钢管塔法兰螺栓连接式变坡节点有限元分析

利用ANSYS有限元分析软件对输电钢管塔的法兰螺栓连接式变坡节点的受力特性进行分析,研究在设计荷载作用下,节点形式、节点板厚度、加劲板厚度以及加劲板高度等对法兰螺栓受力性能的影响。研究发现,不同于普通刚性法兰,法兰螺栓连接式变坡节点的螺栓受拉并不均匀。进一步分析发现,节点板尺寸远大于加劲板是导致螺栓受拉不均匀的主要因素。根据分析结果,同时考虑螺栓受拉不均匀和螺栓受剪的影响,提出新的设计方法和建议,以供实际工程参考。     

750 kV钢管格构式构架相贯节点设计研究

提出了一种750 kV矩形钢管格构式构架的新型节点方案——半相贯半螺栓连接节点,即柱在等宽度的窄面采用相贯节点、变宽度的宽面仍采用节点板螺栓连接节点,梁在前后平面采用相贯焊节点、上下平面仍采用节点板螺栓连接节点。通过节点真型试验、有限元仿真验证分析,得出此种方案在技术上是可行的,可以做到结构安全,并且结构构造更加简单、外形美观,同时镀锌、运输和安装方便;在经济上,相比全部节点板螺栓连接时,半相贯半螺栓连接节省柱子总重10%的用钢量,节省梁总重12%的用钢量。     

输电线路钢管塔法兰节点承载性能研究

法兰节点作为钢管结构的重要连接节点形式,其承载性能直接影响着杆件的承载力,进而影响输电杆塔的稳定.文中对柔性和刚性两种法兰节点进行分析,针对柔性法兰各部分尺寸参数变化,用ANSYS软件进行了数值模拟并建立多个有限元模型,分别研究其极限承载力.比较了法兰盘厚度、螺栓位置、螺栓数量对柔性法兰极限承载力的影响,对实际工程中用于输电杆塔的法兰设计有一定的参考价值.针对刚性法兰,以方韶站220 kVSKT12双回跨越塔编号为FL5的刚性法兰为例,对其进行实体建模,研究刚性法兰的变形、破坏过程,计算其极限承载力并针对螺栓的受力状态进行了分析,得出螺栓在轴向受拉过程中为拉弯组合状态,该研究内容可为相关行业规范的完善提供参考.     

D型复合材料管连接性能研究

格构式复合材料塔采用了由钢制螺栓机械连接的D型复合材料管,其中复合材料管制孔和螺栓预紧力对杆件承载力影响还没有相关研究,其承载特性不太清楚。为准确掌握D型复合材料管的连接性能,通过D型复合材料管的塔节间模型节点试验,得到复合材料杆件连接孔端部以劈裂和剪切破坏为主;通过有限元模型分析了螺栓预紧力对D型复合材料管连接性能的影响,结果表明D型复合材料塔用抗剪螺栓的预紧扭矩宜控制为220 N?m。     

D型复合材料管连接性能研究

格构式复合材料塔采用了通过钢制螺栓机械连接的D型复合材料管,其中复合材料管制孔和螺栓预紧力对杆件承载力影响还没有相关研究,其承载特性不太清楚。为准确掌握D型复合材料管的连接性能,通过D型复合材料管的塔节间模型节点试验,得到复合材料杆件连接孔端部以劈裂和剪切破坏为主;通过有限元模型分析了螺栓预紧力对D型复合材料管连接性能的影响,结果表明D型复合材料塔用抗剪螺栓的预紧扭矩宜控制为220 N?m。     

变电站格构式钢构架螺栓连接的有限元分析

变电站经常采用全联合格构式钢构架,钢柱和钢梁均采用螺栓连接。由于格构式钢构架螺栓连接的节点直接影响整个结构安全,所以螺栓连接的受力在钢构架设计中十分重要。采用ABAQUS软件对螺栓连接节点进行建模和有限元分析,为变电站格构式钢构架螺栓连接设计提供理论支持。     

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。     

新型法兰盘在输电塔中的研究

为了解决大型法兰连接问题,提出一种用于钢管塔上两圈螺栓的大型法兰构造型式,结合500 kV崖门大跨越工程,用ANSYS程序对九个法兰节点进行了有限元分析,提出了用于大型法兰设计的计算公式。通过对计算结果的分析,得出大型刚性法兰能有效减小螺栓直径,具有良好的受力性能和较高的承载能力。     

基于临界折射纵波法的盆式绝缘子法兰螺栓松动检测

盆式绝缘子是GIS的关键绝缘器件,与两侧气室法兰通过螺栓进行紧固连接,当螺栓松动时会导致盆式绝缘子应力分布不均,从而影响GIS运行的安全性和稳定性。文中提出了一种基于超声临界折射纵波(L_CR)的盆式绝缘子法兰螺栓松动检测方法,根据L_CR波在盆式绝缘子法兰表面的传播声时差来反映螺栓松动情况。结果表明,当相邻螺栓松动时,L_CR波在松动螺栓之间的法兰表面声时差变化最大,且变化量大于24 ns;当不相邻螺栓松动时,L_CR波在松动螺栓正对的法兰表面声时差变化最大,且声时差变化量大于10 ns,并且螺栓松动程度越大,超声传播声时差变化量越大。该检测方法可实现对盆式绝缘子法兰螺栓松动的检测,判断螺栓松动数量及位置,具有一定的工程实用价值。     

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。     

±800 kV同塔双回输电线路十字组合角钢塔承载力真型试验

SJ30102十字组合角钢塔是我国第1基±800 kV直流特高压双回路真型试验塔,塔总高75.5 m,塔重176.8 t。SJ30102试验塔顺利通过了大风、安装、覆冰、断线等7个工况的荷载试验,45°大风超载工况下,加载至设计荷载的134%时,十字组合角钢受压失稳破坏。试验结果表明：主材轴力计算值与试验结果相吻合,计算模型合理;考虑填板布置形式的十字组合角钢稳定承载力计算值与稳定应力实测值吻合较好,计算方法合理准确,DL/T 5154—2012关于十字组合角钢稳定计算方法过于保守;一字型填板布置形式,能够减轻塔重约3%,填板及螺栓计算方法安全可靠;十字组合角钢主材与斜材的新型连接形式,能够提高2个分肢角钢的协同工作性能,受力均匀性较好。     

高强度螺栓在江阴长江大跨越铁塔设计中的应用

500 kV江阴长江大跨越铁塔的设计荷载特别巨大,构件和节点连接全部采用了8.8级高强度螺栓.结合大跨越铁塔设计,对高强度螺栓的选择、紧固扭矩值的确定、螺栓的质量检验、螺栓的剪切试验等情况作了论述.     

输电杆塔联接件的抗舞防松性能测试与分析

在输电线路舞动造成的杆塔受损及其特征统计分析的基础上,通过对铁塔杆件及联接件的承载特性分析发现紧固联接件是输电杆塔抗舞性能最薄弱的环节.根据现有紧固联接件的生产、施工特点,利用现有紧固件防松性能测试方法和手段,对影响铁塔紧固件防松性能的各类因素进行系统测试和分析,结果表明：初始预紧力是影响联接件防松性能最关键的因素;通过不同防松型式的性能对比测试发现,双螺母联接在“正确安装”时能够具有较好的防松效果.根据试验结果与输电杆塔的施工经验,对杆塔联接件的选型和施工方法提出了相应的提升措施和改进建议,供输电杆塔抗舞性能改造参考.     

钢管塔法兰底板下的混凝土立柱局部受压

现行《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》（DL／T5154--2002）,对方型塔脚底板受压时按照均布反力验算底板的强度（暂且不论此观点的正确性）,在均布反力的作用下,不再验算塔脚板下混凝土立柱的局部受压;而钢管塔的地脚法兰板为圆环状,底板的面积和板的厚度往往小于方型塔脚底板,其混凝土局部受压的计算在现行的规范和规定中均未列出;“1000kV淮南一上海（皖电东送）输电线路工程”全线为双回路钢管塔,在地脚法兰的螺栓采用小规格多数量,用本文提出的计算方法,可满足塔脚法兰底板下混凝土立柱的局部受压。     

输电线路挂线板设计探讨

挂线板在铁塔上起着连接铁塔本体与导线绝缘子的关键作用，从铁塔设计中挂线板的强度设计、挂点螺栓强度设计、挂线板的构造以及挂线板与金具连接要求等多个角度，进行了全面论述并提出自己的一些意见和建议，以保证铁塔挂线板的安全运行。     

输电线路挂线板设计探讨

挂线板在铁塔上起着连接铁塔本体与导线绝缘子的关键作用,从铁塔设计中挂线板的强度设计、挂点螺栓强度设计、挂线板的构造以及挂线板与金具连接要求等多个角度,进行了全面论述并提出自己的一些意见和建议,以保证铁塔挂线板的安全运行。     

试论铁塔腹杆的抗弯作用和制造精度

指出铁塔采用螺栓连接,螺孔间隙显著影响腹杆参与抗弯,1～1．5mm的螺孔间隙至少可使6％的腹杆失去抗弯作用。提出采用“铁塔数控自动化生产设备”可以提高铁塔制造精度,保证有94％的腹杆参与抗弯,创新铁塔设计理念,让腹杆更有效地参与铁塔抗弯。