铝合金抱杆斜材强度应力的回归分析

文章根据7 根不同断面的铝合金抱杆在中心受压状态下实测的主材强度应力及斜材强度应力,运用回归分析方法,推导出斜材强度应力的回归直线方程,论证了斜材选择的安全可靠性,提出了斜材受力的经验计算公式。     

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。     

交叉斜材设计缺陷导致倒塔事故的原因探究

塔身交叉斜材不但要承受外部荷载产生的水平剪力,同时也对主材稳定起到关键的支撑作用,承受水平剪力时,交叉斜材通常为一拉一压,对应的计算长度小于全长的几何尺寸;而在对称荷载作用下,交叉斜材在其支撑点所承受的支撑力是相同的,即交叉斜材处于同时受压,且压力相等的状态,对应的计算长度为全长的几何尺寸,计算时应将一定百分比的主材内力作用在斜材平面内、垂直于主材轴线的节点上,按全长的平行轴进行最小承载力校验。     

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.     

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。     

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。     

±800kV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±800kV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。     

±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。     

特高压交流J1转角塔设计及真型试验

针对我国1 000 kV 级特高压输电线路进行了J1 转角塔设计及真型试验。J1 转角塔塔型采用干字型,呼称高45 m,铁塔全高74 m,采用全方位长短腿,长短腿高差9.0 m。铁塔结构为角钢塔,塔身主材采用双拼组合角钢,单基塔重90.02 t,塔身主材采用Q420 高强钢,高强钢的应用占整个塔重的26.1％,塔身主材连接螺栓采用8.8 级高强螺栓。真型试验共进行了正常运行、事故断线、安装等13 个工况及90°最大风超载至破坏试验,最大极限承载力试验荷载从0 开始加荷设计荷载50％、75％、90％、95％直至100％。随后进行超载试验,按设计荷载5％递增加至130％,在130％～135％加载过程中,铁塔中相导线横担下塔身倒K 型正面斜材发生压曲失稳,致使所支撑主材及相邻斜材弯曲,导致铁塔破坏。真型试验结果与设计计算相符,说明铁塔设计及试验取得成功,为我国特高压交流试验示范工程杆塔设计研究提供了技术支持。     

1 000 kV 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丰材内力进行计算,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.     

直流跨越杆塔选型与结构优化

大跨越高塔是以风荷载为控制设计的高耸结构, 风荷载引起的弯矩甚至起决定作用。角钢构件与钢管构件相比, 其最主要的是风载体型系数比钢管大, 这也是角钢塔耗钢量高的主要原因。所有规格的角钢杆件均要进行稳定强度折减验算, 而对常用规格的钢管而言几乎无需进行稳定强度折减验算。钢管材料各向同性, 不存在强轴、弱轴之说, 加之钢管的回转半径、截面刚度比角钢大, 稳定性能大大优于角钢。并且跨越塔钢管方案总体价格比角钢方案低。因此, 在三沪直流大跨越工程中, 选择了钢管塔结构, 塔身腹杆采用刚性腹杆, 在塔头与塔身连接处设置水平横隔面。     

内悬浮抱杆的优化设计

经过不断的探索优化设计,四川电力送变电建设公司成功研制了一种适用于山地段特高压铁塔或重冰区铁塔组立、组装高度大、允许起吊负荷大、截面尺寸小、相对重量轻,方便运输和吊装的圆管式内悬浮抱杆：该抱杆采用了圆钢管作为主、辅材,提高了抱杆的受力稳定性能;采用了大型有限元分析软件钢结构单元优化设计,减小了抱杆截面尺寸与重量,便于山区运输和使用;抱杆结构设计中采用直角扇形法兰盘及导向管组合连接方式,连接可靠,方便组装。     

一种改进的无轴承开关磁阻电机数学模型

类似于常规开关磁阻电机,无轴承开关磁阻电机的定、转子极宽并非总是相等,通常转子极宽略大于定子极宽,在建立数学模型时应当考虑这一因素.现有的无轴承开关磁阻电机数学模型都存在电机定、转子极宽相等的约束.考虑无轴承开关磁阻电机定、转子极宽可能存在的不相等因素,采用基于直线磁路和变椭圆系数的椭圆形磁路分割法求取气隙磁导,推导出无轴承开关磁阻电机的通用数学模型,使其不仅适用于定、转子极宽相等,而且适用于转子极宽大于定子极宽的情况.以实验室样机为例,将基于所建模型的分析结果与有限元分析结果进行了对比,验证了所建数学模型的正确性,精确度满足工程要求.应用所建立的无轴承开关磁阻电机数学模型,分析了定、转子极宽不等对悬浮力和转矩的显著影响.     

40m全钢抱杆试验研究与分析

为检验大型内悬浮式抱杆工作性能, 对40m 全钢抱杆结构进行了全面仿真负荷试验, 并分析和对比了3 种试验工况下的试验结果。结果表明, 内悬浮抱杆在所测试的3 种工况下, 抱杆杆件均处于弹性工作状态, 未见材料屈服或杆件失稳等承载能力极限状态出现, 抱杆各项指标均满足我国电力行业标准, 试验结论对同类抱杆设计和制造具有参考意义。     

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%。     

轴心受压热轧等边角钢肢边缘局部屈曲稳定计算方法的探讨

在特高压线路的铁塔设计中, 对铁塔主材提出了采用Q420 及Q460 超高强热轧等边角钢的建议,在设计计算中, 不论采用我国现行《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》, 还是美国ANSI/ASCE10- 97 导则,均会遇到一个W/t, 即角钢肢宽与厚度之比的问题。文章就此问题, 对设计理念及方法提出推析与建议的设计计算方法, 以求超高强钢材能早日应用于线路铁塔之中。     

LB-3抱杆研制及应用

以LB-1抱杆为基础,研制出小型化的LB-3抱杆,应用于100～150 m高塔及1 000kV特高压线路一般线路高塔的组塔施工。LB-3抱杆不是在结构及载荷上的简单缩小,而是在继承LB-1抱杆的三大创新的基础上,以"小型轻巧"为中心,进行了一些针对性的改进。     

500kV汉江大跨越塔钢管节点试验

以国家电网公司应用Q420 高强钢首批输电线路试点工程为依托,验证杆塔采用Q420 高强钢管的适应性和安全性。针对500 kV汉江大跨越直线塔主材采用Q420 钢管,进行了3种K形节点6 个试件的试验研究。对钢管节点受荷后的截面应力分布、主管侧向位移以及极限状态受力特征等进行了分析,通过试验为杆塔设计和输电线路安全运行提供了可靠的依据。试验证明,节点域加劲板的设置以及主管与支管间的夹角对节点的应力分布有重大影响。     

1000kV特高压同塔双回路钢管塔组立方法的选择与应用

文章通过对各种组塔方法的综合比较,确定在特高压工程双回路钢管塔组立过程中采用安全、可靠、经济的吊车+内悬浮内拉线抱杆组立法和落地摇臂抱杆组立法,用以指导现场吊装。     

输电线路风荷载调整系数(风振系数)计算探讨

输电线路风荷载调整系数(风振系数)的大小与结构本身和自然条件有关, 其值的大小, 不仅影响铁塔的安全和可靠度, 也影响到塔材指标。通过计算和分析可知: 杆塔风荷载调整系数βz与杆塔的类型、高度、坡度有关,βz值增大的主要原因是杆塔的质量增大; 导地线风荷载调整系数βc 值受风速、档距、气动阻尼和地面粗糙度的影响。在输电线路设计中必须找到快捷方便地计算βz和βc的方法。