塔腿加过渡段输电塔地震响应时程分析

以"成兰铁路阿坝松潘牵引站供电工程"500 kV的SZC4直线塔为研究对象,利用ANSYS有限元分析软件建立了1个平腿、2个常规高低腿和2个加过渡段高低腿输电塔空间有限元模型,采用时程分析法对输电塔的地震时程响应进行分析。计算结果表明,塔腿加过渡段输电塔与平腿输电塔相比自振频率有所降低,且降低幅度大于常规高低腿输电塔;由于塔腿加过渡段后输电塔的对称性变差,导致单向地震下垂直于地震作用方向的位移响应变大;塔腿加过渡段铁塔在三向地震下的某些杆件内力峰值有所增大,但与杆件的设计允许内力相比,9度设防烈度下受力最大杆件的地震力也只占到设计内力的36%,荷载组合后不会超出整塔的承载能力,地震效应不起控制作用。塔腿增加过渡段后,铁塔的竖向刚度变得不均匀,横隔面成为薄弱环节,高烈度地震设防设计时应对塔腿处及塔身的横隔面进行加强处理。     

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。     

强风作用下带横隔面输电塔动力响应及破坏机理研究

增设横隔面是对输电塔结构进行抗风加固的一种简单有效方式,但增设横隔面后输电塔的动力稳定性变化和破坏机理差异尚未明晰。以某220 kV同塔双回线路ZY2输电塔为研究对象,通过建立输电塔线耦联体系有限元模型,对比了增设横隔面前后的单塔及塔线体系的模态差异,验证了在靠近塔腿节间的交叉斜材处增设横隔面对于输电塔局部振型的抑制作用。采用随机风场模拟,计算不同风速下不同塔段处斜材增设横隔面前后轴力响应变化,结合动力不稳定区域理论计算斜材动力稳定性参数,将其与动力不稳定区域绘制在同一参数平面内并根据某一风速下斜材是否进入动力不稳定区域,来判断不同塔段处斜材增设横隔面前后的失稳风速。结果表明,合理增设横隔面最高可将杆塔破坏风速提高3 m/s。     

钢管塔地脚螺栓受拉特性有限元分析研究

利用ANSYS有限元分析软件建立了特高压钢管塔的整体模型,研究受拉状态下塔腿节点处的弯矩分布规律,然后建立精细化的塔脚节点模型,研究地脚螺栓拉力的分布特性。研究发现,塔腿主材受拉时存在较大的弯矩,受拉时的次应力比高达0.3~0.4,且与受压时的弯矩分布规律类似;因塔脚法兰异形和弯矩的影响,各脚螺栓拉力分布不均匀性,内侧螺栓拉力高于平均值,尤其是当主、支管采用插板连接时,差异显著。弯距越大主支管夹角越小、节点板尺寸相对加劲板越大、地螺拉力分布的不均匀性越显著。根据有限元分析结果,提出降低地脚螺栓受拉不均匀性的构造措施和设计建议。     

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...     

两个等边角钢的组合截面杆件在铁塔上的正确应用

本文分析了两个等边角钢的组合截面杆件(本文下称组合截面)在铁塔试验中达不到设计荷载而发生破坏的情况,指出了由于组合截面杆件存在较大的连接偏心,故应按偏心受压杆件计算,同时建议现行的角钢准线值仅用于主材而对斜材的准线宜采用较小的准线值,以能放置螺栓为准。本文对组合截面杆件提出了计算方法及设计上应注意的地方,可供铁塔设计和制定有技关术规定时的参考。     

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 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。     

地质灾害对超高压输电线路杆塔杆件失效影响分析

地质灾害容易导致输电线路杆塔基础发生移动和变形,造成杆塔结构失效甚至损毁,严重影响输电线路的安全稳定运行。针对地质灾害导致的某500 k V杆塔结构受损问题,提出一种基于第四强度理论的判断杆件失效的方法,可准确判断杆件失效部位和失效程度。利用ANSYS软件建立杆塔精细化有限元模型,施加地质灾害下各工况塔基约束条件,基于失效判据对杆塔应力进行分析。结果表明:塔基沉降量达29 mm时,塔腿上横隔面交叉材屈曲失稳;沉降量达76 mm时,塔腿主材失效。塔基沉降和倾斜对杆塔破坏最为严重,塔基侧滑对杆塔影响较小。根据塔材失效的特点,提出杆塔结构加固及灾害监测与预防的建议,结合工程实际,为地质灾害下杆塔的稳定性分析及处理提供一定的指导作用。     

输电线路酒杯塔塔头覆冰破坏形态分析及复合材料横隔加强技术研究

通过对输电线路酒杯塔塔头在均匀覆冰、不均匀覆冰和脱冰动力荷载等作用下的覆冰破坏形态分析,得出酒杯塔塔头在覆冰各工况下的结构薄弱点主要集中在地线顶架与K节点周边杆件。针对上述问题,提出了一种采用复合材料横隔加强酒杯塔塔头的加强技术,并对其进行了结构分析比较和技术经济分析比较。结果表明,酒杯塔塔窗增加复合材料横隔后,塔头受力明显改善,曲臂K节点的位移、弯矩和剪力大幅减小。该加强技术可节省总体造价3%左右,提高酒杯塔塔头的覆冰荷载过载能力10%以上,在重冰区有一定的应用价值。