杆塔所使用的材料及其性能特点

27.8.3.1　构件断面选择

对于杆塔构件断面的选择，主要有角钢和钢管两种。1000kV线路单回路塔杆件的最大内力约为5000kN、双回路塔杆件的最大内力约为14000kN，角钢可以满足单回路铁塔的要求，对于荷载较大的双回路跨越塔和耐张转角塔，采用钢管更具有优势。角钢和钢管两种断面形式各自具有优缺点，如表27-16所示。

表27-16　角钢自立塔与钢管自立塔的优缺点

与钢管自立塔相比，角钢自立塔具有加工、运输及安装方便的优势，同时加工周期也较短；缺点是耗钢量较大。角钢自立塔耗钢量大但单价低，而钢管自立塔虽然耗钢量低但单价高，二者相比总体费用基本相当。

选择何种断面形式应结合具体工程情况确定，综合考虑荷载大小及施工运输条件，确保安全可靠的前提下，兼顾经济性和可实施性。

27.8.3.2　材质的选择(www.xing528.com)

中国输电线路铁塔的设计和加工，长期以来基本采用Q235和Q345两种钢材，屈服强度分别为235MPa和345MPa，这是由国内钢材的发展特点所决定的。Q235和Q345钢材具有强度稳定性好、离散度低的优点，其缺点是屈服强度低。与国外输电线路较发达的国家相比，中国输电铁塔结构所用钢材的材质单一、强度值偏低、材质的可选择余地小，从而造成铁塔耗钢指标偏高。随着特高压线路工程建设的深入和Q420、Q460等高强钢在500kV、750kV电压等级输电线路中的应用（据统计，自2006年以来，输电线路杆塔已采用Q420高强钢接近40万吨），高强钢的应用已积累了一定经验。

材质的选择应根据其受力性能和构件受力需要确定，Q420和Q460高强钢管由于具有较高的强度，当杆塔结构受力较大的主材采用高强钢管时，可在一定程度上节省塔材，具有一定的经济性。设计中一般对长细比较小的主材和受强度控制的构件采用高强钢，对钢管杆塔，材质的选择还需考虑材料的焊接性能。

27.8.3.3　高强度大规格角钢的应用

随着电网工程建设的迅速发展，在特高压、多回路输电线路工程中铁塔的外负荷越来越大，以往工程中普遍采用的材料材质、规格已很难满足承载力的需要。常规角钢规格一般局限在∠200×24以下，铁塔负荷大时大部分采用双拼、四拼组合角钢构件。

特高压单回路采用8分裂大截面导线，荷载大，且塔头尺寸大、杆塔使用高度高，角钢塔主材荷载大幅增加，需采用大规格角钢或常规组合角钢（双拼或四拼）才能满足承载要求。大规格高强度角钢可改变组合角钢的不合理截面形式，大幅减少双拼和四拼铁塔的加工量和焊接工作量，降低铁塔钢耗指标，使铁塔组立的施工量和施工难度大大减轻，有利于造价控制。采用高强度大规格角钢铁塔内力重分布能力更强，从而使整塔具有更好的超载能力。

通过对大规格角钢承载力的分析表明，单根大规格角钢可替代绝大部分双拼普通规格组合角钢构件，双拼组合大角钢构件可以替代绝大部分四拼普通规格组合角钢构件；面积相当的情况下，单根大规格角钢比双拼普通规格角钢的临界计算长度小，双拼大规格角钢比四拼普通规格角钢的临界长细比大[5]。

特高压线路铁塔采用大规格角钢设计可使塔重降低，另外考虑大规格角钢塔的填板和螺栓数量可大幅减少，可节省加工、组装费用，对控制铁塔的综合造价有积极作用。