规模:线路工程全长109.34千米,其中双回路92.47千米,单回路16.87千米
建设投产时间:2010年12月开工,2011年10月投产
获奖关键词:Q690钢管塔Q460角钢塔 双柱组合耐张塔 掏挖盘桩基础
从河南平顶山—白河500千伏双回线路附近经过,细心的路人或许会发现,铁塔变瘦了,基础也变苗条了。这是由于该工程深入践行“两型三新”理念,通过科研攻关,采用了Q690钢管塔、Q460角钢塔、双柱组合耐张塔和掏挖盘桩基础等多项新技术,减小了塔材和基础的尺寸,为工程合理瘦身,建设成为了一条绿色、经济线路。这些新技术的应用,明显降低了铁塔和基础的材料用量及造价,减少了钢材冶炼和水泥烧制造成的能源消耗、污染物及温室气体的排放,减少了植被破坏和水土流失,取得了良好的经济、社会和生态效益。
首次采用Q690钢管塔
我国输电线路钢管塔用钢多年来以Q235和Q345为主,最近部分工程开始采用了Q420、Q460钢,与发达国家相比,钢材强度值仍然偏低,造成用钢量大、经济性能差。我国2008年颁布的结构钢规范中新增了Q690等级,为提高工程建设的综合效益,该工程及时开展了Q690钢管塔的试验研究工作,通过Q690钢材焊接试验、Q690钢管构件稳定试验、Q690钢管塔真型试验及理论分析等系统研究工作,攻克了Q690钢管塔的设计和加工难题,并在本工程耐张塔中采用了多基Q690钢管塔。
与Q460角钢塔相比,塔重降低约13%,塔造价降低约1%,方便了运输和施工,节能减排效果明显。该课题填补了国内外Q690钢管塔试验研究及工程应用的空白,使我国在高强度钢管塔的设计、试验、加工和工程应用领域达到了国际先进水平,为今后推广应用Q690钢管塔提供了科学依据。
此外,该工程还通过国内首次Q460角钢塔设计试验研究,在省内多条双回500千伏线路中全面采用了Q460角钢塔,积累了丰富的设计、加工和运行经验。该工程双回路段除Q690钢管塔外,均采用了Q460角钢塔。和Q420角钢塔相比,Q460角钢塔材料规格减小,重量和造价明显降低。
双柱组合耐张塔经济可靠
为提高双回路耐张塔的经济性和可靠性,该工程设计了双柱组合耐张塔,把两个回路的导线分别挂在两个独立铁塔的身上,这是该塔型在国内线路工程中的首次应用。
双柱组合耐张塔采用两塔挂线,取消了导线横担,显著改善了铁塔受力,与传统的双回路鼓型耐张塔相比,占地稍有增加;塔重约降低18%,经济性明显;抗扭、抗冰、抗风、抗舞和抗震性能好,可靠性明显提高;单塔根开小,塔位选择和基础选型方便,对地形、地质的适应性也大大增强。
掏挖盘桩基础保护环境
该线路工程途经地区多为丘陵和山地,为保护生态环境,减少水土流失,常规工程通常采用掏挖基础。为进一步提高基础的环保性能和经济性,该工程开展了国内首次掏挖盘桩基础的试验研究和工程应用工作,试验结果与理论分析吻合较好。
掏挖盘桩基础身部也为圆柱形,在中部和底部分别有一个扩大盘,可以看作两个串联的掏挖基础。与掏挖基础相比,当基础作用力较大时,掏挖盘桩有一定优势。掏挖盘桩基础的受力机理科学合理,通过2个盘分担上部荷载,可充分发挥原状土的承载性能,达到提高承载力之目的。与掏挖基础相比,桩径和盘径有所减小,混凝土用量减少约12%,造价降低约8%,开挖面积相应减小,有效减少了植被破坏和水土流失。