螺栓单面连接不等边角钢轴压承载力试验研究

角钢输电铁塔中大量构件采用单面连接,由于两主轴刚度不同,如采用不等边角钢可有效节约钢材。目前国内设计方法中关于单面螺栓连接不等边角钢的规定不足,对扭转在构件失稳中占的比例数值有分歧,因此选取两组14个截面分别为90×56×6和140×90×8构件进行试验和有限元计算,长细比范围30~180。试验和有限元模型中螺栓孔布置、构件两端连接方式均与工程实际一致;有限元模型考虑螺栓、螺栓孔等相互作用。结果表明:试验和有限元计算结果基本一致,所有长度的构件都发生弯曲屈曲,扭转屈曲不是主要屈曲模式;当长细比较小时,由于截面平均应力较大,连接肢出现局部皱褶变形;长细比较大的构件屈曲时弯曲变形较大,中间截面角钢两肢夹角会发生变化。通过与现有设计方法对比,发现相关规范不能很好地预测单面连接不等边角钢构件破坏模式和承载力,建议进一步进行参数分析以完善计算方法。     

输电杆塔中刚性法兰螺栓的附加拉力

刚性法兰中的法兰盘在受拉时会发生轻微变形,在螺杆中产生附加拉力,现有计算方法没有单独考虑附加拉力的影响。螺杆内力在试验中不易准确测得,因此建立6个不同直径、螺栓个数的包含各部件的刚性法兰模型(钢管分别为φ219×8、φ506×8),根据节点实际受力情况分别设置接触行为和参数。计算结果表明,螺栓变形主要集中在螺杆部分;螺杆上的附加拉力约占钢管总轴力的6%;把螺杆的弯矩计入后,截面最大应力平均比其强度设计值高10%,现有计算方法偏不保守。考虑刚性法兰工程实际,给出了适用的螺栓承载力计算公式,为设计提供参考。     

输电塔不等边角钢交叉斜材稳定承载力研究

对一种输电塔常用平面节间进行了真型试验,研究了不等边角钢交叉斜材在一拉一压受力情况下的稳定承载力与破坏模式;采用ABAQUS有限元软件对不等边角钢斜材试件进行模拟,验证了有限元模型的可靠性,并进而研究了不同内力比值、钢材强度、截面规格对斜材承载力的影响规律。结果表明:试验中不等边角钢失稳模式主要为面外屈曲。当斜材处于一拉一压时,压杆承载力随拉力增加而增大;当斜材处于同时受压时,极限承载力随着两杆压力比值的增加而减小;在同时受压状态下,提高材料强度对承载力的提高不会起到显著的作用;增大肢厚或平面内和平面外肢长均能使承载力提高。基于以上分析,提出了可供参考的不等边角钢交叉斜材的计算长度修正系数,并与现有规范进行了比较。     

输电线路预应力混凝土管桩配筋量研究

预应力混凝土管桩的配筋量直接影响着混凝土有效预压应力值,而后者对于预应力混凝土管桩的受力性能起着决定性作用.通过分析预应力混凝土管桩承载力与混凝土有效预压应力之间的关系,针对输电线路的基础荷载特征,研究了输电线路工程中预应力管桩混凝土有效预压应力值应满足的各种边界条件,提出了输电线路工程中预应力管桩的最优配筋量建议值.     

特高压输电钢管塔主材次应力分析

为了研究特高压输电钢管塔的主材次应力问题,对 1 000 kV特高压输电钢管塔SZ2U进行真型试验,实测主材次应力;通过有限元分析, 得出主材次应力的分布规律及影响因素;分别建立考虑有无节点板刚度的有限元梁杆单元模型,并与实测结果进行比较;对塔脚节点建立精细化有限元模型,考察次弯矩作用下节点的受力性能和破坏模式。研究结果表明：对SZ2U塔次应力影响最大的位置在塔脚主材处,实测最大次应力比（弯曲应力占轴力应力的百分比）达到45%;采用考虑节点板刚度的计算模型与实测结果吻合较好;次应力的影响不仅与主材长细比有关,还与主材和斜材的角度有关;塔脚节点在次弯矩作用下的破坏模式为主管受压一侧环形加强板上部管壁屈曲破坏。     

直流输电线路双柱悬索拉线塔设计

介绍了双柱悬索拉线塔在国外的使用情况、悬索的找形及铁塔尺寸的确定方法。采用有限单元法分析了双柱悬索拉线塔的动力特性,结果表明:前16阶阵型为拉线振动;拉线及金具的受力较大,需要进一步研究新型金具。对双柱悬索拉线塔、自立铁塔、传统拉线塔的优缺点进行了对比,结果表明在占地不受控制时双柱悬索拉线塔的经济性明显。     

±800kV直流双柱悬索拉线塔塔线体系风振响应的风洞试验研究

哈密—郑州±800 k V直流输电线路中大量采用双柱悬索拉线塔,双柱悬索拉线塔由双立柱支撑结构及拉线悬索系统所组成,在概念和设计上均较为简洁,主要受风荷载控制。为研究其风致振动动力响应特点,制作并进行了气动弹性单塔模型和塔线体系模型的风洞试验,测定了在紊流风场中的风振响应,揭示了此类输电塔的荷载传递机制。研究结果表明:在紊流风场中,结构的顺风向和横风向响应处于同一数量级;随风速增加,背风侧拉线趋向松弛,背风侧立柱受压减小;迎风侧拉线张紧,迎风侧立柱受压增大,因而在设计时,需考虑拉线断线和受压立柱动力失稳问题。     

超高压输电线路耐张塔45°风荷载的计算与分析

以500kV承德—平安城双回输电线路工程和±660kV宁东—山东直流输电线路工程为例,对耐张塔45°风荷载进行了计算,并与其他角度的风荷载进行了比较。分析了各种塔型在计入45°风荷载作用后,相对90°风荷载工况下铁塔塔腿内力的增加量以及对塔体质量的影响,提出了在超高压线路耐张塔设计中把45°风荷载作为非必要工况来进行考虑的建议。     

输电塔减震控制中的GMM作动器优化布置研究

对高压输电塔结构的动力特性和振动控制进行了研究,分析了GMM作动器在高压输电塔结构减震控制中的优化布置方法,并应用MATLAB软件中的遗传算法工具箱进行了优化布置结构、随机布置结构和无控结构的顶点位移计算,得到了一些对实际工程抗震设计具有参考意义的结论。     

Q460特高压双回路钢管塔真型试验分析

SZ2U钢管塔为使用Q460高强度钢材的1 000 kV同塔双回路直线型钢管真型塔,塔全高103.6 m,单基塔质量132 t。依据标准DL/T 899-2004《架空线路杆塔结构荷载试验》,在正常大风、锚线、断线等8 个试验工况下对其进行试验,试验结果表明：SZ2U钢管塔的位移测试结果满足变形要求,应变测试结果没有超过构件承载力,说明试验塔强度和刚度均符合设计要求,并有一定的安全储备;同时节点构造和法兰连接安全可靠。特高压输电钢管塔设计中采用Q460 高强度钢材,既能满足设计要求,又能减轻塔重,建议在实际工程中试点应用。试验同时对输电钢管塔主材的次弯矩进行了真型塔测量,通过实际测量值与理论分析对比,得到输电钢管塔变坡处以下主材的次弯矩效应比较显著,建议工程中建立有限元模型进行强度校核,必要时采用考虑节点刚度的有限元模型。