我國每年要新建110kV級以上的輸電線路約17000公里，每年制作輸電鐵塔要耗用鋼材約45萬噸。跟著我國電力業的快速打開，大容量、長距離、高電壓的輸電線路越來越多，桿塔的荷載越來越大。

一同由于我國土地資源緊缺以及環保要求前進，使得線路走廊、拆遷問題日趨嚴重，為縮小線路走廊、減少拆遷量和占地和根底土方開挖，多回路同塔并架和大斜度的鐵塔將越來越多地被選用。跟著桿塔規劃同大型化打開，組成鐵塔型材的規范也越來越大，使得現在常用的低強度熱軋角鋼已難以滿意運用要求，尋求新方法、新品種的型鋼材料已成為必定。

跟著我國鋼鐵工業的打開和科學技術水平的不斷前進，我國高強度級別鋼材和其他方法的型鋼產品越來越多地出現。冷彎薄壁型鋼以其重量輕、強度高、材料利用率高以及施工便當等利益，已被建筑、交通、市政、工業和民用用品等職業廣泛運用。本文對輸電鐵塔中運用高強冷彎薄壁型鋼的可行性進行了一些探討，期望以此來推進冷彎薄壁型鋼產品在電力職業的運用。

輸電線路鐵塔的打開現狀

我國輸電線路鐵塔現在用材主要以熱軋角鋼型材為主，輔以少數鋼管，鋼材的品種以Q235和Q345兩種為主，鐵塔選用熱鍍鋅防腐，運用年限約為50年。跟著鋼鐵工業的不斷打開，鐵塔運用的鋼材在原料和類型上也有了必定的改善。具體表現為:

高強度鋼材的運用。我國輸電鐵塔結構所用鋼材，與國外優進比較，品種單一、強度值偏低、可選擇地步小。當桿塔荷載較大時，只能選用組合截面來補償材料強度低的缺少，增大了規劃、加工的作業量和出資。美國《輸電鐵塔規劃導則》中共推薦了10種材料規范供規劃者選用，其高強鋼材的屈從強度抵達448MPa。俄羅斯的《鋼結構規劃規范》中所列鋼材的強度等級已抵達578Mpa。近年來，跟著我國冶金工業的不斷打開，高強度鋼材的出產現已不再是難事，我國的高強度結構用鋼的質量前進較快且日漸安穩，供貨渠道日趨通暢，為輸電線路桿塔中選用高強度鋼材供應了或許。在75OkV輸電線路的前期科研項目中，電力公司電力制作研討所現已對高強鋼運用即將遇到的節點聯接結構、構件規劃參數取值、配套螺栓以及經濟效益情況進行了研討:認為現在從技術和運用上，高強鋼已完全具有了在鐵塔中運用的條件，并且高強鋼的運用可下降鐵塔重量10%-20%。但現在高強鋼大量運用的很大妨礙是型鋼材料的供應。鐵塔需求的型鋼品種多，各規范成批的需求量不大，一同高強型鋼成形難、軋模本錢高、軋輥調整困難，使鋼廠出產高強型鋼的積極性不高，供貨難以確保。

鋼管塔的運用。上世紀80年代，國際上許多在開發特高壓輸電線路時，開端將鋼管型材運用到了鐵塔結構中，出現了以鋼管為塔體主材的鋼管塔。在日本，10OOkV的超高壓線路及高塔中幾乎悉數運用了鋼管塔，他們關于鋼管桿的規劃技術研討非常透徹。

學習國外經驗，國內涵5OOkV雙回路鐵塔和同塔四回鐵塔中也已運用鋼管型材，體現出了其出色功用和效益。其利益表現在:一是可以減小塔身風壓(構件體形系數，圓管比角鋼幾乎小一倍);二是在截面面積持平的情況下，圓管的回轉半徑比角鋼大20%左右;三是前進了結構承載才干，一般來講，鋼管塔比角鋼塔用量下降10%-20%;一同還可減少桿件數量，縮短建塔周期，易于結構多樣化。但鋼管的運用也存在鋼管型材規范品種有限、外面質量不好、價格優良缺陷，一同鋼管間聯接的節點結構雜亂，加工出產功率低。

冷彎薄壁型鋼的運用。冷彎薄壁型鋼的運用在國外已有幾十年的前史。據了解，在輸電鐵塔中已運用冷彎薄壁型鋼的有意大利、美國、加拿大、英國、原蘇聯、墨西哥等。據國外材料計算，選用冷彎薄壁型鋼比傳統熱軋角鋼可節省鋼材10%-18%。美國《輸電鐵塔規劃導則》中有針對等肢卷邊角鋼和除角鋼外其他型鋼的承載力核算的描繪，這說明美國土木工程師協會早已注意到冷彎型鋼的構件在鐵塔上的運用。但在國內，冷彎薄壁型鋼在輸電鐵塔中的運用仍是空白。跟著桿塔結構的大型化打開，組成鐵塔的型材規范也越來越大，使得現在常用的低強度熱軋型鋼已難以滿意運用要求，且熱軋型鋼規范有限，貨源不充足。雖然通過選用組合截面和節點特別處理可部分補償型材的缺少，但使得規劃、加工的作業量和出資增大了許多，也使荷載傳遞方法雜亂化，增加了不安全危險。因而，在我國根究一種適合輸電鐵塔的新式鋼方法已顯得非常必要。

高強冷彎型鋼的優勢

近年來，跟著我國鋼結構運用技術的打開，冷彎薄壁型鋼等經濟型材打開很快，與傳統軋制型材比較，冷彎薄壁型鋼具有斷面材料散布合理、回轉半徑大、抗彎和抗扭功用好等特征。它不是像熱軋型鋼以增加材料面積來前進其承載力，而是通過改變型鋼斷面形狀抵達前進承載力和節省鋼材的目的。

經濟的截面特性。鐵塔中腹桿的作業情況大多是大長細比的壓桿失穩，選用角鋼等型材，截面特性無顯著優勢，且可選擇的規范有限。冷彎型鋼可依據構件受力特征選擇適合截面方法，充分發揮其截面界面特性，使其更經濟合理。

隨意的產品規范。一座10噸重的常規鐵塔，要用到不同規范的角鋼多達25種，要確保一同收購到規范品種如此很多、批量不大的型材難度可想而知。因而，鐵塔加工經常出現塔材規范以大替小的代料，在鐵塔加工企業中因塔材代料構成5%的糟蹋是很正常的，多的可達10%。而冷彎薄壁型鋼的出產設備簡略，一套冷軋機可出產多種規范的型鋼，出產的批量、規范不受束縛，這為鐵塔用材的供貨來歷供應了有力的確保。

可變的產品定尺。一座10噸重的鐵塔一般由近2000根構件組成，鐵塔各構件的犬牙交錯。其時熱軋型鋼都是定尺產品，因而運用熱軋型鋼進行塔材下料時，經常出現材料余頭，這種由于材料定尺構成的材料損耗多達5%。而冷彎鋼產品可按用戶需求供應各種標準的型鋼，成材率高(達99%)，下腳余料少，可有用減少鐵塔加工中的材料損耗。

多樣的形狀。冷彎薄壁型鋼截面形狀的多樣性，可以避免選用90度角鋼只能將鐵塔規劃成方形或矩形以及塔身變坡引起聯接構件不共面的弊端，它為規劃者規劃新式、合理鐵塔開創了靈敏條件。如可樹立三立柱鐵塔，鐵塔腹桿體系也可進行優化，可規劃出更合理的鐵塔腹桿安頓，這為規劃各種新式鐵塔體系，進一步減輕鐵塔重量、節省材料、減少構件數開創了新途徑。

高強度的型材。關于鐵塔選用的高強度材料型鋼，若選用冷彎型鋼產品，可有用避免熱軋型鋼供貨批量束縛和軋制工藝困難等缺陷。

防腐問題。由于輸電線路長時間在野外運行，為確保鐵塔安全，輸電鐵塔一般選用熱鍍鋅防腐。冷彎薄壁型鋼由于截面形狀多變、型鋼壁薄不太適合熱鍍鋅。現在，一些優進的防腐技術和工藝在不斷地出現，如選用耐候材料和新鍍層工藝，為冷彎薄璧型鋼的防腐供應了出色的處理措施。

高強耐候鋼的出產工藝現已日趨老練，已廣泛用于鐵路體系。在輸電鐵塔上選用高強耐候冷彎型鋼材料，與制造鐵塔的傳統出產方法比較，雖原料的一次性出資略高，但由于去掉了防腐工序，其經濟效益和社會效益明顯，經粗步測算，每噸本錢可下降20%左右。

在上世紀80年代晚期，有關科研單位開端著手冷彎薄壁型鋼用于輸電鐵塔的可行性研討，但由于其時冷彎型鋼的價格較高和技術手法不行完善，加上早期的鐵塔規劃都較小，已有的熱軋型鋼完全可滿意運用要求，項目未能立項。近年來。跟著我國鋼結構運用技術的打開，冷彎薄壁型鋼等經濟型材打開很快，這些經濟型材用量在逐年增加，加工本錢在下降，加上其自身截面的優良功用，經濟效益更為明顯。這為冷彎薄壁型鋼在輸電鐵塔上的運用供應了或許性。

運用冷彎薄壁型鋼可有用地節省資源和能源。在輸電鐵塔上推行運用高強耐候冷彎型鋼，不僅可減少鐵塔耗鋼，還能下降加工本錢，避免環境污染。是一項有明顯經濟效益和環保意義的作業，所以應及時打開高強冷彎型鋼，尤其是高強耐候冷彎薄壁型鋼在輸電鐵塔上的運用研討。

在輸電鐵塔中選用冷彎薄壁型鋼應加強研討

跟著冷彎薄壁型鋼在工業、民用建筑結構上的用處增加。規劃理論日趨完善。現在，我國施行的是規范《冷彎薄壁型鋼結構技術規范》、上海市公布的《輕鋼結構規劃規范》和我國工程制作規范化協會公布的《門式鋼架輕型房屋鋼結構技術規程》，都為冷彎薄壁型鋼的運用供應了規劃依據。

現在，我國冷彎薄壁型鋼在輸電鐵塔沒有運用，更沒有相關的規劃技術規則。鐵塔結構的核算模型是空間桁架結構，構件的規劃是按拉桿和壓桿安穩核算，構件的邊界條件情況對構件承載才干產生很大影響，一同線路施工現場抉擇鐵塔拼裝不能運用大型機械，應選用易于現場施工的聯接方法。輸電鐵塔受力和結構結構的特別性抉擇了不可照搬輕鋼結構的規劃方法，要想使冷彎薄壁型鋼在輸電鐵塔中廣泛運用，還需求在以下幾方面進行一些理論分析和實驗研討作業:

⒈承認輸電鐵塔上冷彎薄壁型鋼構件承載力的核算方法和參數取值，包含在特定邊界束縛條件下受壓構件安穩曲線的選取和運用、偏心構件承載力的核算方法、構件聯接處強度和安穩的核算方法、風荷載在構件產生的荷載和振動呼應的核算取值。2.冷彎薄壁型鋼塔形體系機構件斷面優化分析。3.承認合理的聯接結構方法和桿件支撐方法。4.較大厚度冷彎型鋼的成形工藝。5.冷彎型鋼的防腐問題。6.高強耐候冷彎型鋼的力學功用和耐腐蝕目標。