府要求新建线路美观、简洁，满足城市规划和城市建设的需要。

　　设计人员初拟了五个方案：

　　――电缆线路方案。虽然满足城市发展和规划要求，但投资规模很大；

　　――角钢塔架空线路方案。虽然塔型普及、投资规模小，但受地形地貌的限制（根开大，南环路南紧临小新河，间距不足8米）；

　　――钢管塔架空线路方案。虽然塔型普及、投资规模中等，但受地形地貌的限制（根开大，南环路南紧临小新河，间距不足8米）；

　　――钢管杆架空线路方案。虽然满足城市发展和规划要求，最为简洁、美观，但是四回路钢管杆刚度高、荷载大，必须对钢管杆的可行性进行研究（研究表明同塔多回路单钢管杆难以满足强度、刚度要求，重量也很大）；

　　――四柱框架钢管塔架空线路方案。能满足地形地貌城市发展和规划要求，且简洁、美观。

　　根据“资源节约型、环境友好型”社会建设的要求，经过一番讨论和比较后，选择了四柱框架钢管塔架空线路方案，最优方案最终尘埃落定。

　　实现节能和环保双丰收

　　方案定下来后，盐城电力设计院有限公司与盐城供电公司、南京工业大学等单位联手开展了设计研究。着重对窄基钢管塔塔型规划、Q460高强钢管构件的承载力性能、法兰连接设计、节点的承载能力特性等问题进行“攻关”。

　　根据以往工程经验，220千伏部分（上层回路）通常采用双回路垂直排列，110千伏部分（下层回路）可以采用倒三角布置、正三角排列布置，也可以采用垂直排列布置。垂直排列布置相对三角布置塔高需增加4.2米，从而增加耗钢量；正三角布置方式导线挂点低，弯矩和扭矩都比较小，但最下层横担尺寸较长，对塔高和线路走廊控制较严；而倒三角布置方式除具有正三角布置的优点以外，由于下横担较短，邻近建筑物时，场强、风偏距离等指标均优于正三角方式。最后，四回路组合钢管塔下层110千伏回路导线推荐采用倒三角布置方式。

　　思路敲定后，蓝图也在慢慢变为现实。

　　4月份，完成了窄基钢管塔的计算分析及优化设计；

　　5月份，委托加工试验件；

　　6月份，进行了锻造带颈法兰替代常用的加劲法兰；

　　7月份，进行Q460高强钢管节点的承载力试验、复杂荷载作用下Q460高强钢管构件的承载力试验等一系列试验研究；

　　8月份，邀请国内输电结构领域的专家进行中期指导，重点对在国内首次设计Q460高强钢管塔的新型横隔―主管双插板节点、首次开展拉弯和压弯作用下Q460高强钢锻造带颈法兰等进行验收。

　　经过现场验收，专家们一致认为，这些成果有利于节约输电线路通道占地，提高线路通道输送容量，对降低电网运行成本、延长线路寿命、保证线路安全具有重要意义，可以作为国家电网公司的新技术加以推广应用。

　　盐城电力设计院有限公司技术人员小李全程参与了工程的设计。介绍塔型的优点时，许多数据他是脱口而出。他说，这种塔型的塔脚间距只有2.5～3.5米，是同类角钢塔间距的32%，可以节约占地面积85%～90%；由于塔脚间距变小，自然就节省了许多基础工程量，开挖面积相应减小，有效减少了对植被的破坏和水土的流失；该工程共使用38基这种类型的铁塔，经测算，可累计节约土地6亩多；塔身重量可减轻6%，累计可节省钢材400吨。