鋼管塔結構設計要點魏順炎
一概況 鋼管塔是主材用鋼管構件，斜材用鋼管或角鋼或園鋼組成格構式輸電塔的述語，是輸電桿塔的結構型式之一。最常用的結構是主材和斜材都用鋼管。其次是主材用鋼管，斜材用角鋼。
國外也有塔身全用鋼管，橫擔全用角鋼。
國內在上世紀70年代，首先在220kv大跨越工程上採用了鋼管塔，主材用鋼管，斜材用園鋼拉條，取得了較好的技術經濟效益。之後，在各電壓等級的大跨越塔中大都採用鋼管塔，但斜材也用鋼管。因為斜材用園鋼要求施加初應力，這個初應力值施工難以精確控制。
在一般線路上多四路塔、受力較大的塔以及考慮美觀的塔也常選用鋼管塔。近幾年在特高壓工程上大量採用了鋼管塔。鋼管塔的設計逐步規範化，最近出版了鋼管塔設計技術規定。
國外美國、日本私歐洲對鋼管結構有很多試驗研究，在公共建築上有很多應用如桁架、空間網架私網殼結構等。但是在輸電線路上只有日本應用鋼管塔較早也較廣泛，早在上世紀80年代己出版了輸電線路鋼管製作標準，對鋼管塔的連線件等作了標準化，對節點構造、節點受力分析也形成規定，對我們設計鋼管塔有參考價值，尤其是對一般線路的鋼管塔。
二設計標準
110kv-750kv架空輸電線路設計規範gb50545-2010
架空送電線路桿塔設計技術規定dl/t5154-2002
架空輸電線路鋼管塔設計技術規定dl/t5254-2010
三結構特點
1 鋼管構件迥轉半徑大，承載力大
以兩個角鋼組成的十字型斷面為例
構件2l160x12 q345 l＝300cm
迥轉半徑 υ＝0.188x33.4＝6.28cm
截面積 a＝2x37.38＝74.76cm平方
細長比 λ＝300/6.28＝47.7
壓屈係數 φ＝0.817
承載力 n＝0.817x7476x310＝1893446n-1893kn
如考慮彎扭
折算細長比 λ＝5.07x16/1.2＝67.7 φ＝0.676＜0.817 承載力還要減少。
如用截面積相當的鋼管d325x7.5
迥轉半徑 υ＝11.23
截面積 a＝74.81cm
細長比 λ＝300/11.23＝26.71
壓屈係數 φ＝0.928
承載力 n＝0.928x7481x310＝2152kn
比值2152/1893＝1.137 鋼管承載力高13.7％
2鋼管構件體型係數小，受風荷載小
仍以上述構件為例
假設離地高10m風速30m/s
組合角鋼受的風壓：
ws＝30x30/1600x1.0x1.3x0.32x3x1.1＝0.772kn
上述式中數值依次為基準鳳壓標準值、風壓高度變化係數、構件體型係數、構件受風面積、斷面係數
鋼管構件的風壓：
ws＝30x30/1600x1.0x0.70.325x3x1.0＝0.384kn
比值0.384/0.772＝0.50鋼管構件風壓小一半
如果直線塔荷載按導地線風壓與塔身風壓各一半計算
對組合角鋼塔0.5＋0.5＝1.0
對鋼管塔0.5＋0.5x0.5＝0.75
作用在塔上的風壓鋼管塔小25％
鋼管塔缺點：
不能像角鋼那樣在流水線上生產，因此每噸加工費比角鋼塔高。
四結構布置及構件選擇
1 塔架桿件內力分析可視為鉸接的條件
在桁架平面內桿件的節間長度或桿件長度與截面直徑之比對主杆不小於12，對支管不小於24。
因此通常鋼管塔的主材節間長度要取角鋼塔的二倍左右才比較合理。
如果不滿足要考慮節點剛性引起的杆端次彎矩影響，可按梁元分析進行校核。
主管：節點上貫通的桿件，通常稱主材
支管：節點上其餘桿件，通常稱斜材
2 鋼管桿件各向同性，通常不採用平行軸布置
3 桿件載面型式選擇
a 塔身及橫擔的所有桿件除掛線點外均用鋼管，是國內最常用的鋼管塔。
b 塔身及橫擔的主材用鋼管，斜材用角鋼，國內直線塔及小轉角塔有應用例項。
c 塔身及橫擔的主材用鋼管，斜材用國鋼，國內220kv及以下大跨越塔有應用例項。
d 塔身全材鋼管，橫擔全用角鋼，是日本一般線路鋼管塔的常用型式。我國尚未見到應用例項。
4 鋼管的微風振動
常用的對策是控制桿件的細長比，工程實踐表明細長比控制在160以內尚未發生鋼管桿件由於微風振動而損壞的現象。
目前也可按鋼管塔設計技術規定進行校核。
5 材料
q235、q345、q420
五塔體構造
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