“双碳”导向共享铁塔塔型研究*

电力和通信共享同一铁塔可有效减少碳排放,有助于实现“碳中和、碳达峰”目标。通过深入分析通信设备安装、天线挂高、电力安全距离、电力输送等需求,提出了2种110 kV输电线路共享铁塔技术方案。基于质量、基底力及塔顶位移等指标的分析表明,2种方案均可满足通信及电力运维要求,而采用通信平台上置共享铁塔具有更好的经济性。基于需求能力比指标(DCR)开展结构优化计算,优化后塔型的总重减少了14.4%。     

全GFRP筋混凝土电缆排管的抗剪承载力

对全玻璃纤维增强聚合物复合材料（GFRP）筋混凝土电缆排管的抗剪性能进行了研究。在比较分析各国规范基础上,提出了GFRP筋混凝土电缆排管的抗剪设计计算方法。通过小尺寸和足尺GFRP筋混凝土电缆排管试件抗剪试验,得到了裂缝开展模式、截面应变分布规律及荷载挠度曲线,揭示了其破坏机制。试验结果表明,抗剪承载力均随面积配箍率和纵筋配筋率增加而增加。配箍率过小时,箍筋作用可忽略。纵筋配筋率较小时,构件仍具有较高的抗剪承载力。所提出的建议公式能满足电缆排管设计中安全性和经济性的要求。     

地下电缆排管涡流损耗及经济性分析

为解决传输线电流在传统钢筋混凝土地下电缆排管中产生涡流损耗而造成电能浪费的问题,将有限元数值分析技术应用于地下复杂环境涡流-温度场的分析和计算。提出了地下电缆排管涡流-温度耦合场的三维有限元模型,兼顾求解速度和计算精度需求的剖分方法以及多物理耦合场的迭代求解方法。通过对典型钢筋混凝土结构地下电缆排管的涡流场和温度场的数值分析,得到了典型钢筋混凝土结构地下电缆排管中金属构件的涡流分布,整个场域的温度场分布和谐态工况下的电缆线芯的温度;并据此提出了玻璃纤维代替传统钢筋的解决方案,对比分析了两种结构电缆排管的技术特点和经济性能。数值分析结果表明,使用玻璃纤维筋电缆排管的替代方案在能够降低涡流损耗的同时具有更好的经济效益。     

飞轮储能系统的应用前景

简单介绍了飞轮储能系统（FESS）及组成,着重阐述了飞轮储能系统FESS在风力发电、太阳能发电、不间断电源（UPS）、汽车工业和航天飞行器中的应用,飞轮储能系统有着广阔的应用前景,将成为储能领域国内外学者的研究焦点．     

三维五向编织复合材料飞轮预制件的工艺设计

将三维编织工艺应用到复合材料飞轮转子的设计制造中可以显著提高飞轮储能密度.由此提出一种三维五向编织工艺的飞轮设计制造方法,给出使用该工艺编织飞轮的详细过程,分析飞轮预成形件的细观模型以及相关尺寸关系,并讨论编织工艺参数与结构参数之间的关系,从而为实际工艺结构参数的设计提供理论依据.     

新型装配式预制混凝土圆形电力工作井的设计与制作

电力工作井的预制化、装配化是我国电力管沟施工机械化发展的方向。研发了一种新型的装配式预制混凝土圆形电力工作井。根据实际工程需求,提出了相应的模块化方案和结构设计方案,可适应多种入孔所处地形条件。通过有限元计算对结构整体和装配连接部位进行了细致的分析。设计制作了相应的模板并最终制作了一个足尺结构。结果表明,采用等同设计进行结构整体设计再对连接部位进行细部加强的举措,可以使得该结构满足实际工程需求。模块化设计可以有效地减少预制、运输和现场机械化施工成本,并缩短施工周期。     

全玻璃纤维增强树脂筋混凝土电缆排管的抗弯试验

提出了采用全玻璃纤维增强树脂基复合材料（GFRP）筋混凝土电缆排管代替传统的钢筋混凝土电缆排管,该结构形式具有减少能耗的优点。通过对小尺寸和足尺GFRP筋混凝土电缆排管试件进行抗弯性能试验,研究其抗弯能力、变形及破坏特征等。试验结果表明,GFRP筋混凝土电缆排管具有与普通钢筋混凝土梁相似的力学特征,以混凝土开裂为分界点,位移-荷载曲线表现为双线性,排管侧面拉应力分布不均匀,部分区域出现了较高拉应力。提出了GFRP筋混凝土电缆排管的抗弯设计计算方法,理论计算结果与试验测试结果较为吻合。     

输电铁塔装配式基础抗剪键连接的剪切性能

预制构件连接方法及其界面剪切性能影响整个输电铁塔装配式基础的受力和变形.针对螺栓连接易松动、变形大之类的问题,提出采用高强灌浆料灌注成形的十字形抗剪键作为输电铁塔装配式基础连接方案.采用室内剪切试验和数值模拟,研究该抗剪键连接的剪切性能,并与常用的螺栓连接进行对比分析.结果表明：十字形抗剪键剪切破坏模式为剪断型脆性破坏,破坏形态表现为以抗剪键为中心向外略有扩展成菱形.和螺栓连接相比,抗剪键连接的剪切强度略低,但剪切刚度显著提高.浇筑过程中灌浆料外溢对界面抗剪强度有提高作用.抗剪键的抗剪性能与灌浆料强度正相关,但提高灌浆料强度对抗剪性能提升并不明显.抗剪键深度对抗剪性能有影响,但在抗剪键深度超过20 mm后,抗剪键的抗剪性能不再提高.根据剪切试验和数值模拟结果,建议十字形抗剪键设计为长200 mm、宽20 mm、深20 mm.