腐蚀镀锌输电塔时变承载能力研究

为了研究材料腐蚀作用下输电塔的安全性,通过数值模拟方法结合实验数据建立了输电塔镀锌钢材腐蚀后承载力退化模型。腐蚀效应通过在模型中引入人工腐蚀试验得到的材料力学参数和本构模型实现。在精细化有限元建模基础上对结构各关键点施加风荷载,以逐级加载方法计算不同腐蚀程度的模型关键点和塔腿的最大响应确定结构极限承载力。结果表明,由于腐蚀导致结构质量、刚度下降,输电塔基频随着腐蚀时间的增加不断降低,在镀锌钢材腐蚀周期为1200 h和4200 h时,输电塔承载力分别退化4.2%和5.3%。     

500kV输电塔结构抗冰加固改造方法试验研究

为提高高压输电塔结构在覆冰荷载作用下的极限承载力,寻求有效的结构加固方法,以冰灾中破坏的典型500 kV输电塔为原型,制作了2对输电塔子结构模型,每对均由按原始结构形式设计和以增设横隔面方法进行加固改造的相应模型试件组成.对所有试件进行了模拟覆冰荷载作用下的静力加载试验,对比分析了结构受力过程、破坏模式和极限抗冰承载能力等,考察了增设横隔面对于提高结构受力性能的作用.基于有限元程序ANSYS,采用壳单元建立了加载塔段结构的实体模型,对试验全过程进行了模拟并与试验结果进行了比较.研究表明:横隔面的存在极大地降低了交叉斜撑的面外变形.无横隔面输电塔结构的破坏主要为主材的弯扭失稳,带横隔面结构破坏依然由主材构件的屈曲产生,但其屈曲模态由弯扭失稳趋向弯曲失稳.增设横隔面后,单、双塔段结构极限承载力的提高幅度分别达到了18.3%和17.6%.由于交叉斜撑面外变形对结构整体稳定的削弱效应得到抑制,主材角钢失稳模态中扭转效应对临界承载力的不利影响也被大幅降低,结构受力性能得到了全面提高.从而表明增设横隔面是一种合理有效地提高输电塔结构抗冰承载能力的加固方法.     

基于塔一线体系的输电塔覆冰加固有限元分析

为了解决输电线路覆冰后输电塔荷载增加引发的倒塔等问题,以国内南方某山区500 kV线路为例,建立了塔-线体系有限元模型,在对塔-线体系进行覆冰有限元分析确定薄弱环节的基础上,有针对性地加固改造并对其进行了抗风能力评估.分析结果表明,在确定输电塔薄弱环节的基础上,采用组合截面构件加固,通过逐次加固的方法有利于有效提高线路...     

阻尼比对输电塔风荷载的影响

阻尼比是输电塔结构风振响应计算中的重要参数,直接决定风振系数乃至风荷载的取值,进而影响输电塔结构工程造价。通过比较各国荷载规范对阻尼比取值的规定,结合若干输电铁塔工程实例详细分析不同阻尼比取值对输电塔结构风荷载的影响。结果表明,相比国际上其他规范,我国建筑结构荷载规范对于阻尼比的取值较小,阻尼比的变化对高塔影响较大,对矮塔影响较小,对基底弯矩的影响比对基底剪力的影响大。     

新旧荷载规范对输电塔风振的影响

为分析新荷载规范关于风荷载方面的修订对输电塔结构风振的影响,采用线性滤波法并考虑空间相关性对某一特高压输电塔的风速时程进行数值模拟.采用有限元法分析输电塔的动力特性,对比了由于新荷载规范湍流度的提高对输电塔结构位移响应和加速度响应的影响.根据模拟结果按定义式计算结构的风振系数,并同新旧荷载规范中的风振系数计算表达式计算的结果进行对比.结果表明,由于新荷载规范对10 m高度名义湍流度和峰值因子有较大提高,而钢结构的阻尼比不变,在新规范规定下结构的风振响应增大20％左右,而风振系数在各高度处均有不同程度的提高.     

大跨越输电塔的地震响应研究

以500kV榕江大跨越输电线路工程为背景.选取3条地震波作为地震输入,用时程分析方法研究输电塔一线体系地震响应与输入地震波的关系。通过研究得出:横线向与顺线向地震对单塔模型的作用效果基本相同;横线向地震作用下。塔线模型中塔顶的顺线向响应是由输电线仅受初始激励下的自由摆动而产生的,与地震波的类型与峰值无关。输电线对输电塔的横线向振动并无影响。仅仅降低了其在横线向的响应峰值;顺线向地震作用下,塔顶的顺线向位移响应主要与输电线的振动有关,但同时也与输入地震波的类型与峰值相关;输电塔的地震响应以顺线向为主。     

橡胶铅芯阻尼器控制下大跨越输电塔的可靠性分析

大跨越输电塔多为钢构件构成的空间桁架体系,这类体系的高柔特性使其在风荷载作用下的结构动力响应十分强烈。选用体积小、质量轻的橡胶铅芯阻尼器(LRD)控制结构风振可以取得较好的效果。通过三维有限元仿真和风速场的数值模拟,采用响应面法对橡胶铅芯阻尼器控制下的大跨越输电塔的可靠度进行研究,证明由橡胶铅芯阻尼器控制后,塔线体系中塔杆的可靠指标由1.97提高到2.665,提高了35.3%。     

高压输电塔结构的疲劳寿命分析

输电塔结构是高负荷电能输送的载体,是一种重要的生命线工程。结构疲劳损伤被视为工程领域重要的破坏因素之一。选取500 kV海宁—乔司II回路输电线路上的ZSZH型塔为研究对象,依据Miner线性疲劳累积损伤理论和材料的S-N曲线,建立了一套完整的输电塔结构疲劳寿命分析方法。这种方法不仅重点强调了风荷载对输电塔疲劳现象的影响,同时也考虑输电塔结构在服役期内承受过的台风、覆冰、安装等一次性强荷载工况。通过对工程实例的仿真分析,表明该文方法可以准确、高效地预测输电塔结构的疲劳寿命,为今后进一步的工程应用奠定了基础。     

沿海地区输电铁塔抗风加固研究

为解决运行时间较长的输电铁塔运行时常发生大风倒塔事故的问题,以110 kV平闸甲、乙线双回路送电线路实际工程为背景,从对输电杆塔的防风校核和计算人手,建立有限元分析模型,对输电塔的薄弱位置进行分析.通过ANSYS软件模拟节点板建立实体模型,对输电塔和其节点进行数值分析,提出加固补强方法,从而提高了输电塔的抗灾能力,为沿海大风多发地区同类输电塔提高承载力提供参考.     

500kV拉线门型塔补强加固试验研究

拉线塔是高压输电线路中常见的一种塔形,而在运行维护过程中发现,在许多拉线塔的上部横担中与拉线挂板连接处存在角钢发生较大变形的现象,严重威胁线路安全.针对东长哈送电线路中大量存在的87LM21塔,建立了其有限元模型,并对其进行非线性分析,得到了在静风荷载作用下拉线门型塔的一些力学特性,找到了该塔在实际应用中不能满足使用要求的原因,并初步提出了2种补强加固方案;通过对87LM21拉线门型塔进行静风荷载加载试验,进一步明确了拉线门型塔的力学特性,验证了数值分析结果的正确性,并通过试验测试了补强加固方案的可行性.     

大跨越钢管塔采用复合构件时的节点试验研究

以规划中的世界第1 高塔-- 舟山大跨越输电塔为背景, 对采用钢管混凝土复合构件时的节点进行试验研究, 通过有限元计算与试验结果的比较, 表明该结构具有优良的承载能力。     

强风作用输电塔结构动态载荷识别技术

输电塔作为重要的输电线路构架,近年来频繁受到强风载荷作用。鉴于强风载荷测量的难度,因而根据模态分析理论实测输电塔的振动动力特性,根据测得的结构加速度时程反推出结构的速度时程和位移时程,进而推出作用在结构上的强风载荷时程,最后利用大型有限元软件ANSYS建立输电塔三维模型,将反推出的强风载荷时程进行加载,对结构进行时程分析,得到风载荷强度变化时程和能量耗散时程变化关系,可为输电塔抗强风动力特性分析提供参考,对深入了解输电塔结构强风作用下的动力响应具有指导意义。     

输电铁塔再分式腹杆设计程序开发

通过对规范中规定的输电铁塔再分式腹杆设计条文的探讨，利用二次开发工具ObjectARX技术，在AutoCAD平台上开发了一个基于杆系有限元方法的辅助杆计算、选材程序，详细地阐述了程序原理和构成，举例演示了程序的具体应用，并对所得到的结果作出了解释，为相关程序的开发提供有益的参考。     

输电铁塔计算模型分析研究

计算模型的选取是进行输电铁塔结构分析的首要任务之一。通过建立桁架模型、梁-桁架混合模型和刚架模型,分别对某角钢塔和钢管塔进行建模分析,得出输电塔在常见大风工况下的受力及位移状态。结果表明：对于角钢塔,采用桁架单元能够满足设计分析要求;对于钢管塔,使用梁单元建模分析能获得更加合理的计算结果。     

拉线式输电塔初始状态下预应力的分布研究

针对拉线式输电塔在安装、运行过程中的受力特点,将初始状态的概念引入拉线式输电塔的受力分析中,利用有限元基本原理,推导出基于双重非线性的杆单元刚度矩阵,建立了拉线式输电塔的有限元平衡方程。利用ANSYS软件建立输电塔的索梁桁混合单元的非线性有限元模型,计算出拉线式输电塔初始状态下预应力的分布,最后通过模型试验验证了数值分析结果的正确性。     

超高输电塔基础关键节点受力分析

结合某超高输电塔的工程实践,从设计角度出发,采用非线性有限元方法分析了特大荷载作用下输电塔基础关键节点的受力特征及混凝土裂缝开展规律,根据计算结果对高塔基础设计方案进行了优化.采用的方法和所得结论可为类似工程提供参考.     

输电线路铝合金抢修塔拉线参数

输电线路铝合金抢修塔是由预应力拉线和铝合金角材组成的临时性桅杆结构,其拉线的承受外荷载能力至关重要。为了研究拉线参数对抢修塔的结构强度、刚度、整体稳定性的影响,利用大型结构分析软件ANSYS建立了抢修塔非线性有限元模型,对不同的参数值和工况进行数值计算,指出风向角取值90°是结构的最不利工况;建议现场施工拉线初应力取值120～150 MPa,抢修塔现场施工拉线倾角取值45°。