國網遼寧省電力有限公司 10kV配電架空線路超高性能混凝土電桿 典型設計指南(中）

 
            
 
 
 
國網遼寧省電力有限公司
10kV配電架空線路超高性能混凝土電桿
典型設計指南
 
 
 
 
編制單位：國網遼寧省電力有限公司運維檢修部
國網遼寧省電力有限公司鞍山供電公司
鞍山電力勘測設計院
鞍山遠達電網工程有限公司
 
 
 
 
主    編： 董恩伏   沈  力
副 主 編： 于長廣   馬  千
主    審： 李  東   張  濤   陶  煜   張朝龍   關  明
編寫人員： 姜萬超   張鳳軍   崔  征   曾　光   聶  宇 　
崔廣富   王  剛   王  陽　 代子闊   劉  誠
夏巖峰   韓春成   劉俊德   劉冠男   楊  印     
王  千   冷傳剛   姜興盛   祁錦明   劉光旺 
目錄
1 編制目的. 1
2 編制依據. 1
3 設計條件. 2
4 桿型參數及適用情況. 3
5橫擔選型和桿頭布置. 9
6 基礎型式. 11
7設計圖. 12
附錄A 超高性能混凝電桿應用介紹. 60
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1 編制目的
貫徹國家電網公司新時代配電管理“1135”戰略中“結構好、技術好”的精神，落實配電網標準化創建“四個一”中“設備選型一步到位，建設工藝一模一樣”的工作要求，依據《遼寧省電力有限公司配電網防災減災差異化設計典型方案》中的指導意見，推進高品質桿塔產品在配電網的應用，實現節約建設成本和提高供電可靠性的雙贏。
《配電網技術導則》Q/GDW10370-2016中明確要求“交通運輸不便地區可采用輕型高強度電桿，受力較大的雙回路及多回路直線桿，以及受地形條件限制無法設置拉線的轉角桿可采用部分預應力混凝土電桿”。超高性能混凝土電桿就是近年來開發的新型架空線路部分預應力桿塔，它利用超高性能混凝土強度高、耐腐蝕、耐老化、成型工藝靈活等特性，制造出重量輕、強度高、壽命長、免維護的桿塔?？晒澕s運輸和安裝成本，節約拉線占地，延長壽命周期，可代替高成本的鋼管桿，具有推廣應用的價值。中國電力企業聯合會已頒布產品標準T/CEC 143-2017《超高性能混凝土電桿》，但由于超高性能混凝土電桿在外形尺寸、強度等級、連接構造、基礎形式等方面與傳統電桿和鋼管桿都有一定的差異，特編制此設計指南，便于設計人員在工程中設計選型。
2 編制依據
2.1 引用文獻
國家電網公司配電網工程典型設計（10kV架空線路分冊）2016版
2.2 執行的技術規范
GB 50061-2010   66kV及以下架空電力線路設計規范
JGJ94-2008      建筑樁基技術規范
T/CEC 143-2017  超高性能混凝土電桿
DL/T 5154-2012  架空輸電線路桿塔結構設計技術規定
DL/T 5219-2014  架空送電線路基礎設計技術規定
DL/T 5220-2005  10kV及以下架空配電線路設計技術規程
3 設計條件
3.1 設計的氣象條件按國網典設中C區（覆蓋遼寧地區），對于超出范圍的局部氣象情況，設計時需對特定氣象條件進行相關的計算，并對各相關參數進行校核、調整后方可使用。
3.2  在凍融次數多、鹽堿地、海邊及經常使用除冰鹽等侵蝕嚴重的環境應優先選用超高性能混凝土電桿，以提高桿塔的耐久性和使用壽命。
3.3    導線、金具、絕緣子的選型和使用按國網典設的相關內容執行。
3.4 在桿位布置和電氣間隙允許的條件下，水平檔距宜按國網典設適用檔距的上限設計，以充分發揮超高性能混凝土電桿強度高的特點，減少桿塔、橫擔、絕緣子等的數量，降低線路造價；如遇特殊情況可適度增加檔距（不超過120m），設計時需對所選用電桿的電氣和結構進行校驗和調整。
4 桿型參數及適用情況
4.1 10kV超高性能混凝土電桿本指南列出輕型桿和大彎矩桿兩大類13個桿型，如有特殊需要可溝通定制其他尺寸和強度等級的桿型。桿型編號規則如下：
 
Z        □        Φ□□□    X    □□    X       □       X     □□         X       □          
▼       ▼           ▼             ▼             ▼              ▼                  ▼               錐形桿  錐度代號     電桿梢徑       電桿長度      標準檢驗彎矩     配筋方式         基礎安裝方式    
A:1/75       （mm）           （m）       （kN•m）      BY:部分預應力       M：直埋
B:1/50                                                                      F：基礎法蘭
C:1/37.5

4.2 輕型桿6個桿型（各桿型參數詳見表1），適用于替代運輸和安裝困難、腐蝕及凍融嚴重環境的傳統水泥桿，利用其重量輕、耐腐蝕、抗凍融性能好的特點，降低線路全壽命周期成本。
表1

序號	桿型編號	物料編碼	物料描述	固化ID
1	ZAΦ190x12x60xBYxM	500134690	超高性能混凝土桿-桿長:12m,梢徑:190mm，部分預應力,標準檢驗彎矩:60kN·m,無根部法蘭,壁厚:25mm，錐度:1/75,重量:660kg,整根	9906-500134688-00001超高性能混凝土桿，  無根部法蘭
2	ZAΦ230x12x78xBYxM	500134691	超高性能混凝土桿-桿長:12m,梢徑:230mm，部分預應力,標準檢驗彎矩:78kN·m,無根部法蘭,壁厚:30mm，錐度:1/75,重量:930kg,整根
3	ZAΦ190x15x75xBYxM	500134687	超高性能混凝土桿-桿長:15m,梢徑:190mm，部分預應力,標準檢驗彎矩:75kN·m,無根部法蘭,壁厚:30mm，錐度:1/75,重量:1060kg,整根
4	ZAΦ230x15x98xBYxM	500134686	超高性能混凝土桿-桿長:15m,梢徑:230mm，部分預應力,標準檢驗彎矩:98kN·m,無根部法蘭,壁厚:30mm，錐度:1/75,重量:1120kg,整根
5	ZAΦ230x18x122xBYxM	500134689	超高性能混凝土桿-桿長:18m,梢徑:230mm，部分預應力,標準檢驗彎矩:122kN·m,無根部法蘭,壁厚:40mm，錐度:1/75,重量:2050kg,法蘭組裝
6	ZAΦ270x18x200xBYxM	500134685	超高性能混凝土桿-桿長:18m,梢徑:270mm，部分預應力,標準檢驗彎矩:200kN·m,無根部法蘭,壁厚:40mm，錐度:1/75,重量:2415kg,法蘭組裝

4.3 大彎矩桿7桿型（各桿型參數詳見表2），適用于耐張轉角及終端桿，替代拉線轉角桿可避免拉線占地；替代鋼管桿可降低成本。             表2

序號	桿型編號	物料編碼	物料描述	固化ID	對應鋼管桿型號
7	ZBΦ270x10x260xBYxF	500134688	超高性能混凝土桿-桿長:10m,梢徑:270mm，部分預應力,標準檢驗彎矩:260kN·m,帶根部法蘭,壁厚:50mm，錐度:1/50,重量:1780kg,整根	9906-500134688-00002 超高性能混凝土桿,根部法蘭	GN27-10
8	ZCΦ310x10x373xBYxF	500134690	超高性能混凝土桿-桿長:10m,梢徑:310mm，部分預應力,標準檢驗彎矩:373kN·m,帶根部法蘭,壁厚:50mm，錐度:1/37.5,重量:2020kg,整根		GN27-13
9	ZBΦ270x13x332xBYxF	500134691	超高性能混凝土桿-桿長:13m,梢徑:270mm，部分預應力,標準檢驗彎矩:332kN·m,帶根部法蘭,壁厚:50mm，錐度:1/50,重量:2360kg,整根		GN31-10
10	ZCΦ310x13x468xBYxF	500134687	超高性能混凝土桿-桿長:13m,梢徑:310mm，部分預應力,標準檢驗彎矩:468kN·m,帶根部法蘭,壁厚:50mm，錐度:1/37.5,重量:2880kg,整根		GN31-13
11	ZCΦ470x13x948xBYxF	500134686	超高性能混凝土桿-桿長:13m,梢徑:470mm，部分預應力,標準檢驗彎矩:948kN·m,帶根部法蘭,壁厚:60mm，錐度:1/37.5,重量:4550kg,整根		GN35-13
12	ZCΦ470x16x1172xBYxF	500134689	超高性能混凝土桿-桿長:16m,梢徑:470mm，部分預應力,標準檢驗彎矩:1172kN·m,帶根部法蘭,壁厚:60mm，錐度:1/37.5,重量:6455kg,法蘭組裝		GN35-16
13	ZCΦ710x16x1995xBYxF	500134685	超高性能混凝土桿-桿長:16m,梢徑:710mm，部分預應力,標準檢驗彎矩:1995kN·m,帶根部法蘭,壁厚:60mm，錐度:1/37.5,重量:8815kg,法蘭組裝		GN45-16

。

  4.4各桿型在10kV配電架空線路中的適用情況見表3～表5。
表3  10kV單回路直線超高性能混凝土電桿桿型選用表 

使用情況     桿型	桿長 （m）	單回10kV JKLYJ-10/120 無低壓	單回10kV JKLYJ-10/240 無低壓	單回10kV 120mm2裸導線無低壓	單回10kV 240mm2裸導線無低壓	單回10kV JKLYJ-10/240 低壓 JKLYJ-1/185	單回10kV 240mm2裸導線低壓 JL-185
ZAΦ190x12x60xBYxM	12	L≤80	L≤80	L≤120	L≤120	L≤60	L≤80
ZAΦ230x12x78xBYxM	12	×	×	×	×	60<L≤80	×
ZAΦ190x15x75xBYxM	15	L≤80	L≤80	L≤120	L≤120	L≤60	L≤80
ZAΦ230x15x98xBYxM	15	×	×	×	×	60<L≤80	×
ZAΦ230x18x122xBYxM	18	L≤80	L≤80	L≤120	L≤120	×	×

 
注：1.L為水平檔距，單位為m
2.表中打“×”處表明不適用于該條件下外荷載。
3.設計選型時綜合考慮負荷增長和新增低壓的情況。
 
 
 
 
 
 
表4  10kV多回路直線超高性能混凝土電桿桿型選用表

使用情況     桿型	桿長 （m）	雙回10kV JKLYJ-10/240 無低壓	雙回10kV 240mm2 裸導線   無低壓	雙回10kV JKLYJ-10/240 低壓 JKLYJ-1/185	雙回10kV 240mm2  裸導線 低壓 JL-185	三回10kV JKLYJ-10/240 低壓 JKLYJ-1/185	三回10kV 240mm2  裸導線     無低壓	三回10kV JKLYJ-10/240 低壓 JKLYJ-1/185	三回10kV 240mm2  裸導線   低壓 JL-185	四回10kV JKLYJ-10/240 無低壓	四回10kV 240mm2  裸導線 無低壓
ZAΦ190x15x75xBYxM	15	L≤60	L≤80	L≤40	L≤50
ZAΦ230x15x98xBYxM	15	60< L≤80	×	40< L≤45	50< L≤60	×	×	×	×	×	×
ZAΦ230x18x122xBYxM	18	L≤80	L≤80	×	×	L≤55	L≤70	×	L≤55	L≤40	L≤55
ZAΦ270x18x200xBYxM	18	×	×	45< L≤80	60< L≤80	55< L≤70	70< L≤80	L≤70	55< L≤70	40< L≤70	55< L≤70

注：1.L為水平檔距，單位為m。
2.表中打“×”處表明不適用于該條件下外荷載。
3.設計選型時綜合考慮負荷增長和新增低壓的情況。
   
 
 
 
 
 
 
 
 
表5  10kV轉角超高性能混凝土電桿桿型選用表（L≤80m）

使用情況     桿型	桿長（m）	單回120mm2 10kV 無低壓	單回120mm2 10kV 單回185mm2 低壓	單回240mm2 10kV 無低壓	單回240mm2 10kV 單回185mm2 低壓	雙回240mm2 10kV 無低壓	雙回240mm2 10kV 單回185mm2 低壓	三回240mm2 10kV 無低壓	三回240mm2 10kV 單回185mm2 低壓	四回240mm2 10kV 無低壓
ZBΦ270x10x260xBYxF	10	0°＜α≤90°	0°＜α≤35°	0°＜α≤65°	0°＜α≤30°	×	×	×	×	×
ZCΦ310x10x373xBYxF	10	×	35°＜α≤55°	65°＜α≤90°	30°＜α≤40°	×	×	×	×	×
ZBΦ270x13x332xBYxF	13	0°＜α≤90°	0°＜α≤30°	0°＜α≤65°	0°＜α≤25°	0°＜α≤30°		×	×	×
ZCΦ310x13x468xBYxF	13	×	30°＜α≤50°	65°＜α≤90°	25°＜α≤40°	30°＜α≤45°	0°＜α≤25°	×	×	×
ZCΦ470x13x948xBYxF	13	×	50°＜α≤90°	×	40°＜α≤90°	45°＜α≤90°	25°＜α≤60°	×	×	×
ZCΦ470x16x1172xBYxF	16	×	×	×	×	×	×	0°＜α≤60°	0°＜α≤45°	0°＜α≤50°
ZCΦ710x16x1995xBYxF	16	×	×	×	×	×	60°＜α≤90°	60°＜α≤90°	45°＜α≤90°	50°＜α≤90°

 
注：1. L為水平檔距。
 2. α為線路轉角。
3. 表中打“×”處表明不適用于該條件下外荷載。
4.設計選型時綜合考慮負荷增長和新增低壓的情況。    
5橫擔選型和桿頭布置
5.1直線超高性能混凝土桿采用角鋼組合橫擔，橫擔構造、導線排列方式、桿頭布置形式和導線線間距離等參數按國網典設中水泥桿橫擔相關內容設計。
5.2耐張轉角及終端超高性能混凝土電桿采用直線型橫擔，通過抱箍與桿體連接（橫擔構造見圖1），導線排列方式、桿頭布置形式和導線線間距離等參數按國網典設中鋼管桿橫擔的相關內容設計。
 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 

 
 
 
 
 
圖5-1  橫擔示意圖
 
6 基礎型式
6.1 輕型超高性能混凝土桿基礎形式和設計計算方法與傳統水泥桿相同，根據相同直徑、長度和標準檢驗彎矩的傳統水泥桿的數據，按原有方法設計選型即可?；靥钔翍謱雍粚?，每次回填300mm夯至200mm。如地基土為凍脹土，設有卡盤的電桿基礎的回填土應換成非凍脹土?？ūP與桿體接觸部位應做成與桿體外徑相同的弧面且弧長不應小于桿體周長的0.2倍，緊固卡盤螺栓時應避免擠壓力過大造成桿體開裂。
6.2 用于耐張轉角及終端的大彎矩超高性能混凝土桿均為自立單桿，不設置拉線，其基礎形式和設計計算方法與鋼管桿相同。本指南列出五種常用的基礎形式及其適用條件和相關要求。
6.2.1 鋼管樁基礎。適用于開挖面積受限或混凝土攪拌、運輸困難的環境。地基土應為原狀黏土、砂土。鋼管樁采用打樁機或挖掘機加設液壓振動裝置沉樁，施工速度快，施工后可直接立桿，無需養護。鋼管樁應根據所處的環境類別采取有效的防腐措施或根據設計使用年限增加腐蝕余量。施工時應注意擠土效應對成樁質量、鄰近建筑物、道路、地下管線和基坑邊坡等產生的不利影響。
6.2.2 預制UHPC空心樁基礎。預制UHPC空心樁的適用條件和施工方法與鋼管樁相同。優點是不需要防腐處理，成本也低于鋼管樁。缺點是由于壁厚和直徑較大，沉樁難度高于鋼管樁。
6.2.3  灌注樁基礎。灌注樁適用于地基條件較差或開挖面積受限，混凝土攪拌、運輸較為方便的環境。
6.2.4  原狀土掏挖混凝土基礎。適用于承載力較好、無地下水的原狀粘土地基，利用基礎在原狀土中的抗傾覆力承載桿塔荷載，和臺階式基礎相比能簡化施工工藝并減少鋼筋和混凝土用量?；硬捎脵C械挖方，人工清理基底和側壁，安裝固定錨栓籠后以土代模直接澆筑混凝土。施工過程中要避免地基土擾動，必要時需澆筑混凝土墊層。
6.2.5  臺階式基礎。適用于可開挖面積大、地基條件較好、混凝土攪拌運輸方便的環境?；靥钔翍謱雍粚?。
6.3  為便于設計部門設計選型，在桿型圖中列出大彎矩桿各桿型所對應的各種類型基礎的相關數據和適用的地基條件。當地基條件不符合時，需適當加大基礎尺寸或采用其他加強措施，并采用JGJ94和DL/T 5219的相關內容進行設計計算。
6.4  基礎的設計、施工、防護、特殊地基處理等除按本指南執行外，尚應符合其他相關的國家、行業及國家電網企業標準。
7設計圖
10kV超高性能混凝土電桿設計圖清單見表7-1。
 
 
 
 
 
 
 
表7-1  10kV超高性能混凝土桿設計圖清單

圖 序	圖 名	備 注
圖7-1	ZAΦ190x12x60xBYxM 桿單線圖及技術參數表
圖7-2	ZAΦ230x12x78xBYxM 桿單線圖及技術參數表
圖7-3	ZAΦ190x15x75xBYxM 桿單線圖及技術參數表
圖7-4	ZAΦ230x15x98xBYxM 桿單線圖及技術參數表
圖7-5	ZAΦ230x18x122xBYxM 桿單線圖及技術參數表
圖7-6	ZAΦ270x18x200xBYxM 桿單線圖及技術參數表
圖7-7	ZBΦ270x10x260xBYxF 桿單線圖、地腳螺栓圖及技術參數表
圖7-8	ZBΦ270x10x260xBYxF鋼管樁基礎圖及技術參數表
圖7-9	ZBΦ270x10x260xBYxF預制UHPC空心樁基礎圖及技術參數表
圖7-10	ZBΦ270x10x260xBYxF灌注樁基礎圖及技術參數表
圖7-11	ZBΦ270x10x260xBYxF原狀土掏挖混凝土基礎圖及技術參數表
圖7-12	ZBΦ270x10x260xBYxF臺階式基礎圖及技術參數表
圖7-13	ZCΦ310x10x373xBYxF桿單線圖、地腳螺栓圖及技術參數表
圖7-14	ZCΦ310x10x373xBYxF鋼管樁基礎圖及技術參數表
圖7-15	ZCΦ310x10x373xBYxF預制UHPC空心樁基礎圖及技術參數表
圖7-16	ZCΦ310x10x373xBYxF灌注樁基礎圖及技術參數表
圖7-17	ZCΦ310x10x373xBYxF原狀土掏挖混凝土基礎圖及技術參數表
圖7-18	ZCΦ310x10x373xBYxF臺階式基礎圖及技術參數表
圖7-19	ZBΦ270x13x332xBYxF桿單線圖、地腳螺栓圖及技術參數表
圖7-20	ZBΦ270x13x332xBYxF鋼管樁基礎圖及技術參數表
圖7-21	ZBΦ270x13x332xBYxF預制UHPC空心樁基礎圖及技術參數表
圖7-22	ZBΦ270x13x332xBYxF灌注樁基礎圖及技術參數表
圖7-23	ZBΦ270x13x332xBYxF原狀土掏挖混凝土基礎圖及技術參數表

圖 序	圖 名	備 注
圖7-24	ZBΦ270x13x332xBYxF臺階式基礎圖及技術參數表
圖7-25	ZCΦ310x13x468xBYxF桿單線圖、地腳螺栓圖及技術參數表
圖7-26	ZCΦ310x13x468xBYxF鋼管樁基礎圖及技術參數表
圖7-27	ZCΦ310x13x468xBYxF預制UHPC空心樁基礎圖及技術參數表
圖7-28	ZCΦ310x13x468xBYxF灌注樁基礎圖及技術參數表
圖7-29	ZCΦ310x13x468xBYxF原狀土掏挖混凝土基礎圖及技術參數表
圖7-30	ZCΦ310x13x468xBYxF臺階式基礎圖及技術參數表
圖7-31	ZCΦ470x13x948xBYxF桿單線圖、地腳螺栓圖及技術參數表
圖7-32	ZCΦ470x13x948xBYxF鋼管樁基礎圖及技術參數表
圖7-33	ZCΦ470x13x948xBYxF預制UHPC空心樁基礎圖及技術參數表
圖7-34	ZCΦ470x13x948xBYxF灌注樁基礎圖及技術參數表
圖7-35	ZCΦ470x13x948xBYxF原狀土掏挖混凝土基礎圖及技術參數表
圖7-36	ZCΦ470x13x948xBYxF臺階式基礎圖及技術參數表
圖7-37	ZCΦ470x16x1172xBYxF桿單線圖、地腳螺栓圖及技術參數表
圖7-38	ZCΦ470x16x1172xBYxF鋼管樁基礎圖及技術參數表
圖7-39	ZCΦ470x16x1172xBYxF灌注樁基礎圖及技術參數表
圖7-40	ZCΦ470x16x1172xBYxF原狀土掏挖混凝土基礎圖及技術參數表
圖7-41	ZCΦ470x16x1172xBYxF臺階式基礎圖及技術參數表
圖7-42	ZCΦ710x16x1995xBYxF桿單線圖、地腳螺栓圖及技術參數表
圖7-43	ZCΦ710x16x1995xBYxF鋼管樁基礎圖及技術參數表
圖7-44	ZCΦ710x16x1995xBYxF灌注樁基礎圖及技術參數表
圖7-45	ZCΦ710x16x1995xBYxF原狀土掏挖混凝土基礎圖及技術參數表
圖7-46	ZCΦ710x16x1995xBYxF臺階式基礎圖及技術參數表