专题4—工程设计使用寿命

1、专题之四： 工程设计使用寿命目录1 设计使用寿命的建议目标12 工程设计使用寿命研究12.1 概述12.2 可靠度理论的计算方法22.3 荷载的统计分析32.4 铁塔结构构件、线路元件和基础抗力的统计特征42.5 铁塔结构构件、线路元件和基础可靠度分析的极限状态方程72.6 铁塔结构构件、线路元件和基础可靠度分析132.7 工程耐久性探讨142.8 本工程提高设计使用寿命措施163 结论19前 言为了建设世界一流电网，以电网建设质量的提升促进国家电网公司发展质量的提升，提高工程建设安全质量和工艺水平，确保工程的可靠性与耐久性。本投标设计进行了工程设计使用寿命专题研究。1 设计使用寿命的建议目标

2、输电线路工程主要组成部件的预计使用寿命差异较大，根据国家电网公司的统计数据，以及国家电网基建【2012】386号文关于印发国家电网公司输变电工程提高设计使用寿命指导意见（试行）的通知，推荐一般环境下常用输电线路部件的使用寿命建议值见表1-1。表1-1 一般环境下常用输电线路部件的使用寿命( 单位:年)部件基础杆塔导线地线绝缘子金具合成瓷玻璃使用年限60404040204040402 工程设计使用寿命研究2.1 概述本文根据国家电网公司对于输电线路各部件设计使用寿命的建议目标，以我国现行国家标准GB50545-2010110kV-750kV架空输电线路设计规范和电力行业标准DL/T 5154-2

3、002架空送电线路杆塔结构设计技术规定关于铁塔结构构件和导地线、绝缘子及金具、杆塔基础等输电线路部件的有关设计规定为基准，对在设计使用年限的输电线路铁塔结构构件、输电线路元件和杆塔基础的可靠度水平进行了校准分析。并在此基础上，为保证输电线路各部件的设计使用寿命，探讨提高输电线路各部件的耐久性措施。最后结合本工程实际情况，论述提高本工程设计使用寿命的具体方法和措施。在综合分析已收集到的国内冰、风荷载统计资料的基础上，初步确定了冰、风荷载的概率分布类型和相关统计参数；采用GB 50068-2001建筑结构可靠度设计统一标准推荐的一次二阶矩法，对输电线路铁塔结构构件和输电线路元件及杆塔基础承载能力极

4、限状态下的可靠度进行了校准分析；输电线路规定110-330kV输电线路风荷载 “30年一遇”重现期的安全度设置水平低于GB 50068-2001规定的相应安全级别的目标可靠指标。而按风荷载 “50年一遇”重现期的安全度设置水平与GB 50068-2001规定的相应安全级别的目标可靠指标相当。因此，本文建议，我国110kV架空送电线路铁塔结构设计时，风荷载的重现期宜提高为“50年一遇”，并考虑风荷载动力放大作用的影响；经计算得的导、地线可靠指标均高于GB 50068-2001规定的相应安全级别的目标可靠指标，说明我国现行规范规定的导线和地线在风荷载组合下的设计安全系数较为合适，可不做调整；金具和

5、绝缘子的安全度设置水平亦高于GB 50068-2001规定的相应安全级别的目标可靠指标，说明我国现行规范规定的绝缘子和金具在风荷载组合下的设计安全系数较为合适，可不做调整；经计算得杆塔基础的可靠指标高于GB 50068-2001规定的相应安全级别的目标可靠指标，说明我国现行规范规定的杆塔基础的设计安全系数较为合适，可不做调整。在广泛收集运行统计资料的基础上，探讨提高输电线路铁塔、基础、导地线、光缆、金具、绝缘子、接地网的耐久性措施，延长输电线路的设计使用寿命。结合工程实际情况，通过本工程设计选型优化，选用了相应的基础型式、基础材料、导线型式、金具型式、绝缘子型式、接地型式和防腐蚀措施，提高输电

6、线路的设计使用寿命。2.2 可靠度理论的计算方法结构可靠性定义为：结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力。结构可靠度是对结构可靠性的概率度量，它是建立在统计数学的基础上经计算分析后确定的，是一种定量概念。研究输电塔结构的可靠度就是为了使结构能以经济、适当的可靠度来满足各种预定功能的要求。在结构可靠度分析中，目前主要采用一次二阶矩法、蒙特卡罗法、响应面法和随机有限元法等计算方法。2.3 荷载的统计分析对输电线路铁塔结构或结构构件的可靠度进行校准分析时，就必须对各种常遇的荷载进行统计分析，确定其均值和变异性及概率分布类型。输电线路铁塔结构承受的作用多而复杂，为简化计算，本文对输电线

7、路铁塔结构或结构构件的可靠度进行校准分析时，取输电线路在正常运行工况下常遇的主要荷载，即永久荷载、风荷载和覆冰荷载进行统计分析。对于永久荷载，其值在设计基准期内基本不变，因此，可以将永久荷载直接转化为与时间无关的随机变量描述。确定年最大覆冰荷载的均值时，除参考1991年IEC 826-4的上述推荐值外，还根据我国现有覆冰荷载统计资料确定的变异系数，并假设覆冰荷载的概率分布类型为极值I型分布，按照设计基准期50年内覆冰荷载最大值的平均值与覆冰荷载标准值近似相等的原则，即，对覆冰荷载年最大分布的平均值进行了大量的试算，求得当覆冰荷载年最大分布的平均值0.45，0.403，在设计基准期为50年内最大

8、覆冰荷载均值1.003，变异系数为0.181。2.4 铁塔结构构件、线路元件和基础抗力的统计特征影响输电线路铁塔结构构件抗力的主要因素包括材料性能的不定性、结构构件几何参数的不定性、计算模式的不定性等，这些因素的不定性可分别用随机变量、表示。由于各种因素一般都是随机变量，因此，结构构件的抗力经常是多元随机变量的函数。要想直接获得截面抗力R的统计参数及其分布类型是较为困难的，目前国内外一般都是采用间接的方法，即先对影响截面抗力的主要因素分项进行统计分析，确定其统计参数，然后通过截面抗力与各因素间的函数关系，利用统计数学中的误差传递公式推求截面抗力R的统计参数。我国钢结构设计规范编制组在按概率极限

9、状态设计法的要求编制GBJ 17-88开始，先后对国产建筑结构钢材进行了三次专项调研，并用数理统计的检验法和柯尔莫哥洛夫检验法进行了检验，结果表明，在5%的显著性水平上，我国结构钢材屈服点服从正态分布，根据国产建筑结构钢材料性能的最新信息，求得国产建筑结构钢的材料性能的统计参数见表2-1。表2-1 国产建筑结构钢的材料性能的统计参数钢材品种(mm)Q2351.0700.0811.0740.0771.1180.0661.0870.066Q3451.0400.0661.0180.0671.1250.0571.1840.083对于输电线路铁塔结构构件几何参数的不定性，关对于钢结构构件几何特征的统计分

10、析，取1.00，0.05。荷载作用下输电线路铁塔结构, 主要承受由荷载作用引起的轴向拉力和压力，由荷载作用引起的弯矩相对较小，为简化计算，本文在计算输电线路结构构件的可靠指标时，不考虑由荷载作用引起的弯矩，直接按轴心受拉构件或轴心受压构件考虑。轴心受力构件计算模式不定性的统计参数可分别取为：轴心受拉构件， =1.05，0.07；轴心受压构件， =1.03，0.07。对于输电线路铁塔结构构件，常用钢材的厚度为524mm，故本文在计算输电线路铁塔结构构件的抗力统计参数时，以厚度t16mm和16mmt40mm的钢材材料性能的平均值进行计算。输电线路铁塔结构构件抗力统计参数见表2-2。表2-2 输电线

11、路铁塔结构构件的抗力统计参数 钢材级别构件类型Q235Q345分布类型轴心受压1.1040.1171.0600.109对数正态分布轴心受拉1.1260.1171.0800.109导线、地线、绝缘子和金具等各种受力元件材料性能不定性的统计特征，如表2-3所示。表2-3 导地线、绝缘子和金具等线路元件材料性能的统计特征线路元件概率分布类型均值系数变异系数导线正态分布1.0400.0312地线正态分布1.2350.0283绝缘子瓷绝缘子正态分布1.1230.0855玻璃绝缘子正态分布1.1770.0637金具球头挂环、碗头挂板、U形挂环、平行挂环、悬垂线夹对数正态分布1.2000.150限于目前缺乏

12、输电线路元件几何参数的不定性，参考关于钢结构构件几何特征的统计分析，近似将导线、地线、绝缘子和金具等线路元件几何参数不定性Ka的统计参数均取为1.00，0.05。输电线路导地线、绝缘子和金具等元件抗力的统计参数见表2-4。表2-4 导线、地线、绝缘子和金具等受力元件抗力的统计结果结构元件均值系数变异系数导线1.0920.092地线1.2970.091绝缘子瓷绝缘子1.1790.121玻璃绝缘子1.2360.107金具1.2600.173根据中心极限定理，输电线路导线、地线、绝缘子和金具等元件抗力的概率分布类型亦近似按对数正态分布考虑。影响输电线路铁塔基础抗力的主要因素包括材料性能的不定性、基础

13、几何参数的不定性、计算模式的不定性等，这些因素的不定性可分别用随机变量、表示。由于各种因素一般都是随机变量，因此，基础的抗力经常是多元随机变量的函数。要想直接获得基础抗力R的统计参数及其分布类型是较为困难的，目前国内外一般都是采用间接的方法，即先对影响基础抗力的主要因素分项进行统计分析，确定其统计参数，然后通过基础抗力与各因素间的函数关系，利用统计数学中的误差传递公式推求基础抗力R的统计参数。2.5 铁塔结构构件、线路元件和基础可靠度分析的极限状态方程铁塔结构构件的极限状态方程在结构可靠性分析中，结构的极限状态可由其功能函数来表达。其形式为：其中随机矢量表示工程结构中存在的各种不确定性信息的随

14、机变量，比如材料参数与结构几何尺寸的随机性以及荷载的随机性等。上述各随机变量Xi从性质上来说，可分为两大类：一类是作用或作用效应，用S表示，另一类是结构抗力，用R表示。若仅以荷载效应S、结构构件抗力R作为两个基本随机变量，功能函数可表示为：随着各随机变量的变化，功能函数Z有三种变化：当Z0时，表示结构处于失效状态；当Z0时，表示结构处于可靠状态；当Z0时，表示结构处于极限状态。对于输电线路铁塔结构，DL/T 5154-2002规定的结构构件有轴心受拉构件、轴心受压构件、受弯构件、压弯构件和拉弯构件等，对于轴心受压构件还分别给出了强度计算公式和稳定计算公式。根据工程经验，在输电线路铁塔结构构件中

15、，主要承受由荷载作用引起的轴向拉力和压力，由荷载作用引起的弯矩相对较小，为简化计算，本文在计算输电线路结构构件的可靠指标时，不考虑由荷载作用引起的弯矩，直接按轴心受拉构件或轴心受压构件考虑。在极限荷载作用下，输电线路铁塔结构的受拉构件和受压构件破坏模式不同，受拉构件一般为强度破坏，受压构件则大多是稳定破坏。当铁塔结构构件为轴心受拉构件时，破坏形式是强度破坏，其抗力可表示为：式中 钢材强度设计值；钢材强度标准值；构件强度折减系数，对于受拉构件，双肢连接的角钢取m1.0，单肢连接的角钢(肢宽40mm)取m=0.70，双肢连接的角钢(肢宽40mm)取m=0.55；结构构件的材料性能分项系数；按现行规

16、范计算的结构构件的抗力标准值；构件净截面面积，mm2。当仅考虑永久荷载和风荷载的组合时，则输电线路铁塔结构的荷载效应S可写为：令， 则可简化为：=由此可确定输电线路铁塔结构构件承载能力的功能函数为：Z=RSGSw=则输电线路铁塔结构构件承载能力的极限状态方程为：Z=RSGSw0式中 SG永久作用引起的效应设计值；SQ可变作用引起的效应设计值。其余符号意义同前。当考虑永久荷载+风荷载、覆冰荷载的组合时，则输电线路铁塔结构的荷载效应S可写为：令 ，则公式可简化为：=则输电线路铁塔结构构件承载能力的极限状态方程为：Z=RSGSwSi0式中，覆冰荷载的效应标准值；覆冰荷载参与组合时，风荷载效应与永久荷

17、载效应的比值；覆冰荷载效应与永久荷载效应的比值。其余符号意义同前。输电线路元件的极限状态方程对于输电线路元件可靠度的计算，与铁塔结构构件可靠度的计算类似，本文也考虑常用的2种荷载组合情况：工况一：基本风速、无冰、未断线；工况二：设计覆冰及相应风速和气温、未断线，由此分别给出导地线的极限状态方程如下。在风荷载组合（工况一）下，导地线的荷载效应S可写为： 式中，K导地线等元件的安全系数；重力荷载效应值；风荷载效应值。在冰风荷载组合（工况二）下，导地线的荷载效应S可写为：式中，覆冰荷载引起的效应值；覆冰时相应的风荷载效应值。风荷载组合（工况一）下导地线的极限状态方程为：0式中，R导地线等元件的抗力值

18、。.冰风荷载组合（工况二）下导地线的极限状态方程为：0式中符号意义同前。由于绝缘子和金具的荷载效应是在导线的挂点处所产生的，且产生荷载效应的因素以及荷载效应的作用方式也是相同的，故可以认为绝缘子、金具的极限状态方程与导线的极限状态方程的形式相同。需要说明的是，断线、断联时由于绝缘子和金具所承受的荷载发生变化，故其极限状态方程也发生改变。因此，本文在计算输电线路元件的可靠度时，仅对最大使用荷载作用下输电线路元件的可靠指标进行计算。基础极限状态方程在结构可靠性分析中，结构的极限状态可由其功能函数来表达。其形式为：其中随机矢量表示工程结构中存在的各种不确定性信息的随机变量，比如材料参数与结构几何尺寸

19、的随机性以及荷载的随机性等。上述各随机变量Xi从性质上来说，可分为两大类：一类是作用或作用效应，用S表示，另一类是结构抗力，用R表示。若仅以荷载效应S、结构构件抗力R作为两个基本随机变量，功能函数可表示为：随着各随机变量的变化，功能函数Z有三种变化：当Z0时，表示结构处于失效状态；当Z0时，表示结构处于可靠状态；当Z0时，表示结构处于极限状态。对于输电线路铁塔基础，DL/T 5219-2005规定了基础上拔和下压稳定计算公式等。根据工程经验，在输电线路铁塔基础中，主要承受上部结构传递的上拔力，下压力和水平力对基础的可靠度的影响较小，为简化计算，原状土基础可靠性低于非原状土基础，本文仅计算输电线

20、路原状土基础上拔作用的可靠指标。当时，即基础上拔深度不大于抗拔土体的临界深度时，：当ht>hc时： 式中：ht基础的上拔深度； hc基础原状抗拔土体的临界深度； C土体饱和状态下的凝聚力； 天然土的容重，由试验确定； Qf基础自重； D基础底板直径； （ht- hc）范围内基础的体积； A1、A2系数，是土内摩擦角及相对深度ht/D的函数； 相邻上拔基础影响系数； 水平荷载影响系数； 基础底板展开角影响系数。当仅考虑永久荷载和风荷载的组合时，则输电线路铁塔基础的荷载效应S可写为：令， 则公式简化为：=由此可确定输电线路铁塔基础承载能力的功能函数为：Z=RSGSw=则输电线路铁塔基础承载能

21、力的极限状态方程为：Z=RSGSw0式中 SG永久作用引起的效应设计值；SQ可变作用引起的效应设计值。其余符号意义同前。当考虑永久荷载+风荷载、覆冰荷载的组合时，则输电线路铁塔基础的荷载效应S可写为：令 ，则公式可简化为：=则输电线路铁塔基础承载能力的极限状态方程为：Z=RSGSwSi0式中，覆冰荷载的效应标准值；覆冰荷载参与组合时，风荷载效应与永久荷载效应的比值；覆冰荷载效应与永久荷载效应的比值。其余符号意义同前。2.6 铁塔结构构件、线路元件和基础可靠度分析在综合分析已收集到的国内冰、风荷载统计资料的基础上，初步确定了冰、风荷载的概率分布类型和相关统计参数；采用GB 50068-2001建

22、筑结构可靠度设计统一标准推荐的一次二阶矩法，对输电线路铁塔结构构件和输电线路元件及杆塔基础承载能力极限状态下的可靠度进行了校准分析；输电线路规定110-330kV输电线路风荷载 “30年一遇”重现期的安全度设置水平低于GB 50068-2001规定的相应安全级别的目标可靠指标。而按风荷载 “50年一遇”重现期的安全度设置水平与GB 50068-2001规定的相应安全级别的目标可靠指标相当。因此，本文建议，我国110kV架空送电线路铁塔结构设计时，风荷载的重现期宜提高为“50年一遇”，并考虑风荷载动力放大作用的影响；经计算得的导、地线可靠指标均高于GB 50068-2001规定的相应安全级别的目

23、标可靠指标，说明我国现行规范规定的导线和地线在风荷载组合下的设计安全系数较为合适，可不做调整；金具和绝缘子的安全度设置水平亦高于GB 50068-2001规定的相应安全级别的目标可靠指标，说明我国现行规范规定的绝缘子和金具在风荷载组合下的设计安全系数较为合适，可不做调整；经计算得杆塔基础的可靠指标高于GB 50068-2001规定的相应安全级别的目标可靠指标，说明我国现行规范规定的杆塔基础的设计安全系数较为合适，可不做调整。2.7 工程耐久性探讨（1）提高基础钢筋耐久性措施输电线路杆塔基础一般为钢筋混凝土材料，提高基础耐久性的包括提高混凝土的耐久性和提高基础钢筋的耐久性。目前提高混凝土耐久性措

24、施有：1）掺入高效减水剂；2）掺入高效活性矿物掺料；3）消除混凝土自身的结构破坏因素。提高基础钢筋耐久性措施有：1）主要是提高混凝土自身的防护能力：选择优质水泥、增加水泥用量、降低水灰化、使用优良外加剂、掺合料、增加保护层厚度等。2）外涂层、渗透层、覆盖层、隔离层；水泥基层、聚合物、树脂类涂层等。钢筋阻锈刑 有阴极型、阳极型、复合型等类型，系由无机和有机物构成。3）采用特种钢筋：环氧涂层钢筋、耐蚀钢筋、不锈钢筋、镀锌钢筋等。4）阴极保护（2）提高铁塔耐久性措施1）铁塔地上部分必须全部有符合技术标准的热浸镀锌，表面光洁，无大面积缺损，完好的热镀锌层一般无需日常保养维护。2）铁塔连接螺栓均应采用冷

25、镦热浸镀锌螺栓和螺母。3）铁塔运行维护时防腐方面存在问题的处理（3）提高导地线耐久性措施在重污秽区导线设计可选择全铝合金线和铝包钢芯铝绞线，地线选择铝包钢绞线，以提高导线的防腐性能。针对工程环境、特点的导、地线选型，可提高导、地线的使用寿命。微风振动，防振锤对导、地线的磨损也会影响导线寿命的因素，可适当提高导、地线挂点处的设计安全系数。另外，所选导线有一定输送容量裕度，或不换塔加塔即可替换为高容量的其他型式导线，也可提高工程整体的使用寿命。（4）提高光缆耐久性措施1）合理设计光缆的特性参数、结构2）强调OPGW与金具和附件配合3）考虑OPGW的可修复性能 （5）提高绝缘子耐久性措施悬垂串和跳线

26、串可采用合成绝缘子，耐张串可采用高瓷质的瓷绝缘子。合成绝缘子具有重量轻、机电强度高等优点，因而可用于城网改造，用来架设紧凑型架空线路。特别是合成绝缘子由于硅橡胶制成的伞盘具有良好的憎水迁移性能，抗污闪能力强。合成绝缘子的临界闪络盐密值为0.6mg/cm，远大于一般瓷质绝缘子抗污闪能力，具有良好的抗污闪性能，尤其适应于化工区等污秽特别严重的地区使用，以有效地提高线路运行可靠性，减少线路维护工作量，同时具有良好的耐雷性能。（6）提高接地网耐久性接地体的防腐措施1）正确选用接地体材料2）阴极保护法接地引下线的防腐措施一般采取的措施是从地下与水平接地体连接处开始刷沥清漆或防锈漆，直到地上与设备连按处。

27、特殊防腐措施是在接地体周围尤其在拐弯处加适当的石灰来提高pH值，或在其周围包上碳素粉加热后形成复合钢体。在接地引下线地下近地面1020cm处最容易锈蚀，可在此处套上绝缘材料，如塑料等，并定期进行维护。2.8 本工程提高设计使用寿命措施（1）杆塔输电线路规定110-330kV输电线路风荷载 “30年一遇”重现期的安全度设置水平低于GB 50068-2001规定的相应安全级别的目标可靠指标。而按风荷载 “50年一遇”重现期的安全度设置水平与GB 50068-2001规定的相应安全级别的目标可靠指标相当。因此，本工程按重现期为50年的设计基准风速设计，保证输电铁塔结构在设计使用年限内的可靠度水平。另

28、外，为提高铁塔的使用寿命，铁塔全部构件、螺栓、脚钉均采用热镀锌防腐。 由于铁塔在运输及安装过程中，可能会局部破坏铁塔钢材的镀锌层，因此在铁塔组立完毕应及时进行防腐蚀处理。措施如下：1)铁塔结构构件良好，原添面或镀层尚在，局部锈蚀添面脱落，可认真清洁，隔2年一次刷漆防腐。2)铁塔结构构件良好，原添面或镀层完全脱落，母材有浅度锈蚀形成麻点。卡尺测量母材厚度不变，此时该铁塔需认真除锈清洁，刷防锈漆(二遍)，如处理质量良好，可继续使用5年以上，但应隔2年刷漆一次。3)铁塔结构构件完整，原添面或镀层完全脱落，母材有较深锈蚀或锈涨，去除锈蚀层，卡尺测量母材厚度已不足，此时该铁塔刚度和强度已发生变化，可靠性

29、差，应及时考虑拆除或更换相应构件。（2）基础基础混凝土最低强度等级C40，最大水灰比：0.42最小水泥用量：350kg/m3针对本工程有水粘性土的地质条件，通过基础选型比选研究，大部分直线塔选用抗腐蚀能力最强的台阶基础，其他基础采用桩基础（抗腐蚀能力仅次于台阶基础），详细见基础选型、优化及环保措施报告。并根据本工程-C环境作用等级，根据混凝土结构耐久性设计规范（GB50046-2008）规定选择优质水泥、增加水泥用量、降低水灰化、使用优良外加剂、掺合料、增加保护层厚度等基本措施，对基础钢筋进行防腐蚀。工业建筑防腐蚀设计规范（GB50046-2008）对受力钢筋的混凝土保护层最小厚度提出了要求，

30、对于本工程中度腐蚀环境：混凝土保护层最小厚度（mm）台阶基础：50mm灌注桩基础：55mm（3）导地线、绝缘子、金具、接地装置1）导地线选择本工程推荐导线采用1×JLHA3-275型中强度铝合金绞线。2）地线选择铝包钢绞线与镀锌钢绞线相比，具有导电性能好、单重轻、耐腐蚀性能强、运行寿命长的优点，推荐地线采用JLB35-100铝包钢绞线。3）绝缘子选择导线悬垂串采用FXBW-110/70-2合成绝缘子、跳线串采用FSP-110/0.8-AQ防风偏合成绝缘子，导线耐张串采用U70BP/146-1、U70BP/146D盘形悬式瓷绝缘子。4）金具选择本工程为提高普通防振锤的运行使用寿命，特采

31、用新型防滑防振锤。防振锤线夹夹头盖板与夹头座采用铰链结构，防振锤夹头导线孔采用特种耐老化复合橡胶垫，增加导线与防振锤夹头之间的摩擦力，防振锤与导线夹紧后是不容易松动的。悬垂线夹采用节能型预绞丝悬垂线夹。5）接地装置本工程推荐除进线段外桩基础的杆塔，取消人工接地装置，采用自然接地体即可达到防雷要求。电厂和变电站进线段的杆塔以及采用现浇台阶基础的杆塔均需辅助人工接地装置，采用环绕塔基的方形加放射线接地装置型式，每基杆塔设四根引下线与之连接。接地体为环绕杆塔水平布置的方形加射线，采用12热镀锌圆钢。接地引下线采用钢接地体上焊接（或挤压）锌条的阴极保护接地体，可有效防止土壤腐蚀。3 结论以我国现行国家

32、标准GB 50545-2010110kV750kV架空输电线路设计规范和电力行业标准DL/T 5154-2002架空送电线路杆塔结构设计技术规定的有关设计规定为基准，对我国110kV现行规范输电线路铁塔结构构件和导地线、绝缘子及金具等输电线路元件和基础在设计使用年限内的可靠度进行了校准分析。主要研究结论如下。（1）根据我国现行规范GB 50009-2001的有关规定，在综合分析已收集到的国内冰、风荷载统计资料的基础上，初步确定了冰、风荷载的概率统计模型和有关统计参数，其中基本风压和覆冰荷载的概率分布类型宜采用极值I型分布来模拟，为架空输电线路铁塔结构构件和线路元件的可靠度分析奠定了基础。（2）

33、采用GB 50068-2001推荐的一次二阶矩法，分别对输电线路铁塔结构构件和导地线、绝缘子及金具等输电线路元件的可靠指标进行了校准分析，基本摸清了我国110kV铁塔结构构件、输电线路元件和基础的总体可靠度水平。（3）在风荷载组合（工况一）下，当，在风荷载重现期为30年、风荷载调整系数1.0时，级杆塔结构受压构件和受拉构件可靠指标的总体平均值分别为2.855和2.469，均低于GB 50068-2001建筑结构可靠度设计统一标准规定的级结构构件的目标可靠指标3.7（脆性破坏）及3.2（延性破坏）。当风荷载重现期改为50年时，且考虑风载调整系数1.2，结构安全级别为级、级、级的结构构件，受压构件

34、和受拉构件的可靠指标的总体平均值分别为3.719、3.268、2.753和3.809、3.362、2.848，略高于GB 50068-2001规定的级、级、级的结构构件发生延性破坏时的目标可靠指标或基本持平。（4）若以50年重现期气象荷载作用下的可靠指标为基准，工况一下与“50年一遇”的气象荷载作用下的可靠度相比，“30年一遇”气象荷载作用下，铁塔结构构件的可靠度水平约低10%15%；“15年一遇”气象荷载作用下，铁塔结构构件的可靠度水平约低30%35%。由此可见，重现期对110kV输电铁塔结构构件的影响较大，结合以上可靠指标计算结果将风荷载重现期提高至50年或以上是合适的。（5）根据输电线路

35、铁塔结构构件可靠指标的计算结果，当风荷载的重现期为50年，风载调整系数1.0时，输电线路铁塔结构的可靠指标均低于GB 50068-2001规定的相应安全级别目标可靠指标的要求；1.2时，输电线路铁塔结构的可靠指标与GB 50068-2001规定的目标可靠指标基本相当。因此，本文建议，在最大风荷载参与组合工况(工况一)下，风荷载的重现期按50年考虑，并应增大风载调整系数，以增大输电线路铁塔结构构件的可靠指标，满足现行规范GB 50068-2001的要求。（6）输电线路元件采用单一安全系数法进行设计时，随着荷载效应比值的增大，线路元件所承受的可变荷载也逐渐增大，由于可变荷载的变异性较大，故随着荷载效应比值的增大，线路元件的可靠指标逐渐降低，且降低幅度较大，可靠度一致性较差。因此，本文建议，规范今后修订时，输电线路元件的设计也宜采用分项系数的设计表达式，以使输电线路元件在不同荷载效应比值下均具有较佳