环境恶劣地区输电线路设计对策研究

为满足东部发达地区电力供应需求,多个西电东送工程应运而生,但目前正遭遇高烈度地震、重覆冰、无人区等困境,使得输电线路的建设及运行面临极大的困难,远超常规地区。然而,由于西电东送工程横亘中国长达2000 km,以上问题却又无法避免。为解决以上难题,以汶川大地震及2008年大冰灾后国内输电线路的统计数据为基准,对高烈度地震地区、重覆冰地区及无人区的输电线路进行分析研究,制定较为经济合理的设计优化对策和运行维护对策,为环境恶劣区域的输电线路设计提供了技术支撑。     

途径采动影响区特高压直流线路设计对策研究

特高压直流输电具有线路造价低、稳定性好、输送容量大等优点,是我国骨干电网的重要组成部分,但由于其输送距离长,途经各类不良地质区域多,需重点分析各类不良地质对线路的影响.分析了采动影响区对特高压直流线路的影响,结合工程建设经验,从勘察和设计方面提供了一些解决措施和处理方案,以期对后续设计提供参考.     

输电塔挂线角钢节点理论计算方法研究

结合特高压工程数据对中冰区和重冰区输电塔典型挂线角钢节点在控制工况作用下的受力特点进行了数值模拟研究。研究结果表明：悬垂塔挂线角钢节点的变形受挂点垂直荷载控制,耐张塔挂点变形受挂点张力荷载控制,挂点螺栓主要受拉控制。根据数值模拟结果,结合传统的多排螺栓节点计算方法,量化了挂线角钢与螺栓群间的刚度差异,从应力-应变层面推导了一套考虑挂线角钢和螺栓相对抗弯刚度比影响的螺栓群理论计算方法,计算方法能够较好地反映挂点螺栓群布置形式和荷载作用形式对螺栓群受力中和轴位置的影响,计算结果与数值模拟结果吻合良好,精度较传统多排螺栓节点计算方法有较大的提高,可以用于指导工程实践,对输电塔结构设计的发展具有重要意义。     

新型锚杆基础破坏机理及影响因素研究

为克服锚杆基础在山区输电线路中应用的局限,文中提出了一种由自由段和锚固段组成的新型锚杆基础,通过有限元数值方法研究了新型锚杆的应力分布及失效机理,并对黏结强度、锚杆长度、岩石类型及孔杆直径比等因素进行了参数分析。研究结果表明：注浆体与岩石及锚筋与注浆体之间,其黏结应力的分布范围只在锚固段靠近张拉端的有限长度上且应力分布极不均匀;黏结强度是判断锚杆失效界面类型的重要参数指标,对承载力有较大影响;锚固长度存在峰值,破坏面发生在注浆体和岩石界面时,硬岩承载力明显高于软岩承载力;锚孔直径/锚杆直径的最佳比例为4～5倍。     

山区输电线路全过程机械化施工设计方案研究

输电线路全过程机械化施工主要工序包括物料运输、基础施工、组塔施工、架线施工、接地敷设等。受地形及交通影响,山区输电线路推进全过程机械化施工存在一定困难。结合川渝三通道500 kV线路工程特点,对山区全过程机械化施工方案进行研究,并对现场实施情况进行总结。针对主要工序、子工序提出了设计优化措施,为同类地区实施全过程机械化施工提供借鉴参考。     

耐张塔导地线角度风荷载取值探讨

对于DL/T5154-2012中耐张塔的导、地线风荷载分配方法,各设计单位理解并不相同。常规理解认为应采用与直线塔相同的分配方法,不考虑转角的影响;另一种理解则认为需要考虑转角的影响,但该如何考虑,目前还存在争议。本文在不考虑顺导、地线方向的风荷载分量的前提下,从理论上推导了耐张塔在角度风作用下导、地线前后侧线条风荷载沿X向和Y向的分配系数,结果表明与直线塔存在较大差异,转角越大,差异越明显。分析了角度风作用下,导、地线前后侧张力随风向和转角变化情况。综合考虑转角的影响后,与不考虑转角的方法比,特高压交流多回路耐张塔控制风向可能发生变化,由90°变为90°～135°之间的其他角度,同时大风工况下的主材内力和塔重可显著减小。建议在导、地线风荷载和张力计算取值时可考虑转角的影响,但需做更深入的研究。     

十字形双组合轴压角钢构件填板连接计算方法研究

从材料力学原理出发,基于剪力互等定理和轴压构件的二阶弯曲效应,结合十字形双组合角钢构件受压时的实际破坏形态,推导了十字形双组合角钢构件填板连接的理论计算方法,给出了填板连接的一般设计方法;并结合试验结果论证了传统算法的局限性,确定了不同填板布置形式时填板处十字形截面的剪力不均匀分布系数;理论计算方法考虑了十字形双组合角钢构件不同失稳模式的影响,与试验结果相比,其安全裕度在10%以上,较传统算法具有较大的优越性,能够满足输电塔结构设计的一般要求;最后通过精细化数值分析验证了计算方法的准确性和可靠性,并已将其应用于工程实践中。     

节点约束对单面连接角钢受压承载力影响试验研究

为了研究节点约束对单面连接角钢受压承载力的影响,设计了一种弹簧支座刀口铰,通过试验研究了120根等边角钢的偏心受压稳定承载力。分析了其最小轴、平行轴布置时的破坏模式、承载力及变形形态,研究了不同节点约束、构造形式对其承载力的影响,并与国内规范进行了比较。研究结果表明：最小轴布置时,构件的失效模式为弯曲失稳,旋转轴介于最小轴和平行轴之间;平行轴布置时,构件失效模式为绕与刀口铰平行的主轴的弯曲失稳;构件长细比小于120时,其承载力主要受偏心控制,偏心越大,承载力越低;构件长细比大于120时,其承载力主要受约束刚度控制,约束刚度越大,承载力越高;采用A、C类连接时,在不同长细比下二者各具优势,但采用B类连接时构件的承载力始终低于采用A、C类连接时的承载力;与规范的对比表明,规范GB 50017—2017和DL/T 5486—2020均未考虑节点构造形式对斜材受压承载力的影响,计算结果存在一定的局限性,研究结论对于工程设计具有一定的指导意义。     

基于欧美标准的杆塔导地线荷载组合程序开发

在输电杆塔结构导地线荷载的计算上,中美欧标准存在一定的相似性,但也存在较大的差异,导致基于中国标准的设计软件无法适用于欧美标准,降低了杆塔设计效率。由于不同地区具体要求不同,目前行业内尚无可用的基于欧美标准的荷载组合通用软件。首先,对中美欧输电杆塔标准荷载组合规定进行了对比研究,总结了中美欧荷载组合的相同点和差异点;然后,在借鉴国内类似软件开发经验的基础上,基于VB.NET语言和欧美标准研发了一套杆塔导地线荷载组合程序,详细介绍了程序原理和结构并对关键技术进行了重点介绍;最后,举例演示了程序的具体应用,为国外工程设计提供参考。     

一种新型倾斜式输电铁塔延长腿的设计研究

山区输电线路面临坡度超过40°的陡峭地形时,常规长短腿级差无法满足地形需要,且坡上塔架地基稳定性降低.为解决这类问题,本文提出了输电铁塔延长腿组合模型,对多种延长腿布置方式的杆件内力、塔腿位移进行了比较.选出一种倾斜式新型延长腿,分析其力学性能和经济性,对于陡峭山区输电线路设计具有一定的参考意义.