Q460 钢管塔和高颈法兰

Q460钢管塔和高颈法兰 在500kV线路中的设计华东院电网分公司技术管理部汇报人：董建尧 2010 年 6 月 24 日

汇报纲要： 1、输电线路应用钢管塔的意义 2、华东院大跨越钢管塔设计应用介绍 3、华东院普通线路钢管塔设计应用介绍 4、华东院钢管杆线路设计应用介绍 5、华东院所完成的钢管塔、钢管杆项目情况介绍 6、高强度钢管塔和高颈锻造法兰的设计介绍 7、高强度钢管塔设计的几个问题

1、输电线路应用钢管塔的意义

1、输电线路应用钢管塔的意义 (1) 电网发展对输电结构技术的需要； (2) 是电网建设落实科学发展观，全面建设“资源节约型，环境友好型”坚强电网的具体举措； (3) 是电网建设公司开展标准化建设和全寿命周期管理工作的重要组成部分。

2、华东院大跨越钢管塔设计应用介绍

2、华东院大跨越钢管塔设计应用介绍 第一基大跨越钢管塔，也是国内第一基输电线路钢管塔 ——220kV南京燕子矶大跨越塔 1973年设计，1976年9月投产。高195.5m、拉条腹杆、 16Mn钢。

2、华东院大跨越钢管塔设计应用介绍 目前国内已经投运的最大钢管塔 ——500kV马鞍山长江大跨越塔最大规格 Q345Bφ1460×25mm。高257m、刚性腹杆、 Q345B钢

2、华东院大跨越钢管塔设计应用介绍 目前国内投运的唯一高强钢大跨越塔 ——500kV吴淞口跨越塔最大规格 Q390Bφ1000×22mm。高177.5m、Q390B钢

2、华东院大跨越钢管塔设计应用介绍 1000 kV淮南～上海（皖电东送）交流特高压线路荻港长江大跨越塔（高278m）电压等级最高的大跨越塔高277m、三层横担、Q345B钢/管径φ1829×30

2、华东院大跨越钢管塔设计应用介绍 ±800kV向家坝～上海、锦屏～苏南直流特高压新吉阳长江大跨越塔（塔高分别为242m和233m）向上投运。锦苏在建。

3、华东院普通线路钢管塔设计应用介绍

3、华东院普通线路钢管塔设计应用介绍 第一代钢管塔 2001年～2003年间设计，并于2004～2005年间投运的： 500kV扬州二厂－斗山线路、 500kV武南－锡东南线路、 500kV杨高变－杨行变线路投运线路总公里数200公里左右。

3、华东院普通线路钢管塔设计应用介绍 第一代钢管塔特点：格构式钢管塔、刚性腹杆；相贯焊、焊接工作量大；钢管非标准、代料严重；加工效率极低、塔重较重；材质Q345、Q235。

3、华东院普通线路钢管塔设计应用介绍 第二代钢管塔 2006年～2008年间设计，并于2007～2009年间投运的： 500kV外高桥－顾路线路、 500kV顾路－南汇线路、 500kV南汇－三林线路、包括双回路、四回路线数近50公里。

3、华东院普通线路钢管塔设计应用介绍 第二代钢管塔特点：格构式钢管塔、刚性腹杆；摒弃相贯焊、焊接工作量小；钢管标准化、无代料；加工效率提高；塔重轻15%－20% ；常规材料、常规法兰； Q345B、Q235B。

3、华东院普通线路钢管塔设计应用介绍 第三代钢管塔 2008年～2009年间设计，目前在建； 500kV练塘～泗泾线路；全长41公里；其中双回路34公里、四回路7公里；

3、华东院普通线路钢管塔设计应用介绍 第三代钢管塔特点：格构式钢管塔、刚性腹杆；摒弃相贯焊、焊接工作量小；钢管标准化、无代料；采用环向对接焊的锻造法兰；加工效率进一步提高；塔重再次轻8%－12% ；材料：Q460C、Q345B、Q235B。

4、华东院钢管杆线路设计应用介绍

4、华东院钢管杆线路设计应用介绍 华东院早在1995～1996年，在南京城区的220kV莫愁湖-燕子矶输电线路中，采用变截面单杆方案，完成第一条高电压等级钢管杆线路工程。全长55公里。材质Q345。利用道路边、河道边、绿化带进行立塔走线。一方面大大缩小了线路走廊，另一方面又节约了宝贵的土地资源，该工程到现在已经运行了有10几年，运行情况良好。

4、华东院钢管杆线路设计应用介绍 2003～2004年，上海城郊，500kV杨行～杨高线路的城区部分，采用圆形截面双杆和四杆方案。为寸土寸金的上海节约了宝贵的土地资源和走廊资源。材质：Q345。

5、华东院所完成的钢管塔、钢管杆项目情况介绍5、华东院所完成的钢管塔、钢管杆项目情况介绍

5、华东院所完成的钢管塔、钢管杆项目的统计5、华东院所完成的钢管塔、钢管杆项目的统计表1：华东院历年钢管塔大跨越工程一览表大跨越钢管塔项目统计（一共15项）

表1：华东院历年钢管塔大跨越工程一览表 5、华东院所完成的钢管塔、钢管杆项目的统计普通线路钢管塔项目统计（一共 9 项）

表1：华东院历年钢管塔大跨越工程一览表 5、华东院所完成的钢管塔、钢管杆项目的统计普通线路钢管杆项目统计（一共 7 项）。

6、高强度钢管塔和锻造法兰的设计介绍

6、高强度钢管塔和锻造法兰的设计介绍 设计前开展了一些试验和研究：（1）、Q460C 高强度钢的焊接工艺评定研究；（2）、交叉斜材“十”字插板节点连接试验研究；（3）、对焊高颈锻造法兰的试验和研究；（4）、SZT62直线塔真型试验和研究；

6、高强度钢管塔和锻造法兰的设计介绍 （1）、Q460C 高强度钢的焊接工艺评定研究焊接工艺评定试验内容包括Q460钢与Q460钢焊接、Q460钢与Q345钢的焊接，其试验的钢板厚板适应工程要求。焊接试验表明Q460高强度钢材的焊接质量完全可以掌控。焊接拉力试验焊接弯曲试验

6、高强度钢管塔和锻造法兰的设计介绍 （2）、交叉斜材“十”字插板节点连接试验研究通过试验来进一步研究交叉斜材“十”字插板节点分析理论和设计方法，验证“十”字插板节点连接的合理可靠。交叉斜材十字插板构造图

6、高强度钢管塔和锻造法兰的设计介绍 （2）、交叉斜材“十”字插板节点连接试验研究试验照片

6、高强度钢管塔和锻造法兰的设计介绍 （3）、对焊高颈锻造法兰的试验和研究研究国外（日本）的输电线路对焊高颈锻造法兰的经验；日本对接型锻造法兰日本嵌入对接型锻造法兰

6、高强度钢管塔和锻造法兰的设计介绍 （3）、对焊高颈锻造法兰的试验和研究调研国内其他行业对焊高颈锻造法兰的使用情况；对焊管道锻造法兰插入平焊锻造法兰

6、高强度钢管塔和锻造法兰的设计介绍 （3）、对焊高颈锻造法兰的试验和研究据上，提出了本工程中拟采用的全新的法兰连接形式；（如下图）工程所用的锻造法兰结构形式：

6、高强度钢管塔和锻造法兰的设计介绍 （3）、对焊高颈锻造法兰的试验和研究锻造高颈法兰主要用于主材的连接；确定采用刚性理论计算；结合了有劲法兰和无劲法兰两者的优点；高颈的设置有效控制了钢管与法兰的焊接对法兰板的影响；极大提高焊接效率，提高焊接质量，改善法兰螺栓的受力性能，法兰外观美观漂亮。

6、高强度钢管塔和锻造法兰的设计介绍 （3）、对焊高颈锻造法兰的试验和研究有限元模拟和分析。

6、高强度钢管塔和锻造法兰的设计介绍 （3）、对焊高颈锻造法兰的试验和研究试验模型。试验装置。

6、高强度钢管塔和锻造法兰的设计介绍 （3）、对焊高颈锻造法兰的试验和研究实验过程照片。

6、高强度钢管塔和锻造法兰的设计介绍 （3）、对焊高颈锻造法兰的试验和研究等径和不等径5组试件锻造法兰部件试验150%～160%极限设计荷载法兰脱开。

6、高强度钢管塔和锻造法兰的设计介绍 （4）、 SZT62直线塔真型试验和研究为确保该高强度钢管塔在强度、刚度及稳定各方面均能满足工程运行中安全、可靠、经济、合理的要求，对工程用量最大的Q460C 高强度钢管塔进行整塔真型试验，依据试验的结果对工程中运用的塔进行进一步的验证和优化。

6、高强度钢管塔和锻造法兰的设计介绍 （4）、 SZT62直线塔真型试验和研究 2009年7月20日～7月22日，高强度钢管塔真型试验在中国电科院杆塔试验中心（良乡）完成，并通过专家评审。该塔通过了断线、安装、正常大风等7个工况的真型试验，90度大风工况通过了130%超载试验（125%超载时横隔面局部变形较大），试验表明，该塔强度和刚度均符合设计要求，从应力和应变的反应来看，并有一定的安全储备。

7、高强度钢管塔设计的几个问题

7、高强度钢管塔设计的几个问题 1）高颈锻造法兰的结构形式和力学模型—对焊、平焊，刚性、柔性； 2）高强度钢材的材质性能和强度设计值取值； 3）高强度钢管的径厚比要求和局部稳定问题； 4）推广应用和原材料采购、焊接质量控制问题。

End 和大家探讨请求批评指教谢谢本人联系方式：华东院电网分公司技术管理部地址：上海市黄浦区河南中路99号，200001 电话：021-22017248，传真：021-33662161 E-mail：djy@ecepdi.com

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