近几年来，由于城市建设高速发展，用电负荷迅速增加，供电网络已不能满足用电负荷发展的需要，势必要新建高压进城线路，对原有的城网线路进行增容改造。传统的铁塔，占地面积大，造型又与现代城市环境不协调。采用高压电缆造价昂贵，采用钢筋混泥土电杆，它的纵向、环向裂纹问题，一直未能很好的解决。采用环形或多边形截面的拔梢型钢管杆，结构简单，受力清楚，加工制造容易，施工方便，运行安全可靠，维护工作量少。

杆塔设计是架空送电线路工程设计中的重要一环，它直接影响着送电线路的安全运行和造价。据统计，杆塔造价约占送电线路工程本体造价的37％。而在送电线路工程中，直线杆塔所占杆塔总数的比重一般达到了80％，对工程的本体造价有着很大的影响，且线路越长，这种影响越明显。因此，根据《架空送电线路钢管杆设计技术》规定，在确保质量、安全适用的前提下，设计上应尽量做到技术先进、经济合理。

影响杆塔经济指标的主要要素有气象条件、使用条件、最大呼称高以及杆塔型式。

2 气象条件的选取

本工程的设计气象条件为广东省典型气象条件，即最大风速为25m/s，设计最大覆冰为15mm，最低气温-10℃，最高气温40℃。

3 钢管杆使用条件的确定

3.1 导线、接地线型号及最大使用应力的确定

根据本工程初步设计审查批复文件，本工程选择的导线为LGJX-240/30钢芯铝绞线（GB1179-83技术标准），设计安全系数k＝5，最大使用应力52.06N/mm2，避雷线一根选用5%铝锌稀土合金镀层钢绞线GJX-50，安全系数k＝8，最大使用应力147N/mm2，另一根选用OPGW复合光纤避雷线。

3.2 使用档距的确定

考虑到本工程为城区线路，地形平坦，因而不同塔位的水平档距、垂直档距分散性不大，因此将钢管杆的设计使用档距确定为：水平档距为180m，垂直档距为200m，代表档距为200m。

4 最大呼称高的确定

本线路沿城市规划花带架设，花带有绿化树木通信线及低压线路的情况，同时为了城市美观，将最大呼称高定得太小，无疑将会制约钢管杆的使用。但是，将最大呼称高定得过高，又会使全塔的材料指标相应增加。经过试算，在不会导致杆塔单基指标明显增大的前提下，将钢管杆的呼称高定为：耐张转角呼称高18m，直线段呼称高19～20m。

此外，从实际使用档距考虑，在城镇地区，在有交叉跨越及地形平坦的情况下，20m的最大呼称高，使用档距能达到200m，因此选择20m作为钢管杆的最大呼称高是合适的。

5 杆型选择及优化设计

5.1 电气尺寸的确定

导线呈垂直排列，这种形式结构简单，迎风面小，是一种成熟的结构形式。

塔头尺寸的确定包括导线和避雷线线间距离、避雷线支架高、导线线间距离、导线对塔体的净距离等。塔头尺寸的确定原则是在满足电气间隙要求，满足导线、避雷线水平位移，上、下层导线的水平、垂直距离，防雷保护角等要求下，结合气象条件、使用条件，尽量减小塔头尺寸，以达到减小走廊，节约钢材的目的。经综合考虑，钢管杆的导线和避雷线线间距离确定为3m，导线线间距离为3.5m，防雷保护角为19.6°。

5.2 杆型选择

钢管杆选择是杆塔设计的核心。一个钢管杆是否安全可靠，结构是否简单合理、经济指标是否先进，外型与环境是否协调、美观，这都决定于钢管杆型的选择。钢管杆采用拔梢型自立式单回路非对称垂直排列，钢管杆由横担、杆身、底板3部分组成。

5.3 横担形式

横担采用变形截面型式，为了节省材料及充分利用电气间隙，从顶部到根部为变形截面，增加了杆型的整体美观性。

横担不宜直接与杆身连接。在荷载的作用下，横担根部的受压部位易产生应力集中，使局部受压，尤其杆身上段，一般管壁较薄，在集中外力作用下容易使局部压曲，如加大壁厚又不经济。因此，横担与杆身的连接处，应进行局部补强，具体办法是在杆身上焊接靴梁支座，使横担传来的外力得以分散，以避免杆体局部压曲。

5.4 杆身主柱

钢管杆主柱受钢模长度、直径的限制，可根据结构受力、变形等要求，较随意调整杆段的长度、坡度、壁厚等设计参数，设计更趋于合理化。杆体之间的连接采用套接，套接可提高接头处杆体的强度，加工和施工方便，杆体美观。注意套接时应施加一定的压力，达到设计的套接长度。

5.5 底板

底板采用法兰盘和杆身主柱下节底部焊接，在焊接处加焊底板加强环，利用地脚螺栓与钢管杆法兰盘连接。地脚螺栓采用45#优质碳素结构钢，地脚螺栓在运输及施工中须注意保护，不能变形，以防止在安装钢管杆时不对孔位。

5.6 基础

本工程将根据地质情况，钢管杆采用灌注桩基础，所有灌注桩基础均应预埋设测声管，桩径1.2~2.0m，共埋设3根管（内径为50~60mm），以检测桩身混凝土的均匀性、桩身缺陷及位置，判定桩身的完整性。质量检测按《广电集团送电线路工程桩基质量检测规定》执行。

因城镇地下管线较多，进行机械开挖孔灌注桩基础时，地下1m须用人工开挖，注意有无其他地下管线，以避免损坏地下管线。

6 钢管杆的特点

安全可靠。钢管杆采用了成熟的杆塔型式，它结构合理，强度可靠，充分利用了材料的力学性能。本工程投产后近1年的带电运行证明，该杆安全可靠，运行稳定。

占地面积小。钢管杆占地面积小、无拉线，所需走廊窄，且美观、挺拔、简洁，与城市环境较为协调。但加工要求较高，造价较大，适用城镇地区。

经济环保。随着人们对环境保护意识的日渐增强，政府部门对环境保护提出了越来越高的要求，并先后出台了一系列相关法律、法规来规范人们的行为，这就对环境保护方面的设计提出了更高的要求。钢管杆能满足人们对环境保护的要求。

加工安装方便。钢管杆采用分件加工运输，现场组装，加工安装方便。从施工反馈的信息得知，与铁塔比较，钢管杆还有以下优点：省去了塔位平降基工序；杆塔组立方便，施工安装一基自立式铁塔需要2天时间，而安装一基钢管杆只需要0.5天。这些都说明了钢管杆在方便施工、加快工程进度方面具有很大的优势。

7 结束语

在钢管杆的设计中，通过对使用条件、塔头尺寸的确定，对杆型选择的优化，对结构布置的优化，选择了一个较优的方案，做到了技术先进、经济合理、安全适用，使得钢管杆的指标先进，达到了优化设计的目的。在110kV城市送电线路工程中，取得了较好的经济效益和社会效益。

因此，在城区送电线路工程中，大力推广使用钢管杆，不但能节省土地资源，同时美化了城市的整体环境，而且能加快施工进度，有效降低工程施工对环境造成的负面影响。主要缺点是比铁塔、水泥杆造价高，使用前要综合分析，做好全面技术经济比较。