基于修正的广义风荷载谱的输电塔架风振系数计算方法

本文分析并指出了《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》(DL/T5154-2002)中关于计算输电塔风振系数条文中存在的问题,引进了基于输电塔气弹模型风洞试验数据得到的输电塔顺风向1阶广义风荷载谱模型,并对其进行了地貌和振型修正。详细推导了基于修正的输电塔1阶广义风荷载谱计算其风振系数的方法,采用该方法计算了某大跨越输电塔的风振系数,并且与基于准定常理论采用Daven-port谱和规范方法计算得到的风振系数进行比较,所得结论具有重要的参考价值,可以直接为输电线路工程设计提供借鉴。     

杆塔结构设计规程变化对杆塔通用设计的影响研究

简要介绍了《架空输电线路杆塔结构设计技术规程》(DL/T 5486—2020)修编的主要内容。就该技术规程中对输电杆塔设计有较大影响的主要规定差异与《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》(DL/T 5154—2012)进行了比较分析。探究了《架空输电线路杆塔结构设计技术规程》(DL/T 5486—2020)修编对35～750kV杆塔通用设计的影响,提出了杆塔通用设计的优化建议。     

输电塔交叉斜材计算长度的分析和计算

本文对美国工程师协会的格状输电塔结构设计规定和欧盟的架空线路设计标准有关交叉斜材失稳的计算长度进行了分析,并验证了部分结论,也对我国现行的电力行业《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》有关这方面的内容进行了探讨。最后提出了受拉杆件内力的变化对受压杆件计算长度影响的一些新的观点,并发现一些试验结果与其有较好的吻合度,同时给出失稳杆件长度系数的计算公式,对从事输电塔结构设计的工作者具有一定的参考价值。     

中美输电塔轴心受力构件承载力计算研究

通过采用中国GB 50017—2003《钢结构设计规范》、中国DL/T 5154—2012《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》、美国ANSI/AISC 360—05《建筑钢结构设计规范》与美国ASCE 10—97《格构式输电铁塔结构设计》对输电塔轴心受力构件承载力进行分析,并通过算例对输电塔工程设计中采用的DL/T 5154—2012和ASCE 10—97稳定系数和承载力的差异进行比较,所做研究结果可为工程设计提供参考。     

±1100kV特高压长悬臂输电铁塔风振特性研究

1100 kV长悬臂输电塔结构第一振型为扭转振型,结构的力学特征与传统输电铁塔有较大差异,其风致响应和风振系数具有研究意义。在论证DL/T 5154—2012《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》忽略结构物外形、质量沿高度突变的影响,未能准确反映整塔风振系数的基础上,基于MATLAB采用线性滤波法中的自回归法对大气边界层的脉动风速进行了模拟,利用ABAQUS软件对该输电塔进行动力时程分析。根据结构的动力响应,计算输电塔结构塔身和横担部分的风振系数,并进行安全性验证。经分析可知:风振系数沿高度呈线性分布,但在横担附近存在较大突变,且沿长悬臂方向变化幅度不大。     

考虑塔-线耦合作用的输电塔体系风振系数研究

考虑塔-线耦合作用的体系风振响应以及对应情况下的输电塔等效风荷载的风振系数取值是输电塔抗风设计的基础,结合某220kV输电线路一塔两线实例,通过气弹性风洞试验和有限元数值模拟的方式,研究输电塔在考虑导、地线耦合作用下的风振响应规律,计算其对应的输电塔等效风荷载的风振系数,并与我国现行规范中的相关取值进行对比,结果表明:横担和输电线的存在使得塔身中上部的风振系数明显增大,在进行输电塔设计时需考虑其影响;建议采用《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)和《高耸结构设计规范》(GB50135—2006)来计算风振系数时,对横担位置进行修正或单独考虑,而《架空输电线路荷载规范》(DLT5551—2018)更适用于输电塔类结构的风振系数的计算。     

十字组合角钢构件受压稳定承载力分析

以十字组合角钢构件为研究对象,研究构件轴心受压失稳方式,对GB50017—2003《钢结构设计规范》、DL/T 5154—2012《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》、ASCE10—1997《美国铁塔设计导则》有关轴心受压长细比取值规定及受压稳定承载力计算方法进行对比分析。研究表明:三种规范有关双轴对称十字截面构件的计算长细比取值均考虑扭转屈曲的影响;ASCE10—1997《美国铁塔设计导则》和DL/T 5154—2012《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》轴心受压稳定承载力计算考虑了翼缘外伸宽厚比对稳定强度的折减。GB50017—2003《钢结构设计规范》与DL/T 5154—2012《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》有关十字组合角钢受压稳定承载力计算结果接近,且均小于ASCE10—1997《美国铁塔设计导则》。     

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。     

输电塔轴压杆件新旧技术规定设计参数比较

本文依据我国新旧《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》(DL/T 5154-2012)和(DL/T 5154-2002),对输电塔轴压构件设计参数进行分析和算例比较,主要比较长细比修正系数、压杆稳定强度折减系数和双轴对称十字形截面组合角钢轴压构件稳定系数的差异,为工程设计提供参考。     

新工艺在输电铁塔特殊构件加工中的运用

随着我国电力系统、电网的全面升级和改造,输电塔的建设也越来越多,输电塔杆件断面也由简单到复杂,早期的输电塔荷载小,使用单角钢就可以满足其受力要求,而随着现在同塔多回路工程、大截面导线工程、大跨越工程的建立,杆塔荷载越来越大,构件加工要求也越来越高,传统工艺已经无法满足输电塔对构件质量的要求,必须将新的工艺运用在输电塔各个构件的加工中,才能建设质量更优秀,荷载更高的输电塔。     

330kV输电线路倒塔事故分析

对陕北地区的某330 k V输电线路倒塔事故进行静力和动力计算,综合考虑设计标准、塔型、大风、微地形等多重因素,深入分析倒塔事故的原因。分析结果与铁塔的实际破坏情况一致,总结出铁塔倒塌破坏的主要原因是该线路采用的330 k V通用设计84A塔型是依据SDGJ 94—1990《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》进行设计的,未对直线塔进行60°或45°计算,且其矩形塔身在承受顺线路方向风载的能力较弱。由于事故发生时,实际风速超设计风速21%,其风向角与线路方向成45°左右,线路事故段的局部地形对风荷载有放大效应,各种不利情况叠加造成杆塔结构超载受损。     

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。     

输电塔单面受拉构件承载力计算研究

本文通过《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)、《美国钢结构设计规范》(AISC 2005)和《美国输电铁塔结构设计导则》(ASCE 10-97)对输电塔单面受拉构件承载力进行计算分析。可以发现,有些连接构件在满足标准端距、孔距和边距的条件下,仅仅根据螺栓剪切强度和孔壁压应力选取螺栓数,不能满足抗撕裂的要求。而《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》(DL/T 5154-2002)中并没有要求对连接构件进行抗撕裂强度计算,这就有可能使某些构件存在安全隐患。本文就此提出建议供设计参考。     

变电构架中刚性法兰的有限元分析

研究了变电构架中钢管刚性法兰盘连接的抗拉受力性能,应用大型有限元软件ANSYS进行了非线性数值分析,揭示了刚性法兰盘在拉弯力作用下的受力特点,将有限元计算结果与《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》(DL/T5154-2002)计算结果进行对比分析,为修编《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》刚性法兰节点连接章节提供参考依据。     

窄基塔高度根开比优化的研究

针对窄基塔的特点,建立了窄基塔体强度简化验算公式;依据《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》中对输电塔顶部挠曲度的控制条件,采用有限元方法,提出对窄基塔高度根开比进行优化的方法.结合工程实例,对窄基塔进行了优化和经济性分析,得出了用料合理、占地面积更小的窄基塔型.结果表明,优化方法可行,具有良好的经济效应和推广应用价值.     

强风作用下高耸钢结构输电塔的破坏特征研究

强风作用是输电塔等高耸结构倒塌的潜在威胁,由于不同风场的特征存在很大的差异,导致结构具有不同的破坏形式。本文研究了两种风场下结构不同高度截面抗风能力的验证方法。文中,首先引入了边界层近地风和下击暴流风的设计风荷载;其次,提出了输电塔结构抗风能力的验证方法,即两种风力引起的输电塔结构底部截面弯矩相等,并在达到输电塔结构底部截面抗风能力极限状态时,计算不同高度处输电塔截面的抗风能力是否满足设计要求;最后以一大跨越输电塔为例进行分析,结果表明,当底部达到抗风能力极限状态时,下击暴流可导致结构在40m高度区域内发生破坏,而近地风可导致结构首先从根部发生破坏,从而在理论上验证了下击暴流强风荷载作用下输电塔结构大多不在根部首先发生破坏的现象。     

基于极限状态法的桥上无缝线路设计研究

依据Q/CR 9310—2018铁路轨道设计规范(极限状态法),以高速铁路大跨桥作为研究对象,同时采用极限状态法和容许应力法进行桥上无缝线路设计研究并进行对比分析.结果表明:一般普通桥上无缝线路设计,承载能力极限状态设计进行的钢轨强度检算、断缝值检算等检算与容许应力法检算结果基本一致;正常使用极限状态设计进行的轨道横向...     

高强单角钢一端偏心压杆极限承载力试验研究

为了研究输电塔中Q460高强角钢一端偏心压杆受力性能,通过试验与理论计算方法分析了受压试件的整体稳定和局部屈曲情况,试件轴心端采用球铰和双刀口支座模拟,考察了不同端部条件和残余应力等对角钢受力性能的影响,结果表明：试件轴心端无论采用球铰支座或双刀口支座形式,均能较准确反映角钢构件的受力性能,残余应力对试件承载力影响小于5％。比较了试验、有限元法、美国《输电铁塔设计导则》（ASCE 101997）和中国《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》(DL/T 51542002)对角钢极限承载力值的不同处理方法,指出采用DL/T 51542002 标准计算方法对高强钢杆件承载力得出的结果偏保守,在此基础上,提出了对实际材料强度除以抗力分项系数rR=1.111后改造的ASCE设计方法。     

高强度角钢轴心受压构件稳定设计方法研究

Q420和Q460高强度热轧等边角钢在钢结构中的应用逐渐增多,由于强度提高,部分角钢截面的宽厚比超过规范限值,不满足局部稳定性的要求。GB 50017—2003《钢结构设计规范》对于这一问题并没有给出相应的计算方法和设计规定。结合DL/T 5154—2002《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》和美国ANSI/ASCE 10—97《输电铁塔设计导则》的相关规定,研究Q420和Q460高强度热轧等边角钢轴心受压构件稳定承载力的设计计算方法,分析了上述规范中对于高强度角钢轴心受压构件稳定设计方法的合理性,为相关设计提供了参考。     

考虑结构极限状态的输电塔-线体系风洞试验研究

为研究输电塔-线体系的耦合效应,探索塔-线体系极限状态的失效模式和破坏机理,以广东省某220 kV输电塔-线体系为研究对象,研制考虑结构极限状态的输电塔气动弹性试验模型,通过风动试验,再现了输电塔-线体系极限风荷载下的倒塌现象,并与有限元法分析结果进行了对比分析。研究表明:1)基于稳定应力等效设计的输电塔极限状态气动弹性模型能够较好地在风洞试验中模拟出结构的破坏情况; 2)强风作用时,塔-线体系的耦合振动使塔-线体系的振动比相同环境中单塔的振动更为复杂,破坏可能与发生强非线性振动、局部响应扩大有关,结构杆件发生失稳破坏; 3)在输电塔结构设计时,应加强塔身中部沿垂直于导线走向方向的稳定承载力,不可忽视横风向风振响应的贡献。