输电塔脉动风时程模拟的自回归模型技术

针对输电塔的结构特点，结合自然风特性，提出采用自回归模型方法求取铁塔脉动风随机过程。应用脉动风速和脉动风压的概率统计方法，找出适合输电塔的自回归模型的阶数。在通用有限元程序ANSYS中实现了输电铁塔水平脉动风压时程模拟，经算例分析，计算快速准确。     

考虑SSI效应的输电铁塔抗风稳定性优化分析

输电铁塔地基由混凝土浇筑而成,并非刚性,因此考虑弹性地基对输电铁塔风振响应的影响,采用线性滤波法模拟脉动风,通过Midas有限元软件分析500kV输电线路工程典型设计中的酒杯塔(5B-ZM2)在静力风载荷激励下的非线性稳定性及动力风荷载激励下的瞬时状态变化,并依据规定位移准则及位移相等准则,判定输电铁塔的动态失稳。结果表明,考虑土-结构相互作用(SSI效应),输电铁塔自振周期增大,脉动风对输电铁塔线体系稳定性影响更加显著,抗风性能降低25%。     

特高压输电塔结构动力分析及风振响应研究

特高压输电铁塔具有高度高、体系柔、对水平风荷载敏感的特点。以1000 kV特高压工程实例为研究对象,对输电铁塔进行了自振特性分析,验证了结构布置的合理性,利用随机振动线性滤波器理论模拟生成脉动风荷载,以求出风振系数,并将求出的结果与当前规范计算值进行对比。通过对比可知当前规范计算值无法准确反映输电铁塔的结构特点。将按照不同方法求得的风振系数代入有限元模型进行静力求解,并将得出的主材内力进行对比分析后,提出利用GB5 009—2012《建筑结构荷载规范》求得的风振系数对特高压输电铁塔进行设计计算较为合理、安全。     

脉动风作用下输电塔线体系抗风性能研究

为了提升输电线路安全性,以某110 kV输电线路大风引起的铁塔倒塌事故为例,用通用有限元软件建立输电塔线体系有限元模型,分析脉动风荷载作用下铁塔的极限承载力,判断输电塔在风荷载作用下的薄弱部位。结果表明,塔线体系在平均风速达到27.5 m/s时铁塔发生破坏,此时塔身第三段受压侧主材处出现明显失稳变形,在抗风加固设计时应予以重点考虑。     

基于塔线体系模型的沿海输电铁塔抗风性能研究

提高输电线路的抗风能力一直是沿海地区电网建设的重要任务。为研究沿海地区输电铁塔的抗风性能,采用极值III型威布尔分布,结合海南省海口市气象站监测的年最大风速序列,推算出了当地50年重现期内的极值风速,并利用石沅台风风谱进行了风速脉动风的模拟;然后根据当地一基铁塔在ANSYS中建立了一塔两线模型,进行风致动力学分析。分析表明:在脉动风作用下,主材最大轴力达到97.1 k N,已经超过了塔材轴向压力设计值71.9 k N,当考虑风载荷的脉动放大效应时,动态分析和静态分析的轴力极值之比超过了2倍。塔材受压失稳是铁塔发生结构破坏的主要因素,需要充分考虑脉动风的放大效应,按照静风等效作用进行沿海地区输电线路的设计很有可能导致构件受压失稳,严重时,甚至会发生倒塔事故。     

输电铁塔顺风向风振系数计算方法的对比分析

此文结合输电铁塔风荷载计算对４种风振系数计算方法，进行了对比分析，指出了《架空送电线路杆塔设计技术规定》风压调整系数的不足之处。供设计者参考。     

输电铁塔分段模型的风洞试验

输电铁塔是架空输电线路中的重要电力设备,近年来我国沿海地区风致倒塔事故频发。为了研究输电铁塔的风荷载特性,该文进行了输电铁塔分段全尺寸模型的风洞试验研究。试验分别以风速和迎风角为独立变量,研究了分段铁塔模型风荷载随风速和迎风角的变化规律。结果表明:分段铁塔模型的竖向风荷载在中低风速下随风速变化符合指数规律,其系数与分段模型的类型有关;竖向风荷载随迎风角变化符合正弦规律,且不同分段模型正弦函数的周期和幅值不同。用拟合函数推算中高风速下的分段输电铁塔竖向力,计算结果表明随着风速增加,输电铁塔竖向风荷载呈一定的变化规律。研究结果可为输电铁塔防风防灾提供理论依据。     

基于拉格朗日插值函数分析的输电铁塔应力精确分布研究

针对输电铁塔应力计算将节点应力视为铁塔构件的最大应力,会对实际的安全评价造成较大误差的问题,提出了基于拉格朗日插值函数分析的输电铁塔应力精确计算方法,并开发了输电铁塔应力精确计算软件。采用桁梁混合模型对输电铁塔进行建模,分别对铁塔结构中的刚性单元和柔性单元进行有限元线性分析和有限元非线性分析,计算出各节点的应力,再通过拉格朗日插值函数对其进行分析处理,求得构件的最大应力。通过自主开发的输电铁塔应力精确计算软件反演了铁塔的倒塔事故,计算结果表明该计算方法具有较高的精度,可提高对输电铁塔结构安全评价的准确性。     

500 kv输电铁塔结构体系可靠性分析

通过分析输电铁塔的受力性能,建立了500kV输电铁塔的可靠度计算模型,并利用求最弱失效模式的方法估计了500kV输电铁塔的失效模式个数。然后根据500kV线路杆塔失效指标统计,应用概率论的知识计算了铁塔实际使用时的可靠度。最后编制了JC法和窄界限法计算程序,分别计算了某500kV输电铁塔的结构构件和体系的可靠度,得出500kV输电铁塔结构在实际使用时明显比设计的可靠,用JC法计算的可靠度指标评价铁塔结构体系的可靠性偏于保守。     

老旧输电铁塔结构安全分析与加固仿真研究

针对已有老旧输电铁塔易发生倒塔事故不能满足在负荷条件下安全工作的状况,进行了安全性风险分析,建立输电铁塔结构模型,在特定工况下对杆塔仿真应力计算,找到输电铁塔受力薄弱点。通过主材加辅助支撑补强方案和主材增大截面技术补强方案对输电铁塔进行加固补强,对加固补强后的输电铁塔模型进行仿真,研究结果表明二重加固方案比原塔应力比降幅达20.9%～53.4%,从而提升了输电铁塔整体刚度及构件强度,满足了新条件下的安全使用要求。