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1、 降低500kV SJC2 双回路耐张塔造价 输电线路QC小组目 录小组概况1选题理由2 现状调查3 设定目标4 分析原因5 确定要因分析原因6 制定对策7 实施对策8 检查效果9 10 巩固措施11 总结回顾和今后打算附件一：双柱组合耐张塔TANS程序计算文件附件二：双柱组合耐张塔成果图纸1、 小组概况1、 注册登记小组名称输电线路QC小组课题名称降低500kV SJC2双回路耐张塔造价所属部门线路部辅导员何英注册编号2013-02课题编号2013K02组类型攻关型成立日期2013年1月2、小组成员序号姓名性别年龄文化程度职务职称单位组内分工1王苗苗女28硕士组长工程师设计院组织活动，推进实
2、施，成果总结，活动记录等。2张先俊男50本科副组长教高设计院参与方案研讨，现状调查，对策制定以及对策实施等。3殷黎明男27硕士组员助工设计院4郭咏华男38本科组员高工设计院5张建明男29硕士组员工程师设计院6魏冲男36本科组员工程师设计院审定方案和对策，组织协调，对策实施以及结果检查等。7邓锦辉男34本科组员工程师设计院8潘少成男36本科组员工程师设计院9郭杰男35硕士组员工程师设计院参与方案研讨，现状调查，对策制定及实施，以及活动记录等。10屈讼昭男26硕士组员助工设计院备注：小组成员共有10人，平均年龄33.9岁，其中，教高1人，高工1人，工程师6人，助工2人，文化程度均为大学本科及以上。
3、3、小组活动情况活动时间2013.12013.11活动次数11接受QC教育时间35小时出勤率97%以上课题（2008）“减少500kV双回路直线塔钢材用量”（河南省和中国水电质协优秀QC小组）4、 小组历年成果课题（2010）“降低500kV SJC1双回路转角塔造价”（全国优秀QC小组）课题（2002）“减少500kV单回路转角塔钢材用量”（全国工程建设优秀QC小组）5、 QC小组活动程序我们小组工作方法采用PDCA循环模式。这种工作模式科学、严谨，适合我们小组的课题目标。P（Plan）计划，包括方针和目标的确定及活动计划的制定。D（DO）执行，就是具体运作，实现计划中的内容。C（Check
4、）检查，就是要总结执行计划的结果，分清哪些对了，哪些错了，明确效果，找出问题。A（Act）处理或行动。1、PDCA工作模式2、 为使本次QC活动有计划、有步骤、有目的进行，小组制定了活动计划进度表：表1.1 QC小组活动计划进度表阶段内容20131月20132月20133月20134月20135月20136月20137月20138月20139月201310月201311月P选择课题问题症结确定目标分析原因确定要因制定对策D实施对策C效果检查A巩固措施总结回顾今后打算注： 计划进度 实际进度二、选题理由降低500kVSJC2双回路耐张塔造价院对本部要求a. 贯彻我院“双开拓、双巩固”的方针，我院
5、对线路部提出了提高输电线路工程中标率，创造更大的经济效益的要求。b. 我院技经专业统计祥符庄周500kV线路工程结果显示，我院设计的500kV双回路耐张塔的造价比同时期国内先进水平高10%左右。目前存在问题三、现状调查我们输电线路QC小组针对本次课题，对双回路耐张塔造价，通过调阅档案、向外院借资等方法，进行以下两个方面的现状调查。现状调查一：我院设计的500kV SJC2双回路耐张塔造价情况 调查人员：殷黎明 调查时间：2013.1.072013.1.11 调查内容：通过查阅我院近年设计的4个500kV输电线路工程资料，分析500kV SJC2双回路耐张塔造价情况。输电塔造价=材料费+运输费+
6、安装费=（材料+运输）*输电用钢量量+安装*构件数量表3.1 我院设计500kV SJC2双回路耐张塔造价表工程名称塔型呼高/m)用钢量/kg材料/万元运输/万元安装/万元总造价/万元济源牡丹500kV线路工程SJC22175334.170.174.567.4882.212481178.375.614.888.3488.832785087.579.265.178.4392.863090189.584.015.429.2398.66平均值82947.3577.26255.00758.3790.64祥符庄周500kV线路工程SJC22158248.251.252.617.2461.12461689
7、.454.272.827.3764.462765288.757.433.037.567.963068632.760.363.128.371.78平均值63464.7555.82752.8957.602566.325鹤壁电厂安阳接安阳西变500kV线路工程SJC22142645.6039.662.604.3646.622446469.2043.212.814.7550.772749673.2946.193.005.0854.273051581.7947.973.125.2756.36平均值47592.4744.25752.88254.86552.005华豫电厂信阳变500kV线路工程SJC221
8、44246.7141.152.674.5248.342448571.1745.172.944.9753.082751677.3048.063.125.2956.473053581.5449.833.235.4858.54平均值49519.1846.05252.995.06554.1075平均值60880.9455.853.446.47565.77所占比例84.9%5.2%9.9%100%备注：材料费在输电铁塔总造价中占的比重远远比运输、安装所占的比重大。表3.2 SJC2造价调查汇总表 造价类型材料运输安装造价/万元55.853.446.475累计造价/万元55.8559.2965.77所占比
9、例84.9%5.2%9.9%累计比例84.9%90.1%100%问题症结材料费用占500kV SJC2 双回路耐张塔造价的84.9%。500kV SJC2双回路耐张塔用钢量大，是导致材料造价高的主要原因。材料造价高是造成500kV SJC2双回路耐张塔造价高的主要原因。 结论一500kV SJC2双回路耐张塔用钢量大，导致材料造价高，是造成500kV SJC2双回路耐张塔总造价偏高的问题症结。现状调查二：我院设计的500kV SJC2双回路耐张塔用钢量调查 调查人员：王苗苗 调查时间：2013.1.262013.1.28 调查内容：1、从现状调查一表3.1中可以看出，我院设计的4个500kV输
10、电线路工程中 SJC2双回路耐张塔的钢材用量在47592.47kg82947.35kg之间，平均用量在60880.94kg左右；总造价在52.005万元90.64万元之间，平均总造价在65.77万元左右；2、小组成员王苗苗通过查阅中国电建等杂志与文献中关于500kV SJC2双回路耐张塔用钢量的论文，对比我院设计的500kV SJC2双回路耐张塔用钢量，与目前国内先进水平用钢量数据，分析结果如表3.3所示。表3.3 我院设计500kV SJC2双回路耐张塔用钢量调查表塔型呼高/m我院输电塔用钢量/kg国内先进水平用钢量/kg我院输电塔偏重/kgSJC22155118.7 47884.87233
11、.92459477.0 51981.07469.02762931.7 55798.07133.73065996.4 58782.47214.0平均值60880.9553611.557262.65 结论二我院设计的500kV SJC2双回路耐张塔用钢量比国内先进水平约重7300 kg。四、设定目标1、目标值从上述关于我院设计的500kV SJC2双回路耐张塔造价，以及500kV SJC2双回路耐张塔用钢量现状的调查，分别从输电铁塔用钢量和造价两方面进行目标设定：用钢量大是造成500kV SJC2双回路耐张塔造价高的主要原因。 用钢量：减少500kV SJC2双回路耐张塔用钢量7.3吨，降低比例1
12、2.0%。 造 价：降低500kV SJC2双回路耐张塔造价6.789万元，减少比例10.3%。2、 目标值计算：1) 用钢量：由表3.3可以看出，我院设计的500kV SJC2双回路耐张塔平均用钢量比国内先进水平重约7.3吨，经过讨论，我们小组拟定本次活动的目标为：降低用钢量7.3吨，减少比例：12.0%；降低500kV SJC2双回路耐张塔造价6.789万元，减少比例10.3%。2) 目标计算：a. 用钢量：7.3/60.88（平均用钢量）=12.0%；b. 造价：6.789/65.77（平均总造价）=10.3%。降低6.789万元，比例10.3%降低7.3吨，比例12.0% 5、 分析原
13、因输电线路QC小组成员，分别从“人员”、“软件”、“设计”、“材料”、“资料”等5个方面，进行500kV SJC2双回路耐张塔用钢量大的原因分析，编制如下因果分析树图：500kV SJC2双回路耐张塔用钢量大人员软件设计材料资料优化设计理论掌握少设计人员设计经验指数偏低结构专业技能学习不足设计人员同类工程设计经验不足设计软件功能不够完善设计软件缺少一些计算模块设计软件荷载计算不够优化软件荷载加载方式不够优化设计方案不够优化塔型选择较为单一杆件结构裕度偏大塔型选择不能满足最低用钢量要求杆件未达到最佳受力状态铁塔主材用钢量大铁塔主材规格大塔身主材强度低可借鉴的优化资料少我院现有参考资料不足6、 确
14、定要因小组成员对上述因果分析树图中所示造成500kV SJC2双回路耐张塔用钢量大的8个末端原因进行逐条分析讨论，制成如下要因确认表，明确了确认内容、确认方法以及验证标准。表6.1 要因确认计划表序号末端原因确认方法确认内容确认标准负责人完成时间1结构专业技能学习不足统计分析线路部培训考核成绩及格率线路部专业培训考核及格率：95%。郭咏华2013.2.152013.2.202设计人员同类工程设计经验不足统计调查设计人员参与设计工程量及工作年限至少有完成2个耐张塔设计经验及工作年限在3年以上。王苗苗殷黎明2013.2.182013.2.253设计软件缺少一些计算模块调查分析现有计算手段进行铁塔设
15、计时间现有软件计算铁塔时间5小时。屈讼昭郭咏华2013.2.252013.3.034软件荷载加载方式不够优化计算分析计算软件计算荷载形式对用钢量的影响软件计算荷载添加形式对塔用钢量的影响3%。屈讼昭郭咏华2013.3.052013.3.205塔型选择不能满足最低用钢量要求计算分析单塔型式对用钢量及造价的影响选用合理塔型减轻用钢量5%。郭咏华张先俊张建明郭 杰2013.3.052013.3.156杆件未达到最佳受力状态调查分析塔身结构布置对受力分析塔身杆件受力裕度：37%。邓锦辉郭 杰2013.3.102013.3.207塔身主材强度低调查分析铁塔主材强度对用钢量及造价的影响选用铁塔主材能够达到
16、最优造价水平。邓锦辉郭咏华王苗苗2013.3.102013.3.258我院现有参考资料不足统计分析现有结构专业资料覆盖率我院结构专业参考资料覆盖率达85%。殷黎明王苗苗郭咏华2013.3.152013.3.25末端原因一：结构专业技能学习不足要因确认标准：线路部培训考核合格率：95%以上。2013年2月20日，输电线路QC小组在迪森8楼会议室进行了培训考核。参与本次结构专业技能培训的成员有：郭咏华、邓锦辉、张建明、王苗苗、殷黎明、屈讼昭、郭杰；80分以上为考试合格考核内容包括：输电线路铁塔设计规定、自立式铁塔计算软件TTA、500kV输电线路设计、角钢塔的应用、铁塔结构优化设计、铁塔高强钢的应
17、用、输电铁塔造价分析等方面的内容。考核成绩如图6.1所示。输电线路QC小组全体成员经过7次专业知识培训，7名小组成员全部达到了合格线80分以上，合格率达100%。结构专业技能学习不足不是要因末端原因二：设计人员同类工程设计经验不足要因确认标准：至少有完成2个耐张塔设计经验及工作年限在3年及以上。统计输电线路QC小组结构专业成员参与双回路耐张塔设计情况，列表如下：输电线路QC小组成员均有完成2个以上耐张塔设计的经验，都有3年以上工作经验，全面掌握双回路耐张塔的设计知识与技能。设计人员同类工程设计经验不足不是要因表6.2 设计人员参与铁塔设计统计表姓名工程项目名称个数工作年限王苗苗浙北浙中浙南福州
18、1000kV交流线路工程SJC271011计算24国网输电线路通用设计2F11-SJC2计算张建明淮南皖南浙北沪西1000kV交流线路工程SKC301计算25浙北浙中浙南福州1000kV交流线路工程SZJC27101计算郭 杰浙北浙中浙南福州1000kV交流线路工程SJC271016计算210灵州绍兴800直流线路工程Z27101计算郭咏华浙北浙中浙南福州1000kV交流线路工程SJC271013计算217淮南皖南浙北沪西1000kV交流线路工程SZC307计算邓锦辉浙北浙中浙南福州1000kV交流线路工程SJC271013计算310淮南皖南浙北沪西1000kV交流线路工程FJ1计算浙北浙中浙
19、南福州1000kV交流线路工程SJC271015计算末端原因三：设计软件功能不够完善要因确认标准：现有软件计算铁塔时间5小时。目前我院常用的铁塔设计软件主要有：自立式铁塔内力分析软件TTA及铁塔制图软件STW。自力式铁塔内力分析软件一般计算占铁塔总构件数量50%70%左右的受力材，不能计算占总构件数量30%50%的辅助材；现行铁塔制图软件不能计算制图控制尺寸。随机抽取结构专业5名设计人员，统计以往他们进行手算辅助材及铁塔控制尺寸计算的时间，如表6.3所示：手算一种铁塔的结构布置需要大量的时间和精力，而铁塔的优化设计需要多方案的优化比选。为了解决这一问题，我们科室在小组活动中编制了铁塔辅助材计算
20、程序及制图控制尺寸计算程序，大幅提高了铁塔的优化设计效率。表6.3 结构人员手算时间统计表人员辅助材计算（小时）控制尺寸计算（小时）累计（小时）王经运7253161张忠新6554119赵金丽7057127聂旭初7450124杜娜6852120平均值7053123图6.2 铁塔辅助材计算程序流程铁塔辅助材计算程序及制图控制尺寸计算程序，使得铁塔设计多方案的优化比选成为可能。设计软件缺少一些计算模块 不是要因末端原因四：软件荷载加载方式不够优化要因确认标准：软件计算荷载添加形式对塔用钢量的影响3%。我们QC小组成员屈讼昭在自立式铁塔计算软件TTA的基础上，自主编制了输电铁塔计算程序TANS，修正了
21、原有TTA的荷载添加形式，使软件在进行输电铁塔各工况计算时，更能符合实际情况。对比分析上表用钢量计算结果，可以得出，TANS计算的用钢量比TTA减轻1747.53088.5kg，下降比例为3%5%。软件荷载加载方式不够优化是要因比较两种程序计算SJC2的用钢量如表6.4所示。 表6.4 计算结果对比表塔型呼高/m用钢量/kg减少重量/kgTTATANSSJC22156296.253584.72711.52460787.457942.22845.22765059.461932.33127.13068081.565129.12952.4平均值63464.762556.3559647.3末端原因五：
22、塔型选择不能满足最低用钢量要求要因确认标准：选用合理塔型减轻用钢量5%。从左柱状图可以看出，采用双柱组合耐张塔代替鼓形/伞型耐张塔，同呼高情况下，可以有效减轻用钢量1915.4 2939.1 kg，用钢量减轻约45%。塔型选择不能满足最低用钢量要求是要因小组成员针对耐张塔的特点，通过多方案优化比选，对伞形塔、双柱组合耐张塔、三柱组合耐张塔进行了分析计算，可知：双柱组合耐张塔通过分塔挂线、取消导线横担、优化跳线布置方案等手段，有效降低了塔高，减小了塔身尺寸，改善了铁塔受力条件，减小了导、地线纵向荷载对塔身的扭矩，提高了铁塔的抗冰、抗风和抗震性能，从而达到降低用钢量，节约工程投资的目的。末端原因六
23、：塔身结构杆件未达到最佳受力状态要因确认标准：塔身杆件受力裕度：37%。我们小组在2010年的QC小组活动中，采用合理的结构布置，有效的减轻了用钢量，成功应用在工程中，明显的降低了双回路耐张塔的造价。塔身结构杆件未达到最佳受力状态不是要因我们在2010年的QC小组活动中，通过优化横担尺寸、优化主材分段、优化斜材坡度、优化辅助材布置、优化塔身开口、坡度，以及优化连接节点构造等措施，对塔身结构进行优化布置，使结构能够达到最佳受力状态，杆件裕度控制在37%，降低了双回路耐张塔用钢量，降低了输电铁塔造价。末端原因七：塔身主材强度低要因确认标准：选用铁塔主材能够达到最优造价水平。小组成员郭杰针对500k
24、V双回路耐张塔，将原有的Q420角钢替换为Q690钢管，按照Q420角钢价格每吨7000元，Q690钢管价格每吨9000元计算，对比分析两种钢材情况下的用钢量及造价。通过比较可知，由于高强钢价格较贵，虽然主材采用高强度钢管能够有效降低塔重，但考虑价格因素，主材采用更高强度等级钢材并不能有效降低造价。塔身主材强度低不是要因末端原因八：我院现有参考资料不足要因确认标准：我院结构专业参考资料覆盖率达85%以上。 小组成员张建明调查了我院现有线路结构专业资料情况，归纳如表6.5所示。 表6.5 我院线路结构专业资料情况调查表名称我院现有种类现有资料涵盖面我院够买种类向外院收资种类采取措施后资料涵盖面1
25、输电线路设计规定1017%3225%2输电线路铁塔计算813%2220%3输电铁塔结构优化711%1215%4角钢截面输电铁塔设计77%2110%5钢管杆塔设计55%218%6高强钢的应用研究34%116%7新材料，新技术、新工艺在输电铁塔中的应用32%114%8其他51%112%9我院暂无总计3240%/10%10我院持有总计4860%131190%补充参考资料后补充参考资料前经过购买和向外院借取资料后，我院参考资料专业知识涵盖面由原来的60%增加到90%，完全能够满足结构设计人员各方面的需求。我院现有的参考资料不足不是要因怎么办？要因确定：综上所述，导致500kV SJC2双回路耐张塔用钢
26、量大的主要原因有：1、 软件荷载加载方式不够优化；2、 塔型选择不能满足最低用钢量要求。3、7、 制定对策通过前述，在综合分析造成双回路耐张塔用钢量大的主要原因之后，针对要因，制定了相应的对策。a. 软件荷载加载方式不够优化使用现有的自立式铁塔计算软件TTA。方案一自力式铁塔内力分析软件，分段计算杆件风荷载及自重时存在多统计及漏统计现象，且单元类型单一。不选用使用我院自主研发的铁塔设计计算软件TANS。改进后的铁塔设计计算软件，更加灵活计算空间任意风压分段对应风荷载和自重荷载，能够计算杆单元、梁单元及杆、梁混合单元。方案二选用b. 塔型选择不能满足最低用钢量要求不选用鼓形/伞型耐张塔在跳线设计
27、、塔高、用钢量、灵活性与安全性等方面存在诸多不足。方案一选用鼓形/伞型双回路耐张塔选用双柱组合耐张塔选用双柱组合耐张塔通过改变跳线布置方式、分塔挂线、取消横担等方案，很好的减轻用钢量。方案二不选用同等级、等呼高情况下，三柱组合耐张塔的用钢量比双柱组合耐张塔大，且施工较为复杂。选用三柱组合耐张塔方案三表7.1 对策制定表序号要 因对策WHAT目标WHY措施HOW负责人WHO地点WHERE时间WHEN1软件荷载加载方式不够优化选择荷载加载方式合理的软件减轻用钢量2.4吨。1) 优化铁塔荷载添加方式；2) 软件培训。郭咏华屈讼昭设计院2013.3.254.052塔型选择不能满足最低用钢量要求选用能满
28、足最低用钢量要求的塔型降低用钢量4.9吨。1） 改变跳线布置方式（水平布置跳线和跳线串）；3) 分塔挂线；4) 取消横担。郭咏华王苗苗殷黎明郭 杰设计院2013.3.254.058、 实施对策我们QC小组成员，在明确了对策、目标以及要进行的措施之后，根据自己的分工，在规定的时间内，很好的落实了每项措施，收到了良好的效果。实施对策一：选择荷载加载方式合理的软件 对策目标：减轻用钢量2.4吨。 实施依据：架空输电线路杆塔结构设计技术规定（DL/T 5154-2012)，以及双回路耐张塔结构的受力特点。 实施详情：1) 根据我院设计的双回路耐张塔实际情况，结合“平顶山白河500kV线路工程”项目中5
29、00kV SJC2双回路耐张塔的使用情况，小组成员讨论分析输电线路铁塔杆件的传力路径，及其受力形式，总结其受力规律；2) 小组成员郭杰等经过讨论，决定采用自立式铁塔内力分析软件TTA程序。我院在使用TTA计算软件的过程中，发现TTA在输电线路铁塔导地线挂线点荷载添加方面，存在一定的不足；同时旧版本的TTA已经不能很好的适应最新版的架空输电线路杆塔结构设计技术规定（DL/T 5154-2012）的技术要求。3) 我们线路部QC小组成员屈讼昭，在TTA的基础上，自主编制了输电铁塔结构计算程序TANS。经过小组成员的一致讨论，决定使用TANS对SJC2双回路耐张塔进行内力计算，并与TTA计算结果，进
30、行相应的比较。措施1：优化铁塔荷载添加方式由于国内输电线路铁塔计算软件TTA存在计算精度欠佳、计算效率偏低、计算单元类型单一、风荷载自动计算常发生错误、不支持国外规范等缺陷，特别是在使用TTA计算铁塔时，风荷载的添加方式，导致计算结果不理想，给输电线路铁塔设计计算工作造成一定的影响。我们线路部QC小组成员屈讼昭，自主编制的输电铁塔结构计算程序TANS，除拥有TTA塔身风压计算功能外，增加了“全节点”计算模式，可以更加灵活计算空间任意风压分段对应风荷载和自重荷载；并且，TANS程序统计每段挡风面杆件以及每段包含杆件自重时，严格按照体、面精确统计，并智能剔除重复统计杆件信息。TANS程序的风荷载添
31、加方式如图8.1所示。图8.1 TANS程序的风荷载添加方式措施2：软件培训我们线路部QC小组于2013年4月13日19日进行了为期一周的软件培训。QC小组全部成员参加了本次培训，培训效果良好。主要的培训内容有：软件主要功能、计算方法、计算模型、特殊梁单元、有限元计算、软件支持规范、软件测试等方面的内容。1 软件主要功能：自动生成每基塔对应的ANSYS、SAP2000全荷载工况数据接口文件；自动绘制铁塔司令图、铁塔三维图；自动输出计算书、材料规格统计表；空间梁、杆单元线弹性有限元计算，计算节点位移、应变、应力；内力分析，计算杆单元轴力，梁单元轴力、剪力、弯矩，支座反力；自动选材，根据计算得出的
32、梁、杆内力，程序自动选取满足规范要求的最小杆件。 2 计算模型：线弹性空间梁、杆问题；空间杆单元模拟角钢；空间梁单元或杆单元模拟钢管；钢材视为弹性匀质材料，采用线弹性本构关系。3 特殊梁单元：TANS程序采用自由度释放的概念，根据杆件两端的联结情况对单元刚度矩阵和右端项荷载列阵做处理。自由度释放在有限元分析理论中又称为自由度凝聚。这种方法不必增加任何节点，也不需要推导专门的单元刚度矩阵，程序化处理很方便。J端自由度释放的空间梁单元刚度矩阵为：4 有限元计算：有限元计算过程如图8.2所示。图8.2 TANS程序有限元计算过程5 软件支持规范：TANS程序支持的规范包括国内规范和国外规范。国内规范
33、： 架空送电线路杆塔结构设计技术规定（DL/T 5154-2002） 架空输电线路杆塔结构设计技术规定（DL/T 5154-2012）钢结构设计规范(GB50017-2003)国外规范： “Design of Latticed Steel Transmission Structures” (ASCE10-1997) “Guidelines for Electrical Transmission Line Structural Loading”（ASCE74-2010）6、 软件测试： 与TTA不同，TANS程序在迭代选材过程中，针对轮换过程中的每基塔都进行一次风压计算。在此前提下，TANS程序
34、的计算效率仍然高于TTA，荷载工况数越大、腿轮换次数越多体现越明显。 实施效果：小组成员屈讼昭、郭杰、殷黎明等统计了双回路耐张塔SJC2分别使用TTA和TANS程序的用钢量变化情况，列表如下：表8.1 TTA和TANS计算SJC2用钢量对比表塔型呼高/m用钢量/kg减少重量/kg减少比例TTATANSSJC22156296.253584.72711.54.8%2460787.457942.22845.24.6%2765059.461932.33127.14.8%3068081.565129.12952.44.3%平均值62556.3559647.32909.054.6%从左图可以看出，采用我院
35、自主研发的TANS程序计算的铁塔，比同呼高下TTA计算的用钢量降低量为2.73.1吨，降低比例为：4.34.8%。说明TANS对荷载优化效果比较明显。目标：活动后用钢量减轻2.4吨。 目标检查：目标完成情况非常好对策实施效果非常好结果：用钢量减轻了2.9吨，减少了4.6%实施对策二：选用能满足最低用钢量要求的塔型 对策目标：降低用钢量4.9吨。 实施依据：普通耐张塔在塔高、用钢量、根开、结构断面以及经济性等方面的局限性和双柱组合耐张塔的优越性。双柱组合耐张塔的优越性：双柱组合耐张塔以改变跳线布置方式、分塔挂线、取消横担等手段，成功解决了普通伞型耐张塔在跳线设计、塔高、用钢量、灵活性与安全性等方
36、面的诸多不足，在提高工程综合经济效益、提高灵活性、增加安全可靠度等方面效果显著。 实施详情：我院在“皖电东送”特高压工程项目中的经验，结合中国电科院在北京良乡铁塔试验场进行的双柱组合耐张塔软跳线真型试验，结果表明双柱组合耐张塔软跳线系统能很好地满足工程的需要；试验塔型如图8.3所示；我院自行设计的平顶山至白河500kV同塔双回线路，如图8.4所示。 图8.3 试验塔 图8.4 “平白线”双柱组合耐张塔双柱组合耐张塔两个回路的三相导线分别垂直布置在两个塔的塔身上，转角外侧塔的跳线(串)引至转角内侧塔的跳线支架。通过改变导线挂点和跳线布置方式，从而取消横担，有效控制跳线弧垂及对地和对塔身其他接地部
37、分的间隙。取消铁塔横担不但减小了导地线对铁塔的扭矩和弯矩，也降低了铁塔自身的荷载，极好地改善了铁塔的受力状况。措施1：分塔挂线小组成员在认真分析双回路耐张塔结构特点的基础上，提出两回线路分挂在相互独立的两个双柱塔身上，同时不改变导地线间以及导线相间的相对关系。在相导线上下垂直布置、导地线间相对水平偏移、地线对导线的保护角等方面与相邻直线塔一致。分塔挂线，相当于将原来的塔身荷载一分为二，分别施加在两个耐张塔上。在保证输电铁塔受力合理的前提下，选取合理的塔身杆件材料，可以有效的减轻用钢量，同时降低输电铁塔造价。 a)活动前塔型 b)活动后塔型图8.5 活动前后导线挂点示意图伞形/鼓型塔双回导线共塔
38、设计，荷载大，单塔根开大。双柱组合耐张塔双回导线分塔挂线，单塔荷载小，根开小，便于塔位选择和基础选型。实施效果1) 双柱组合耐张塔通过分塔挂线，将原来施加在一个塔位上的荷载一分为二，施加在两个塔位上，降低了输电铁塔的承载力；2) 由于荷载的降低，铁塔杆件受力减小，选用小规格钢材即可满足要求，可以有效的降低输电铁塔的钢材用量，达到降低造价的目的。措施2：改变跳线布置方式随着电压等级的升高，要求的电气间隙越来越大，塔头尺寸也越来越大，对施工和运行维护也造成了一定的影响。减少跳线弧垂及其风偏偏移值是缩小耐张塔尺寸的有效方法，而跳线弧垂及偏移主要决定于采用的跳线或固定跳线的方式。小组成员在传统的双回路
39、耐张塔基础上，深入分析双回路耐张塔挂线特点，以及塔身杆件受力特性，结合我院双回路耐张塔设计经验，跳线布置方式改垂直布置为水平布置。采用水平布置跳线和跳线串。从而，跳线不再是耐张塔最低呼称高度和导线层间距的制约因素。我院自行设计的平顶山至白河500kV线路中使用的双柱组合耐张塔在转角内外侧分别采用了铝管式刚性跳线以及普通软跳线，如图8.6所示。图8.6 平白线双柱组合耐张塔转角内外侧分别采用了铝管式刚性跳线以及普通软跳线对于双柱组合耐张塔，无论是有关联塔型还是无关联塔型，其跳线均为水平方向布置。图8.7-1 有关联塔跳线布置方式 图8.7-2 无关联塔跳线布置方式我院委托中国电科院在北京良乡铁塔试验场顺利完成了双柱组合耐张塔软跳线真型试验。如图8.8-1、8.8-2所示。试验包括双柱组合耐张塔耐张串安装、跳线串安装、张力测试、电气间隙测试等。试验结果与理论计算基本一致，表明软跳线系统能很好地满足工程需要。有关联双柱组合耐张塔有关联时的跳线可使用软跳线，此时，借助另一主塔连接跳线，通过耐张串和跳线串实现水平三点固定，稳定性好。无关联双柱组合耐张塔对于无关联塔，可增加跳线横担牵拉、支撑跳线，跳线横担布置在导线耐张挂点上方，并尽量让跳线串的导线挂点和耐张串挂点大致等高，形成水平跳接方式。图8.8-
