目錄附件一雙柱組合耐張塔TANS程序計算文件附件二雙柱組合耐張塔成果圖紙12小組概況3456789現狀調查設定目標分析原因確定要因分析原因制定對策實施對策檢查效果1011鞏固措施總結回顧和今后打算選題理由1、小組概況1、注冊登記小組名稱輸電線路QC小組課題名稱降低500KVSJC2雙回路耐張塔造價所屬部門線路部輔導員何英注冊編號201302課題編號2013K02組類型攻關型成立日期2013年1月2、小組成員序號姓名性別年齡文化程度職務職稱單位組內分工1王苗苗女28碩士組長工程師設計院組織活動，推進實施，成果總結，活動記錄等。2張先俊男50本科副組長教高設計院3殷黎明男27碩士組員助工設計院4郭詠華男38本科組員高工設計院5張建明男29碩士組員工程師設計院參與方案研討，現狀調查，對策制定以及對策實施等。6魏沖男36本科組員工程師設計院7鄧錦輝男34本科組員工程師設計院8潘少成男36本科組員工程師設計院審定方案和對策，組織協調，對策實施以及結果檢查等。9郭杰男35碩士組員工程師設計院10屈訟昭男26碩士組員助工設計院參與方案研討，現狀調查，對策制定及實施，以及活動記錄等。備注小組成員共有10人，平均年齡339歲，其中，教高1人，高工1人，工程師6人，助工2人，文化程度均為大學本科及以上。3、小組活動情況活動時間20131201311活動次數11接受QC教育時間35小時出勤率97以上4、小組歷年成果5、QC小組活動程序我們小組工作方法采用PDCA循環模式。這種工作模式科學、嚴謹，適合我們小組的課題目標。1、PDCA工作模式2、為使本次QC活動有計劃、有步驟、有目的進行，小組制定了活動計劃進度表表11QC小組活動計劃進度表階段內容20131月20132月20133月20134月20135月20136月20137月20138月20139月201310月201311月選擇課題問題癥結確定目標分析原因確定要因P制定對策D實施對策C效果檢查鞏固措施A總結回顧今后打算注計劃進度實際進度課題（2002）“減少500KV單回路轉角塔鋼材用量”（全國工程建設優秀QC小組）課題（2008）“減少500KV雙回路直線塔鋼材用量”（河南省和中國水電質協優秀QC小組）課題（2010）“降低500KVSJC1雙回路轉角塔造價”（全國優秀QC小組）P（PLAN）計劃，包括方針和目標的確定及活動計劃的制定。D（DO）執行，就是具體運作，實現計劃中的內容。C（CHECK）檢查，就是要總結執行計劃的結果，分清哪些對了，哪些錯了，明確效果，找出問題。A（ACT）處理或行動。二、選題理由三、現狀調查我們輸電線路QC小組針對本次課題，對雙回路耐張塔造價，通過調閱檔案、向外院借資等方法，進行以下兩個方面的現狀調查。調查人員殷黎明調查時間20131072013111調查內容通過查閱我院近年設計的4個500KV輸電線路工程資料，分析500KVSJC2雙回路耐張塔造價情況。表31我院設計500KVSJC2雙回路耐張塔造價表A貫徹我院“雙開拓、雙鞏固”的方針，我院對線路部提出了提高輸電線路工程中標率，創造更大的經濟效益的要求。B我院技經專業統計祥符莊周500KV線路工程結果顯示，我院設計的500KV雙回路耐張塔的造價比同時期國內先進水平高10左右。降低500KVSJC2雙回路耐張塔造價院對本部要求目前存在問題現狀調查一我院設計的500KVSJC2雙回路耐張塔造價情況輸電塔造價材料費運輸費安裝費（材料運輸）輸電用鋼量量安裝構件數量工程名稱塔型呼高/M用鋼量/KG材料/萬元運輸/萬元安裝/萬元總造價/萬元217533417017456748822124811783756148883488832785087579265178439286SJC23090189584015429239866濟源牡丹500KV線路工程平均值82947357726255007583790642158248251252617246112461689454272827376446276528875743303756796SJC2306863276036312837178祥符莊周500KV線路工程平均值634647555827528957602566325214264560396626043646622446469204321281475507727496732946193005085427SJC230515817947973125275636鶴壁電廠安陽接安陽西變500KV線路工程平均值475924744257528825486552005214424671411526745248342448571174517294497530827516773048063125295647SJC230535815449833235485854華豫電廠信陽變500KV線路工程平均值49519184605252995065541075平均值6088094558534464756577所占比例8495299100備注材料費在輸電鐵塔總造價中占的比重遠遠比運輸、安裝所占的比重大。材料費用占500KVSJC2雙回路耐張塔造價的849。材料造價高是造成500KVSJC2雙回路耐張塔造價高的主要原因。500KVSJC2雙回路耐張塔用鋼量大，是導致材料造價高的主要原因。問題癥結造價類型材料運輸安裝造價/萬元55853446475累計造價/萬元558559296577所占比例8495299累計比例849901100表32SJC2造價調查匯總表調查人員王苗苗調查時間20131262013128調查內容1、從現狀調查一表31中可以看出，我院設計的4個500KV輸電線路工程中SJC2雙回路耐張塔的鋼材用量在4759247KG8294735KG之間，平均用量在6088094KG左右；總造價在52005萬元9064萬元之間，平均總造價在6577萬元左右；2、小組成員王苗苗通過查閱中國電建等雜志與文獻中關于500KVSJC2雙回路耐張塔用鋼量的論文，對比我院設計的500KVSJC2雙回路耐張塔用鋼量，與目前國內先進水平用鋼量數據，分析結果如表33所示。表33我院設計500KVSJC2雙回路耐張塔用鋼量調查表塔型呼高/M我院輸電塔用鋼量/KG國內先進水平用鋼量/KG我院輸電塔偏重/KG215511874788487233924594770519810746902762931755798071337SJC23065996458782472140平均值60880955361155726265現狀調查二我院設計的500KVSJC2雙回路耐張塔用鋼量調查500KVSJC2雙回路耐張塔用鋼量大，導致材料造價高，是造成500KVSJC2雙回路耐張塔總造價偏高的問題癥結。結論一我院設計的500KVSJC2雙回路耐張塔用鋼量比國內先進水平約重7300KG。結論二四、設定目標1、目標值從上述關于我院設計的500KVSJC2雙回路耐張塔造價，以及500KVSJC2雙回路耐張塔用鋼量現狀的調查，分別從輸電鐵塔用鋼量和造價兩方面進行目標設定2、目標值計算1用鋼量由表33可以看出，我院設計的500KVSJC2雙回路耐張塔平均用鋼量比國內先進水平重約73噸，經過討論，我們小組擬定本次活動的目標為降低用鋼量73噸，減少比例120；降低500KVSJC2雙回路耐張塔造價6789萬元，減少比例103。2目標計算A用鋼量73/6088（平均用鋼量）120；B造價6789/6577（平均總造價）103。5、分析原因輸電線路QC小組成員，分別從“人員”、“軟件”、“設計”、“材料”、“資料”等5個方面，進行500KVSJC2雙回路耐張塔用鋼量大的原因分析，編制如下因果分析樹圖用鋼量減少500KVSJC2雙回路耐張塔用鋼量73噸，降低比例120。造價降低500KVSJC2雙回路耐張塔造價6789萬元，減少比例103。用鋼量大是造成500KVSJC2雙回路耐張塔造價高的主要原因。降低73噸，比例120降低6789萬元，比例1036、確定要因小組成員對上述因果分析樹圖中所示造成500KVSJC2雙回路耐張塔用鋼量大的8個末端原因進行逐條分析討論，制成如下要因確認表，明確了確認內容、確認方法以500KVSJC2雙回路耐張塔用鋼量大人員軟件設計材料資料優化設計理論掌握少設計人員設計經驗指數偏低結構專業技能學習不足設計人員同類工程設計經驗不足設計軟件功能不夠完善設計軟件缺少一些計算模塊設計軟件荷載計算不夠優化軟件荷載加載方式不夠優化設計方案不夠優化塔型選擇較為單一桿件結構裕度偏大塔型選擇不能滿足最低用鋼量要求桿件未達到最佳受力狀態鐵塔主材用鋼量大鐵塔主材規格大塔身主材強度低可借鑒的優化資料少我院現有參考資料不足及驗證標準。表61要因確認計劃表序號末端原因確認方法確認內容確認標準負責人完成時間1結構專業技能學習不足統計分析線路部培訓考核成績及格率線路部專業培訓考核及格率95。郭詠華201321520132202設計人員同類工程設計經驗不足統計調查設計人員參與設計工程量及工作年限至少有完成2個耐張塔設計經驗及工作年限在3年以上。王苗苗殷黎明201321820132253設計軟件缺少一些計算模塊調查分析現有計算手段進行鐵塔設計時間現有軟件計算鐵塔時間5小時。屈訟昭郭詠華201322520133034軟件荷載加載方式不夠優化計算分析計算軟件計算荷載形式對用鋼量的影響軟件計算荷載添加形式對塔用鋼量的影響3。屈訟昭郭詠華201330520133205塔型選擇不能滿足最低用鋼量要求計算分析單塔型式對用鋼量及造價的影響選用合理塔型減輕用鋼量5。郭詠華張先俊張建明郭杰201330520133156桿件未達到最佳受力狀態調查分析塔身結構布置對受力分析塔身桿件受力裕度37。鄧錦輝郭杰201331020133207塔身主材強度低調查分析鐵塔主材強度對用鋼量及造價的影響選用鐵塔主材能夠達到最優造價水平。鄧錦輝郭詠華王苗苗201331020133258我院現有參考資料不足統計分析現有結構專業資料覆蓋率我院結構專業參考資料覆蓋率達85。殷黎明王苗苗郭詠華20133152013325末端原因一結構專業技能學習不足要因確認標準線路部培訓考核合格率95以上。2013年2月20日，輸電線路QC小組在迪森8樓會議室進行了培訓考核。參與本次結構專業技能培訓的成員有郭詠華、鄧錦輝、張建明、王苗苗、殷黎明、屈訟昭、郭杰；考核內容包括輸電線路鐵塔設計規定、自立式鐵塔計算軟件TTA、500KV輸電線路設計、角鋼塔的應用、鐵塔結構優化設計、鐵塔高強鋼的應用、輸電鐵塔造價分析等方面的內容。考核成績如圖61所示。末端原因二設計人員同類工程設計經驗不足要因確認標準至少有完成2個耐張塔設計經驗及工作年限在3年及以上。統計輸電線路QC小組結構專業成員參與雙回路耐張塔設計情況，列表如下表62設計人員參與鐵塔設計統計表姓名工程項目名稱個數工作年限浙北浙中浙南福州1000KV交流線路工程SJC271011計算王苗苗國網輸電線路通用設計2F11SJC2計算24張建明淮南皖南浙北滬西1000KV交流線路工程SKC301計算25輸電線路QC小組全體成員經過7次專業知識培訓，7名小組成員全部達到了合格線80分以上，合格率達100。結構專業技能學習不足不是要因輸電線路QC小組成員均有完成2個以上耐張塔設計的經驗，都有3年以上工作經驗，全面掌握雙回路耐張塔的設計知識與技能。設計人員同類工程設計經驗不足不是要因80分以上為考試合格浙北浙中浙南福州1000KV交流線路工程SZJC27101計算浙北浙中浙南福州1000KV交流線路工程SJC271016計算郭杰靈州紹興800直流線路工程Z27101計算210浙北浙中浙南福州1000KV交流線路工程SJC271013計算郭詠華淮南皖南浙北滬西1000KV交流線路工程SZC307計算217浙北浙中浙南福州1000KV交流線路工程SJC271013計算淮南皖南浙北滬西1000KV交流線路工程FJ1計算鄧錦輝浙北浙中浙南福州1000KV交流線路工程SJC271015計算310末端原因三設計軟件功能不夠完善要因確認標準現有軟件計算鐵塔時間5小時。目前我院常用的鐵塔設計軟件主要有自立式鐵塔內力分析軟件TTA及鐵塔制圖軟件STW。自力式鐵塔內力分析軟件一般計算占鐵塔總構件數量5070左右的受力材，不能計算占總構件數量3050的輔助材；現行鐵塔制圖軟件不能計算制圖控制尺寸。隨機抽取結構專業5名設計人員，統計以往他們進行手算輔助材及鐵塔控制尺寸計算的時間，如表63所示表63結構人員手算時間統計表人員輔助材計算（小時）控制尺寸計算（小時）累計（小時）王經運7253161張忠新6554119趙金麗7057127聶旭初7450124杜娜6852120平均值7053123圖62鐵塔輔助材計算程序流程鐵塔輔助材計算程序及制圖控制尺寸計算程序，使得鐵塔設計多方案的優化比選成為可能。設計軟件缺少一些計算模塊不是要因手算一種鐵塔的結構布置需要大量的時間和精力，而鐵塔的優化設計需要多方案的優化比選。為了解決這一問題，我們科室在小組活動中編制了鐵塔輔助材計算程序及制圖控制尺寸計算程序，大幅提高了鐵塔的優化設計效率。末端原因四軟件荷載加載方式不夠優化要因確認標準軟件計算荷載添加形式對塔用鋼量的影響3。我們QC小組成員屈訟昭在自立式鐵塔計算軟件TTA的基礎上，自主編制了輸電鐵塔計算程序TANS，修正了原有TTA的荷載添加形式，使軟件在進行輸電鐵塔各工況計算時，更能符合實際情況。比較兩種程序計算SJC2的用鋼量如表64所示。表64計算結果對比表用鋼量/KG塔型呼高/MTTATANS減少重量/KG215629625358472711524607874579422284522765059461932331271SJC23068081565129129524平均值6346476255635596473末端原因五塔型選擇不能滿足最低用鋼量要求要因確認標準選用合理塔型減輕用鋼量5。小組成員針對耐張塔的特點，通過多方案優化比選，對傘形塔、雙柱組合耐張塔、三柱組合耐張塔進行了分析計算，可知雙柱組合耐張塔通過分塔掛線、取消導線橫擔、優化跳線布置方案等手段，有效降低了塔高，減小了塔身尺寸，改善了鐵塔受力條件，減小了導、地線縱向荷載對塔身的扭矩，提高了鐵塔的抗冰、抗風和抗震性能，從而達到降低用鋼量，節約工程投資的目的。從左柱狀圖可以看出，采用雙柱組合耐張塔代替鼓形/傘型耐張塔，同呼高情況下，可以有效減輕用鋼量1915429391KG，用鋼量減輕約45。塔型選擇不能滿足最低用鋼量要求是要因對比分析上表用鋼量計算結果，可以得出，TANS計算的用鋼量比TTA減輕1747530885KG，下降比例為35。軟件荷載加載方式不夠優化是要因末端原因六塔身結構桿件未達到最佳受力狀態要因確認標準塔身桿件受力裕度37。我們在2010年的QC小組活動中，通過優化橫擔尺寸、優化主材分段、優化斜材坡度、優化輔助材布置、優化塔身開口、坡度，以及優化連接節點構造等措施，對塔身結構進行優化布置，使結構能夠達到最佳受力狀態，桿件裕度控制在37，降低了雙回路耐張塔用鋼量，降低了輸電鐵塔造價。末端原因七塔身主材強度低要因確認標準選用鐵塔主材能夠達到最優造價水平。小組成員郭杰針對500KV雙回路耐張塔，將原有的Q420角鋼替換為Q690鋼管，按照Q420角鋼價格每噸7000元，Q690鋼管價格每噸9000元計算，對比分析兩種鋼材情況下的用鋼量及造價。我們小組在2010年的QC小組活動中，采用合理的結構布置，有效的減輕了用鋼量，成功應用在工程中，明顯的降低了雙回路耐張塔的造價。塔身結構桿件未達到最佳受力狀態不是要因末端原因八我院現有參考資料不足要因確認標準我院結構專業參考資料覆蓋率達85以上。小組成員張建明調查了我院現有線路結構專業資料情況，歸納如表65所示。表65我院線路結構專業資料情況調查表名稱我院現有種類現有資料涵蓋面我院夠買種類向外院收資種類采取措施后資料涵蓋面1輸電線路設計規定101732252輸電線路鐵塔計算81322203輸電鐵塔結構優化71112154角鋼截面輸電鐵塔設計7721105鋼管桿塔設計552186高強鋼的應用研究341167新材料，新技術、新工藝在輸電鐵塔中的應用321148其他511129我院暫無總計3240/1010我院持有總計4860131190通過比較可知，由于高強鋼價格較貴，雖然主材采用高強度鋼管能夠有效降低塔重，但考慮價格因素，主材采用更高強度等級鋼材并不能有效降低造價。塔身主材強度低不是要因怎么辦要因確定綜上所述，導致500KVSJC2雙回路耐張塔用鋼量大的主要原因有7、制定對策通過前述，在綜合分析造成雙回路耐張塔用鋼量大的主要原因之后，針對要因，制定了相應的對策。1、軟件荷載加載方式不夠優化；2、塔型選擇不能滿足最低用鋼量要求。3、使用現有的自立式鐵塔計算軟件TTA。自力式鐵塔內力分析軟件，分段計算桿件風荷載及自重時存在多統計及漏統計現象，且單元類型單一。方案一不選用使用我院自主研發的鐵塔設計計算軟件TANS。改進后的鐵塔設計計算軟件，更加靈活計算空間任意風壓分段對應風荷載和自重荷載，能夠計算桿單元、梁單元及桿、梁混合單元。A軟件荷載加載方式不夠優化經過購買和向外院借取資料后，我院參考資料專業知識涵蓋面由原來的60增加到90，完全能夠滿足結構設計人員各方面的需求。我院現有的參考資料不足不是要因補充參考資料前補充參考資料后表71對策制定表序號要因對策WHAT目標WHY措施HOW負責人WHO地點WHERE時間WHEN1軟件荷載加載方式不夠優化選擇荷載加載方式合理的軟件減輕用鋼量24噸。1優化鐵塔荷載添加方式；2軟件培訓。郭詠華屈訟昭設計院20133254052塔型選擇不能滿足最低用鋼量要求選用能滿足最低用鋼量要求的塔型降低用鋼量49噸。1）改變跳線布置方式（水平布置跳線和跳線串）；3分塔掛線；4取消橫擔。郭詠華王苗苗殷黎明郭杰設計院20133254058、實施對策我們QC小組成員，在明確了對策、目標以及要進行的措施之后，根據自己的分工，方案二選用選用鼓形/傘型雙回路耐張塔鼓形/傘型耐張塔在跳線設計、塔高、用鋼量、靈活性與安全性等方面存在諸多不足。方案一不選用B塔型選擇不能滿足最低用鋼量要求選用雙柱組合耐張塔雙柱組合耐張塔通過改變跳線布置方式、分塔掛線、取消橫擔等方案，很好的減輕用鋼量。方案二選用選用三柱組合耐張塔同等級、等呼高情況下，三柱組合耐張塔的用鋼量比雙柱組合耐張塔大，且施工較為復雜。方案三不選用在規定的時間內，很好的落實了每項措施，收到了良好的效果。對策目標減輕用鋼量24噸。實施依據架空輸電線路桿塔結構設計技術規定（DL/T51542012，以及雙回路耐張塔結構的受力特點。實施詳情1根據我院設計的雙回路耐張塔實際情況，結合“平頂山白河500KV線路工程”項目中500KVSJC2雙回路耐張塔的使用情況，小組成員討論分析輸電線路鐵塔桿件的傳力路徑，及其受力形式，總結其受力規律；2小組成員郭杰等經過討論，決定采用自立式鐵塔內力分析軟件TTA程序。我院在使用TTA計算軟件的過程中，發現TTA在輸電線路鐵塔導地線掛線點荷載添加方面，存在一定的不足；同時舊版本的TTA已經不能很好的適應最新版的架空輸電線路桿塔結構設計技術規定（DL/T51542012）的技術要求。3我們線路部QC小組成員屈訟昭，在TTA的基礎上，自主編制了輸電鐵塔結構計算程序TANS。經過小組成員的一致討論，決定使用TANS對SJC2雙回路耐張塔進行內力計算，并與TTA計算結果，進行相應的比較。由于國內輸電線路鐵塔計算軟件TTA存在計算精度欠佳、計算效率偏低、計算單元類型單一、風荷載自動計算常發生錯誤、不支持國外規范等缺陷，特別是在使用TTA計算鐵塔時，風荷載的添加方式，導致計算結果不理想，給輸電線路鐵塔設計計算工作造成一定的影響。我們線路部QC小組成員屈訟昭，自主編制的輸電鐵塔結構計算程序TANS，除擁有TTA塔身風壓計算功能外，增加了“全節點”計算模式，可以更加靈活計算空間任意風壓分段對應風荷載和自重荷載；并且，TANS程序統計每段擋風面桿件以及每段包含桿件自重時，嚴格按照體、面精確統計，并智能剔除重復統計桿件信息。TANS程序的風荷載添加方式如圖81所示。實施對策一選擇荷載加載方式合理的軟件措施1優化鐵塔荷載添加方式圖81TANS程序的風荷載添加方式我們線路部QC小組于2013年4月13日19日進行了為期一周的軟件培訓。QC小組全部成員參加了本次培訓，培訓效果良好。主要的培訓內容有軟件主要功能、計算方法、計算模型、特殊梁單元、有限元計算、軟件支持規范、軟件測試等方面的內容。1軟件主要功能自動生成每基塔對應的ANSYS、SAP2000全荷載工況數據接口文件；自動繪制鐵塔司令圖、鐵塔三維圖；自動輸出計算書、材料規格統計表；空間梁、桿單元線彈性有限元計算，計算節點位移、應變、應力；內力分析，計算桿單元軸力，梁單元軸力、剪力、彎矩，支座反力；自動選材，根據計算得出的梁、桿內力，程序自動選取滿足規范要求的最小桿件。2計算模型線彈性空間梁、桿問題；空間桿單元模擬角鋼；空間梁單元或桿單元模擬鋼管；鋼材視為彈性勻質材料，采用線彈性本構關系。3特殊梁單元TANS程序采用自由度釋放的概念，根據桿件兩端的聯結情況對單元剛度矩陣和右端項荷載列陣做處理。自由度釋放在有限元分析理論中又稱為自由度凝聚。這種方法不必增加任何節點，也不需要推導專門的單元剛度矩陣，程序化處理很方便。J端自由度釋放的空間梁單元剛度矩陣為措施2軟件培訓4有限元計算有限元計算過程如圖82所示。圖82TANS程序有限元計算過程5軟件支持規范TANS程序支持的規范包括國內規范和國外規范。國內規范架空送電線路桿塔結構設計技術規定（DL/T51542002）架空輸電線路桿塔結構設計技術規定（DL/T51542012）鋼結構設計規范GB500172003國外規范“DESIGNOFLATTICEDSTEELTRANSMISSIONSTRUCTURES”ASCE101997“GUIDELINESFORELECTRICALTRANSMISSIONLINESTRUCTURALLOADING”（ASCE742010）6、軟件測試與TTA不同，TANS程序在迭代選材過程中，針對輪換過程中的每基塔都進行一次風壓計算。在此前提下，TANS程序的計算效率仍然高于TTA，荷載工況數越大、腿輪換次數越多體現越明顯。實施效果小組成員屈訟昭、郭杰、殷黎明等統計了雙回路耐張塔SJC2分別使用TTA和TANS程序的用鋼量變化情況，列表如下表81TTA和TANS計算SJC2用鋼量對比表用鋼量/KG塔型呼高/MTTATANS減少重量/KG減少比例215629625358472711548246078745794222845246276505946193233127148SJC2306808156512912952443平均值625563559647329090546目標檢查從左圖可以看出，采用我院自主研發的TANS程序計算的鐵塔，比同呼高下TTA計算的用鋼量降低量為2731噸，降低比例為4348。說明TANS對荷載優化效果比較明顯。目標完成情況非常好對策實施效果非常好目標活動后用鋼量減輕24噸。結果用鋼量減輕了29噸，減少了46實施對策二選用能滿足最低用鋼量要求的塔型對策目標降低用鋼量49噸。實施依據普通耐張塔在塔高、用鋼量、根開、結構斷面以及經濟性等方面的局限性和雙柱組合耐張塔的優越性。雙柱組合耐張塔的優越性雙柱組合耐張塔以改變跳線布置方式、分塔掛線、取消橫擔等手段，成功解決了普通傘型耐張塔在跳線設計、塔高、用鋼量、靈活性與安全性等方面的諸多不足，在提高工程綜合經濟效益、提高靈活性、增加安全可靠度等方面效果顯著。實施詳情我院在“皖電東送”特高壓工程項目中的經驗，結合中國電科院在北京良鄉鐵塔試驗場進行的雙柱組合耐張塔軟跳線真型試驗，結果表明雙柱組合耐張塔軟跳線系統能很好地滿足工程的需要；試驗塔型如圖83所示；我院自行設計的平頂山至白河500KV同塔雙回線路，如圖84所示。圖83試驗塔圖84“平白線”雙柱組合耐張塔雙柱組合耐張塔兩個回路的三相導線分別垂直布置在兩個塔的塔身上，轉角外側塔的跳線串引至轉角內側塔的跳線支架。通過改變導線掛點和跳線布置方式，從而取消橫擔，有效控制跳線弧垂及對地和對塔身其他接地部分的間隙。取消鐵塔橫擔不但減小了導地線對鐵塔的扭矩和彎矩，也降低了鐵塔自身的荷載，極好地改善了鐵塔的受力狀況。小組成員在認真分析雙回路耐張塔結構特點的基礎上，提出兩回線路分掛在相互獨立的兩個雙柱塔身上，同時不改變導地線間以及導線相間的相對關系。在相導線上下垂直布置、導地線間相對水平偏移、地線對導線的保護角等方面與相鄰直線塔一致。分塔掛線，相當于將原來的塔身荷載一分為二，分別施加在兩個耐張塔上。在保證輸電鐵塔受力合理的前提下，選取合理的塔身桿件材料，可以有效的減輕用鋼量，同時降低輸電鐵塔造價。A活動前塔型B活動后塔型圖85活動前后導線掛點示意圖措施1分塔掛線隨著電壓等級的升高，要求的電氣間隙越來越大，塔頭尺寸也越來越大，對施工和運行維護也造成了一定的影響。減少跳線弧垂及其風偏偏移值是縮小耐張塔尺寸的有效方法，而跳線弧垂及偏移主要決定于采用的跳線或固定跳線的方式。小組成員在傳統的雙回路耐張塔基礎上，深入分析雙回路耐張塔掛線特點，以及塔身桿件受力特性，結合我院雙回路耐張塔設計經驗，跳線布置方式改垂直布置為水平布置。采用水平布置跳線和跳線串。從而，跳線不再是耐張塔最低呼稱高度和導線層間距的制約因素。我院自行設計的平頂山至白河500KV線路中使用的雙柱組合耐張塔在轉角內外側分別采用了鋁管式剛性跳線以及普通軟跳線，如圖86所示。圖86平白線雙柱組合耐張塔轉角內外側分別采用了鋁管式剛性跳線以及普通軟跳線對于雙柱組合耐張塔，無論是有關聯塔型還是無關聯塔型，其跳線均為水平方向布置。1雙柱組合耐張塔通過分塔掛線，將原來施加在一個塔位上的荷載一分為二，施加在兩個塔位上，降低了輸電鐵塔的承載力；2由于荷載的降低，鐵塔桿件受力減小，選用小規格鋼材即可滿足要求，可以有效的降低輸電鐵塔的鋼材用量，達到降低造價的目的。實施效果傘形/鼓型塔雙回導線共塔設計，荷載大，單塔根開大。雙柱組合耐張塔雙回導線分塔掛線，單塔荷載小，根開小，便于塔位選擇和基礎選型。措施2改變跳線布置方式圖871有關聯塔跳線布置方式圖872無關聯塔跳線布置方式我院委托中國電科院在北京良鄉鐵塔試驗場順利完成了雙柱組合耐張塔軟跳線真型試驗。如圖881、882所示。試驗包括雙柱組合耐張塔耐張串安裝、跳線串安裝、張力測試、電氣間隙測試等。試驗結果與理論計算基本一致，表明軟跳線系統能很好地滿足工程需要。有關聯雙柱組合耐張塔有關聯時的跳線可使用軟跳線，此時，借助另一主塔連接跳線，通過耐張串和跳線串實現水平三點固定，穩定性好。圖881跳線串圖882組裝后成型照片對于無關聯單柱塔，加裝跳線橫擔牽拉、支撐水平跳線，與干字型單回路耐張塔中相跳線的跳接形式一樣，硬跳線的長度設計與跳線及串的風偏、跳線撓度、線路轉角等有關，同時還要考慮施工及運行的方便性。經計算，跳線橫擔順線路方向的支架長度宜取為8M，硬跳線長度依據線路轉角情況取9M16M。圖89為雙柱塔在40轉角時各相的風偏俯視圖和正視圖，其跳線支架長度取8M時，硬跳線長度需要16M。圖89兩柱組合耐張塔內角側硬跳線結構尺寸無關聯雙柱組合耐張塔對于無關聯塔，可增加跳線橫擔牽拉、支撐跳線，跳線橫擔布置在導線耐張掛點上方，并盡量讓跳線串的導線掛點和耐張串掛點大致等高，形成水平跳接方式。1雙柱組合耐張塔通過改變跳線布置方式，改垂直布置為水平布置，鐵塔最低呼高由24M降至21M；2與硬跳線相比，使用軟跳線的有關聯雙柱組合耐張塔，在同呼高下，可以減輕用鋼量約23，有效的降低雙回路耐張塔造價。實施效果通過技術經濟比較，與用硬跳線的無關聯雙柱組合耐張塔相比，相同呼高情況下，有關聯的雙柱組合耐張塔減少塔重約23。綜上所述，本次QC小組活動中雙柱組合耐張塔推薦采用轉角外側使用軟跳線的有關聯雙柱耐張塔。普通耐張塔由于鐵塔高度高、導地線橫擔長，由導、地線引起的彎矩、扭矩隨高度和橫擔長度增加成倍甚至成指數增長，桿塔自身的風振系數也成指數性增長，需要使用雙組合甚至四組合角鋼（大規格角鋼）或鋼管塔才能滿足荷載要求。雙柱組合耐張塔型式如圖810所示。A活動前塔型B活動后塔型圖810活動前后耐張塔示意圖A雙柱組合耐張塔取消導、地線橫擔之后，將導、地線直接掛在塔身上，改善了鐵塔的受力狀況；B取消導、地線橫擔，簡化了塔身結構，明顯減輕了用鋼量，達到降低造價的目標。實施效果導線橫擔跳線橫擔導線掛塔身，取消導線橫擔。地線橫擔地線掛塔身，取消地線橫擔雙柱組合耐張塔取消導線橫擔后，導線縱向荷載對塔身的扭矩大為減小，顯著提高了鐵塔的抗扭性能，同時避免了頭重腳輕，動力性能優良，其抗冰、抗風、抗舞和抗震性能明顯優于傘型耐張塔，安全性能提高，運行維護費用減少，符合全壽命周期設計理念。措施3取消橫擔實施效果小組成員統計了采用雙柱組合耐張塔代替傳統的傘型或鼓形耐張塔后，用鋼量的變化情況，列表如下表82實施對策二用鋼量變化表用鋼量/KG塔型呼高/M普通耐張塔雙柱組合耐張塔減少重量/KG減少比例21535847478848569991062457942251981059612102276193235579806134399SJC2306512915878246346797平均值5964732553611556035525101目標檢查九、檢查效果1、雙柱組合耐張塔使用效果檢查我們小組成員分別統計了使用雙柱組合耐張塔代替傳統的鼓形/傘型耐張塔后的各目標完成情況非常好對策實施效果非常好目標活動后用鋼量減輕49噸結果用鋼量減輕了603噸，減少了101TANS計算的用鋼量從左圖可以看出，與普通耐張塔相比，同呼高情況下，雙柱組合耐張塔可以減輕用鋼量5763噸，減輕比例為97106。說明，雙柱組合耐張塔能夠明顯的減輕用鋼量，降低造價。級別鋼材用量的使用情況，并且根據目前各級別鋼材的市場價格，進行相應的造價計算，并對兩種塔型使用情況的用鋼量和造價進行對比，列表如下表91雙柱組合耐張塔和普通耐張塔造價對比表活動前對策一節省對策二節省總計節省活動后塔型呼高米塔重噸成本萬元塔重噸成本萬元塔重噸成本萬元塔重噸成本萬元塔重噸成本萬元215630523627125257053084178247884453246079565328526559655488181951984834276506605131329161357092686155805189SJC2306808633229527563559093086558785467平均值6256581829127160456189483253614986降低比例464697971431432、直接經濟效益我們QC小組活動后，將小組的成果，特別是雙柱組合耐張塔，已經在我院設計的“平頂山白河500KV線路工程”中成功運用，全線282基，共采用雙柱組合耐張塔4基，占全部塔量的14。與傳統的鼓形/傘型耐張塔相比，共計節省鋼材2623噸，降低造價245萬元。我們小組成員統計了“平頂山白河500KV線路工程”中雙柱組合耐張塔的使用情況，列表如下表92“平白線”中雙柱組合耐張塔匯總表雙柱組合耐張塔普通耐張塔減少量減少比例（）塔基名稱用鋼量/KG成本/萬用鋼量/KG成本/萬用鋼量/KG成本/萬用鋼量/KG成本/萬降低894噸降低832萬元降低塔重目標完成情況非常好降低造價目標完成情況非常好151981048357942053959610561031039253020649359680355060802571021036352160748558521454763607591071079451500847959332654478318731331342總計2086631194023547632180262337245備注從表中可以看出，“平白線”中采用雙柱組合耐張塔，明顯的降低了用鋼量，降低了造價成本，收到了良好的經濟效益。通過分析表92中所示“平頂山白河500KV線路工程”中雙柱組合耐張塔的使用情況，可以看出，采用雙柱組合耐張塔，與傳統的鼓形/傘型耐張塔相比，可以大幅度的減輕用鋼量，節省鋼材用量，達到明顯降低鐵塔造價的目的。由于塔重降低，無形中降低了鐵塔的運輸費用及安裝費用，長期經濟效益十分顯著。3、潛在效益我們小組在QC活動過程中，在分析雙柱組合耐張塔的直接經濟效益的同時，還綜合分析了使用雙柱組合耐張塔替代傳統耐張塔的間接經濟效益、社會環境效益、技術效益等潛在效益。間接經濟效益社會環境效益1根據國家河南電網規劃，今后將會繼續建設一批500KV的輸電線路工程，雙柱組合耐張塔也將會得到更加廣泛的應用，創造更大的經濟效益；2雙柱組合耐張塔的成功使用，將會提高我院同等級電壓輸電線路中標率，為我院創造更大的利潤。1雙柱組合耐張塔的使用，減輕了用鋼量，減小了基礎作用力，可以降低輸電鐵塔基礎材料的用量及造價，減少基礎混凝土用量，以及基礎開方量，減少水土流失；2雙柱組合耐張塔節省了鋼材用量，減少了鋼材冶煉的所產生的污染氣體的排放，減少了霧霾。4、小組自我評價我們對小組成員于2013年8月針對專業技術水平、質量意識、解決問題的能力、統計工具的應用以及團隊合作能力等5個方面進行了活動前后的自我評分，列表如下表93小組成員QC活動自我評價表活動前自我評分活動后自我評分姓名1234512345王苗苗435252535435354張先俊33542525354453535殷黎明25325352535353543郭詠華43535253545444張建明25353252354353535魏沖253152254353335鄧錦輝43525335435354潘少成35253251544433郭杰25253353353535435屈訟昭252533534354454呂金祥2532523443535351、專業技術水平2、質量意識3、問題意識4、統計工具應用5、團隊合作精神技術效益1國內率先使用雙柱組合耐張塔，為我國正在開展的特高壓項目提供了新的設計思路；2500KV雙回路雙柱組合耐張塔的成功設計，為我院積累了寶貴的技術經驗，為我院開展1000KV特高壓輸電線路工程奠定了堅實的技術基礎。通過此次QC小組活動，小組成員個性技能都得到了很大程度的提高，這是一筆十分寶貴的財富。10、鞏固措施為保證QC小組成果的有效性和持續性，我們采取了如下一系列的鞏固措施十一、總結回顧和今后打算將活動中的設計依據性文件進行匯編1對小組QC活動中雙柱組合耐張塔的計算成果生成詳細的計算書，供以后同類工程借鑒。2對活動過程中運用到的優化設計方法及其條件進行匯編，把雙柱耐張塔的相關資料整理歸檔。走訪上級有關部門，認真聽取意見為了鞏固QC小組的活動成果，在部門主任的帶領下，于2013年10月21日2013年10月23日，小組成員對“平頂山白河500KV線路工程”的運營單位平頂山供電局進行走訪，聽取業主單位的意見和建議，并進行總結。將成果推廣應用1、線路部于2013年11月14日2013年11月15日，進行了為期兩天的成果推廣，詳細介紹了雙柱組合耐張塔的優化設計方法，以便于在日后工程設計中運用。2、同兄弟單位進行設計經驗交流。通過邀請專家講課、電話溝通、以及信息會議的方式，進行小組活動成果的推廣，提高設計水平，達到降低造價的目的。總結回顧通過此次QC小組的活動，小組成員掌握了全面質量管理的理念和工作方法，并嚴格按照PDCA循環模式，結合具體工程，群策群力，分析了造成雙回路耐張塔的造價偏高的癥結，并圓滿了完成了降低鋼材用量的每項措施，達到了預期目標，并通過開展一系列鞏固措施來確保成果的推廣應用。附件一雙柱組合耐張塔TANS程序計算文件500KV平頂山白河FJ12300HEPSDI1204324923201026412002016412112020125102510251300027002910299302103510391039930210104080008001200主材2000418001800300008990415800158001300002004100100001200000028004004100100001200000042004304100100001200000057004704100100001200000072005004100100001200000088006104100100001200000011400800410010000120000001350095041001000012000000163001000410010000120000001950016104100100001200000021900190041001000012000000240001970410010000120000002730021104120000001899000032800231041200000018990000359002510412000000189900004050027004120000001899000043500接腿1291041200000018990000510002990412000000189900005400035104120000001899000046000接腿2370041200000018990000490003910412000000189900005700039904120000001899000060000230280001020000010201000上相支架15023400102000001023000090500340010010000102300005021905000010150000120083029000090013500中相支架183028600090024000下相支架130022850110000001100100030105022上相支架705023032210702302213015020022170150230322201702302263061083052中相支架650630830426706508303281067083022今后打算根據國網公司特高壓線路的規劃，目前國內設計單位已經相繼開展1000KV特高壓線路的設計研究。為了降低工程造價，在激烈的市場競爭中占取先機，下一步本小組擬結合工程，選擇“降低1000KV特高壓耐張塔造價”課題，開展下一次QC小組活動，進一步提高設計水平和技術實力，為國家節省建設資金。7308008305275073083042770750830328207708302216301610183052下相支架1650163018304216701650183032181016701830221730190018305217501730183042177017501830321820177018302251050050122隔面5005205005022185080080122隔面7008608008022110101000100122隔面1000102010001002211030101010202419101900190122隔面1900192019001902211930191019202420102000200122隔面2000202020002002212030201020202427102700270122隔面270027202700270221273027002710242740270027202427502710274034277027402710342760272027303437103700370122隔面3700372037003702213730370037102437403700372024375037103740343770374037103437603720373034103091152110100上相支架3050911521101005070911121101007021091112101002102309111211010020013091142110100130150911421010015017091142101001702209114210100220230911421101003020091142320100NN301309006232010050130911423201005015090042320100701509001252010070170900125201002101709004252010021022090012520100103290042310602XX30529004231060250529110032010050729002231060270212900223106022102129004032010020013290022310602130152900223106021501529004032010015017290022310602170222900223106022202329002231060223023291630320100501529002231060261063091142110100中相支架63065091142101006506709114210100670810911421010081083091142110100800730911521101007307509115210100750770911521010077082091152101008208309115211010063080090052520100NN6307309001252010065073090012520100650750900125201006707509004252010067077090012520100810770900425201008108209001252010061063290042310602XX630652900223106026506729002231060267081290022310602810812900503201008007329004231060273075290042310602750772900223106027708229002231060282083290022310602830832916303201001610163091122110100下相支架1630165091122101001650167091122101001670181091122101001810183091122110100190017309114211010017301750911421010017501770911421010017701820911421010018201830911421101001630190090042520100NN16301730900125201001650173090012520100165017509001252010016701750900125201001670177090012520100181017709004252010