输电铁塔用耐候钢节点耐腐蚀性能试验研究

输电铁塔中采用新型环保耐腐蚀钢材已成为必然, 而其螺栓连接节点耐腐蚀性能有待研究。结合输电铁塔结构形式的特点, 分别加工了输电铁塔用JT 耐候钢单片试样、节点试样和普碳钢单片试样、节点试样, 在模拟工业大气环境、海洋大气环境和酸雨大气环境中经240 h 腐蚀试验, 测定不同试样的腐蚀速率, 获取普碳钢和JT 耐候钢试样的腐蚀形貌图像和能谱图, 分析输电铁塔用JT 耐候钢节点的耐腐蚀性能, 并与普碳钢节点的耐腐蚀行性能进行对比。试验结果表明, 节点试样的腐蚀程度高于单片试样, JT 耐候钢的耐腐蚀性能优于普碳钢。试验研究结果为JT 耐候钢在输电铁塔中的推广应用提供重要参考和依据。     

输电铁塔轴心受压构件稳定系数规范对比

稳定问题是输电铁塔中一个极其重要的问题,以输电铁塔轴心受压构件的稳定系数为研究对象,对美国铁塔设计导则ASCE10-97、英国铁塔设计规范BS 8100-3及欧洲45 kV以上架空输电线路设计规范EN 50431-1中关于轴心受压构件的稳定系数规定进行了介绍,并与中国架空输电线路杆塔结构设计技术规定的稳定系数DL/T 5154进行对比分析.结果表明：ASCE10-97关于轴心受压构件稳定系数没有考虑截面分类的影响,而DL/T 5154、BS 8100-3、EN 50431-1考虑了截面分类对稳定系数曲线的影响;对于输电铁塔热轧角钢主材的稳定系数,ASCE10-97的大于DL/T5154、BS 8100-3及EN 50431-1的稳定系数,与DL/T5154的相当;对于冷弯钢管主材的稳定系数,ASCE10-97大于DL/T 5154,BS 8100-34和DL/T 515相当,EN 50431-1最低.     

不同规范的输电铁塔压杆局部稳定强度折减系数对比

以输电铁塔轴心受压构件局部稳定的强度折减系数为研究对象,对美国铁塔设计导则（ASCE10—97）,英国铁塔设计规范（BS8100—3）,欧洲45kV以上架空输电线路设计规范（EN50431-1）中关于轴心受压构件的强度折减系数规定进行了介绍．并与中国架空输电线路杆塔结构设计技术规定（DL/T5154）的折减系数进行对比分析。结果表明：ASCE10—97和DL／T5154规范宽厚比的计算采用自由外伸宽度与厚度的比值。Bs8100—3和EN50431～1规范采用整个肢宽与厚度的比值：DL／T5154考虑局部稳定的强度折减是对钢材设汁强度的折减,ASCE10—97、BS8100—3、EN50431-1是对钢材屈服强度的折减;对于热轧角钢的强度折减系数,DIJT5154最大．ASCE10—97次之．EN50431-1再次之,BS8100—3最小。     

冷弯矩形钢管框架非线性有限元分析

冷弯矩形钢管冷成型过程提高了材料的屈服点和抗拉强度同时降低了延性,因而冷弯矩形钢管作为柱材在建筑结构抗震中的应用有待进一步研究。为了验证冷弯矩形钢管整体结构在抗震工程中的有效性,本文对冷弯矩形钢管框架(一榀两层两跨)与焊接箱形框架(一榀两层两跨)进行低周反复荷载作用模拟分析。非线性有限元分析表明,冷弯矩形钢管柱有很好的抗震性能。     

输电铁塔结构强风仿真分析研究

采用谐波合成法(WAWS)生成脉动风速时程,并根据输电铁塔结构的空间结构特点生成输电铁塔的脉动风振荷载,利用有限元软件Power Tower和ANSYS进行输电铁塔结构的强风仿真分析,研究了不同风速、风向和阻尼比情况下输电铁塔结构的风振响应。研究结果表明,随着风速的提高,输电铁塔的位移和轴力响应不断变大,风速的大小、风向对输电铁塔结构的响应影响很大,阻尼比对输电铁塔结构的响应影响较小。     

盲孔法测量热轧角钢截面残余应力及方差分析

残余应力是影响钢结构受压稳定、疲劳断裂、脆性破坏和应力腐蚀开裂的一种不可避免的初始缺陷。为研究不同强度等级等边热轧角钢截面纵向残余应力分布,采用盲孔法对L110×8,L110×10,L160×12,L160×16共4种截面规格的Q235,Q345及Q420共计36个角钢试件的残余应力进行试验测量,得到了每个试件纵向残余应力的数值大小和分布范围。考虑到残余应力试验数据离散性较大,采用方差分析研究了角钢的肢边缘与肢背处残余应力分布及试件宽厚比、强度等级对残余应力系数的影响。分析结果表明:角钢各肢的残余应力分布关于肢中心对称,角钢的肢边缘与肢背处残余压应力大致相等;试件宽厚比和强度等级对残余应力系数没有显著影响,给出了描述试验结果的残余应力分布模式和建议峰值。     

冷弯矩形钢管冷成型对节点性能的影响

冷弯矩形钢管在冷成型过程中提高了材料的屈服点和抗拉强度同时降低了延性.利用分析软件ANSYS,对冷弯矩形钢管柱与H型钢梁连接节点和焊接箱形钢管柱与H型钢梁连接节点的屈服荷载、极限荷载及位移延性进行对比分析,探讨冷弯矩形钢管的冷成型过程对节点性能的影响.     

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。     

1000kV淮南—上海输变电工程同塔双回钢管塔风振控制

以1000kV淮南—上海(皖电东送)输变电工程同塔双回钢管塔为研究对象,对风荷载作用下杆塔的整体振动以及局部钢管杆件的涡激振动的控制措施,分别采用数值仿真和风洞试验进行了研究。针对整塔的风振,提出采用粘弹性阻尼器并联于钢管主材外侧控制弯曲振动、调谐质量阻尼器置于横担端部控制扭转振动的新型联合控制方案;针对局部钢管杆件的横风向涡激振动,提出采用螺旋形扰流线的控制方案;并给出控制装置的关键技术参数的设计方法。控制措施易于工程应用,在一定的参数下,塔顶处顺风向位移和加速度响应可降低30%,杆件横风向振动基本消失,钢管塔的这2类风振得到有效抑制。     

塔线系统脱冰跳跃动力响应分析

采用有限元软件ANSYS建立铁塔-导线-地线-绝缘子的三维塔线系统有限元模型,考虑塔线耦合效应、脱冰相位置及数量、冰厚、档距和高差等影响因素,完成了不同工况下的塔线系统脱冰跳跃动力分析,确定了导线跳跃高度、挂点荷载及其动力放大系数和铁塔杆件内力的变化规律。对于2008年冰灾500 kV实际线路段的脱冰跳跃动力分析表明,在设计冰厚工况下,脱冰量较大时,导线脱冰跳跃会导致塔头杆件应力超限而发生破坏。对于上相脱冰情况,在脱冰档安装三角形相间间隔棒后,脱冰档跳跃高度和挂点不平衡张力明显降低,设计冰厚下铁塔处于安全状态。为防治塔线系统脱冰跳跃事故,应在事故多发段采用相间间隔棒,并根据脱冰跳跃挂点荷载计算值对铁塔塔头薄弱杆件进行适当加强。