1 000 kV 钢管单柱组合耐张塔结构分析

针对在某1 000 kV 交流双回输电线路工程中使用的钢 管单柱组合耐张塔,采用有限元模拟分析的方法,用梁杆混合 单元,对不同斜材布置形式下的主材内力进行计算,从而提出 较为合适的塔身斜材布置形式。另外,分析塔腿主材和塔腿 斜材不同分段情况下塔腿主材的内力,提出较为合适的塔腿 结构布置形式。结果表明,采用梁杆混合单元分析主材内力 较为合适,并且在分析时将辅助材放到模型中是很必要的。     

基础位移作用下铁塔力学特性及设计方案研究

为了确定当基础发生位移时铁塔杆件内力的变化规律以及不同位移情况下的塔身最危险杆件位置,本文采用有限元的方式计算并分析了输电塔在基础位移作用下的杆件内力变化规律。结果表明基础位移会造成输电塔杆件附加应力的显著增加,当基础发生水平位移时,最危险杆件位置出现在塔腿及横隔面斜材上;当基础发生竖向位移时,最危险杆件位置出现在塔腿主材及斜材上。研究结论对基础位移作用下的输电塔加固方案具有重要的参考意义。     

220kV中冰区四回路窄基钢管塔主斜材刚度配比研究

为了保证窄基钢管塔结构的可靠性,对220kV中冰区四回路窄基钢管塔主斜材刚度配比进行研究,采用有限元分析桁架模型、钢架模型、桁梁混合模型下窄基钢管塔的主斜材的刚度配比,对比3种模型的主斜材最大轴力值得出:桁梁模型或钢架模型相比桁架模型更符合窄基钢管塔实际要求,建议其主斜材内力比值为:直线塔斜材占主材的3%~5%;转角小于60°的转角塔斜材占主材的5%~7%;转角不小于60°的转角塔斜材占主材的6%~8%。     

杆塔结构的优化

采用了铁塔内力分析软件辅助分析，研究了塔头结构形式、塔身坡度、斜材的布置方式以及主材的节间分割、节点构造等，总结常用规格经济计算长度，系统归纳了杆塔优化设计全过程的要领。     

杆塔结构两种主斜材连接节点研究

当斜材两个螺栓直接打在主材上不满足构造要求时,常用两种连接形式:把内侧斜材伸入主材与拉出主材.依托实际工程,选取代表性节点,采用ABAQUS有限元软件对两种不同的节点进行非线性力学性能分析,同时也对比了两种节点的钢材用量及施工便捷性.分析结果表明,斜材直接打在主材上的节点力学性能优于斜材拉出主材的节点连接,两种节点用钢量基本相当,斜材拉出主材的节点施工便捷性明显优于斜材伸入主材内部的节点连接.     

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。     

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。     

覆冰荷载作用下500kV输电杆塔结构破坏机理试验分析

为考察高压输电塔结构在极限覆冰工况下的破坏模式和倒塌机理,以冰灾中破坏的典型500kV输电塔为原型,设计了一组单、双塔段子结构,模拟覆冰下荷载,进行了静力加载试验,对结构受力过程、破坏形态和应变及变形的发展情况等做了分析。基于通用有限元程序ANSYS,采用壳单元建立了加载塔段结构的实体模型,对试验全过程进行了模拟并与试验结果进行了比较。试验和有限元分析结果表明,主材构件的屈曲是输电塔结构在覆冰荷载作用下的基本破坏特征,斜材内力相对较小,但交叉斜撑面外变形较大。研究表明过大的交叉斜撑面外变形会显著地弱化主材的侧向约束,导致其计算长度增大,屈曲模态呈现出明显的弯扭失稳形式,从而显著地降低其承载能力,因此约束交叉斜撑的面外变形是提高整体结构抗冰承载力的一个主要途径。     

输电线路铁塔导线横担斜材的布置问题

为了解决输电线路铁塔结构设计中遇到的导线横担斜材布置问题,以某直流接地极直线塔的设计情况为例,采用东北电力设计院编制的自立式铁塔内力分析软件(2.0版),对导线横担上平面、下平面和正平面斜材布置方式进行受力计算分析,建议:横担平面应尽量采用斜材不受力的方式,下平面根部斜材应与塔身横隔材的中点相连,正平面斜材的受力计算应...     

220kV线路塔腿主材不停电更换方法

输电线路塔材锈蚀影响线路的安全运行,铁塔主材与保护帽连接处容易锈蚀,以往采取停电整基塔更换,不仅浪费人力、物力,而且影响输电线路的可用系数,并给电网安全运行造成影响,研究220kv 线路塔腿主材的不停电更换方法具有显著的综合效益.通过对塔腿受力和杆塔导地线风压分析计算,采用临时拉线固定和抱杆转移塔材受力施工方法,及施工器具选择方法,并在220kv增列线成功实践应用,锈蚀塔材的更换不涉及其他塔材和导地线,仅需做好安全措施就能小停电更换.节省了大量费用且不影响线路正常运行,取得很好的社会效益和经济效益.工程实践证明该方法是安全可行的,存生产实际中可推广应用.