摘要：关于铁塔结构杆件内力，从材料力学可以得知，刚架模型中的梁单元可以承受弯矩，而桁架只能承受轴向力，它们之间有本质的区别。不过从铁塔正面的两种不同简化模型的分析结果来看，考虑了轴向力、弯矩及剪力的刚架模型计算所得到的杆件应力，与只考虑轴向力的桁架模型计算得到的杆件应力相对误差不是很大。
　　关键词：铁塔加工；刚架模型；桁架模型；弯矩；剪力；刚度；空间稳定性；
　　
　　1引言
　　随着我国经济建设的蓬勃发展，电力工业作为我国的一项基本工业，其发展速度的快慢直接影响制约着其它工业的发展。高压架空线路是构成电力系统必不可少的重要组成部分，是电力系统中电能传输交换调节和分配的主要环节，通过高压架空线路可以进行电力系统间的联网，提高系统的安全性、可靠性以及稳定性，使各种能源能够得到充分利用。
　　2桁架和刚架模型
　　现代铁塔设计规范要求将铁塔作为桁架模型进行分析计算，但考虑到铁塔结构中主材的连续性，因此它仍有一定的刚性，该刚度对铁塔结构受力是否有影响？本文虽然将铁塔模型视为桁梁混合模型进行分析计算，但是将铁塔视为桁架和刚架模型到底有什么样的区别？就目前的资料看，这一问题到目前为止仍没有得到完满的回答。本文采用有限元方法对此问题进行研究。
　　为简单起见，本文仅研究铁塔前后面的变形和受力特点，依据铁塔设计规范的要求，在此情况下可以将铁塔简化成平面结构进行分析是完全可以满足工程要求的。本文应用有限元法分析计算平面结构的变形与受力问题，编制平面铁塔结构计算软件，选择典型的铁塔结构，将其分别简化成桁架模型和刚架模型，应用有限元方法进行计算，并对两种简化模型的计算结果进行分析比较，了解铁塔结构的受力特点，对铁塔分析模型的完善提出建议。
　　3工程算例
　　以29.7米高的直线型猫头铁塔为例，如图2-a所示，现就铁塔正面的受力问题进行分析讨论。首先，将其简化成平面结构，并分别采用桁架模型和刚架模型进行分析计算。分析计算过程中的载荷为：最大风速运行情况、覆冰运行情况和边导线双倍起吊情况。三种情况下的载荷受力大小如图1所示：
　　关于铁塔结构的变形，图2 -b、 c 、d代表的是三种载荷情况下两种模型的变形图，由于两种简化模型的位移结果基本上一致，因此，从图中无法表示出它们之间的差别。三种载荷作用下，两种计算模型的变形完全重合。在三种载荷工况下，桁架模型和刚架模型的最大位移相对误差不超过0.66%，对工况3桁架模型的最大位移比刚架模型大0.66%，这说明将平面铁塔简化成桁架模型或刚架模型，在相同载荷作用的情况下两者的变形相对误差很小。因此，在计算铁塔实际变形时将其简化成桁架模型或者刚架模型均可以。一般来说，由于桁架模型的节点位移数目少，将铁塔简化成桁架模型可以简化分析过程，提高计算分析的效率，所以，工程应用中都将铁塔简化为空间桁架模型。
　　4结语
　　通过上述理论分析及实例所得结果可以得出：在对铁塔进行结构强度分析时，可以将其转化成桁架或刚架模型对其进行变形及应力计算，两种模型所得结果相对误差不是很大（节点位移基本没有差别，计算得到的杆件最大应力相对差值在10%左右）。上述分析计算过程中，并没有考虑铁塔垂直载荷的非线性P-△效应，也没有涉及铁塔的动态特征，铁塔杆件的弯曲作用对它们的影响情况还有待进一步研究。
　　参考文献：
　　[1] 梁波徐,建良. 架空输电铁塔动力风响应的数值模拟[J].同济大学学报,2002,30(5): 583-587
　　[2] 黄东惠. 电力线路结构[M]. 北京:水利电力出版社,1995 5-33
　　[3] 王璋奇. 输电线路杆塔设计中的几个问题[J]. 电力建设,2002,23(1): 19-21
　　[4] 杨万里,龙小乐,鲍务军. 输电杆塔的结构设计分析[J]. 武汉水利电力大学学报,1999,21(1): 58-64
　　作者简介：赫玉华（1978-），男，汉族，宁夏中卫人，2001年毕业于宁夏大学机械自动化专业，助理工程师，现主要从事输电铁塔制造等方面的工作。