110 kV 窄基钢管塔的研究设计

窄基塔作为一种占地面积小、通道相对紧凑的塔型,越来越受到供电部门的青睐。本课题规划设计了1 个9 种塔型系列的110 kV窄基钢管塔,并应用了V型串直线塔、悬垂转角塔等特殊塔型对窄基塔塔型进行了优化,提高经济效益。介绍了窄基钢管塔设计中的技术特点,采用有限元软件对窄基塔进行动力特性分析,得到准确的结构自振周期,进而计算了窄基钢管塔的塔身风振系数。同时,对窄基钢管塔线路进行经济性分析,其可节约线路走廊宽度约20%,造价约为钢管杆线路的75%,具有良好的经济效益及推广应用价值。     

架空输电线路高塔跨越森林的研究

从钢管构件受力分析与实例验证两方面,研究钢管塔的优越性及其在跨越森林地区应用的可行性.结论为:500kV输电线路,由于其荷载较大,跨越森林地区使用钢管塔具有明显的优势;塔型对比分析显示,质量超过20 t的角钢塔使用钢管时,其质量可减少20%～35%,造价明显降低;钢管塔占地面积小,在选择塔位时具有优势.     

输电线路中钢管塔在结构力学性能上的优越性

钢管塔是目前世界上一种设计简明、安装方便、应用前景广泛,较传统水泥塔和角钢塔有很多优点的新型塔形。随着特高压输电线路的建设,高电压输电线路的支撑结构和变电构架承受荷载大,铁塔及变电构架的大型化不可避免,而钢管塔架具有承受载荷大、整体稳定性好、外型美观、能减小铁塔根开从而减小占地面积等优点,有取代水泥塔和角钢塔的趋势。钢管塔的力学整体性能较角钢塔有很大的提高,有利于建设特高压输电线路的需要。     

特高压钢管塔锻造法兰优化设计研究

钢管塔在特高压工程中的推广应用对钢管塔的可靠性与经济性提出了新的要求。通过分析比较钢管塔与角钢塔的塔材组成,并结合钢管塔的结构特点,提出了通过降低联接件比重实现进一步提高特高压钢管塔经济性的方法。详细分析了目前特高压钢管塔锻造法兰的应用情况,提出锻造法兰精细化设计的新方法,并结合超/特高压同塔4回钢管塔的设计进行了各种方法的可行性和经济性分析。研究表明：在特高压钢管塔设计中,通过应用强度级差与布置优化、结合锻造法兰进行钢管选材等综合措施,最大程度的降低锻造法兰的比重,能够进一步提高特高压钢管塔的经济性。     

同塔6回钢管塔的设计与试验

通过钢管构件模型试验,对不同管头型式的构件进行了分析,确定了小长细比钢管构件的承载力计算方法;通过结构优化,完善了钢管塔的设计,并对相同塔型的钢管塔和角钢塔进行了经济性比较;设计的同塔6回钢管塔成功通过了真型试验,表明该钢管塔结构的主要构造是合理的。     

1 000 kV特高压新型钢管及角钢混合塔的设计研究

由于钢管塔优越性显著,中国1 000 kV特高压双回输变电工程基本采用钢管塔结构。然而钢管塔加工工艺复杂、质量要求高、施工难度大,尽管已经采用标准化设计,钢管塔的产能仍很难满足需要。以皖电东送工程为例,参考特高压钢管塔的设计条件,规划设计了新型钢管及角钢混合塔,下横担以上杆件全部采用角钢材料;优化设计了塔身主材钢管变角钢截面处的过渡节点,比较了钢管塔和混合塔2种塔型的动力特性,并开展了经济指标的分析。在保证安全运行的前提下,论证了新型混合塔的可行性,使得杆件中角钢比例大幅增加,钢管比例相应减少,有效缓解钢管应用于输电塔产能不足的问题。     

500kV交流架空线路钢管塔技术经济分析

钢管塔在大荷载输电线路中体现出了其良好性能和效益,但钢管的使用也存在钢管型材规格品种有限、价格高等缺点,同时钢管间连接的节点构造复杂,加工生产效率低,因此有必要研究典型荷载条件下钢管塔的应用。本文针对500kV交流输电线路的典型荷载条件开展钢管塔、角钢塔对比研究,分析10mm、15mm覆冰条件下,随着风速的变化,钢管塔造价变化的主要趋势以及影响造价变化的关键因素,最后本文假定角钢塔材价格一定的前提下,通过调整钢管塔的价格,改变钢管塔与角钢塔塔材的价格比例系数(rp),对钢管塔与角钢塔经济性进行对比分析。     

特高压钢管塔线路带电作业间隙放电特性研究

随着特高压工程的建设和发展,钢管塔已大量投运到实际特高压线路工程中。为保证特高压钢管塔线路带电作业的安全开展,仿真计算并对比分析了特高压钢管塔、角钢塔塔身周围的电场分布情况。以1∶1钢管塔模型试验获得各种典型带电作业工况下的操作冲击放电特性,确定了各工况下带电作业的安全距离。通过钢管塔和角钢的冲击放电试验,对比分析了2种塔型结构的操作冲击放电特性。研究成果可在特高压钢管塔同塔双回线路带电作业中提供技术支撑。     

220 kV单管和双钢管输电塔结构设计的对比分析

以220 kV钢管输电塔为研究对象,提出了单管和双管钢管塔的结构形式和几何尺寸,针对不同荷载工况分析主管等各杆件的内力分析,得出小转角、中等转角和大转角钢管塔通常分别由单侧已锚安装工况和大风荷载工况控制。同时,在参数分析的基础上,对单管和双管钢管塔进行强度设计和优化。在满足强度、变形条件时,小转角的双管塔用钢量与单管塔的用钢量相差较小;随着转角的增大,双管塔的用钢量较单管塔的用钢量增加缓慢,即大转角时双管塔的用钢量比单管塔经济。研究结论可供220 kV单管和双管钢管塔设计时参考。     

220kV单/双钢管输电塔结构设计的对比分析

以220 kV钢管输电塔为研究对象,提出了单管和双管钢管塔的结构形式和几何尺寸,针对不同荷载工况分析主管等各杆件的内力分析,得出小转角、中等转角和大转角钢管塔通常分别由单侧已锚安装工况和大风荷载工况控制。同时,在参数分析的基础上,对单管和双管钢管塔进行强度设计和优化。在满足强度、变形条件时,小转角的双管塔用钢量与单管塔的用钢量相差较小;随着转角的增大,双管塔的用钢量较单管塔的用钢量增加缓慢,即大转角时双管塔的用钢量比单管塔经济。研究结论可供220 kV单管和双管钢管塔设计时参考。     

输电塔大直径钢管与内外圈螺孔法兰焊接变形控制技术

220 kV舟山与大陆联网工程2基370 m高塔采用自制大直径钢管与内外圈螺孔法兰T型焊接结构,法兰最大直径2.33 m,钢管最大直径2 m,常规的钢管与法兰焊接制作方法无法保证法兰的焊接变形精度的要求。针对高塔结构特点,采用细丝混合气体保护自动焊接新工艺,包括设置合理的坡口角度、制定焊接顺序、预防变形措施等,进行焊接大直径钢管与内外圈螺孔法兰,可为相关工程设计提供参考。     

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。     

500kV汉江大跨越塔钢管节点试验

以国家电网公司应用Q420 高强钢首批输电线路试点工程为依托,验证杆塔采用Q420 高强钢管的适应性和安全性。针对500 kV汉江大跨越直线塔主材采用Q420 钢管,进行了3种K形节点6 个试件的试验研究。对钢管节点受荷后的截面应力分布、主管侧向位移以及极限状态受力特征等进行了分析,通过试验为杆塔设计和输电线路安全运行提供了可靠的依据。试验证明,节点域加劲板的设置以及主管与支管间的夹角对节点的应力分布有重大影响。     

不等边角钢用于输电杆塔的试验研究

在国外,不等边角钢已广泛应用于输电线路铁塔。而目前国内对不等边角钢受力状态和特性,不同的杆件端部连接方式对其承载力的影响,杆端偏心对节点强度的影响等的理论分析与试验研究才刚刚起步。从“不等边角钢用于输电杆塔的试验研究”,初步摸清了不等边角钢杆件和节点构造的受力特性,提出了相应的设计和选材参数,为输电线路铁塔采用不等边角钢部件提供了可靠的设计参照依据     

输电线路铁塔采用高强钢的应用研究

在输电线路铁塔中使用高强钢,既有明显的技术经济效益,又有利于提高我国输电线路的建设水平。结合输电线路铁塔结构的特点,在国内外高强钢的应用现状、使用高强钢的技术经济性、高强角钢市场供货能力、高强钢设计技术参数的选取等方面进行了探讨和研究,给出了高强钢的相关技术参数以及输电线路中高强钢的使用原则,为输电线路铁塔中高强钢的使用提供了借鉴。     

耐候冷弯型钢在220 kV 输电线路中的应用

将耐候钢冷弯成角钢加工制造输电铁塔,可以大幅减少传统的热镀锌防腐对环境的污染,具有良好的经济和社会效益。以厦门220 kV 梧侣-内官输电线路工程为依托,在国内首次开展耐候冷弯角钢输电铁塔的试点应用工作。根据设计及气候条件,研究、选用Q450 NQR1 高强度耐候钢,设计、加工耐候冷弯角钢铁塔,并进行真型试验测试,结果表明铁塔设计满足设计要求。目前,耐候冷弯输电铁塔已在输电线路中成功建设投运,为下一步的推广应用奠定了基础。     

输电铁塔冷弯角钢构件轴心受压承载力分析及试验研究

输电线路铁塔应用冷弯型钢,可以提高输电铁塔设计水平,降低钢材用量。文章结合输电铁塔的结构特点,选取不同截面、长细比的冷弯角钢构件进行轴心受压承载力试验和有限元分析,得到了输电铁塔用冷弯角钢轴心受压构件的荷载-应变发展规律和极限承载力,并与现行设计规范承载力计算值进行了对比。分析结果表明,现行规范体系不适合我国输电铁塔冷弯型钢轴心受压构件的强度设计。通过对试验和理论分析结果进行拟合,确定了输电铁塔冷弯型钢轴心受压构件稳定系数曲线,提出了输电铁塔冷弯型钢构件承载力计算的修正意见。     

我国输电铁塔型材应用现状及优化措施

结合输电线路铁塔结构的特点和国内外高强钢的应用现状、使用高强钢的技术经济性、高强角钢市场供货能力、高强钢设计技术参数的选取等方面进行了探讨。在输电线路铁塔中使用高强钢,既有明显的技术经济效益,又有利于提高我国输电线路的建设水平。