不均匀沉降条件下输电塔安全评价模型的构建与应用

为评价输电铁塔在不均匀沉降条件下的安全状态,构建了考虑邻近铁塔的三塔四线数值模型。基于相关规范和标准,选择了15种不均匀沉降工况,分析了中间输电塔支座出现不均匀沉降时的结构响应。根据分析结果,提取了用于输电塔模型安全评价的应力及变形指标,基于层次分析法,构建了输电塔结构安全评价指标的权重系数确定方法。提出了基于定量评价法的结构安全评价模型,并通过算例验证了评价模型的可行性和适用性。研究对于定量判断输电塔在不均匀沉降下结构的安全状态有借鉴意义。     

输电塔线体系下击暴流风致倒塌研究

为探索下击暴流作用下输电塔-线体系连续倒塌的性能,文中采用容量需求比（DCR）为构件破坏准则的输电塔-线体系连续倒塌动力仿真分析方法。模拟了下击暴流风场,并运用LS-DYNA对非稳态下击暴流下的输电线路连续倒塌进行数值模拟,对输电塔的倒塌过程、杆件失效路径、DCR等指标开展分析。结果表明塔脚辅助材、交叉斜材和塔腿主材依次破坏,并导致输电塔倒塌,方法可以有效模拟塔-线体系的连续倒塌过程,揭示输电塔的倒塌机理及薄弱部位,为输电塔-线体系抗倒塌设计提供理论支撑。     

输电塔线体系灾变机理研究综述

输电塔-线体系是重要的生命线工程,确保其安全意义重大。近年来,极端天气、自然灾害和安装事故频繁发生,对输电塔-线体系造成严重破坏,引起社会的广泛关注。针对近年来输电线路灾害发生的原因和破坏形式,本文从构件及节点试验、数值分析方法、连续性倒塌研究进展和真型试验四个方面总结分析了现阶段国内外对输电塔-线体系灾变机理的研究成果。通过对问题的归纳与总结,旨在发现研究过程中存在的问题,明确输电塔-线体系灾变机理研究的方向,增强对输电塔-线体系抗倒塌能力的认识,为输电塔的研究和设计提供参考。     

输电塔线体系断线冲击分析

输电线路工程是重要的能源传输工程,但由于输电线路大多架设于乡间野外,长年累月受到环境荷载的作用,极有可能发生导线断裂事故。为了探究断线对输电塔线体系的冲击作用,运用ABAQUS有限元软件建立"四塔三线"模型,模拟不同输电线断线工况下的动态过程,开展了断线后输电塔的受力分析。基于定义的冲击系数,分析了断线前后输电塔主材杆件的受力变化情况,明确了输电塔受冲击最严重的位置。通过模拟结果与规范的对比,指出了现有规范的不足。结果表明:断线对输电塔产生的破坏主要为弯曲破坏和扭转破坏,且弯曲破坏更为严重。单根导线断裂时,上部导线断裂所造成的冲击最严重,受冲击最大的部位为断裂导线所连横担与其下方相邻横担之间的一段塔身。随着断线根数增多,扭转破坏所占比例有所增加,各横担之间的塔身为破坏最严重的部位。按规范取值并通过静力方法计算断线对输电塔的影响不能确保结构在断线动力冲击下的安全,有必要采用动力分析对输电塔进行验算。     

大跨越输电塔线体系风振控制研究

本文通过模型风洞试验和对江阴大跨越输电塔线体系风振控制设计计算,研究了大跨越输电塔线体系动力特性和风振控制。通过悬挂水箱、粘弹性阻尼摆和悬挂水箱加粘弹性阻尼摆组合控制三种制振方案的气弹模型风洞试验研究,验证了设置振动控制装置可有效地减小大跨越输电塔的风振响应,为江阴大跨越工程风振控制设计及应用提供了依据。最后,对正在建设中高346.5m的江阴大跨越输电塔线体系进行风振控制设计,提出用调频质量阻尼器(TMD)和粘弹性阻尼器(VED)的控制方案,理论计算表明具有较好控制效果。     

输电塔线体系在多维地震激励下的响应分析

通过数值模拟研究了多维地震激励下高压输电塔线体系地震响应.建立了输电塔线耦联体系三维有限元模型,考虑了输电线的几何非线性特征;依据《电力设施抗震设计规范》选取了不同场地的12条地震记录;利用非线性时程分析方法,分别研究了单维、双向和多维地震激励下输电塔线体系的地震响应.研究结果表明,输电塔线体系在多维地震激励下的响应明显地大于仅考虑单维地震激励,特别是仅考虑竖向地震激励的情况,在分析中忽略地震动的多维性将会低估结构的地震响应.为了得到精确的结构地震响应并更好地进行输电塔线体系的抗震设计,需要考虑多维地震输入.研究结果可为输电线路实际工程抗震设计提供参考.     

大跨越输电塔线体系的动力特性研究

输电塔线体系是一种复杂的空间耦连体系,主要承受风吹雨打、狂风暴雨、冰雹、雷击、自重等荷载,结构在风、地震作用下产生大变形位移,结构抗侧刚度小,导地线的质量占据结构整体的比例相对较高,塔身与导线相互作用、相互影响。采用ANSYS有限元软件分别计算了单塔、塔线体系的频率、振型,研究显示导地线对输电塔线体系模态的影响。     

大跨越输电塔线体系地震时程响应研究

本文针对国外某大跨越输电塔线体系,利用ANSYS15.0软件建立了导线、单塔和塔线体系模型。然后,进行了动力特性分析,发现导地线的质量作用使塔线体系中跨越塔的自振频率降低,且在横导线方向降低幅度更大。最后,采用时程分析法对单塔及塔线体系进行双向输入地震响应分析。发现导地线对钢塔顺导线与横导线方向地震响应的影响程度不同,塔线体系的顺导线方向是结构抗震更为不利的作用方向;两种体系大部分杆件轴力峰值的差别不大,但对于部分控制杆件的轴力,塔线体系的结果比单塔体系小,说明输电线对塔线体系的抗震起到有利作用。     

输电塔—线结构体系振动响应研究综述

介绍了输电塔线体系振动的基本特点,并对塔线体系振动响应的理论和试验研究进展进行了综合论述,重点阐述了考虑输电塔线体系耦联作用下的体系设计及振动响应、试验研究成果以及减振控制方法,提出了今后应重点解决的问题。     

等效静风荷载作用下输电塔线体系破坏过程分析

为研究输电塔线体系在风荷载作用下的破坏过程,本文以广东省湛江220kV输电线路的一个耐张段为研究对象,在ANSYS中建立四塔五线体系有限元模型。根据《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)中规定的方法计算等效静力风荷载,考虑结构的材料非线性特征和几何非线性特征,对体系进行分析。在逐级加载条件下分析不同风向角风速由低到高时体系输电塔位移的变化,识别最不利风向角和对体系破坏起控制作用的输电塔,通过Budiansky曲屈准则判定体系的承载能力极限状态。通过对体系破坏过程的模拟,采用强度判定因子和稳定性判定因子识别最薄弱输电塔主材破坏形式和破坏路径。最后从应变能的角度对体系的破坏过程进行分析。经分析可以得出如下结论:1.塔线体系对60°和90°风向角比较敏感;2.直线塔主材的薄弱构件分布于第一个横担下部;3.塔线体系破坏过程中发生破坏的输电塔位移和应变能占比均大幅增长,应变能占比的变化可以反映输电塔的破坏过程。     

钢管组合大跨越输电塔线体系简化模型研究

利用有限元分析软件ANSYS建立了钢管组合大跨越输电塔线体系有限元分析模型,采用子空间迭代法得到了单塔结构的前18阶模态和体系的前600阶模态,通过对比分析,定性地得到了导地线在侧向(X向)和纵向(Y向)施加给铁塔的刚度耦合效应。同时推导了塔线体系的理论简化计算公式,得到了比较实用、直观的等效刚度模型。最后通过引入适当的等效刚度系数,分析了输电塔线体系简化模型的动力特性,一定程度上验证了简化模型的合理性。分析研究进一步揭示了导、地线对输电塔的耦合作用规律,对输电塔的抗震、抗风设计有一定参考意义。     

某钢框架结构不均匀沉降条件下设计复核研究

基础不均匀沉降导致上部结构产生倾斜,从而改变了原结构受力状态。通过有沉降条件下的模型计算,预测出建筑物在各种工况下的安全性,并为其后续处理提供参考数据和建议。     

输电塔线体系动力特性及其影响因素分析

基于输电塔-线体系有限元模型,分析了不同塔型输电塔挂线前后的振型频率,并研究了输电线质量、跨度以及垂度对其振型频率的影响。结果表明:输电线对塔的影响表现为系统刚度矩阵和质量矩阵改变的双重效应;输电塔频率随输电线档距的增大而降低,但其不受输电线垂度的影响;总体而言,输电线对输电塔出平面频率影响显著,对在平面影响较小;绝缘子长度增大会使输电塔频率略有降低,塔线体系需要考虑绝缘子的影响。     

基于能量法的下击暴流作用下输电塔线体系失效 倒塌研究

对下击暴流作用下的输电塔线体系进行了基于能量法的失效倒塌分析。采用ABAQUS软件建立了 “一塔两线” 的输电塔体系有限元模型; 基于改进的OBV模型的时变平均风速模拟方法,推导并得到了输电塔及导线各节点的下击暴流风速时程曲线; 采用基于特征能量的动力稳定性判别方法对塔线体系在3个不同风速的下击暴流动力工况时的响应进行分析,确定了下击暴流作用下输电塔失效的时刻,探讨了大跨越输电塔线体系的失效倒塌机制。结果表明:采用能量法对结构体系进行分析时,最后一次特征能量超过输入能量的时刻即为结构的失效时刻; 基于能量法对下击暴流作用下的输电塔线体系进行分析,可以快速准确地判断输电塔线体系整体失稳倒塌的时刻,具有较强的工程实用价值; 在倒塌时刻,主材失稳引发的薄弱区域杆件部分失效会导致输电塔的整体失稳,最终使结构失效倒塌。     

输电塔线体系覆冰倒塔的力学机理研究

本文总结了全国规范的冰荷载计算方法,并以双回路直线塔、承力塔的鼓型塔(六角型)为例,说明输电塔覆冰时的荷载的计算;全面分析了目前国内外输电塔线体系覆冰倒塔力学机理的,提出了输电塔线体系覆冰倒塔力学机理的研究方向,即应该考虑风荷载的动力荷载的特性.动态失稳是风荷载作用下输电塔线体系覆冰倒塔的一个原因,共振也可能是荷载作用下输电塔线体系覆冰倒塔的一个原因.     

采动区输电塔线体系在不同方向地表水平变形下的抗变形性能研究

为了评估煤矿采动导致的水平地表变形对输电线路的安全威胁,以220 kV线路中的输电塔线体系为研究对象,运用有限元软件ANSYS,建立了输电塔线体系的有限元模型,考虑水平地表变形的类型、方向,分析铁塔杆件受力的变化规律,揭示铁塔的破坏模式与地表水平变形的相关关系。研究表明:在水平地表变形下,铁塔以第一横隔支撑面附近的交叉斜杆、横隔材等杆件的屈曲为主要的破坏标志;地表水平变形的方向对铁塔的破坏模式和抗变形能力都有显著的影响;与顺线路方向和垂直线路方向的水平地表变形相比,当水平地表变形沿着斜方向作用时,铁塔的抗地表变能力明显降低,且当夹角为45°时达到最小。     

风雨荷载下输电塔体系的动力响应分析

通过数值模拟输电塔体系，利用谐波叠加法和Kaimal谱，完成了脉动风速时程的模拟和雨荷载模拟，最后利用ansys在时域内分析输电塔风雨荷载作用下的动力响应规律。分析表明：脉动风和降雨对输电塔体系位移响应都有明显影响，且脉动雨工况较平均雨工况下对位移响应量更加明显。     

纵向地震作用下输电塔相互作用体系分析

＠李宏男＠肖诗云￥沈阳建筑工程学院土木系作者简介李宏男，男，１９５７年生。１９９０年国家地震局工程力学研究所获博士学位，１９９０～１９９２年和１９９２～１９９４年分别在大连理工大学和美国弗吉尼亚理工学院与州立大学做博士后。现为沈阳建筑工程学院土木系主任，教...     

大跨越输电塔线体系动力特性及风振响应

以正在建设中的世界第一高 3 46 5m的输电塔———江阴大跨越为工程背景 ,建立了考虑输电线、绝缘子和塔架耦合的两塔三段线分析模型 ,用非线性有限元分析方法对大跨越塔线体系进行了风振响应分析 ,并进行了气动弹性模型风洞试验。通过理论计算和试验研究 ,指出输电线对塔架的自振频率影响较小 ,而结构体系风振响应分析则应考虑塔线耦合影响 ,提出的分析方法和得到的结论可供实际工程抗风设计参考     

窄基角钢输电塔塔线体系风振响应分析

窄基角钢输电塔具有小根开、高柔度的特点,其与输电线组成耦联体系兼具了大跨度的特征,风振效应十分明显。为更好地了解其风振响应特性并简化其计算模型,利用ANSYS有限元软件建立了直线型一塔两线、三塔两线两种塔线体系模型,对其动力特性和风振响应情况进行了比较,并以此为基础对不同布置形式下小转角塔线体系的风振响应进行了对比分析。研究结果表明,一塔两线模型具有足够的计算精度,可以作为简化的计算模型应用于实际工程。对具有小转角的塔线体系而言,布置形式对其风荷载作用下结构的稳定性影响不大。