宁波地区输电塔风致动力响应分析

为了保障宁波地区输电塔在风载作用下的运营安全,利用ANSYS建立了ZM4直线型输电塔有限元模型,基于MATLAB采用谐波叠加法生成了脉动风速时程,根据规范中规定的风速风载转换关系得到了风荷载时程,并将其加载到输电塔有限元模型进行风振响应分析,得到了位移时程曲线。结果表明:随着输电塔高度的增加,其动力响应的最大位移值增大,输电塔整塔表现为位移上大下小的弯曲变形。     

大跨越输电塔结构风振系数研究

在输电塔结构设计中,风振系数的取值非常重要。本文结合500kV崖门大跨越输电塔工程实例,通过输电塔结构时程分析,得到结构在风荷载作用下风振响应,统计了输电塔结构的风振系数取值,与多种现行规范进行比较,对大跨越输电塔结构抗风设计给出了建议。     

基于船-桥碰撞接触时间的船撞力简化计算方法

通过数值模拟初步分析了不同吨位船舶撞击代表性桥梁工程的接触时间,根据船 桥碰撞动力学模型得出了船撞力和接触时间的理论解;分析了船舶质量、初始撞击速度、船艏刚度以及桥墩刚度等参数对碰撞接触时间的影响,拟合出碰撞接触时间的简化计算公式,并通过实际船 桥碰撞工程的数值模拟对简化计算公式进行了验证,从而修正了中国《公路桥涵设计通用规范》中关于漂浮物撞击桥梁的碰撞接触时间的定义;基于冲量定理分析了船 桥碰撞接触时间与峰值船撞力的关系,研究了船撞力时程曲线与正弦波和三角波的关系,并与数值模拟结果进行了对比分析,建立了峰值船撞力简化计算公式。结果表明:船 桥碰撞接触时间与船舶质量和接触刚度有关;峰值撞击力计算值与数值模拟结果吻合较好。     

井筒对特大跨越输电塔风致响应的影响

采用数值模拟方法研究井筒对特大跨越输电塔风致响应的影响,提出钢管混凝土杆采用钢管杆等代的等效建模方法,采用时域法和频域法研究有无井筒输电塔在顺线路和横线路方向的风致响应,最后将风振系数结果与规范规定值进行比较。研究表明：利用截面刚度等效原则进行钢管混凝土杆等效为钢管杆的方法是可行的;考虑井筒后输电塔的前两阶自振频率降低明显,输电塔的位移和加速度均增大;时域法和频域法的计算结果接近;有井筒输电塔的整体风振系数比无井筒输电塔大11%～15%;风振系数计算结果与《架空输电线路荷载规范》(DL/T 5551—2018)的规定值比较接近。     

船撞作用下近海风力发电塔动力响应研究

近海风力发电机组(简称风机)在服役期间存在被船舶撞击的风险,而对撞击作用下风力发电塔的动力响应缺乏系统研究。通过有限元方法,建立近海风机的上部结构、单桩基础及土体的模型,模拟船舶撞击风机基础的过程,得到撞击力、塔顶位移等动力响应的时程曲线。研究船速、船舶质量、桩径、塔筒高度土体剪切模量等因素对风力发电塔动力响应的影响规律,并拟合出最大撞击力的计算公式。     

海风环境大跨越铁塔风致响应研究

大跨越输电塔属风敏感结构,风荷载是设计的主要控制荷载。本文以某一海风环境大跨越输电塔为研究对象,结合动力时程法,计算得到了大跨越塔的风致响应时程,研究了结构各部位的风振系数分布特点,并与我国规范进行了对比。通过研究,揭示了海风环境大跨越塔的风振特性,结果可作为大跨越铁塔结构抗风设计的参考。     

强风荷载作用下500 kV输电塔线体系动力分析

高压输电线路在强风荷载用下出现倒塔的情况时有发生,静力风荷载的设计方法已表现出一定的局限性。通过利用Davenport风速功率谱模拟形成输电塔不同高度处风荷载时程,并施加相应位置,得出输电塔最大位移时程曲线、输电塔最大应力单元曲线、导线弧垂最低点位移时程曲线和导线最大应力时程曲线;结果表明:动力响应情况下的上述指标均大于静力风荷载下的相应指标。导线轴向拉力时程曲线存在一定的不同步位移情况,增加了输电塔的不平衡受力情况,使得输电塔线体系受力更加复杂。     

大跨越输电铁塔位移风振系数时频域计算分析

大跨越输电塔是风敏感结构,位移风振系数对跨越塔选型优化具有重要意义。以典型500 kV大跨越输电塔为研究对象,分别在ANSYS中建立了单塔和塔线体系有限元模型,通过模态分析得到了跨越塔前3阶自振频率,按照随机振动理论计算了跨越塔整体位移风振系数,跨越塔位移风振系数与高度无关。通过非线性风振响应时程分析,得到了跨越塔典型风压分段代表节点的位移时程曲线,基于有限元计算结果计算了跨越塔各风压分段的位移风振系数及整塔加权值,位移风振系数时域计算值沿高度变化不大。跨越塔位移风振系数频域计算值为1.54,比按照塔线耦合模型在时域计算的位移风振系数整塔加权值低12.9%。     

大跨越输电塔有限元刚度模拟实例研究

大跨越输电塔是超高压输电网络的重要组成部分,具有塔体高、档距大及柔度大等特点,对地震、风以及导线覆冰等环境荷载反应灵敏。建立能够反映大跨越输电塔动态特性的有限元模型,对其进行结构健康监测与安全评估,并准确模拟其刚度是至关重要的。本文以500kV淮蚌线淮河大跨越输电塔为例,探讨了大跨度输电塔有限元建模中的刚度模拟。采用不同方案建立该塔的有限元模型,包括梁单元模型和梁杆混合模型,对两种模型进行了模态分析,获得了计算模态的频率及振型。而后,以实测模态数据为依据,对各方案进行了比较分析,确定梁杆混合的方案为优选方案。     

500kV新崖门大跨越输电塔的结构设计

介绍了500kV新崖门大跨越输电塔的工程概况。给出了大跨越输电塔静力计算的原则,比较了大跨越输电塔有电梯井筒与无电梯井筒时的动力特性,分析了新崖门大跨越与原崖门大跨越之间的刚度差异,计算了大跨越输电塔的风振系数。最后,给出了大跨越输电塔的节点构造、地脚螺栓、休息平台以及走道等细部设计。本大跨越输电塔的设计方法可以作为同类大跨越输电塔的设计参考。     

风雨荷载下输电塔体系的动力响应分析

通过数值模拟输电塔体系，利用谐波叠加法和Kaimal谱，完成了脉动风速时程的模拟和雨荷载模拟，最后利用ansys在时域内分析输电塔风雨荷载作用下的动力响应规律。分析表明：脉动风和降雨对输电塔体系位移响应都有明显影响，且脉动雨工况较平均雨工况下对位移响应量更加明显。     

长短腿输电塔的风振响应分析

以等长腿输电塔与长短腿输电塔为研究对象,依据谐波叠加法利用MATLAB软件生成作用在输电塔上的风速时程,在0°风荷载作用下,利用有限元软件ANSYS对输电塔的位移、支座反力以及主材内力进行计算。分析高低腿输电塔在0°风荷载下的动力响应。结果表明:短腿的存在对于输电塔的位移、支座反力及塔柱主材的轴力都会产生比较大的影响,这种影响随着高度的增加而逐渐减小。     

采动区地表变形对输电塔线体系的影响规律研究

利用ANSYS有限元分析软件建立输电塔线体系有限元模型,研究了采动区地表变形下输电塔线体系抗地表变形内力特性、输电塔线体系的极限抗变形能力和破坏机理以及塔线耦联作用对输电塔抵抗各种单一地表变形的影响,分析了输电塔线体系在各种地表变形组合下的薄弱杆件以及塔线耦联作用的贡献,得到输电塔线体系在不同单一地表变形下能够承受的地表变形值及其破坏形态。通过比较塔线体系中3个输电塔在单一地表变形下的内力变化,得到塔线体系耦联作用对输电塔抗地表变形的影响规律。     

大跨越输电塔线体系风振响应及风振系数分析

输电塔是高柔度的风敏感结构,大跨越输电塔线体系由于塔线耦合作用,动力特性和风振响应变得复杂。以智力CHACAO大跨越工程为例,在Ansys中建立塔线体系有限元模型,从结构的动力特性和风振响应几个方面对单塔及塔线体系进行风振分析;根据时程分析结果对风振系数进行计算并和规范结果对比,发现按照建筑荷载规范结果不准确也不安全,架空输电线路荷载规范由于考虑了横担处的质量突变等因素,总体来说更符合实际也更偏于安全。     

高压大跨越输电塔-线体系动力特性计算分析

高压大跨越输电塔-线体系动力特性的评估是进行结构抗风抗震设计的重要环节。由于高压大跨越输电塔线之间的耦合效应,准确评估输电塔-线体系的动力特性具有相当大的难度。基于多质点模型,建立高压大跨越输电导线、输电塔以及输电塔-线体系的动力特性计算方法。该方法不仅可以计算高压大跨越输电塔线体系在平面和出平面各阶振型频率,同时也可以计算结构扭转向各阶振型频率。最后,通过分析高压大跨越输电塔在挂线和不挂线时的各阶振型频率,讨论高压大跨越输电塔-线耦合振动对输电塔动力特性的影响。分析结果表明:采用多质点模型计算得到的输电导线的各阶振型频率与连续化模型得到的结果相当,这表明该方法的准确性,而且导线对输电塔线体系动力特性的影响不可忽视。     

特高压大跨越输电塔动力特性和风振响应分析

针对特高压大跨越输电塔跨越档距大、塔体高且负荷重的特点,从材料选取、导线排列方式、结构动力特性以及风振响应等几个方面对1 000 kV特高压双回路跨越输电塔进行分析,总结了所研究塔型的动力特点,对其风振系数进行了计算和讨论,并根据动力特性分析提出了结构设计中风振系数的取值方法。结果表明:风振系数具有较大的离散性,不同塔身高度应取不同的值进行计算;该方法为特高压大跨越输电塔的结构设计提供了参考。     

双回路直线型圆管角钢组合输电塔架风振分析

双回路直线型圆管角钢组合型输电塔具有钢管塔的优点,但国内外针对此类输电塔风振响应研究尚少.基于MATLAB软件,采用AR法对风荷载进行模拟,得出该型输电塔在脉动风作用下的风振响应.研究表明:通常的静力设计方法可能导致输电塔基础承载力的不足;在设计时,应充分考虑变坡度位置的刚度.     

基于能量法的下击暴流作用下输电塔线体系失效 倒塌研究

对下击暴流作用下的输电塔线体系进行了基于能量法的失效倒塌分析。采用ABAQUS软件建立了 “一塔两线” 的输电塔体系有限元模型; 基于改进的OBV模型的时变平均风速模拟方法,推导并得到了输电塔及导线各节点的下击暴流风速时程曲线; 采用基于特征能量的动力稳定性判别方法对塔线体系在3个不同风速的下击暴流动力工况时的响应进行分析,确定了下击暴流作用下输电塔失效的时刻,探讨了大跨越输电塔线体系的失效倒塌机制。结果表明:采用能量法对结构体系进行分析时,最后一次特征能量超过输入能量的时刻即为结构的失效时刻; 基于能量法对下击暴流作用下的输电塔线体系进行分析,可以快速准确地判断输电塔线体系整体失稳倒塌的时刻,具有较强的工程实用价值; 在倒塌时刻,主材失稳引发的薄弱区域杆件部分失效会导致输电塔的整体失稳,最终使结构失效倒塌。     

陡峻山区输电塔风振响应分析

为有效解决陡峻山区立塔困难的问题,提出采用塔腿含过渡段的输电塔结构形式以解决塔腿高差过大的问题。通过自立式铁塔内力分析软件TTA和有限元分析软件ANSYS对一塔腿含过渡段的220 kV输电塔动力特性和风振系数进行计算,分析了塔腿含过渡段输电塔振型和风振响应的特点。结果表明:增加过渡段后,输电塔第1、2阶振型方向和平腿模型相反,风振系数与平腿模型相比变化不大,设计时应加强横隔面等构件,以增加输电塔竖向及整体刚度。     

基于LQR控制算法的输电塔风振控制研究

采用谐波叠加法,模拟了输电塔塔顶脉动风速时程曲线及风荷载时程。介绍了LQR控制算法的原理,利用MATLAB语言编制了LQR控制算法的程序,并对一输电塔模型结构在风荷载作用下的控制效果进行分析,结果表明,LQR控制方法可以有效地减小输电塔的风振响应,说明LQR控制方法是一种比较理想的减震方法。