覆冰区输电线路弃线措施安全性研究

建立了某山地覆冰区输电线路有限元分析模型,建立了塔线体系在覆冰和弃线措施作用下的结构体系反应分析方法。以我国南方山地覆冰区的某耐张段输电线路为实际工程背景,研究了覆冰后拆除地线对输电杆塔服役安全性的影响。结果表明:覆冰弃线措施可以有效减小输电塔线体系的服役荷载,提高关键杆塔的强度储备和安全性。拆除地线将引起杆塔所受张力减小,其它位置的导地线承载力状况基本不变,变化幅度不超过3%。拆除覆冰地线只能提高输电杆塔的服役安全性,但对导地线承载力影响很小。     

风荷载作用下基坑开挖对邻近输电杆塔的影响

利用ABAQUS有限元软件对110kV直线型输电杆塔-基础体系进行三维有限元分析,分析输电杆塔-基础体系在基坑开挖后,风荷载对其结构的影响。结果表明,在风荷载作用下,其体系上部结构钢管杆挠度超限时,钢管杆的应力水平依旧远低于材料的屈服极限,钢管杆具有较大的柔度和强度富余,具有良好的抗风性能;输电杆塔-基础体系的基础平台和基础桩连接处易产生局部应力集中,最容易失效;在基坑开挖后,输电杆塔-基础体系受不同方向风荷载作用的影响明显。     

山地环境中500kV输电塔线体系风振响应研究

500kV张恩线作为川渝电网与华中主网联络南通道,线路走廊所涉及的地形以高山大岭和山地为主,以此为工程背景,考虑地形对塔线体系风振响应的影响.基于准定常理论,引入地形对风速剖面的修正,计算输电塔的风振响应和风振系数.对比发现,经过地形修正后的位移风振响应均值较修正前有增大,而地形修正前后的位移响应和加速度响应均方根值变化均不明显.因此,针对复杂的山地环境,输电塔线体系的风振响应分析建议考虑地形的修正.     

强风作用下输电杆塔损伤破坏特点研究

研究了强风作用下输电杆塔风致响应特点及其破坏特征。建立了输电塔线体系的强风荷载模型和风荷载模拟方法。随后建立了输电杆塔分析模型和输电线的非线性有限元模型。进一步的组集形成了输电塔线体系有限元模型,并建立了输电塔线体系在风荷载作用下的运动方程。以某实际输电线路为工程背景,研究了输电杆塔的风致响应特点。设计建造了输电塔线体系气弹模型,开展了输电塔线体系抗风性能风洞试验,研究了杆塔风致损伤破坏特点。结果表明:输电杆塔是风敏感结构,在强台风作用下其容易发生承载力不足的损伤破坏,破坏位置一般位于杆塔中下部区域。     

极限强风荷载作用下输电杆塔节点承载力研究

研究了极端强风荷载作用下输电杆塔连接节点的承载力特性。首先基于非线性有限元理论建立了输电塔线体系的分析模型,随后采用随机模拟方法建立了输电塔线体系强风荷载模型和荷载模拟方法及输电塔线体系风致响应的分析方法。进一步地建立了输电杆塔连接节点的精细化有限元模型及其承载力的非线性分析方法和非线性迭代收敛准则。以南方沿海地区某实际输电线路为工程背景,研究了极端强风荷载作用下杆塔节点的承载力特性。结果表明:极端强风荷载作用下输电塔发生损伤破坏,此时连接节点处也进入塑性,其承载力也表现出了非线性特点。     

高压输电线路中输电塔塔基的模型制作及其承载性能的实验研究

针对葛洲坝水利枢纽至武昌500kV输电线路（葛武线）输电塔塔基改造中出现的问题,以ZB41型杆塔为原型,利用室内制作的模型装置对大板基础和大板＋微型桩（板桩）基础两种形式的杆塔塔基承载性能进行了实验研究。结果表明,大板基础和板桩基础的地基土竖向承载力均达到设计要求,但大板基础的抗水平承载性能不能满足设计要求;板桩基础抗水平承载力是大板基础抗水平承载力的3倍多;板桩基础方案达到了葛武线输电塔塔基改造的设计要求。     

明渠建设与运营对塔基水平承载能力的影响

针对导流明渠建设将影响周边建筑稳定性的问题,采用数值模拟的方法,在导流明渠建设以及后期运营的过程中,分析了某枢纽工程及其附近输电塔的水平承载能力。案例表明：在导流明渠建设及运营过程中,副坝自重荷载和蓄水后水荷载引起地层压缩沉降,导致副坝靠近塔基一侧发生水平变形,并推动塔基向远离副坝的方向变形,变形增量为-4.81 mm,由于塔基在原设计荷载下水平变形约-4.8 mm,所以导流明渠通水后,塔基最终的水平变形量-9.61 mm。该数值略大不符合规范要求,因此在副坝下方修建一个加固区,加固后水平变形增量减小到-0.7 mm,最终塔基水平变形量为-5.5 mm,满足规范要求,在保证塔基础的稳定的同时,工程能够顺利开展。     

大跨越输电塔线体系气弹模型风洞试验

针对大跨越输电塔线耦合体系的风振响应问题，以规划中的世界第一高塔--某大跨越输电塔线工程为原型，采用离散刚度法设计制作了塔线体系的气弹模型，并在紊流风场中进行了多个风向角、多个风速下的单塔和塔线体系气弹模型风洞试验.试验结果表明，输电塔的响应可以分解为共振响应与背景响应.通过分析塔线耦合作用对输电塔2部分分量的影响，揭示了塔线体系的风振响应特性.塔线体系与单塔相比，由于阻尼的增加导致共振响应有所降低，而迎风面积的增大使得背景响应有较大幅度的提高.分析塔线体系总的风振响应必须同时考虑塔线耦合作用对2部分分量的影响.     

考虑桩-土-结构相互作用的输电塔风振响应分析

运用ABAQUS软件分别建立四类场地土体条件下考虑桩-土-结构相互作用(简称PSSI)的整体有限元模型和基础固支的输电塔三维有限元模型,并通过在桩和土体交界面上设置主从接触面来考虑桩-土-结构相互作用效应,然后基于线性滤波法模拟输电塔结构脉动风,进行了输电塔结构模态分析和风振响应分析,最后计算输电塔的风振系数。结果表明:考虑PSSI效应后输电塔自振周期随土体柔度增大而增大,塔身主要节点位移最大增至2.8倍,主要控制点加速度与应力有不同程度的减小,Ⅰ类场地土体条件下风振系数有明显增大。研究认为,考虑PSSI效应可以更准确地分析输电塔的风振响应。     

考虑土-结构相互作用的输电塔风振系数计算

研究运用ABAQUS软件分别建立I类场地土体条件下考虑土-结构相互作用(SSI)的整体有限元模型和基础固支的输电塔三维有限元模型,进行了输电塔结构动力特性分析,最后利用新旧荷载规范[1~2]分别计算考虑SSI和基础固支工况下输电塔的风振系数.结果表明:考虑SSI效应后输电塔自振周期增大,风振系数也有不同程度增大,新荷载规范计算得出的两种工况的风振系数均有非常显著地增大.研究认为,利用新荷载规范同时考虑SSI效应能更准确的计算结构风振系数.     

输电线风荷载风振系数的数值计算与规范比较

以工程实际线路为对象,基于准定常气动力假设,通过输电线路结构的流固耦合非线性有限元动力数值模拟,获得考虑气动阻尼的实际线路风振响应。着重分析了不同绝缘子类型导线的不同跨度、不同风速下的风荷载的风振系数。将之与国际典型规范的风振系数取值进行比较和分析。研究为我国高压输电线路抗风设计规范的合理修订提供一些客观的参考和借鉴。     

输电塔-螺旋锚基础相互作用的研究

本文对一种新型杆塔基础-螺旋锚基础进行分析,给出了输电塔-螺旋锚基础相互作用的简化力学模型,利用Winkler假定模拟土的受力变形性质,用m法计算得出基础顶端横向作用力与位移的关系,作为上部结构的边界条件。采用有限元方法,推导了输电塔体系的整体刚度矩阵,利用自编的MATLAB程序,对某一输电塔分别按考虑和不考虑相互作用两种情况进行了计算、对比,考虑相互作用后,输电塔各节点的位移和杆件内力都相应地增大。本文进一步完善了螺旋锚基础的计算理论,具有一定的实用价值。     

基于NExT的转角输电塔自振频率实测研究

基于自然激励技术和特征系统实现算法,通过现场实测研究了某220kV大跨度转角输电塔线体系的自振频率。基于有限元理论建立了一塔两线的输电塔线体系分析模型,并考察了有无导线时输电杆塔的动力特性的差异。基于理论分析的输电杆塔振型特点,并结合实际杆塔的构造特点,制定了测试方案和传感器布置位置。通过现场实测获得了结构的加速度响应。基于NExT技术得到了加速度的脉冲响应信号,并在此基础上采用特征系统实现算法进行了各工况下结构体系的自振频率的识别。结果表明,实测结果与理论结果较为吻合。由于导线的存在,结构体系的自振频率发生了一定程度的减小,输电杆塔表现出了较为明显的扭转振动特点。     

输电塔-螺旋锚基础相互作用的研究

本文对一种新型杆塔基础-螺旋锚基础进行分析,给出了输电塔-螺旋锚基础相互作用的简化力学模型,利用Winkler假定模拟土的受力变形性质,用m法计算得出基础顶端横向作用力与位移的关系,作为上部结构的边界条件.采用有限元方法,推导了输电塔体系的整体刚度矩阵,利用自编的MATLAB程序,对某一输电塔分别按考虑和不考虑相互作用两种情况进行了计算、对比,考虑相互作用后,输电塔各节点的位移和杆件内力都相应地增大.本文进一步完善了螺旋锚基础的计算理论,具有一定的实用价值.     

基于光纤传感器的输电杆塔角钢应变在线监测研究

针对目前输电杆塔结构应力-应变监测方法中存在较大测量误差的问题,从提高输电杆塔角钢应变的测量精度出发,基于光纤光栅传感器提出一种考虑传感器在角钢表面安装位置及安装方式的输电杆塔角钢应变精准在线监测方法。首先,对输电杆塔角钢表面不同位置的应变分布特性进行有限元仿真分析;其次,根据输电杆塔结构中L角钢的形状特点,设计了一种可拆卸手环式的L型传感器固定夹具,对比分析了传感器不同安装方式对角钢应变测量精度的影响;最后,利用该方法设计了输电杆塔角钢应变在线监测系统。对某220 kV输电线路杆塔薄弱位置角钢进行应变数据实测分析,结果表明：实测数据和有限元仿真数据应变测量误差小于1.5×10^-5,相对误差小于6.28%。研究结果为输电杆塔结构健康状态精准在线监测提供了参考依据,具有较高的工程实用价值。     

台风“麦莎”作用下输电塔风荷载反演

由于输电塔结构外部作用实时测量难度大、数据精度低,可以根据现场测量结构动力特性,以实测动力响应来反演结构的动态荷载。本文利用某输电塔在台风"麦莎"作用下塔线耦联体系的现场风振实测结果,采用基于缩聚串联多自由度模型的荷载反演方法,反演得到输电塔在台风作用下的风荷载分布和地线、导线的动张力时程。     

沿海风速对输电线路工程造价的影响分析

东南沿海气象条件的特点为风速大、无覆冰或轻覆冰。因此,风速对架空线路工程造价的影响比较敏感,尤其以风荷载对杆塔和基础作用力的影响较为突出。分析不同风速条件下输电线路工程造价的变化趋势,对有效地控制沿海架空输电线路工程造价具有重要意义。1分析方法根据国家电网公司输变电工程通用设计的主要设计原则,现按照27m/s、29m/s、31m/s、33m/s、35m/s、37m/s、39m/s七种设计风速来分析不同风速条件对架空输电线路工程造价的影响。主要的分析方     

高大型夹芯复合材料杆体设计与制造技术

技术开发单位 北京玻钢院复合材料有限公司 技术简介 北京玻钢院复合材料有限公司的研究人员重点突破了大型夹芯复合材料杆体的结构设计技术、成型技术等关键技术,以10kV～220kV输电杆塔产品为应用背景,通过对复合材料输电杆塔材料体系、结构、节点连接等方面进行研究,解决了低成本制造、高结构刚度低挠度设计、复合材料杆塔的防老化等关键技术问题,达到了复合材料杆塔产品工程应用的目标。     

吉林省输电工程安全技术工程实验室

正"吉林省输电工程安全技术工程实验室"是吉林省发改委批准建立的省级开放式科技创新平台,中心整合了学校输电工程、电厂建筑、给排水工程学科的资源,主要研究输电线路中有关线路、杆塔、杆塔基础、导线及金具等方面的设计理论和防灾技术,土木工程新材料开发与应用。实验室建立了学术委员会负责的技术管理体系及实验室主任负责的运行管理体系,设立了专职科研岗位。实验室基础设施完备,在结构实验中心,现有实验室面     

环境激励下特高压输电塔线体系气动阻尼的识别

结合±800 kV特高压直流输电线路气弹模型的风洞试验,利用经验模态法、随机减量法及H ilbert变换法识别环境激励下气弹模型的结构参数.研究输电单塔及塔线体系在不同风速下气动阻尼及固有频率的变化特性.结果表明:在环境激励下,结构频率有随风速减小的趋势,而气动阻尼比有明显增加,特别是塔线体系较单塔更为显著;塔线体系的频率及阻尼比较单塔均有提高,阻尼比提高较为明显,随着风速的增加,气动阻尼变化明显,气动阻尼对风振响应的影响应引起重视.