本文以加拿大一条500kV双回路输电线路钢管杆作为研究背景,选取直线钢管杆MC52A作为研究对象,该钢管杆的最大直线转角为1。,最大设计风速为140km/h(38.9m/s),属于飓风,风压档距为315m,垂直档距为380m,杆塔结构的荷载较大。通过有限元分析软件SAP2000及PLS-Pole进行分析计算,根据计算结果确定主管及横担的规格；开展横担节点的选型分析和强度验算,同时对新型横担-工字形节点的承载力-变形特性进行非线性有限元模拟分析；最后,对钢管杆MC52A开展了真型塔试验,并在塔身典型部位布置位移测点和应变测点。基于钢管杆理论分析和试验结果,分析探讨了钢管杆及其节点的受力机理、强度设计理论及构造措施。本文主要内容如下：(1)横担节点-新型焊接工字钢节点考虑横担根部弯矩及剪力均较大,经比较分析横担节点选用新型焊接工字钢节点。采用ANSYS有限元分析软件,对新型横担-工字形节点的承载力-变形特性、应力发展及分布、变形特点以及破坏模式进行模拟分析,研究工字钢节点的承载力特性、失效模式及其影响要素,重点考察环向节点板的自由悬臂宽度及主管的截面形式对节点承载力的影响规律。分析结果表明,当环向节点板悬臂宽度相同时,圆形主管承载力普遍比十六边形主管高30～40kN。但是,环向节点板悬臂宽度超过150mm时,随着环向节点板的悬臂宽度的增加,16边形钢管杆的工字形节点的屈服承载力和极限承载力没有明显的提高。因此,基于有限元模拟分析结果,钢管杆MC52A的16边形主管工字形节点环向节点板的悬臂宽度取150mm,该横担-工字形节点能满足强度要求,且具有一定的经济性。(2)钢管杆的理论分析及设计钢管杆MC52A主管连接采用插接节点,该节点构造简单且加工精度较高,而且安装方便并节省材料；主管与横担连接采用新型横担-工字形节点,横担工字钢的上下翼缘板、腹板与主管环向节点板通过螺栓连接。采用有限元分析软件SAP2000建立钢管杆MC52A的整体分析模型,钢材为GR65,其屈服强度为450MPa,极限强度是550MPa。根据整体分析得到的弯矩、轴力和剪力,进行理论计算并确定主管、横担规格(塔身主管、横担分别采用正16边形及正8边形),调整分析模型进行迭代计算分析；并使用美国PLS-Pole软件进行钢管杆MC52A建模,进行互相校验分析。(3)钢管杆真型塔试验500kV输电线路杆塔结构采用钢管杆形式在国内外十分少见,该钢管杆MC52A的设计高度及挂点荷载均很大,主管、横担及工字形节点规格均十分巨大；同时为了验证钢管结构的可靠性及设计的合理性,对钢管杆MC52A开展了真型塔试验,试验共包括11个荷载工况,真型试验同时还测定了典型部位钢管杆的承载力-变形特性、应变发展特性。真型塔试验验证：钢管杆MC52A具有良好的结构性能；钢管杆MC52A的试验位移满足变形要求,应变测试结果验证主管、横担及工字形节点均满足强度要求,即试验验证试验塔的强度和刚度均符合设计要求,且有一定的安全储备。根据钢管杆MC52A真型塔试验和模拟分析结果,分析了插接节点处主管、新型工字形节点的受力及变形特性,提出相应的设计建议。另外,基于试验结果与理论分析结果的对比分析可知,两者吻合较好,塔顶位移也满足技术文件所规定的要求。最后,对本文的研究工作进行归纳和总结,本文提出的钢管杆及其插接节点、横担及新型横担-工字形节点设计方法合理可靠,可为实际工程提供参考；同时,给出了今后有待进一步解决的研究课题。