大跨越输电塔有限元刚度模拟实例研究

大跨越输电塔是超高压输电网络的重要组成部分,具有塔体高、档距大及柔度大等特点,对地震、风以及导线覆冰等环境荷载反应灵敏。建立能够反映大跨越输电塔动态特性的有限元模型,对其进行结构健康监测与安全评估,并准确模拟其刚度是至关重要的。本文以500kV淮蚌线淮河大跨越输电塔为例,探讨了大跨度输电塔有限元建模中的刚度模拟。采用不同方案建立该塔的有限元模型,包括梁单元模型和梁杆混合模型,对两种模型进行了模态分析,获得了计算模态的频率及振型。而后,以实测模态数据为依据,对各方案进行了比较分析,确定梁杆混合的方案为优选方案。     

大跨越输电塔群桩基础有限元分析

输电塔-线体系是重要的生命线工程,桩基础作为输电线路工程主要的基础形式,确保其设计合理、可靠对保证输电塔-线体系安全、稳定的运行具有重要意义。本文以某跨越黄河大跨越线路为背景,运用SAP2000有限元软件建立了三维有限元模型。研究了不同风荷载工况下群桩基础反应以及连梁对群桩基础工作性能的影响,得到了最不利荷载的方向,确定了风荷载和动水荷载的最不利组合工况。研究结果可以为该实际工程中群桩基础的设计和优化提供参考。     

江阴大跨越输电塔模型试验研究

本文基于江阴大跨越输电塔模型试验工作 ,对试验模型设计与制作、加载及反力装置的设计、试验工况及测点布置等进行了研究。结合塔架模型试验和高强度螺栓受剪连接试验结果 ,验证了大跨越的设计是安全可靠的。文中还对塔架计算模型、杆件次应力、高强度螺栓群连接极限承载力等问题进行了讨论 ,并得出一些有益结论供工程设计参考。     

大跨越输电塔结构风振系数研究

在输电塔结构设计中,风振系数的取值非常重要。本文结合500kV崖门大跨越输电塔工程实例,通过输电塔结构时程分析,得到结构在风荷载作用下风振响应,统计了输电塔结构的风振系数取值,与多种现行规范进行比较,对大跨越输电塔结构抗风设计给出了建议。     

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。     

大跨越输电塔风致振动TMD控制参数研究

以某输电塔为例选取了调谐质量阻尼器(TMD)为减振装置进行参数分析,研究了质量比、频率比和阻尼比三个参数对减振效果的影响.结果表明塔顶位移、加速度减振率与TMD的模态质量比呈现正相关关系;当质量比一定时,塔顶位移、加速度减振率均对频率比较为敏感,频率比在1.00附近时减振率达到最大;减振效果对阻尼比的敏感性较低.     

大跨越输电塔风荷载计算的探讨

利用ANSYS建立大跨越输电塔结构的有限元模型,进行模态分析得到结构的自振周期及振型,由此计算出铁塔各段风振系数,从而计算结构的风荷载,为输电塔风荷载计算提供一些参考依据。     

385m超大型长江大跨越输电塔铸钢节点受力性能研究

针对国家重点工程385 m超大型长江大跨越输电塔横担-主材连接节点处杆件交汇多、空间关系复杂、荷载条件特殊等特点,首次提出在该大跨越输电塔同类型节点处采用铸钢节点。考虑到铸钢节点外形复杂、重要性程度高等特点,为验证其设计的安全性和合理性,设计了两个1∶2节点缩尺模型并进行承载力性能检验性试验及有限元分析。研究结果表明：90°大风试验工况下节点最大应力区为节点杆件倒角处,其应变随荷载基本呈线性变化,节点整体处于线弹性状态;有限元分析结果与试验结果吻合良好,表明有限元节点模型能真实有效模拟节点实际受力情况;有限元弹塑性分析结果表明该铸钢节点极限承载力为设计荷载的12.39倍,有较大的安全冗余度,节点设计安全可靠。     

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     

特高压大跨越输电塔动力特性和风振响应分析

针对特高压大跨越输电塔跨越档距大、塔体高且负荷重的特点,从材料选取、导线排列方式、结构动力特性以及风振响应等几个方面对1 000 kV特高压双回路跨越输电塔进行分析,总结了所研究塔型的动力特点,对其风振系数进行了计算和讨论,并根据动力特性分析提出了结构设计中风振系数的取值方法。结果表明:风振系数具有较大的离散性,不同塔身高度应取不同的值进行计算;该方法为特高压大跨越输电塔的结构设计提供了参考。     

输电塔架ANSYS建模及动力特性研究

通过编制接口程序将满应力计算数据导入ANSYS程序进行模态分析,得到有限元求解的结构自振周期,以此确定输电塔架的风压调整系数。在实例中分别生成空间桁架模型和混合单元模型,模态分析结果与经验公式结果比较表明,模态分析方法由于考虑了横担杆件的质量,其结果更符合规范规定数值,而经验公式计算值偏小。     

某塔式起重机整体有限元建模及分析

介绍了使用结构分析软件 STAAD.Pro 对某塔式起重机的整体建模过程,主要是单元的选取、关键部位的处理以及荷载的确定,然后进行了塔机整体的静力计算分析。计算结果表明所建模型是合理的,并确定出了最不利荷载组合。     

金属拱型波纹屋面有限元参数建模及稳定极限承载力分析

金属拱型波纹屋面是一种新型空间钢结构。对其编制有限元参数化建模程序,并与通用微机有限元 程序 ＳＵＰＥＲ ＳＡＰ求解模块接口,形成了便于工程使用的专用分析软件,大大简化了该种结构的有限元分析 过程。利用该建模程序和ＳＵＰＥＲ ＳＡＰ分析程序对其进行了稳定极限承载力分析,使软件的实用性得到验证。     

脱硫塔结构的有限元分析及动力简化计算

利用有限元方法对某电厂烟气脱硫吸收塔进行结构计算分析,得到塔体的频率、振型等动力特性,然后对塔体结构建立等效简化地震反应分析模型.分别对实体模型和简化模型输入地震波,进行动力分析,研究塔体结构的抗震性能,数据比较表明:实体模型与简化模型的地震反应吻合较好.建议在设计脱硫吸收塔结构时可采用此简化方法对其进行地震作用的计算分析,以满足工程设计的实际需要.     

高耸塔台结构地震模拟振动台试验研究及有限元分析

对顶部两层钢框架的高耸筒体塔台结构在地震作用下的动力特性与反应,从模型振动台试验和有限元计算两方面进行了研究。对一个1∶30比例的机场控制塔台模型进行了振动台模拟地震试验,根据试验结果,通过相似关系得到原型结构在地震作用下的动力特性与反应。同时,应用结构有限元分析程序对模型及原型结构进行动力计算,并将两种结果进行比较分析。     

脱硫塔结构的有限元分析及动力简化计算

利用有限元方法对某电厂烟气脱硫吸收塔进行结构计算分析,得到塔体的频率、振型等动力特性,然后对塔体结构建立等效简化地震反应分析模型。分别对实体模型和简化模型输入地震波,进行动力分析,研究塔体结构的抗震性能,数据比较表明:实体模型与简化模型的地震反应吻合较好。建议在设计脱硫吸收塔结构时可采用此简化方法对其进行地震作用的计算分析,以满足工程设计的实际需要。     

输电铁塔加固补强承载力研究

对于运行时间较长的输电铁塔,由于最大设计风速偏低以及设计时未考虑风压高度变化系数,运行时经常发生大风倒塔事故,严重威胁着输电线路的运行安全。对这类铁塔进行加固补强提高其抵抗大风的能力,以保证铁塔的安全运行迫在眉睫。根据工程经验,提出一字形连接板、单个螺栓,充分利用交叉斜材以及辅助材与主材的连接孔进行主材与副主材连接的加固方案。通过五基模型塔架试验对加固前后构件承载力进行对比分析,验证此加固方案的可行性。试验结果表明:此种加固方法使主材承载力得到了大幅提高。在试验分析的基础上,给出了加固后主材承载力的计算方法。     

大型输电塔地震动力响应三维有限元分析

以旋喷水泥短粗墩基础替代输电塔常见的筏式基础可以简化施工方法、缩短建造周期、节约造价。对旋喷水泥短粗墩基础的输电塔进行地震动力响应分析,地基的边界条件采用透射边界进行处理,采用三维有限元方法建立输电塔的三维整体有限元模型,计算输电塔在地震力作用下的动力响应。同时计算了筏式基础输电塔的地震动力响应。二者结果对比说明,采用旋喷水泥短粗墩基础替代大型输电塔常见的筏式基础是可行的。     

输电塔腐蚀安全评定的有限元分析

钢结构输电塔的腐蚀,导致钢结构输电塔承载性能发生变化,对输电线路的运行造成安全隐患。根据广西电网输电塔现场检测结果,运用有限元分析方法,对在役锈蚀钢结构输电塔结构性能进行分析,结合在役输电线路杆塔可靠性鉴定方法,给出在役锈蚀钢结构输电塔安全评定方法。     

输电线路大跨越钢管塔法兰盘连接试验及研究

钢管法兰连接节点的设计研究是大跨越高塔设计的重要组成部分。对于某些重大的跨越高塔,由于荷载的大幅增加,法兰节点按常规计算方法得到的承载能力不够精确,使得设计人员难以准确把握实际结构的受力状态,设计的风险较大,而法兰节点的准确合理设计是保证结构安全的重要环节。以舟山与大陆联网工程中的370m大跨越塔为背景,对内侧螺栓连接法兰和外侧螺栓连接法兰进行节点极限承载力拉伸试验,并建立精确的有限元分析模型,研究法兰节点的力学行为、应力分布以及弹塑性的破坏过程,证明内法兰与外法兰都具有很高的安全裕度,可以作为大跨越钢管塔的法兰节点设计的一种参考。