地震作用下输电塔体系塑性极限状态分析

选用实际工程中常用的2种不同类型的输电铁塔,首先计算它们的动力特性,分析了影响动力特性的主要因素。根据简化抗震计算方法,分别研究了硬、中硬和软弱3类场地土条件下它们在侧向、纵向振动情形时的塑性极限状态,其中每类场地土选用2条地震波,每条地震波都通过调整加速度峰值的方法探讨输电铁塔的非线性行为以及塑性极限状态。分析结果表明,作为高耸结构的输电铁塔,塔架的主材和附材抗弯线刚度比值,塔架的根开尺寸对动力特性有较大影响,产生塑性应变的杆件集中于塔架的下部,且作为悬臂部分的横担在地震作用下也发生了塑性变形。     

地质灾害区输电塔架安全分析

煤矿采空区等地质灾害区的塌陷和地表变形对穿越该地区的输电线路铁塔与基础存在着极大的危害,输电线路设计中应对塌陷和变形估计充足。通过对输电塔进行地表移动下的极限承载力有限元分析,以研究不同工况下杆塔的极限承载力。结果表明单支座竖向位移(地表不均匀沉降)是一种最危险的状况,在位移荷载较小时塔架即丧失了稳定性,由此针对地质灾害区的线路杆塔结构设计提出建议,并提出了线路规划设计改进措施及地基、基础处理方案,研究结果为我国煤矿采空区等地质灾害区输电线路的安全建设和运行提供了参考依据。     

大规格角钢轴压杆件螺栓节点强度研究

针对大规格角钢轴心受压杆件强度计算问题,利用ANSYS有限元分析软件进行建模分析,得到了轴心受压角钢杆件螺栓节点应力分布、变形特征以及极限承载力,将计算结果与规范DL/T 5154-2012《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》公式计算结果进行对比分析,结果表明:规范给出的计算公式偏于保守;根据有限元计算结果,对规范公式...     

煤矿采空区基础变形特高压输电塔的承载力计算

煤矿采空区铁塔基础易发生变形,严重威胁特高压输电线路的运行安全。采用通用有限元软件ANSYS建立1 000 kV特高压输电铁塔有限元模型,对采空区铁塔在基础发生沉降、倾斜或滑移后,与正常设计工况进行组合时杆件的内力及其变化趋势进行计算分析,确定了不同工况下的基础变形限值。结果表明,在外荷载相同的情况下,基础位移限值由大到小的顺序为：顺线路变形、横线路变形、不均匀沉降和基础滑移。60°大风工况下基础变形限值最小,为铁塔基础变形的控制工况。与现行规程相比,计算得到的基础不均匀沉降限值偏低,依照规程限值判断铁塔受力状况偏于危险。基础位移未超过限值时对铁塔进行扶正,除基础水平滑移情况以外,铁塔杆件内力未超过极限承载力,处于安全状态。研究结果为我国煤矿采空区基础变形特高压输电线路的安全运行提供参考依据。     

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.     

铁塔典型构造杆件承载力试验研究

依据模型塔和真型塔试验的结果 ,分析了国内外相关文献计算输电铁塔典型构造中角钢压杆承载力的差异 ,并针对平行轴支撑斜材破坏内力低于计算承载力的问题 ,推荐了关于角钢平行轴的长细比修正公式。使用我国新实施的DL/T5 15 4- 2 0 0 2《架空送电线路铁塔结构设计规定》计算大长细比杆件时 ,可适当提高杆件承载力。     

输电线路原状土基础抗拔极限承载力计算

根据经典土力学极限平衡状态下土微元体静力平衡方程式、Mohr-Cou lomb屈服准则和滑移线场理论,建立了输电线路原状土杆塔基础上拔极限平衡状态时滑动面上的应力分布基本方程式,并根据有关文献成果引入土体破裂面方程和边界条件假设,得到了输电线路原状土基础土体滑裂面抗拔极限承载力理论计算公式。通过该理论计算结果与《架空送电线路基础设计技术规定》“剪切法”计算结果的对比分析,指出了“剪切法”计算原状土基础上拔承载力时存在的问题,并给出了输电线路原状土基础抗拔极限承载力理论计算公式。     

中欧标准计算输电塔角钢压稳 承载力对比研究

结合中国标准和欧洲标准对输电线路铁塔角钢构件受压稳定计算方法进行对比分析,以Q235L80×6角钢为例说明稳定承载力计算结果的不同。研究表明,按照欧洲标准计算的杆件承载力普遍高于中国标准,此研究结果可为相关研究提供一定参考。     

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。     

基于极限承载力分析的覆冰输电塔可靠性评估

针对目前输电杆塔结构可靠性分析存在的难点,将基于有限元非线性屈曲分析得到的结构极限承载力与杆塔可靠性分析相结合,从结构整体响应出发对覆冰作用下杆塔的安全性进行了评估。选取南方某段输电线路为分析对象,建立了该段线路的输电塔-线体系有限元模型并进行分析,找出该段线路的薄弱杆塔。然后,以材料的弹性模量和强度为基础,循环计算得到薄弱杆塔极限承载力的样本,以该样本得到杆塔的极限承载能力的分布类型及其参数。最后运用一次二阶矩法,结合极限状态方程计算了薄弱杆塔在不同工况下的可靠度。实例分析证明该方法避免了基于失效模式法求可靠度带来的困难。     

输电线路斜置角锥装配式基础承载性能试验研究

混凝土板条与型钢支架联合的斜置角锥装配式基础通过在支架布置型式与连接方式上的改进与优化,使得基础受力更加合理,可有效节约材料用量。通过在回填黏土中开展与塔腿主斜材一致的受拉、受压真型试验,模拟基础实际受荷工况,分析其荷载位移曲线、地表竖向位移、地表裂缝、型钢支架应力应变关系及基底土压力分布规律等,验证其受荷力学性能与承载机理。试验结果表明,基础的极限上拔承载力达到设计荷载的1.5倍、极限下压承载力达到设计荷载的1.8倍,型钢支架仍处于弹性状态,理论计算值与试验值基本吻合,可满足设计要求,为其在输电线路工程中的试点应用提供技术参考。     

大跨越输电塔极限承载力的双重非线性分析

通过考虑几何非线性和材料非线性来研究结构大变形以及材料强度富裕度对输电塔承载能力的影响,利用逐步加载的方式对某大跨越输电塔进行极限承载力分析,得到了荷载步一位移曲线以及极限承载力,分析结果表明所用方法是合理的,进行弹塑性分析更能接近输电塔实际结构的承载能力。     

Q420大规格角钢在±800 kV 特高压杆塔中的应用

大规格角钢肢宽与肢厚均较大,截面面积比常规输电铁 塔角钢大得多,可大幅提高单构件承截力。分析认为单肢大 规格角钢替代双拼组合角钢是可行的;以±800 kV特高压直流 锦屏-苏南输电线路中JC1 转角塔为分析对象,在相同的荷载 条件下,主材分别采用Q420 大规格角钢、双拼组合角钢进行 设计、加工与真型试验,对主材采用Q420 双拼组合角钢与 Q420 大规格角钢塔进行了经济性分析。结果表明：主材采用 Q420 大规格角钢的JC1 塔比主材采用Q420 双拼组合角钢JC1 塔承载力要高,塔重减轻约5%,每基铁塔综合造价节省约 7.4%。     

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。     

基于ANSYS模型大跨越输电塔钢管-板节点焊接残余应力分析

钢管-板节点连接是大跨越输电钢管塔常用的连接方式,焊接残余应力是影响节点受力的主要因素。基于ANSYS的焊接模拟方法,采用生死单元技术,对节点的温度场和应力场进行数值模拟,分析了钢管-板连接节点的焊接残余应力对极限承载力的影响。结果显示,焊接残余应力在焊缝区及其附近最大,是导致焊缝断裂的主要原因。     

利用吊车大规模整体组立500 kV线路铁塔

针对东北平原冬季便于大型机械机动的特点,采用大型吊车进行500 kV线路铁塔组立施工。通过对铁塔重心、吊车承载力、吊点螺栓受力、钢绳最大拉力、钢板抗拉能力、螺栓连接中心距等理论计算,设计了整体吊装方案,为500 kV线路铁塔组立施工拓展了施工方法,可大大提高施工进度,减少安全隐患。     

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。     

钢混组合结构大跨越输电塔主柱和节点的试验研究

为了给工程设计提供参考依据,对钢混组合结构大跨越输电塔中的格构式角钢-钢管混凝土主管和钢管混凝土-钢管相贯节点等关键技术进行了试验研究,获得了格构式角钢-钢管混凝土主管的整体稳定性能、破坏模式和承载力以及钢管混凝土-钢管相贯节点的管壁变形、应力集中系数和承载力数据,并提出了承载力计算方法,可用于类似结构的设计中。