超/特高压交流同塔四回钢管塔设计及试验

双回1 000 kV与双回500 kV同塔并架四回路SSZT2塔,是我国乃至世界上迄今为止应用于一般线路工程的单塔输送容量最大、高度最高、荷载最大的输电钢管塔。钢管最高材质为Q420,钢管全部采用插板和锻造法兰联接,首次应用强度级差高颈锻造法兰;在SSZT2杆塔结构设计中,对杆塔结构型式、风振系数、埃菲尔效应、钢管构件杆端弯矩等进行了专项研究,完善了超/特高压同塔多回钢管塔的设计,并通过了真型试验。试验表明我国超/特高压同塔多回钢管塔在设计、加工等环节有了可靠保障,可在特高压工程中进一步应用。     

重冰区特高压酒杯型钢管塔设计及试验

ZB1酒杯型钢管塔是我国第1基应用于重冰区线路工程的特高压单回路铁塔。整塔采用钢管结构,仅在地线顶架采用角钢。钢管最高材质为Q345,全部采用插板和锻造法兰联接;在ZB1塔结构设计过程中,对杆塔塔型优化、节点构造、埃菲尔效应、钢管构件杆端弯矩等进行了研究,完善了铁塔设计。ZB1酒杯型钢管塔成功地通过了真型试验,表明我国特高压杆塔尤其是重冰区杆塔在设计、加工等环节有了可靠保障,可在特高压工程中进一步应用。     

钢管塔锻造法兰连接螺栓的受力计算

针对钢管塔构件法兰连接形式,以真型试验和理论分析为研究方法,提出输电线路钢管塔用锻造法兰连接中螺栓的计算公式和相关构造要求,并分析了锻造法兰螺栓受力影响因素。目前该公式和构造要求已应用于1 000 kV淮南-上海（皖电东送）输变电工程钢管塔的锻造法兰设计。     

强度级差带颈锻造法兰试验研究

带颈锻造法兰在输电线路钢管塔上已广泛应用,但带颈法兰规格单一,与钢管受力不匹配,即承载力低的钢管连接承载力偏大的锻造法兰,导致钢管塔不经济。针对目前带颈锻造法兰的设计方法和使用情况,结合钢管塔构件的受力特性及钢管规格库,确定锻造法兰的强度级差配置方案,通过强度级差配置的Q420高强对焊带颈锻造法兰试件轴拉试验,测试了法兰和螺栓的受力特性,验证带颈锻造法兰按强度级差配置和螺栓受力修正系数的合理性,为今后钢结构设计提供了基础性研究数据。     

紧缩型双回高强钢管塔在500 kV练塘至泗泾线路工程中的应用

结合500 kV练塘至泗泾双回输电线路丁程,对紧缩型高强钢管塔应用进行了技术经济分析,对各种塔型对应线路的造价进行对比.介绍了Q460C高强度钢的特点及在输电线路的铁塔设计中的应用.分析了柔性锻造法兰的应用情况.     

1 000 kV特高压钢管塔塔身变坡节点的优化设计

钢管塔塔身变坡处大多采用大板对焊式或法兰螺栓连接式2种方案连接塔身上下主管,保证传力清晰合理。对淮南-上海1 000 kV特高压交流双回路SJ276转角塔塔身变坡节点分别采用2种方案的连接方式进行了经济性和可靠性计算分析比较。结果表明,只要在设计参数取值合理的情况下,2种方案的塔身变坡节点都是安全可靠的,但是法兰螺栓连接式方案更节省塔材,塔重减轻约2％。     

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。     

我国首基1000kV特高压交流同塔双回真型钢管塔通过试验

2009年3月28日．我同首基1000kV交流同塔双同真型钢管塔在霸州特高压杆塔试验基地成功通过试验．该真型塔是1000kV淮南一上海（皖电东送）输变电工程SJ301型转角塔,呼高45m,全高101m,根开22．272m．塔重234．08t;最大设计风速30m／s,最大设计覆冰10mm。该真型塔存国内首次采用了钢管对焊锻造法兰连接型式。     

特高压钢管塔带颈锻造法兰承载性能试验与参数分析

为了检验带颈锻造法兰安全性及合理性,针对特高压交流工程钢管塔Q345带颈锻造法兰试件进行了受拉试验,研究了不同承载力级别下带颈锻造法兰的抗拉承载性能,开展了非线性有限元分析,并与试验结果进行对比;在得到可靠的有限元模型基础上,研究了各设计参数对法兰节点受拉承载性能的影响规律。研究结果表明:各组试件的变形特征相似,即法兰连接的小直径钢管出现轴向拉伸和径向收缩现象,法兰盘轻微弯曲,法兰连接的大直径钢管变形不明显。法兰盘厚度的增加提高了法兰节点的强度和刚度,减少了法兰盘变形及螺栓附加应力;法兰颈部变坡坡度控制在15°左右为宜;法兰节点的初始刚度随螺栓预紧力的增大而增大,但节点的极限承载力变化较小;法兰节点荷载的偏心距会严重降低节点的初始刚度和承载力。研究证明,不同承载力级别下带颈锻造法兰的抗拉承载性能安全、可靠;与轴心受力相比,偏心受力会在一定程度上降低试件的承载能力。     

Q460特高压双回路钢管塔真型试验分析

SZ2U钢管塔为使用Q460高强度钢材的1 000 kV同塔双回路直线型钢管真型塔,塔全高103.6 m,单基塔质量132 t。依据标准DL/T 899-2004《架空线路杆塔结构荷载试验》,在正常大风、锚线、断线等8 个试验工况下对其进行试验,试验结果表明：SZ2U钢管塔的位移测试结果满足变形要求,应变测试结果没有超过构件承载力,说明试验塔强度和刚度均符合设计要求,并有一定的安全储备;同时节点构造和法兰连接安全可靠。特高压输电钢管塔设计中采用Q460 高强度钢材,既能满足设计要求,又能减轻塔重,建议在实际工程中试点应用。试验同时对输电钢管塔主材的次弯矩进行了真型塔测量,通过实际测量值与理论分析对比,得到输电钢管塔变坡处以下主材的次弯矩效应比较显著,建议工程中建立有限元模型进行强度校核,必要时采用考虑节点刚度的有限元模型。     

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\110kV四回路窄基钢管塔真型试验

GSSZ2窄基钢管塔是河北南网第一基220\110kV四回路钢管塔真型试验,根开5.072m,塔高78.7m,重量38.7t,依照《架空线路杆塔结构荷载试验》DL/T899-2004开展试验,分别进行了大风、锚线、断线等7个工况试验。试验表明:GSSZ2塔的位移测试结果满足相关规范的变形要求;应变测试结果基本与计算相符,没有超构件承载力,验证了窄基钢管塔的设计是安全可靠的;试验还验证了锻造法兰在220kV窄基钢管塔中能有效的传力,由于其能降低焊接工作量和提高加工效率等优点,建议以后常规电压等级钢管塔设计中,在法兰厂家生产能满足供货需求的前提下,可推广应用;GSSZ2塔主材采用钢管,横担以及其它斜材采用角钢,角钢与钢管通过节点板连接,试验验证安全可靠。因窄基塔跟开小,塔身宽度小,在单侧断线工况下,扭转位移较大,应合理设置隔面,提高窄基钢管塔抗扭刚度。     

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。     

特高压钢管塔轨道运输方案

钢管塔所具有的刚度大、稳定性高、节省钢材等特点,使特高压输电工程使用钢管塔已成趋势。为了解决钢管塔主材直径大、质量大带来的运输难题,总结出了一种新的钢管塔轨道运输方案。在某特高压工地进行的轨道运输真型试验表明,该方案能圆满完成钢管运输任务,可为特高压工程建设提供参考。     

1 000 kV特高压耐张钢管塔横担结构选材分析

特高压杆塔横担的伸出长度及受力远大于普通杆塔横担,同时横担主材和斜材的受力和计算长度值分别小于塔身主材和斜材,目前国内对特高压横担选材结果不尽一致。以1 000 kV皖电东送输电工程同塔双回路耐张钢管塔为例,对钢管塔横担主材及斜材选用角钢或钢管进行了计算分析比较,研究了横担选材原则,为今后工程设计提供参考。     

1000kV钢管塔十字插板连接K型节点非线性分析研究

摘要：与角钢塔相比,钢管塔的荷载以及自身的高度和跨度均有较大程度的增加,如何设计钢管塔的节点是保证钢管塔结构安全的主要环节。选取1 000 kV淮南-上海特高压输电线路钢管塔为工程背景,对典型十字插板连接的K型节点建立了有限元模型,对节点的力学行为、应力分布以及弹塑性的破坏过程进行了研究,可为钢管塔K型节点设计提供参考。     

超高压输电线路大跨越利用座地双平臂抱杆组立钢管高塔施工技术

500 kV台山电厂二期接入系统输电线路大跨越工程跨江塔高202.5 m,地形特殊,钢管塔组立施工难度大.针对这种特殊环境的钢管输电铁塔组立,采用座地双平臂抱杆组立钢管高塔,介绍了座地双平臂抱杆的特点、安装流程、软附着计算、吊装施工及拆卸步骤.施工经验表明,此技术可应用于特高压架空输电线路大跨越的角钢塔和钢管塔组立.     

特高压输电线路钢管塔微风振动的防治

输电线路钢管塔的微风振动, 是其部分圆截面构件在较低风速时发生的由卡门涡街引起的横风向运动。1 000 kV 特高压同塔双回线路杆塔采用钢管塔方案, 其微风振动问题不可忽视, 有必要制定切实可行的防治措施。从杆塔结构设计角度, 可采取合理确定微风振动起振临界风速、改变构件圆截面形状等预防措施; 对运行线路钢管塔, 可采取附加扰流装置、缩小构件长细比、增加构件阻尼等治理措施。