（河南省电力勘测设计院河南郑州450007）
摘要：随着我国经济水平的高速发展，城镇化的速度也随之加快。这对于改变城乡之间的差距有着重要的意义，然而这就要求电力部门对此加以重视。针对电网进行改造使其升级来调整战略，但是随着电网建设改造力度的加大，城镇化老旧的问题成为线路路径的最大制约因素之一。输电线路铁塔承受着下压力的同时还承受着上拔力，因此就要对这一基础设计等方面进行全面的设计降低工程造价、施工难度和保护危害等缺点。
关键词：高压；输电线路；铁塔结构；设计；几点解析
1、概述高压输电线路铁塔
输电线路铁塔简称电力铁塔，根据结构型式和受力特点，铁塔可分为拉线塔和自立塔两大类。按其形状一般分为：酒杯型、猫头型、上字型、干字型等，按用途分有：耐张塔、直线塔、转角塔、换位塔（更换导线相位位置塔）、终端塔和跨越塔等。它们的结构特点是各种塔型均属空间桁架结构，杆件主要由单根等边角钢或组合角钢组成，材料一般使用Q235（A3F）和Q345（16Mn）两种（随着电压等级的不断提高，Q390、Q420、Q460等高强钢也常在铁塔中使用），杆件间连接采用螺栓连接，靠螺栓受剪力连接，整个塔由角钢、连接钢板和螺栓组成，个别部件如塔脚等由几块钢板焊接成一个组合件，因此热镀锌防腐、运输和施工架设极为方便。对于呼高在60m以下的铁塔，在铁塔的其中一根或两根（双回路塔）主材上设置脚钉，以方便施工作业人员登塔作业。
2、输电线路铁塔结构原理和选型基本原则
输电线路铁塔又叫电力铁塔，按照一般形状来分可以分为：酒杯型、上字型、干字型、桶型和猫头型五种。按照用途来划分的话就是：耐张塔、转角塔、换位塔等，结构特点均属于空间桁架结构。使用材料一般为Q235和Q345两种，杆件由单根等边角钢或者组合角钢组成。杆件之间是靠着螺栓受剪力而连接的，而整个塔就是由角钢、连接钢板和螺栓组成的。对于个别的部件如塔角等就是由几块钢板焊接成一个组合件的，不同的铁塔型式在造价、施工等方面的要求也是不同的，铁塔工程建造的费用大概是整个工程的百分之三十或者百分之四十。对于新建工程如果投资允许的话可以选用一到两种直线水泥杆，跨越、耐张和转角尽量使用角铁塔，这样的话材料就简单清晰、方便施工使线路安全水平得到提高。对于沿规划路建设的路线要采用占地少的铁塔，但是对大的转角塔由于结构上的原因很容易造成铁塔杆顶挠度变形，所以施工费用也会比角铁塔的费用贵一倍。直线塔就采用铁塔，而转角塔就用角铁塔方案会更加合理，这样就可以满足环境、投资和安全的一些要求。针对很多老线路运行了十几年以后出现对地距离不够造成的隐患在输电线路铁塔设计中首选较高的铁塔，这样就可以缩小水平档距，从而提高导线对地距离。如果是线路加高的工程中设计方案就要偏向于采用占地少、安装方便的酒杯型的铁塔，使施工工期可以得到缩短，减少了施工过程中的停电时间。
输电线路铁塔作为输电线路中重要的组成部分其耗费量在整个线路工程中比重是很大的。工期大概占整体工期的一半，运输量占整个工程的百分之六十。费用占整体费用的百分之三十五，由此可见输电线路铁塔结构设计的选型和施工优劣直接影响着线路工程的建设。当前基础型式只能采取浅埋式是因为地质的特殊性和埋深具有一定的局限性的因素，所以通过加大基础地板尺寸以及增加基础自重来满足上拔稳定是一个安全经济的做法之一。直线塔在埋的时候保持在2米左右，但是承力塔在埋时候深度应该控制在3~4米，从而可以减少地下水对施工产生的影响。根据工程的不同情况对基塔的受力情况要根据地质的不同而逐级进行优化设计，对于影响造价较大的承力塔要选用四腿等大细化为三拉一压或者两拉两压才是经济合理的。这就是要根据对沿线工程的地质、水文和气象等调查而进行合理的输电线路铁塔设计。在线路通过果园和经济作物区的时候不要对其进行砍伐，而是对个别垂直距离不满足的进行剪枝，只在杆塔限制难以跨越的地方采取砍伐即可。根据水文和气象特定情况进行选择铁塔选型时最好是采用杆塔型，这就满足了安全可靠、经济合理和有利环保等条件。
3、铁塔结构设计选型的有效途径分析
3.1、传力路径的相关优化
传力路径的清晰度高，能够让设计人员充分地对结构的受力分析加以掌握，为了能防止塔身底部斜材同时受压出现的欠佳情况，在直线塔与承力塔瓶口的首节间当中，应当都选取h型节点进行布置。为了可以预防横担的剪力经横担上下向塔材进行传递，致使塔头位置与横担材的主材的连接有所增大，所以横担下面靠于塔身旁边的一档斜材设置改为h型材，如此能够使得导线的纵向荷载经由塔身隔面传递至塔身上，使其大偏心的问题得到了解决，同时使横担根部连接板弯曲造成的失稳得到有效的避免，且杆件长度也相应得到了减少，规格也有所变小，以致减轻了塔重。
3.2、杆件连接应当紧凑，有效减少节点板用量
与国外同种类型塔进行相比，我国目前的塔材单基耗量通常相对较重。除了因钢材的机械性能差异性与压应力稳定的公式计算等条件之外，较高的节点板用量总是存在着。当前许多设计院都十分重视节点构造设计的革新，在杯塔上与下曲臂内侧当中主材的负端距相对较大，连接板上面仍然应当布设加劲角钢与加劲板，使其节点刚度有所增加；本塔上与下曲臂的外侧主材可以改成短角钢外包连接，让各主材连接螺栓过于集中得以避免，可使上与下曲臂内侧端主材的负端距大大得到减小，从而能够实现连接节点更为紧凑，刚度得到一定的加强，使节点连板得到有效减小的效果。
此外，还对直线塔地线支架与横担的连接有所改进，同时使节点板面积减少了许多。若要减少螺栓的个数，可使螺栓强度等级得以提高，但是效果往往并不理想，通过有效验证表明，受孔壁挤压控制者相对占据多数。参考一些国际上的铁塔杆件，在多螺栓连接方式中，其斜材杆件通常和主材有直接的相连，既可使连接板的用量得到减少，又让主材和板的连接螺栓有所减少，且螺栓的抗剪强度与孔壁挤压强度的取值都高于国内，在该方面的探究我们还需有待加强。
3.3、加长杆件构造的长度，有效减少包铁连接的数量
铁塔杆件长度在以往会受到塔厂镀锌设备方面的制约，塔材需要多段进行连接，杆件长度通常不宜大于八米。但现在许多塔厂己更新换代，不断在改进，采取相对较大的镀锌锅，镀锌杆件能够达到十二米之长，为设计选取更加长的杆件提供了有利条件，这样有利于减少杆件包铁数量，能进一步使塔材耗量得到有效降低，从而节省一定的加工成本。
总而言之，高压输电线路铁塔是电力线路工程建设的重要组成部分，随着经济的不断发展和自然环境的不断变化，只有不断地提高其结构设计水平，做到因地制宜、因时制宜，才能够适应现代电力规范、进步发展的要求。
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