输电线路钢管塔微风振动及其对结构安全性的影响

输电钢管塔的微风振动, 是其部分圆截面构件在较低风速时发生的由卡门涡街引起的横风向运动。文章根据振动理论给出微风振动钢管构件的起振临界风速Vcr 和共振力的简明计算方法, 分析了共振产生的弯曲和疲劳应力对易发生微风振动的杆塔斜材和辅材结构安全性的影响。计算结果表明, 共振弯曲应力一般不会造成构件弯曲破坏, 但高频振动可能导致结构疲劳破坏, 尤其是杆端约束接近于固接的构件。     

输电线路钢管塔构件微风振动分析

基于钢管塔构件微风振动的机理,推导了考虑构件轴向力作用的钢管塔构件微风振动起振临界风速的计算方法,给出了不同杆端约束钢管构件不发生微风振动的最大长细比限值计算公式。 分析发现,对于小管径的钢管构件,仅通过控制长细比抑制其微风振动,势必造成巨大的浪费。 计算表明,当钢管构件的长细比不小于76时,在50年的设计使用寿命期内,构件的微风振动不会导致其发生疲劳破坏。     

我国输电线路杆塔结构研究新进展

特高压电网的建设、输电新技术的推广应用给输电线路杆塔的研究提出许多新的课题,安全可靠、经济合理是杆塔结构研究的主要目标和方向。文章介绍了我国输电线路杆塔结构近年来在荷载取值、节点构造、结构优化、风致振动(塔线耦合振动和钢管塔微风振动)以及新材料应用(高强钢、钢管、耐候钢和冷弯型钢)等方面的研究进展以及工程应用情况。并根据研究现状和社会经济发展需求,提出我国杆塔结构在设计理论和方法、承载性能试验以及新材料应用、新塔型等方面需要进一步研究的内容。     

特高压输电线路钢管塔八角斜杆风致振动研究

针对1 000 kV特高压输电线路运行过程中钢管塔发生的风致振动现象，对SZ303～306型双回直线钢管塔内八角斜杆风致振动机理进行分析，通过计算斜杆发生振动的临界风速、共振风速及振幅，提出加装扰流板或扰流线、降低斜杆长细比与增加阻尼器等措施并评估其应用效果。     

输电线路一个耐张段的体系可靠度

作为高负荷电能输送的载体,输电塔一线体系是一项重要的生命线工程。根据跨越高速铁路输电线路对此铁路安全影响的特点,提出跨越高铁输电线路体系可靠度计算的四层次子体系递归计算方法,并对一个典型角钢杆塔输电线路的一个耐张段和一个典型钢管杆塔输电线路的一个耐张段的体系可靠度进行分析。结果表明:提出的四层次子体系递归计算方法是可行的;钢管塔线路体系的可靠度大于角钢塔线路体系;钢管塔线路体系的可靠度由秆塔构件的可靠度控制;输电线路一个耐张段的体系可靠度可通过提高杆塔构件设计的重要性系数、折减直线塔档距或折减转角塔角度来提高。     

重冰区特高压酒杯型钢管塔设计及试验

ZB1酒杯型钢管塔是我国第1基应用于重冰区线路工程的特高压单回路铁塔。整塔采用钢管结构,仅在地线顶架采用角钢。钢管最高材质为Q345,全部采用插板和锻造法兰联接;在ZB1塔结构设计过程中,对杆塔塔型优化、节点构造、埃菲尔效应、钢管构件杆端弯矩等进行了研究,完善了铁塔设计。ZB1酒杯型钢管塔成功地通过了真型试验,表明我国特高压杆塔尤其是重冰区杆塔在设计、加工等环节有了可靠保障,可在特高压工程中进一步应用。     

伊敏接地极线路导线振动分析及防振措施

针对伊敏接地极线路多数区段导线振动较为严重,局部引起间隔棒断裂,招弧角松动脱落的现状,分析了伊敏接地极线路的导线微风振动的风速、风向、导线悬挂点高度、档距、地形、导线应力及分裂根数等影响因素,为降低伊敏接地极线路导线微风振动,可加装防振锤防振。     

输电线路直线悬垂线夹U型螺栓补加紧固工具的研制

微风振动是输电线路常见的危害之一,由微风振动引起的输电线路直线杆塔悬垂线夹U型螺栓松动、脱落的现象屡见不鲜。针对输电线路直线杆塔悬垂线夹U型螺栓松动、脱落后,补加、紧固工作的薄弱环节,研制了新型的专用工具。该工具巧妙地应用传动原理,可以实现地电位带电补加、紧固丢失或松动的直线杆塔悬垂线夹U型螺栓,促进了输电线路运维检修专业的发展。     

超/特高压交流同塔四回钢管塔设计及试验

双回1 000 kV与双回500 kV同塔并架四回路SSZT2塔,是我国乃至世界上迄今为止应用于一般线路工程的单塔输送容量最大、高度最高、荷载最大的输电钢管塔。钢管最高材质为Q420,钢管全部采用插板和锻造法兰联接,首次应用强度级差高颈锻造法兰;在SSZT2杆塔结构设计中,对杆塔结构型式、风振系数、埃菲尔效应、钢管构件杆端弯矩等进行了专项研究,完善了超/特高压同塔多回钢管塔的设计,并通过了真型试验。试验表明我国超/特高压同塔多回钢管塔在设计、加工等环节有了可靠保障,可在特高压工程中进一步应用。     

重覆冰区220 kV双回路窄基钢管塔设计及试验研究

依托某220 kV城区架空输电线路工程建设,介绍了重覆冰区双回路窄基钢管塔杆塔规划、设计过程及设计成果等情况,重点阐述了铁塔真型试验方案,并对构件应力及挂点位移作了对比分析,提出了窄基钢管塔的非线性效应、主斜材刚度比、次弯矩影响等方面的设计优化建议.     

输电线路风荷载调整系数(风振系数)计算探讨

输电线路风荷载调整系数(风振系数)的大小与结构本身和自然条件有关, 其值的大小, 不仅影响铁塔的安全和可靠度, 也影响到塔材指标。通过计算和分析可知: 杆塔风荷载调整系数βz与杆塔的类型、高度、坡度有关,βz值增大的主要原因是杆塔的质量增大; 导地线风荷载调整系数βc 值受风速、档距、气动阻尼和地面粗糙度的影响。在输电线路设计中必须找到快捷方便地计算βz和βc的方法。     

崖门大跨越钢管塔设计中的关键技术

崖门大跨越塔是国内投运的第三高输电钢管塔,主材钢管规格国内最大,突破了现行《钢结构设计规范》的规定。这里介绍大跨越塔的断面选择、管径与壁厚的确定、动力特性分析、风振系数计算、节点设计及试验等关键性技术的研究应用。     

220\110kV四回路窄基钢管塔真型试验

GSSZ2窄基钢管塔是河北南网第一基220\110kV四回路钢管塔真型试验,根开5.072m,塔高78.7m,重量38.7t,依照《架空线路杆塔结构荷载试验》DL/T899-2004开展试验,分别进行了大风、锚线、断线等7个工况试验。试验表明:GSSZ2塔的位移测试结果满足相关规范的变形要求;应变测试结果基本与计算相符,没有超构件承载力,验证了窄基钢管塔的设计是安全可靠的;试验还验证了锻造法兰在220kV窄基钢管塔中能有效的传力,由于其能降低焊接工作量和提高加工效率等优点,建议以后常规电压等级钢管塔设计中,在法兰厂家生产能满足供货需求的前提下,可推广应用;GSSZ2塔主材采用钢管,横担以及其它斜材采用角钢,角钢与钢管通过节点板连接,试验验证安全可靠。因窄基塔跟开小,塔身宽度小,在单侧断线工况下,扭转位移较大,应合理设置隔面,提高窄基钢管塔抗扭刚度。     

海上风力发电机组抗台风概念设计

为提出适合我国国情的抗台风设计方法,首先给出了台风极值风速大、非平稳性强、风向变化快、与巨浪同步等基本特征,分析了海上风力发电机组在台风作用下常见的失效模式,其中以整体倾覆、塔筒失效、叶片破坏居多。在此基础上,探索了抗台风设计的基本理念,认为抗台风设计应避免颠覆性破坏,并力争实现基于可靠度的抗台风设计。进一步地,提出了相应的抗台风举措,其中引入振动控制技术、采用钢筋混凝土塔筒等措施效果较为理想,可为我国海上风力发电机组抗台风设计提供参考。     

500kV同塔四回路大跨越塔风振响应分析

以西江500kV同塔四回路大跨越塔工程为例,介绍了大跨越塔的结构设计。采用Davenport风速功率谱函数,模拟了大跨越塔线体系的风速时程曲线。运用人工模拟的风速时程曲线,采用直接积分Newmark法计算了大跨越塔线体系的风振响应,分析了大跨越塔线体系的风振响应,给出了风振系数建议值,并将风振系数理论计算值与风洞试验结果进行了比较。计算结果可为同类大跨越塔工程作为参考。     

三维施工管理系统在糯扎渡送电广东±800kV直流输电工程中的应用

针对糯扎渡送电广东±800kV直流输电工程线路施工的诸多挑战,建立基于海拉瓦技术的施工管理系统,依靠信息化技术辅助施工建设,依靠信息化技术创新管理流程。利用可视化技术和精益化管理,辅助施工线路调查、技术方案制定、施工进度管控等方面,提高了工程管理能力和建设水平。     

输电铁塔计算模型分析

计算模型的选取是进行输电铁塔结构分析的首要任务之一。通过建立桁架模型、梁-桁架混合模型和刚架模型,分别对某角钢塔和钢管塔进行建模分析,得出输电塔在常见大风工况下的受力及位移状态。结果表明:对于角钢塔,采用桁架单元能够满足设计分析要求;对于钢管塔,使用梁单元建模分析能获得更加合理的计算结果。