输电铁塔计算模型分析

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。     

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。     

特高压钢管塔主材长细比及径厚比的取值

文章选取1000kV淮南—上海(皖电东送)输变电工程的典型同塔双回钢管塔为研究对象,建立其梁杆混合单元的有限元模型,对塔身主材的应力进行了计算。结果表明杆端弯矩对主材应力的影响程度与其长细比密切相关。通过统计分析,给出了长细比与应力的对应关系。通过分析计算结果及对比国内外设计标准,提出了钢管塔压弯主材圆管截面的径厚比取值建议。研究结果可为我国特高压钢管塔的结构优化提供参考。     

拉线门型塔中大风工况下拉线预应力变化影响结果的研究

针对拉线式输电塔在风荷载作用下拉线初应力影响其结构受力性能的问题,阐述了使用结构分析软件建立拉线式门型输电塔结构非线性有限元模型的过程,通过工程实例分析了在最不利攻角下对不同拉线初应力下的塔身结构受力情况,得出了拉线初应力变化对拉线塔支座反力、塔身杆件节点位移、杆件轴向应力影响的规律,为拉线塔设计和施工提供了理论依据.     

1000 kV交流特高压钢管塔梁杆有限元分析研究

1 000 kV交流特高压同塔双回路钢管塔具有负荷大、结构高耸、柔度大等特点,由于焊接的连续性、节点板和钢管刚性连接等原因的影响,结构在节点处易产生次弯矩和次应力,从而造成构件及节点局部应力不均。按传统桁架结构杆单元线弹性理论进行分析和设计,杆塔实际受力状态与计算结果存在差异,造成选材不够准确。为解决上述问题,采用梁杆单元模型进行分析计算,并与杆单元模型结果进行对比。计算发现,梁杆有限元模型和杆单元模型计算所得钢管塔主材的轴力大小相当,下横担以下的主材弯矩较大,特别是塔腿、靠近塔腿的主材、变坡处和各层横担主材节点处。主材构件两端的强度应力最大,而稳定应力则主要出现在中部,采用梁杆单元模型进行精细化设计,不仅具有一定的经济性,同时各构件安全冗余度趋同,在塔材耗量相当的情况下,一定程度地提高了杆塔的承载能力。     

1 000 kV双回特高压SZT2钢管塔局部屈服分析

针对我国第1 基1 000 kV 交流特高压双回路钢管塔（SZT2 塔）真型试验中塔腿节点出现的局部屈服现象进行了分析,首先按最新编制的国家电网公司企业标准进行了验算;再采用ANSYS软件建立了破坏节点的有限元模型,并进行了仿真分析,得出理论验算和有限元模拟结果与试验现象相吻合;最后,对节点进行了多方案比较的优化设计,并采用有限元对优化模型进行了分析,由此提出连接板连接情况下节点防局部屈服的设计建议,供设计人员参考。     

架空输电铁塔塔身段高度对塔腿承载稳定性的影响分析

通过ANSYS有限元分析软件建立架空输电铁塔塔腿结构模型,分别对8种不同高度塔身段进行塔腿承载稳定性模拟分析.采用牛顿差值法分析模拟所得数据,结果表明对于组立同一结构塔腿,塔身段越高,塔腿承载稳定性越差.针对架空输电铁塔塔身段高度对塔腿承载稳定性的影响分析,可以为架空输电线路铁塔设计提供参考.     

特高压输电线路钢管塔计算模型的选择

特高压钢管塔按整体空间桁架简化模型,采用杆单元进行受力计算,由于假定杆件只承受轴向力而忽略杆端弯矩作用,使得计算结果与实际情况存在差异。以1000kV淮南—上海(皖电东送)输变电工程特高压同塔双回钢管塔为分析对象,采用铁塔设计通用程序的杆单元、有限元计算通用软件ANSYS的梁杆混合单元和梁单元3种计算模型,对钢管塔的静、动力性能进行了分析和比较。结果表明:由3种单元模型计算的主材轴力、杆塔动力特性基本一致;梁杆混合单元模型与梁单元模型计算的主材杆端弯矩接近。建议特高压钢管塔的受力计算,采用梁杆混合单元模型的整体空间桁架法。     

脉动风场中输电线路振动分析

输电线路杆塔是一种柔性较大的高耸结构,在自然风等动力载荷作用下会产生非线性动力响应,使杆塔和导线产生疲劳损伤。考虑输电线路是由导线、绝缘子和输电塔组成的非线性复杂耦合体系,建立了一个梁/杆单元混合的铁塔有限元模型,对输电线路杆塔/导线/地线耦合体系进行了在平均风作用下的静力分析,以及在脉动风作用下的动态响应时程计算,分析了结构的响应特点以及对系统强度的影响。通过分析可知,输电塔的振动是以平均风作用后的位置为平衡位置的振动;塔顶上部较下部的动态响应大;塔身主材的轴向力、轴向应力明显大于塔身辅材,即塔身主材是限制输电塔强度和整体刚度的主导因素。     

高压输电铁塔地震时程响应分析

为研究不同输电铁塔模型在地震作用下的响应,运用ANSYS建立1D2-SZ2型铁塔刚架和梁桁三维模型,通过模态分析得到结构阻尼系数,选取2种不同自然地震波,采用地震波x方向和y方向加速度单向输入和时程分析法得到铁塔在7.1和6.9度烈度下的节点位移和塔材应力。结果表明:刚架模型与梁桁模型相比,在地震作用下塔顶节点位移响应趋势和最大位移值相差不大,主材应力偏大,斜材应力偏小,辅材最小应力位于塔身;地震波x方向输入时,最大位移值出现在梁桁模型,y方向输入出现在刚架模型;铁塔在两种地震波作用下,最大应力均位于塔身主材,但应力值都未超过材料屈服极限。     

输电铁塔钢管构件轴压承载力研究

由于输电线路钢管铁塔真型试验发现,现行钢管构件轴压承载力计算方法偏于保守,需要进一步优化钢管构件承载力计算方法。通过对不同径厚比、不同长细比的钢管构件进行承载力试验,并采用有限元仿真分析进行对比,提出一种考虑径厚比影响的钢管构件轴压承载力计算公式,其计算结果与构件试验结果更加吻合,为行业规范修编提供参考。     

复合材料杆塔线路电场分析

利用有限元分析了220 kV同塔双回钢管塔和同尺寸复合材料杆塔附近电场分布,并比较了2种材料杆塔线路对周围环境电场的影响.分析了杆塔处地面电场强度,对比了2种材料杆塔沿线路走廊纵向和沿走廊轴向2个路径的沿线电场分布.研究结果表明,复合材料杆塔在一定程度上改善了杆塔附近的电场环境.     

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。     

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%。     

“D”型截面复合材料塔头输电塔结构特性研究

输电塔主材改用复合材料,可有效减少输电线路占地,并减少电气间距达到压缩走廊的目的。复合材料区别于角钢,可以使用 “D”字型截面,提高了截面惯性抵抗矩。对各规格复合材料构件的截面进行了有限元分析,计算得到了截面特性参数。以某110 kV塔头复合材料塔为工程背景,建立了有限元模型,获得了其自振特性并与传统角钢塔做了对比,分析了参数不同的原因。使用基于时域法的风振系数计算,对位移均方根值、位移平均值、加速度均方根值的分布特点进行了研究,计算了各高度处的风振系数,并将结果与我国规范的取值进行了对比,结果可作为复合塔抗风设计的参考。     

一座大跨越输电塔的加固方案

对一座建于20世纪80年代的跨江拉索斜材体系输电塔的加固方案进行了论述,通过有限元分析确定了该塔的关键受力点及施工荷载限值,进而确定了施工及运行中采用的加固措施,工程仅用2个月完成。     

超大型冷却塔的群塔效应研究

在冷却塔结构设计中,群塔效应的影响关系到整个冷却塔平面位置的布置以及冷却塔本身的结构设计。不同的平面位置,群塔效应影响不同。在实际工程中,应尽量避免不利的平面布置,同时应充分考虑群塔效应影响。     

输电线路角钢塔加劲肋倾斜角度对塔脚板受力性能的影响研究

现有架空输电线路杆塔结构的规程规范未明确角钢塔塔脚板加劲肋倾斜角度布置要求,通常按习惯和经验设定。依托500 kV交流及±800 kV特高压直流输电线路工程铁塔,通过有限元数值方法研究了单主材四地螺、单主材八地螺和双主材八地螺塔脚板在加劲肋不同倾斜角度下的受力性能。研究结果表明,加劲肋倾斜角度的改变对四地螺塔脚板的影响较小,但是对八地螺塔脚板影响相对较大。所研究成果对架空输电线路角钢塔塔脚板计算和制图都有一定的指导作用。