文档介绍：高压输电线路铁塔结构设计优化
江敏
摘 要：随着科技的进步，我国电力行业发展十分迅速。高压输电铁塔通过长期的工
程实践，无论是从塔身的坡度设计，还是塔身建造过程中有关节点的选择设计，或是材料
选择都塔的数倍甚至数十倍。
（4）沿线的经济发展状况同样影响到杆塔型式的选择。经济发达地区，征地费用是
影响到投资的主要因素，因此，拉线塔则不如自立式塔；
同时，沿线的经济状况也影响到导线的排列方式，经济越发达的地区由于走廊紧张，铁塔
型式的选择上则要求尽可能缩小线路走廊宽度。
2、铁塔结构优化设计的几个方面：
本文仅以国内直流输电直线塔为例分析结构优化设计的问题。
直线塔塔头型式的优化
对于直线塔而言，塔头的布置是杆塔结构优化的关键。塔头型式包括塔头外型、横担
型式、地线支架型式、横担及地线支架与塔身的连接方式、塔身布材形式及挂点处理等方
面。自立式直线塔可采用水平排列的“干字型”两层横担或“羊角型”一层横担的布置。
对比分析如表 1 所示。
表 1 塔头布置方案技术经济比较
由表 1 可以看出，方案三、方案四、方案五在计算塔重上相差甚微。经计算此直线塔
导线横担端部采用方案三的三角形横担方式，其挂线角钢规格为 2L200X16，采用方案四或
方案五的梯形横担方式，其挂线角钢规格为 2L125X10，横担主材规格为 L140X12，因此对
于大档距直线塔采用方案四或方案五挂线角钢与横担主材刚度更加匹配。
直线塔开口及根开优化
直线塔塔高普遍较高，塔身主斜材内力的变化并不是线性的，从受力特性来看，塔身
采用一个坡度显然是不合适的。针对不同的主材分段进行坡度调整，不仅可以优化主斜材
的受力特性，还可以降低挡风面积，减少斜材长度，从而节省杆塔钢材用量，另外还可使结构美观。然而变坡次数增加，也会造成节点偏心次数的增加，结构次生内力的增加，因
此如何选取变坡次数及变坡位置是很关键的。通过对某直线塔的计算，比较了下表几种不
同的塔身变坡方案，结果如表 2 所示。
表 2 变坡次数比较
从上表 2 可以看出此直线塔采用二次变坡方案塔重最轻，具有技术经济优势。
以此直线塔（51 米呼高）为例，采用 TTA 铁塔设计软件分别计算了不同瓶口宽度和坡
度的塔重，以曲线图表的方式直观表达如图 1 所示。
图 1 某直线塔 57 米呼称高不同瓶口宽度及坡度塔重优化图表
从上图可知，此塔最佳的塔身瓶口宽度为 ，最佳坡度为 ，针对不同的工程
应分别对各塔型分别进行瓶口宽度及坡度优化。
塔身断面型式
输电线路工程直线塔塔身断面型式一般有矩形(扁塔