江阴500kV大跨越输电塔线体系模型风振控制试验研究

以正在建设中的国内高度最高、跨越距离最长的500kV江阴大跨越输电线路为背景，针对江阴大跨越输电塔线体系设计了风洞试验模型和调频质量阻尼器（tuned mass damper简称TMD）控制器。通过气动弹性模型风洞试验来验证大跨越输电体系的控制效果，并以试验结果为依据提出控制建议。实验结果表明，所设计的控制系统达到了很好的减振效果，为将来的安置提供了准确的理论依据。     

中外规范关于输电线路风荷载的比较研究

本文将我国最新输电线路设计规范GB50545-2010与ASCE规范、IEC60826规范、英国规范BS8100作了对比,分析了体型系数、风压高度系数等相关参数的计算取值,并结合实际工程算例对线条风荷载及塔身风荷载进行计算。对比结果表明:总体来看,我国规范计算得出的线条风荷载以及塔身风荷载并不低于国外规范值,新规范提高了送电线路的重现期,增大了设计的安全余度。     

桅杆风振试验研究

基于风洞模型试验的方法,对桅杆的风振响应进行了试验研究。研究表明:① 桅杆的自振频率相当密集,其风振响应亦具有明显的宽带特征;② 桅杆风振响应频谱随风速的增大由多频离散谱向连续谱转变,在大风条件下位移谱上的频率成份大量增多,振动显现出混沌特征,此时基于振型叠加法的分析结果误差较大;③ 桅杆动位移响应在风速较大时不宜采用零均值假设,但在可靠性分析中仍可采用按动位移均值平移后的Gauss分布假设;④ 桅杆横风振动主要源于顺、横风向振动间能量的转移,应通过在前两阶自振频率处增设VED或TSD装置加以控制。     

钢管杆塔新型内外法兰受弯性能试验研究及有限元分析

提出了一种适用于钢管杆塔的内外法兰连接型式,阐述了该法兰的特点,对节点的设计进行了系统分析,提出了节点螺栓拉力计算模型,指出确定计算螺栓拉力旋转轴的位置是整个新型法兰的研究重点。为考察新型内外法兰的受力性能、节点破坏模式、内外圈螺栓拉力及法兰螺栓群的受力分界线,以白花洞钢管杆工程为背景,进行了2个缩尺法兰模型的静力试验。同时,对试验模型进行了非线性有限元分析,试验结果与有限元分析结果吻合较好,分析结果均表明：这种法兰构造合理、安全可靠,可用于实际工程。最后,结合试验与有限元参数分析结果,给出了内外法兰受弯时的设计方法,建议计算螺栓拉力的旋转轴位置可取在距钢管中心0.7r处(r为钢管半径)。     

桅杆结构随机风振的离散分析法

风致振动是桅杆结构安全性的控制因素。由于这种结构存在频谱密集的动力特性,不适合采用振型迭加法进行分析。为此本文引入一种新的频域方法计算桅杆结构随机风振响应。基于随机振动的离散分析理论,推导出白噪声激励下结构动力响应的递推公式。经过对风荷载这种有色噪声进行白噪声滤波,桅杆结构的风致振动描述为白噪声激励下的随机振动。于是离散分析理论适用,推导出桅杆结构随机风振响应的递推公式。采用线性化模型时,该方法绝对收敛。计算结果表明,当桅杆结构处于正常使用状态时,采用离散分析理论可以得到满意的精度。     

单面螺栓连接单角钢压杆的承载力试验

根据70根角钢压杆构件的试验结果,并结合有限元分析模型考察了单面螺栓连接跨中有支撑的单角钢的极限承载力和不同长细比下的破坏模态,提出了提高该类构件承载力的构造措施,同时在查阅和比较各国多个相关规范和文献的基础上,对《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》（DL/T 5154—2002）的压杆稳定计算公式提出了修改建议。分析结果表明：小长细比构件易发生连接肢的端部局部失稳,大长细比构件则易发生弯曲整体失稳,构件沿最小轴和平行轴失稳宜采用不同的换算长细比公式;所得结果为今后的铁塔设计工作提供了理论依据。     

塔腿加过渡段输电塔动力特性分析

随着电力行业飞速发展,山区输电线路越来越多。对地形坡度大于50°的陡峻山区而言,常规高低腿输电塔已难以满足要求,本文采用塔腿加过渡段型式的输电塔来解决这一问题。在此背景下,本文分别对一基220kV和一基500kV双回路输电塔动力特性进行了计算,并取平塔腿型式、常规高低腿形式和加过渡段高低腿形式的三种输电塔模型进行了对比。研究表明:常规高低腿模型的振型特点与平腿模型几乎完全一致;而加过渡段模型振型分布明显变化,一、二阶振型已不是两个主轴平面内的弯曲振型,而是偏离主轴斜向的非对称振动,X、Y方向均有参与,且频率值有所降低。     

结构系统动力可靠性分析

基于随机有限元方法，在振型叠加法计算结构系统动力响应的过程中，通过求偏导数运算得到结构响应对原始随机变量的概率统计量，提出建立在一次二阶矩理论基础上的结构系统动力可靠性分析方法。作为一个算例，对一塔式起重机结构进行动力可靠度计算。     

钢管杆中刚性法兰的有限元分析

研究了钢管杆中刚性法兰的力学性能,应用ANSYS进行了非线性数值模拟,重点讨论了单元的选择、螺栓预紧力的模拟、弯矩的加载及接触分析中相关参数的设置问题。分析比较了法兰板厚度、主管厚度及肋板厚度对螺栓受力的影响。有限元分析结果表明刚性法兰节点中的螺栓在受力过程中明显弯曲。最后提出了计算螺栓轴力的新的旋转轴位置,可供实际工程应用参考。     

杆身设置MTSD的桅杆结构风振疲劳控制

本文研究通过在格构式桅杆杆身上设置多个TSD控制装置,来减小桅杆风激振动,提高疲劳寿命。文中以一工程实例,建立了桅杆的空间动力分析模型,进行了有限元非线性时程动力分析,用雨流计数法统计了计算点的应力幅和循环次数,根据Miner线性累积损伤理论,用S-N曲线方法计算了桅杆疲劳寿命。通过设置控制装置前后桅杆疲劳寿命的对比,验证了设置振动控制装置来提高桅杆疲劳寿命是有效的。