舟山与大陆联网工程370m大跨越高塔结构设计浙江省电力设计院电网部叶尹一，结构设计基本情况舟山与大陆联网输电线路工程，是浙江省的重点工程，其中螺头水道跨越部分是整个工程的核心。考虑到通道资源极其缺乏，为适应今后电力建设发展的需要，大跨越段按500kV设计。螺头水道主跨越段跨越档距为2756米，工程处在我省风载最大的地区，设计风速高达42米/秒，两基高塔分别座落在大猫岛和凉帽山上，其全高约370米，为目前国内乃至世界输电线路最高跨越铁塔。图1舟山与大陆联网输电线路断面图图2螺头水道大跨越断面示意图本工程在建设中具有如下一些特点相应的技术难点：1，跨越的螺头水道为国际航道，航运部门要求通航的净空高度为71.5米，加之跨越档距大，跨越塔高度高，江面设计风速大，铁塔的设计荷载非常大，设计初步的计算，跨越塔的主柱内力将超过9000吨。因此，如何合理规划跨越塔的结构形式，尽可能降低跨越塔的外荷载，是一个需要重点研究的内容。2，由于地理条件的唯一性，要容纳如此之大的跨越塔结构，海岛上的立塔面积就显得非常的局促，尤其对于大猫岛来讲，地形就显得更为窄小，在这样窄小的地形布置塔位，铁塔的根开受到一定限制，最终定在61.62米，其高宽比在6.1之内。当前所布置的塔位，是经现场反复推敲测量确定下来的，其方向或位置的前后有稍许的移动，就会严重地影响塔位的稳定。3，由于塔位距离大海很近，海岛的边缘陡峭、高差较大，施工拉线的设置非常困难。如果在岛上设拉线，对地夹角肯定不会理想，拉线的平衡作用就更小，这将大大地影响了施工吊装的能力。根据与施工单位的多次研究磋商，初步确定跨越塔构件的单件重量控制在13吨以内为宜。4，跨越塔均坐落在无人居住的小海岛上，岛上的地形十分狭小，海岛上立塔，材料的运输都必须通过船运来解决，可以利用的或需要建造的码头规模都比较小，对于船的驳岸、吊装能力将受到一定限制。另外，尽管在小岛上修筑了施工道路，但将基础材料和铁塔构件运送到山上塔位仍然是十分困难的。因此，在这种情况下，对每个运输单件，主要是跨越塔的单个构件的重量控制在一定范围内是很有必要的。对于这样一个规模庞大的跨越塔设计，有许多技术上的问题需要研究，我们在设计过程中进行了如跨越塔的风洞试验、钢管混凝土构件的试验研究等多项科技项目工作。二，钢管混凝土构件应用1，跨越塔主材采用纯钢管构件将会遇到的问题1）钢管径厚比控制的限制由于跨越塔主柱构件的内力太大，为了避免由于长细比大造成稳定验算时的不利情况，钢管的直径势必不能太小。初步计算对于受力最大的主柱钢管，其外径需要2200mm。直径如此之大的钢管构件，对设计人员来讲，其局部屈曲是一个十分棘手的问题。我国《钢结构设计规范》（GB50017-2003）第10.1.2条规定：圆钢管的外径与壁厚之比不应超过100(235/fy)。如果钢管的材料采用Q345钢材，则其径厚比约为68，此时钢板的厚度应大于32mm。我国《钢结构设计规范》对径厚比的要求是一个相对比较低的要求，对这样一个重要的结构，应当采用更高的标准来对待。《欧洲钢结构设计规范》（Eurocode3）表5.3.1(page77)中对钢管径厚比的要求是这样规定的：（1）第一等级的钢管结构，其允许径厚比为50(235/fy)，所谓第一等级的钢管结构，就是钢管截面可以出现塑性铰的情况，这里指的是受力较大的节点附近的钢管；（2）第二等级的钢管结构，其允许径厚比为70(235/fy)，所谓第二等级的钢管结构，就是钢管截面可以承受部分塑性的发展，但需限制其转动；（3）第三等级的钢管结构，其允许径厚比为90(235/fy)，所谓第三等级的钢管结构，就是钢管截面的应力分布是在弹性范围内，其边缘纤维可达到屈服，但局部屈曲能够防止塑性抵抗矩的发展；由于本跨越塔结构，其主柱构件的刚度相对横撑和腹杆的刚度要大得多，部分主柱构件的节间长度与其直径之比甚至不能满足大于12的要求，若将其仍看作桁架单元参与分析，其结果与实际情况会有较大的出入。因此，对本跨越塔结构，我们将采用柱、杆单元相结合的方法进行节点校核。这样，就与以往全桁架结构的分析情况有所不同，柱的内力除了轴向力外，还会出现柱端次弯矩。在这种情...