5月21日，国家“十四五”电力规划重点项目——500千伏狮南甲乙线改造工程全线竣工投运。这项跨时代改造工程由广东电网公司广州供电局组织建设，中国能建广东院负责狮子洋、莲花山两个大跨越线路工程的勘察设计工作。其中，一座高264.5米的水上输电铁塔引起了广泛关注。今天，我们来了解一下背后的设计故事。

一个大胆的设想

故事得从这座承载着岁月记忆的铁塔说起。1987年，作为广东首条500千伏送电线路工程的关键构成，它经意大利公司设计建设后，漂洋过海而来扎根狮子洋，成为广东经济腾飞最忠实的见证者。

38年时光流转，南沙港早已蝶变为世界级航运枢纽，狮子洋航道成为了日均船舶流量超4000艘次的“黄金水道”，而铁塔的塔身却在潮起潮落中愈显斑驳。

根据防风评估结果显示，这座500千伏输电铁塔的抗台风能力仅与现行规范下110—220千伏常规铁塔相当，一旦倒塌，近在咫尺的南沙大桥定受殃及。加上大湾区南通道工程建成投运，线路增容后导线弧垂加大，无法满足安全通航需要，铁塔拆除重建工作刻不容缓。

然而，输电铁塔的改造“牵一发而动全身”。受航空限高、征地协调、线路走廊等因素制约，陆岸重新立塔方案被一一排除。若转战水上作业，常规做法是在旁边建好一座新塔，再把旧塔拆除，但是根据现行的航道、防洪、环保、水保等管理要求，水中新建铁塔基础的可能性几乎为零。

“那能不能利用旧基础立新塔？”一个大胆的设想从广东院一级技术专家章东鸿的脑海中萌生出来，“原位重建较陆岸新建可节省数亿元投资，较水中新立塔也能节约近10%的建设资金，施工工期大幅缩短，对电网和航道运行的影响最小。”

然而，海上原位重建在国内外都无先例。狮子洋地处珠江入海口，咸淡水交汇区域对塔基基础材料的腐蚀作用如何、老基础能否支撑得住更重的新塔，都是“大胆假设”后必须“小心求证”的核心问题。

章东鸿有他的“底气”。早在2017年，广东院就凭借多年来在沿海输电线路设计中积累的技术优势，创新提出了基于极限承载风速重现期为表征且与台风级别关联的抗风可靠度评价方法和线路基础原地加固方法，并在一系列工程实践中得到了充分验证。

这一次，章东鸿组织技术团队对海上基础进行了全方位的耐久性检测，在确定基础性能满足设计要求的同时，还提出了铁塔耐久性评估执行要求。

事实上，输电线路行业并无铁塔耐久性评估的统一标准，但是出于对大跨越工程质量和安全的长远考虑，章东鸿认为这是不可或缺的“必选项”：“我们充分借鉴了水工、市政等工程的使用年限标准和耐久性设计准则，提出了输电铁塔基础利旧检测评价方案，可以为后续大跨越线路的维护管理提供重要的参考依据。”

从细处着眼的巧思

广东院设计团队讨论钢管塔实施方案。为了满足狮子洋水道通航高度的最新要求，广东院新设计的铁塔高达264.5米，比旧铁塔还要高27米，是目前为止国内最高的水上输电铁塔。而铁塔高度越高，风荷载就越大，基础作用力也会随之增大。为进一步确保旧基础的安全，在对塔身各种主材型式进行综合比选后，广东院设计团队提出了钢管型式杆件方案。

“广东强台风天气频发，输电铁塔的抗风能力是关键。我们选用了体型系数较小的钢管塔，与原来的格构式角钢塔相比，在同等风速下，塔身承受的风荷载和基础应力将降低20%-25%，有效提高铁塔抗风能力的同时，也保障了原有基础的安全。”广东院项目设计总工程师戚迎介绍道。

铁塔与基础依靠地脚螺栓稳固相连，新的塔型确定后，老基础上的地脚螺栓如何处置，又成为了棘手的难题。格构式塔的地脚螺栓是呈矩形排布的，而钢管塔的地脚螺栓则一般是环形布置。若采用常规钢管塔地脚螺栓，则势必会破坏原有基础。若想利用旧基础，就必须解决圆形钢管塔腿与矩形螺栓布局之间的适配问题。“就像新配的钥匙插进老锁孔，既要严丝合缝精准契合，又不能损伤锁体分毫。”戚迎形象地比喻道。

经过反复研究论证，广东院设计团队找到了破题的关键——从固定螺栓的塔脚法兰入手。“我们专门设计了一种特殊的塔脚法兰，相当于给圆形塔腿和矩形布置的螺栓定制了一个连接体。为了确保它的安全可靠性，我们还开展了有限元实体建模，通过模拟计算，逐一分析各个部件的受力情况，确保新设计的塔脚法兰能满足大跨越铁塔的受力需要。”项目线路结构主设人王蜂岚说。

一切聚焦价值创造

海上原位重建的构想逐渐明晰，但工程能否顺利落地，施工环节是关键。

大跨越输电塔的施工往往需要抱杆的帮助，常规的座地式抱杆只需固定在浇筑好的混凝土基础上，便可进行吊装作业。

但是到了水上，情况则要复杂得多。根据新塔设计高度，抱杆最高需达到315米，超过100层居民楼，对基础的要求远高于常规。而且，水中另建抱杆基础的施工难度非常大，如何让这根数百吨重的“定海神针”在水中“站得稳”，就成为施工团队面临的首要挑战。

尽管施工器具的选用并非职责所在，但章东鸿还是主动联系施工单位和抱杆厂家，对抱杆底座开展“量身定制”设计。“我们对基础平台的荷载特性有着更全面的了解，也有对结构的设计把控能力，我们有义务用最合理的方案，支撑工程实现最大价值。”按照原本的施工计划，要在旧基础平台上新建一个四桩承台抱杆基础，但这样难免会对旧平台的混凝土结构造成损伤，从施工实施来说也非最优解。

在仔细查阅项目原始资料后，广东院设计团队发现，旧基础平台的5根基桩均具备一定的承载力裕度。经深入验算复核，它们的承载力得以证实，若是能将其充分利用起来，则既不必额外增加工程投资，又不会破坏原有的平台。

为此，广东院设计团队专门设计了一个由螺栓组装的“田字”型钢梁拼接底座基础。有了它，数百吨的抱杆荷载就可以均匀分配给5根平台桩，不仅大幅降低施工难度，还能让抱杆的安全系数成倍增加。

暮色中，狮子洋上桅杆林立，霓虹绰绰。望着新建的输电塔架起的银线向天际延展，在基建工程领域从业超过30年的章东鸿，心中不免泛起温热。

从输电铁塔的每一寸钢材都刻着“舶来”的标签，到设计建造施工全链条自主化，岁月更迭间，中国电力建设早已跨越重重难关，实现从追赶到领先的飞跃。

如今，新一轮基建浪潮奔涌，战鼓正炽。唯有清晰的规划思路、扎实的技术方案，才是引领新基建循着价值创造最优路径发展的那根“定海神针”。“希望我们能始终做好这根针。”章东鸿说。