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。     

特高压输电线路钢管塔计算模型的选择

特高压钢管塔按整体空间桁架简化模型,采用杆单元进行受力计算,由于假定杆件只承受轴向力而忽略杆端弯矩作用,使得计算结果与实际情况存在差异。以1000kV淮南—上海(皖电东送)输变电工程特高压同塔双回钢管塔为分析对象,采用铁塔设计通用程序的杆单元、有限元计算通用软件ANSYS的梁杆混合单元和梁单元3种计算模型,对钢管塔的静、动力性能进行了分析和比较。结果表明:由3种单元模型计算的主材轴力、杆塔动力特性基本一致;梁杆混合单元模型与梁单元模型计算的主材杆端弯矩接近。建议特高压钢管塔的受力计算,采用梁杆混合单元模型的整体空间桁架法。     

1000kV双回路钢管塔次应力的影响因素

对我国第一基1000kV交流特高压双回路钢管塔(SZT2塔)进行了真型试验。用输电铁塔设计软件建立了SZT2塔杆单元桁架模型;在限元软件ANSYS平台上,建立了SZT2塔梁–杆混合桁架模型。将SZT2塔的杆单元桁架模型与梁–杆混合桁架模型的计算结果进行了对比,并与试验实测结果进行了比较,得出了其次应力分布规律及影响因素。结果表明:对SZT2塔次应力影响最大的位置在塔身变坡处,在其它条件不变的前提下,次应力影响随杆件长径比的增加而减小;SZT2塔身主材次应力最大已达到30%,在设计时应予以考虑。     

1 000 kV特高压耐张钢管塔横担结构选材分析

特高压杆塔横担的伸出长度及受力远大于普通杆塔横担,同时横担主材和斜材的受力和计算长度值分别小于塔身主材和斜材,目前国内对特高压横担选材结果不尽一致。以1 000 kV皖电东送输电工程同塔双回路耐张钢管塔为例,对钢管塔横担主材及斜材选用角钢或钢管进行了计算分析比较,研究了横担选材原则,为今后工程设计提供参考。     

中欧规范关于角钢输电塔轴心压杆稳定计算的对比研究

通过分析对比中国、英国和欧洲输电线路相关规范关于单角钢输电塔构件轴心压杆稳定计算的规定,比较3本规范之间的不同.重点对比计算长细比、稳定系数和强度折减系数规定的不同及其对构件整体稳定计算的影响,并通过对90 kV转角塔和直线塔的工程实际计算,得出结论：按英国规范设计的塔质量与按中国规范设计的塔质量基本相同,而塔腿主材规格变大;而按欧洲规范设计的塔质量将比按中国规范设计的塔质量减轻6％～10％,而塔腿主材规格不变.     

火灾环境下特高压钢管塔的最小安全距离研究

为了得到森林火灾时特高压钢管塔与火场的最小安全距离,进行了森林火场火灾动力学模拟计算;研究了不同火灾场景下特高压钢管塔主材的最高温度的变化规律、火场对主材的传热规律,得到了不同高度处主材的屈服强度折减系数,给出了主材构件失效准则;研究了常遇风速下特高压钢管塔的失效规律。研究结果表明：在特高压钢管塔与火场的距离小于14m时,其主材局部可能会发生失效;在垂直高度50 m处,主材所受热辐射强度最强,主材温度也最高;在主材与火场距离由14m过渡到13m的过程中,其屈服强度下降幅度由12%变为36%;主材与火场距离大于15m时,虽然材料屈服强度受到高温影响会有所折减,但仍满足标准要求。故最小安全距离建议取15 m。     

同塔6回钢管塔的设计与试验

通过钢管构件模型试验,对不同管头型式的构件进行了分析,确定了小长细比钢管构件的承载力计算方法;通过结构优化,完善了钢管塔的设计,并对相同塔型的钢管塔和角钢塔进行了经济性比较;设计的同塔6回钢管塔成功通过了真型试验,表明该钢管塔结构的主要构造是合理的。     

钢管塔全环板节点极限承载力的试验研究与有限元分析

对影响节点极限承载力的一些因素进行了研究与探索,结果表明极限承载力与主材壁厚、管径、环板高度和厚度等有关。通过对钢管塔全环板节点极限承载力进行的试验和数值研究,所得数值结果和试验结果吻合良好。通过理论分析,提出了钢管塔全环板节点极限承载力设计的建议公式。通过和其他研究结果以及日本有关规范的对比,阐明了所提建议公式是安全可靠的,为钢管塔节点设计以及节点极限承载力的确定提供一定的设计参考依据。     

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。     

500/220kV多回窄基钢管塔塔脚节点极限承载力有限元分析

为了研究500/220 k V混压多回窄基钢管塔塔脚节点的受力性能及承载力情况,利用有限元软件ANSYS,对该塔进行建模及有限元分析。研究其在轴力和弯矩共同作用下塔脚节点应力分布、塑性发展、节点破坏模式及极限承载力情况,以期准确把握该类钢管塔塔脚节点的力学行为,为工程设计和后续的研究工作提供相关的比较数据。研究表明,塔脚节点最终破坏形式是肋板以上主管管壁的鼓曲破坏,设计荷载作用下塔脚节点未发生破坏。同时,通过承载能力极限状态的分析,对设计中次应力需要考虑的大小做出了量化,提出了考虑次应力影响的输电钢管塔主材设计方法,使实际设计更为经济化。     

1 000 kV交流特高压钢管塔梁杆有限元分析研究

1 000 kV交流特高压同塔双回路钢管塔具有负荷大、结构高耸、柔度大等特点,由于焊接的连续性、节点板和钢管刚性连接等原因的影响,结构在节点处易产生次弯矩和次应力,从而造成构件及节点局部应力不均.按传统桁架结构杆单元线弹性理论进行分析和设计,杆塔实际受力状态与计算结果存在差异,造成选材不够准确.为解决上述问题,采用梁杆...     

钢绳吊点塔材保护卡具的研制与应用

针对输电线路工程下拉线等吊点钢绳对塔材破坏严重问题,结合1000kV特高压输电线路工程铁塔下拉线受力大、下拉线与铁塔连接困难及对塔材破坏程度大的例子,专门设计了通用于所有输电线路建设的“钢绳吊点塔材保护卡具”,保证了下拉线与铁塔连接的安全性,避免了铁塔主材损伤及镀锌层破坏,工具化设计使操作简便。     

输电线路角钢塔加劲肋倾斜角度对塔脚板受力性能的影响研究

现有架空输电线路杆塔结构的规程规范未明确角钢塔塔脚板加劲肋倾斜角度布置要求,通常按习惯和经验设定。依托500 kV交流及±800 kV特高压直流输电线路工程铁塔,通过有限元数值方法研究了单主材四地螺、单主材八地螺和双主材八地螺塔脚板在加劲肋不同倾斜角度下的受力性能。研究结果表明,加劲肋倾斜角度的改变对四地螺塔脚板的影响较小,但是对八地螺塔脚板影响相对较大。所研究成果对架空输电线路角钢塔塔脚板计算和制图都有一定的指导作用。     

基于改进支持向量回归的IGBT老化预测

为了准确预测绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的老化状态,提出了一种基于改进鲸鱼优化算法（IWOA）优化支持向量回归（SVR）的IGBT老化预测方法。该方法提取IGBT集电极-发射极电压信号的时频域特征,通过核主成分分析（KPCA）降维将时频域特征融合成一个综合指标来表征IGBT的老化状态;针对鲸鱼优化算法（WOA）不足,在WOA的基础上引入Sobol序列种群初始化、惯性权重和反向学习策略,增强WOA的局部搜索能力和收敛速度;利用IWOA优化SVR的惩罚因子和核参数,并构建一种基于综合指标的IGBT预测模型。利用NASA Ames实验室的IGBT老化数据集对IWOA-SVR方法进行验证,结果表明,所构建IWOA-SVR预测模型可以更准确实现对IGBT的老化预测。     

中卫─文昌110kV送电线路11号铁塔倒塌原因分析

针对中卫-文昌110 kV送电线路11号转角塔在未超条件使用的情况下,架线后发生倒塔事故,通过现场调查并对铁塔破坏处的结构进行受力分析与核算,结合现场塔材的破坏情况提出具体处理方案和预防措施。分析结果表明:基础根开的施工误差偏大产生了腿部主材较大的附加内应力,而该附加内应力正是导致铁塔过载破坏的根本原因。     

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。     

定制传感器监测输电塔整体倾斜的试验分析

为了验证一种定制的应变式传感器能用来监测铁塔主材的受力状态,开展了杆件拉力试验和压力试验。试验数据的分析结果显示:传感器输出值和加载值是正相关的,因此这些输出值是可靠的。在输电铁塔的主材处安装这种传感器,一旦传感器的输出值超过主材正常应力范围,并有增大的趋势,则应对该铁塔进行详细检查,以确保其安全运行。     

基于ANSYS模型大跨越输电塔钢管-板节点焊接残余应力分析

钢管-板节点连接是大跨越输电钢管塔常用的连接方式,焊接残余应力是影响节点受力的主要因素。基于ANSYS的焊接模拟方法,采用生死单元技术,对节点的温度场和应力场进行数值模拟,分析了钢管-板连接节点的焊接残余应力对极限承载力的影响。结果显示,焊接残余应力在焊缝区及其附近最大,是导致焊缝断裂的主要原因。     

输电线路铁塔导线横担斜材的布置问题

为了解决输电线路铁塔结构设计中遇到的导线横担斜材布置问题,以某直流接地极直线塔的设计情况为例,采用东北电力设计院编制的自立式铁塔内力分析软件(2.0版),对导线横担上平面、下平面和正平面斜材布置方式进行受力计算分析,建议:横担平面应尽量采用斜材不受力的方式,下平面根部斜材应与塔身横隔材的中点相连,正平面斜材的受力计算应...