我国每年要新建110kV级以上的输电线路约17000公里，每年制作输电铁塔要耗用钢材约45万吨。跟着我国电力业的快速打开，大容量、长距离、高电压的输电线路越来越多，杆塔的荷载越来越大。

一同由于我国土地资源紧缺以及环保要求前进，使得线路走廊、拆迁问题日趋严重，为缩小线路走廊、减少拆迁量和占地和根底土方开挖，多回路同塔并架和大斜度的铁塔将越来越多地被选用。跟着杆塔规划同大型化打开，组成铁塔型材的规范也越来越大，使得现在常用的低强度热轧角钢已难以满意运用要求，寻求新方法、新品种的型钢材料已成为必定。

跟着我国钢铁工业的打开和科学技术水平的不断前进，我国高强度级别钢材和其他方法的型钢产品越来越多地出现。冷弯薄壁型钢以其重量轻、强度高、材料利用率高以及施工便当等利益，已被建筑、交通、市政、工业和民用用品等职业广泛运用。本文对输电铁塔中运用高强冷弯薄壁型钢的可行性进行了一些探讨，期望以此来推进冷弯薄壁型钢产品在电力职业的运用。

输电线路铁塔的打开现状

我国输电线路铁塔现在用材主要以热轧角钢型材为主，辅以少数钢管，钢材的品种以Q235和Q345两种为主，铁塔选用热镀锌防腐，运用年限约为50年。跟着钢铁工业的不断打开，铁塔运用的钢材在原料和类型上也有了必定的改善。具体表现为:

高强度钢材的运用。我国输电铁塔结构所用钢材，与国外优进比较，品种单一、强度值偏低、可选择地步小。当杆塔荷载较大时，只能选用组合截面来补偿材料强度低的缺少，增大了规划、加工的作业量和出资。美国《输电铁塔规划导则》中共推荐了10种材料规范供规划者选用，其高强钢材的屈从强度抵达448MPa。俄罗斯的《钢结构规划规范》中所列钢材的强度等级已抵达578Mpa。近年来，跟着我国冶金工业的不断打开，高强度钢材的出产现已不再是难事，我国的高强度结构用钢的质量前进较快且日渐安稳，供货渠道日趋通畅，为输电线路杆塔中选用高强度钢材供应了或许。在75OkV输电线路的前期科研项目中，电力公司电力制作研讨所现已对高强钢运用即将遇到的节点联接结构、构件规划参数取值、配套螺栓以及经济效益情况进行了研讨:认为现在从技术和运用上，高强钢已完全具有了在铁塔中运用的条件，并且高强钢的运用可下降铁塔重量10%-20%。但现在高强钢大量运用的很大妨碍是型钢材料的供应。铁塔需求的型钢品种多，各规范成批的需求量不大，一同高强型钢成形难、轧模本钱高、轧辊调整困难，使钢厂出产高强型钢的积极性不高，供货难以确保。

钢管塔的运用。上世纪80年代，国际上许多在开发特高压输电线路时，开端将钢管型材运用到了铁塔结构中，出现了以钢管为塔体主材的钢管塔。在日本，10OOkV的超高压线路及高塔中几乎悉数运用了钢管塔，他们关于钢管杆的规划技术研讨非常透彻。

学习国外经验，国内涵5OOkV双回路铁塔和同塔四回铁塔中也已运用钢管型材，体现出了其出色功用和效益。其利益表现在:一是可以减小塔身风压(构件体形系数，圆管比角钢几乎小一倍);二是在截面面积持平的情况下，圆管的回转半径比角钢大20%左右;三是前进了结构承载才干，一般来讲，钢管塔比角钢塔用量下降10%-20%;一同还可减少杆件数量，缩短建塔周期，易于结构多样化。但钢管的运用也存在钢管型材规范品种有限、外面质量不好、价格优良缺陷，一同钢管间联接的节点结构杂乱，加工出产功率低。

冷弯薄壁型钢的运用。冷弯薄壁型钢的运用在国外已有几十年的前史。据了解，在输电铁塔中已运用冷弯薄壁型钢的有意大利、美国、加拿大、英国、原苏联、墨西哥等。据国外材料计算，选用冷弯薄壁型钢比传统热轧角钢可节省钢材10%-18%。美国《输电铁塔规划导则》中有针对等肢卷边角钢和除角钢外其他型钢的承载力核算的描绘，这说明美国土木工程师协会早已注意到冷弯型钢的构件在铁塔上的运用。但在国内，冷弯薄壁型钢在输电铁塔中的运用仍是空白。跟着杆塔结构的大型化打开，组成铁塔的型材规范也越来越大，使得现在常用的低强度热轧型钢已难以满意运用要求，且热轧型钢规范有限，货源不充足。虽然通过选用组合截面和节点特别处理可部分补偿型材的缺少，但使得规划、加工的作业量和出资增大了许多，也使荷载传递方法杂乱化，增加了不安全危险。因而，在我国根究一种适合输电铁塔的新式钢方法已显得非常必要。

高强冷弯型钢的优势

近年来，跟着我国钢结构运用技术的打开，冷弯薄壁型钢等经济型材打开很快，与传统轧制型材比较，冷弯薄壁型钢具有断面材料散布合理、回转半径大、抗弯和抗扭功用好等特征。它不是像热轧型钢以增加材料面积来前进其承载力，而是通过改变型钢断面形状抵达前进承载力和节省钢材的目的。

经济的截面特性。铁塔中腹杆的作业情况大多是大长细比的压杆失稳，选用角钢等型材，截面特性无显着优势，且可选择的规范有限。冷弯型钢可依据构件受力特征选择适合截面方法，充分发挥其截面界面特性，使其更经济合理。

随意的产品规范。一座10吨重的常规铁塔，要用到不同规范的角钢多达25种，要确保一同收购到规范品种如此很多、批量不大的型材难度可想而知。因而，铁塔加工经常出现塔材规范以大替小的代料，在铁塔加工企业中因塔材代料构成5%的糟蹋是很正常的，多的可达10%。而冷弯薄壁型钢的出产设备简略，一套冷轧机可出产多种规范的型钢，出产的批量、规范不受束缚，这为铁塔用材的供货来历供应了有力的确保。

可变的产品定尺。一座10吨重的铁塔一般由近2000根构件组成，铁塔各构件的犬牙交错。其时热轧型钢都是定尺产品，因而运用热轧型钢进行塔材下料时，经常出现材料余头，这种由于材料定尺构成的材料损耗多达5%。而冷弯钢产品可按用户需求供应各种标准的型钢，成材率高(达99%)，下脚余料少，可有用减少铁塔加工中的材料损耗。

多样的形状。冷弯薄壁型钢截面形状的多样性，可以避免选用90度角钢只能将铁塔规划成方形或矩形以及塔身变坡引起联接构件不共面的弊端，它为规划者规划新式、合理铁塔开创了灵敏条件。如可树立三立柱铁塔，铁塔腹杆体系也可进行优化，可规划出更合理的铁塔腹杆安顿，这为规划各种新式铁塔体系，进一步减轻铁塔重量、节省材料、减少构件数开创了新途径。

高强度的型材。关于铁塔选用的高强度材料型钢，若选用冷弯型钢产品，可有用避免热轧型钢供货批量束缚和轧制工艺困难等缺陷。

防腐问题。由于输电线路长时间在野外运行，为确保铁塔安全，输电铁塔一般选用热镀锌防腐。冷弯薄壁型钢由于截面形状多变、型钢壁薄不太适合热镀锌。现在，一些优进的防腐技术和工艺在不断地出现，如选用耐候材料和新镀层工艺，为冷弯薄璧型钢的防腐供应了出色的处理措施。

高强耐候钢的出产工艺现已日趋老练，已广泛用于铁路体系。在输电铁塔上选用高强耐候冷弯型钢材料，与制造铁塔的传统出产方法比较，虽原料的一次性出资略高，但由于去掉了防腐工序，其经济效益和社会效益明显，经粗步测算，每吨本钱可下降20%左右。

在上世纪80年代晚期，有关科研单位开端着手冷弯薄壁型钢用于输电铁塔的可行性研讨，但由于其时冷弯型钢的价格较高和技术手法不行完善，加上早期的铁塔规划都较小，已有的热轧型钢完全可满意运用要求，项目未能立项。近年来。跟着我国钢结构运用技术的打开，冷弯薄壁型钢等经济型材打开很快，这些经济型材用量在逐年增加，加工本钱在下降，加上其自身截面的优良功用，经济效益更为明显。这为冷弯薄壁型钢在输电铁塔上的运用供应了或许性。

运用冷弯薄壁型钢可有用地节省资源和能源。在输电铁塔上推行运用高强耐候冷弯型钢，不仅可减少铁塔耗钢，还能下降加工本钱，避免环境污染。是一项有明显经济效益和环保意义的作业，所以应及时打开高强冷弯型钢，尤其是高强耐候冷弯薄壁型钢在输电铁塔上的运用研讨。

在输电铁塔中选用冷弯薄壁型钢应加强研讨

跟着冷弯薄壁型钢在工业、民用建筑结构上的用处增加。规划理论日趋完善。现在，我国施行的是规范《冷弯薄壁型钢结构技术规范》、上海市公布的《轻钢结构规划规范》和我国工程制作规范化协会公布的《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》，都为冷弯薄壁型钢的运用供应了规划依据。

现在，我国冷弯薄壁型钢在输电铁塔没有运用，更没有相关的规划技术规则。铁塔结构的核算模型是空间桁架结构，构件的规划是按拉杆和压杆安稳核算，构件的边界条件情况对构件承载才干产生很大影响，一同线路施工现场抉择铁塔拼装不能运用大型机械，应选用易于现场施工的联接方法。输电铁塔受力和结构结构的特别性抉择了不可照搬轻钢结构的规划方法，要想使冷弯薄壁型钢在输电铁塔中广泛运用，还需求在以下几方面进行一些理论分析和实验研讨作业:

⒈承认输电铁塔上冷弯薄壁型钢构件承载力的核算方法和参数取值，包含在特定边界束缚条件下受压构件安稳曲线的选取和运用、偏心构件承载力的核算方法、构件联接处强度和安稳的核算方法、风荷载在构件产生的荷载和振动呼应的核算取值。2.冷弯薄壁型钢塔形体系机构件断面优化分析。3.承认合理的联接结构方法和杆件支撑方法。4.较大厚度冷弯型钢的成形工艺。5.冷弯型钢的防腐问题。6.高强耐候冷弯型钢的力学功用和耐腐蚀目标。