短桩与锚杆组合应用的复合型杆塔基础数值模拟分析

短桩与锚杆组合应用的复合型杆塔基础是一种应用于上覆浅土层岩石地基的新型杆塔基础。以某500 kV输电线路工程为背景,开展了新型基础设计,并应用FLAC3D有限元程序对该型基础的6种模型进行数值模拟。结果表明：短柱与锚杆组合应用的复合型基础可以满足输电线路杆塔基础荷载的要求,短柱底部施加锚杆可以显著提高基础的抗拔承载性能,但对抗倾覆性能的提高较小,此时可以通过增大立柱直径与增加基础埋深来提高高露头复合型基础的抗倾覆能力。     

特高压直流输电线路岩石锚杆群锚基础试验

针对山区特高压直流输电线路荷载大、杆塔基础全方位铁塔长短腿和高低主柱基础配合方案的工程实际需求,提出了一种新型的山区特高压直流输电线路承台嵌岩式岩石锚杆群锚基础型式,并在现场完成了不同锚杆埋深和承台嵌岩深度的3个2×2承台式群锚基础的抗拔试验、3个3×3承台式（8根锚杆布置）群锚基础的上拔与水平力组合荷载工况试验。试验结果表明：水平力明显降低了承台嵌岩式岩石锚杆群锚基础的抗拔承载性能,适当增加锚杆长度及承台嵌岩深度可有效提高承台嵌岩式岩石锚杆群锚基础的抗拔承载性能。     

750 kV 输电线路戈壁碎石土地基直柱掏挖基础试验

戈壁碎石土地基是我国西北750 kV输电线路建设中的典型地质条件。为了减少开挖回填基础的工程应用,充分利用戈壁碎石土地基的良好胶结性能和抗剪强度,减少工程材料消耗量,提出了戈壁碎石土地基直柱掏挖基础型式。选择3 个典型地质条件完成了12个直柱掏挖基础的现场施工和静载荷试验,给出了相应的设计方法和计算参数。结果表明：戈壁碎石土地基中应用的直柱掏挖基础具有良好的抗拔承载性能,其施工安全性高,经济环保,能够满足750 kV输电线路杆塔基础荷载要求,可以在该地区750 kV输电线路铁塔基础中使用。     

掏挖与岩石锚杆复合型杆塔基础抗拔试验与计算

掏挖与岩石锚杆复合型杆塔基础是输电线路新型基础。开展了掏挖与锚杆基础组合使用的复合型杆塔基础的现场抗拔试验,监测了复合基础荷载位移特性。根据复合基础荷载位移特性和破坏形式,分析了其抗拔承载过程和机理,提出了其抗拔极限承载力计算方法,并将试验与理论计算结果进行了对比验证,二者吻合性较好,研究成果可为复合型杆塔基础设计和工程应用提供依据。     

我国输电线路基础工程现状与展望

输电线路基础不同于一般建筑工程基础,送电线路距离长、跨越区域广、沿途地形与地质条件复杂、地基土物理力学性质差异性大,设计和施工中需要考虑的边界条件较多。杆塔基础除承受拉、压交变荷载外,还承受着较大的水平荷载。在通常情况下,杆塔基础抗拔和抗倾覆稳定性是其设计控制条件。近年来,我国线路基础工程建设出现了许多基础形式:如人工斜掏挖原状土基础,原状土地基承载力高、变形小、开挖量小、节省材料。软土地基复合式小桩基础,可使桩倾斜度与基础所受拉、压力和水平力的合力方向一致,大大提高基础的承载力。     

基于不同土体滑动面形态的基础抗拔“剪切法”计算参数A1和A2的统一理论公式

我国杆塔基础设计行业标准DL/T5219—2005《架空送电线路基础设计技术规定》正在修订中,杆塔基础抗拔"剪切法"计算参数A1和A2是重要的一项修订内容。通过对国内外3种典型基础抗拔理论计算模型的分析,建立了输电线路杆塔基础抗拔承载力统一计算模型和理论公式;给出了基于土体滑动面不同形态假设下的基础抗拔"剪切法"计算参数A1和A2统一理论公式;分析了其取值与土体滑动面形态、内摩擦角、基础深埋比的关系,研究成果可为杆塔基础工程设计及相关技术规范制(修)订提供参考。     

黄土地基大荷载杆塔原状土直柱基础的承载特性试验

为了提高原状土掏挖基础的抗拔性能,通常在底部设置一定尺寸的扩大头。对于大荷载输电线路杆塔,为了满足扩大头处素混凝土的抗剪要求,扩大头通常设计得比较高大,不仅经济性差,而且在施工过程中存在安全隐患。针对上述工程问题,以去掉扩大头的原状土直柱基础为研究对象,选取兰州-天水-宝鸡750 kV输电线路沿线的2个试验场地,开展了上拔+水平组合工况的原状土直柱基础静载试验,分析了基础荷载-位移的变化规律及土体破坏模式,获得了各个试验基础的承载力值,并且推算出了侧摩阻力值。     

输电线路板柱基础上拔试验研究

针对架空输电线路板柱基础承载性状、破坏机理和计算方法研究相对薄弱的问题,文章以红色黏土地基为例,开展了上拔荷载作用下的板柱基础承载性状试验。结果表明:上拔荷载—位移曲线形态与地基载荷试验曲线的形态相似,极限上拔荷载试验值略大于《架空输电线路基础设计技术规程》(DL/T5219—2014)计算结果 ;板柱基础上部土体的土压力随着上拔荷载的增大而增大,增大的幅度与埋深正相关,而板边缘上部位置土体的土压力增长幅度最大;在上拔过程中柱内钢筋及上底板内钢筋均承受拉力,且拉力随荷载增大而增大,下底板内钢筋则承受压力,其值随上拔荷载的增大而略有增大;达到极限状态时地表形成了较为连续的圆形破裂缝,其直径略小于依土重法计算的假定破裂面直径。研究成果对板柱基础承载机理研究及优化设计具有参考价值。     

复合装配沉井基础研究与设计

目前输电线路工程在沙漠及类沙漠地区的工程越来越多,输电杆塔基础的施工、造价优化和环境改善已成为主要制约因素,复合装配沉井基础在风积沙、流沙和软土地基的地质中解决了此问题,凸显了其施工简单、造价经济和环境保护的优势,在风积沙、流沙和软土地基中值得应用研究。     

黄土地基直柱掏挖基础浸水静载试验及设计优化

以去掉扩头的原状土直柱基础为研究对象,选取750kV兰—天—宝输电线路甘谷变电站厂址为试验场地,开展了黄土地基中直柱掏挖基础浸水静载荷试验。通过对基础施加上拔+水平组合荷载和下压+水平组合荷载,得出了浸水期间基顶位移沉降量,并且通过分析基础Q-S曲线得出浸水前后基础的上拔、下压极限承载力。在此基础上,对相同设计条件下的直柱基础与扩底基础进行了经济分析,进一步阐述了该类基础的安全性和经济性。该研究成果可为750kV兰—天—宝输电线路优化设计和安全施工提供理论指导依据。     

特高压输电线路状态监测技术的应用

中国正在建设第一条特高压交流输电工程晋东南—南阳—荆门1000kV特高压示范工程。输电线路的安全可靠运行在很大程度上决定着整个特高压输电系统的稳定和安全。为充分保障输电线路的可靠运行，有必要在特高压输电线路上采用先进的状态监测技术作为补充。分析和总结了现有的输电线路状态监测技术，包括绝缘子污秽监测、雷电监测、环境监测、导线微风振动监测等在线监测技术，以及红外检测、紫外检测、超声波法检测、电场法检测等带电检测技术，对各种技术的优缺点及其在特高压线路中的应用给出了建议，建议在特高压线路中使用环境监测、导线微风振动监测、红外检测、紫外检测等成熟技术。     

我国建成国际一流水平的输电线路分裂导线实验室

国家电力公司电力建设研究所2000年5月建成国际一流水平的输电线路分裂导线力学性能实验室。它包括导线微风振动、多分裂间隔棒、导线疲劳及导线需变4个实验室,实验室的建立以“立足三峡工程、满足更主同一级电压（特高压）输电的基本要求、向国际水平看齐”为指导原则,新建实验室最大机械载何为700kN,能进行2－10分裂导线的振动试验研究。它的建成已为多个国家和国家电力公司重大研究项目的试验研究提供了技术支持。《分裂导线力学性能实验室》已于2000年11月通过了国家电力公司组织的专家验收,与会专家一致认为“整体水平达到当前国际先进水平,6分裂导线以上的微风振动试验能力和试验技术、蠕变试验这到国际领先水平”。     

高压架空线路导线微风振动的监测

论述了高压架空输电线路导线微风振动监测的重要性,介绍了导线微机振动监测时的仪器选用、测点选择、判定依据等。并通过现场实际监测对测试结果进行了分析判断,为消除微机振动对高压架空输电线路产生的危害提供了良好的监测手段,并为防振设计提供科学的依据。     

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。     

水轮机泥沙磨损的综合治理

2005年5月,国际电工委员会/水轮机技术委员会(IEC/TC4)成立工作组(WG29),着手编制水轮机泥沙磨损导则,由中国人任副召集人.2006年初,全国水轮机标准化技术委员会组织调查组,分三路对葛洲坝、三门峡、小浪底、红山咀、喀什、刘家峡、青铜峡、万家寨、龚嘴、渔子溪、冷竹关、映秀湾、鲁布格、麻子河等含沙水流电站进行实地调查或函调.本文根据上述电站的调查结果,对IEC/TC4/WG29起草的《水轮机泥沙磨损导则(草案)》,提出了一些补充和修改意见,供讨论参考.     

架空线路大跨越工程运行前后防振效果对比试验研究

通过对运行13 年的某500 kV 大跨越导线进行微风振动防振效果时效分析试验研究,证明随着运行时间的推移,线路导地线的自阻尼特性及防振措施性能将逐步劣化,建设初期所设计的防振措施将有可能不再有效地抑制微风振动,造成微风振动超标,这将会严重威胁大跨越线路的安全可靠运行。因此,在大跨越防振措施设计时,推荐方案与技术条件间必须有一定的安全裕度;此外,应定期进行现场测振试验,以便在振动超标的初期能早发现、早治理。     

特高压输电线路钢管塔微风振动的防治

输电线路钢管塔的微风振动, 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。1 000 kV 特高压同塔双回线路杆塔采用钢管塔方案, 其微风振动问题不可忽视, 有必要制定切实可行的防治措施。从杆塔结构设计角度, 可采取合理确定微风振动起振临界风速、改变构件圆截面形状等预防措施; 对运行线路钢管塔, 可采取附加扰流装置、缩小构件长细比、增加构件阻尼等治理措施。     

特高压大跨越输电线路防振设计系统的研究

特高压输电线路大跨越档距大、挂点高,导线微风振动水平显著,防振设计难度大。目前,大跨越导线的防振方案设计基本依赖于实验室微风振动模拟试验来完成,该试验流程复杂,且必须安装真型导线及金具,因此试验周期有时长达数月。基于有限元方法和能量平衡原理,开发了特高压输电线路大跨越防振设计系统,具备分裂导线微风振动模态分析、谱分析和瞬态分析功能,能够针对初步设计方案计算出分裂导线各关键点处的动弯应变值,并对多个方案进行对比分析,推选出较优的防振方案进行试验验证,从而减少特高压输电线路大跨越防振试验次数,提高防振方案设计效率,更好地满足特高压工程进度要求。     

基于FBG的输电线路微风振动在线监测方法

输电线路导线和地线振动往往造成线路断股断线、金具脱离等危害,现有的导线微风振动监测装置采用互感取电方式供电,而地线监测装置采用电池供电,使用寿命较短,且易受电磁干扰、雷击电流的影响。针对这些问题,开发了基于光纤光栅（fiber Bragg grating,FBG）传感器的输电线路微风振动在线监测系统,系统采用悬臂梁结构的光纤光栅传感器测量地线振动时反射光的波长变化,并通过OPGW/OPPC将光信号发送至变电站的光纤光栅解调仪,再通过安装在变电站的状态监测装置计算出导地线的动弯应变、振动幅值以及振动频率。系统可以实现地线微风振动的无源测量,不再存在电源供电的问题。此外,结合光纤光栅传感器抗电磁干扰、精度高的特点,提高了系统的稳定性和可靠性。     

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。