碳纤维布加固超役混凝土电杆的破坏机理及力学性能

以某电网某路段超过服役期的钢筋混凝土电杆为研究对象,选取电杆杆身与跨中带钢圈接头的杆身试件各6根,其中各取3根试件采用碳纤维布（CFRP）沿杆件纵向进行加固,并对其进行抗弯承载力试验,对比研究在不同的碳纤维布黏贴层数下加固电杆的受力性能和破坏机理。基于试验实测数据,对强度及刚度计算方法进行了研究,并提出了刚度退化的数学表达式。研究结果表明：采用碳纤维布加固电杆后,其破坏表现为混凝土与碳纤维布的表面粘脱失效所致,纵向碳纤维布被拉断作为最终破坏形态,破坏过程迅速,脆性明显;试件的截面应变分布符合平截面假定。加固前杆身试件的承载力退化严重,加固后混凝土电杆的承载能力和刚度均有显著提高,但加固电杆的损伤发展较加固前提早,且快而集中,综合多方面考虑,建议在混凝土电杆接头附近的一定距离内采取双层、杆身其余部位采用单层的碳纤维布加固方法。     

轻量建筑结构与可持续发展

可持续发展问题是目前全世界最为关注的问题。从轻量结构建筑材料、轻量建筑结构的应用与发展等方面结合可持续发展战略进行了分析 ,指出可持续发展的轻量建筑结构是本世纪大跨度、大空间建筑结构发展的主要趋势     

输变电工程中钢结构的腐蚀与防护

输变电工程中的钢结构主要涉及输电铁塔、变电构架和换流站阀厅,钢结构的腐蚀寿命直接决定了其服役寿命。对典型重工业地区和沿海地区钢结构的腐蚀寿命状况进行实例分析;探讨了输变电钢结构的腐蚀过程与机理;针对钢结构长效防护的要求,介绍了新型合金镀层和高性能防腐涂料,指出采用热浸镀锌(锌合金)与涂料的双重防腐蚀体系是重腐蚀地区钢结构长效防护的有效措施。     

国内外输电线路元件的安全度设置

对比了国内外导线、地线、绝缘子、金具的设计原则及设计安全系数,引入了安全度的概念,并推导出安全度计算公式,计算了上述元件的荷载效应比值,结合国内外标准的荷载比值,计算得到各标准导线、地线、绝缘子、金具的安全度,结果表明:对于上述元件,我国标准的设计安全度要高于国外标准,文中所用方法可为研究我国输电线路元件的安全设置水平提供参考。     

超期服役钢筋混凝土电杆抗弯承载能力研究

对广西电网220 kV西南线运行近50年的混凝土电杆进行了健康状态检测,对3根环形截面混凝土电杆杆段和6个钢板接头试件进行了抗弯试验,以研究超期服役钢筋混凝土电杆的抗弯承载力。通过试验观察各个试件的受力全过程和破坏形态,获取荷载-位移全过程曲线、开裂荷载、极限荷载、裂缝发展形态及宽度等重要参数。在试验基础上,对该类结构杆件的破坏机理和承载能力计算方法进行了分析。结果表明:钢筋混凝土电杆在服役近50年后,混凝土基本上完全碳化,钢筋已锈蚀,钢板环箍接头锈蚀严重,试验破坏形态均表现为典型的受拉破坏,接头承载能力强于杆身承载能力。研究结果可为超期服役混凝土电杆健康状态评价、安全性评估、剩余寿命预测和输电资产优化管理等提供科学的借鉴和依据。     

混凝土保护层锈胀开裂条件的弹性力学分析

混凝土中钢筋锈蚀是混凝土结构耐久性研究的重要内容,研究混凝土中的钢筋锈蚀,并建立混凝土保护层锈胀开裂时钢筋锈蚀量估计模型,是分析现有结构性能退化及耐久性评估的关键工作,对于准确预测结构的使用寿命与剩余寿命具有十分重要的意义.采用弹性力学分析方法,对混凝土保护层锈胀开裂全过程进行了建模,借助一些合理的假设,得到了混凝土保护层锈胀开裂条件的理论计算公式,该公式不仅可以应用普通混凝土结构,也可应用于其他类型混凝土结构.最后并对公式进行了验证,表明理论计算公式具有较好的实用性.     

碳纤维布加固超役混凝土电杆的破坏机理及力学性能

以某电网某路段超过服役期的钢筋混凝土电杆为研究对象,选取电杆杆身与跨中带钢圈接头的杆身试件各6根,其中各取3根试件采用碳纤维布（CFRP）沿杆件纵向进行加固,并对其进行抗弯承载力试验,对比研究在不同的碳纤维布黏贴层数下加固电杆的受力性能和破坏机理。基于试验实测数据,对强度及刚度计算方法进行了研究,并提出了刚度退化的数学表达式。研究结果表明：采用碳纤维布加固电杆后,其破坏表现为混凝土与碳纤维布的表面粘脱失效所致,纵向碳纤维布被拉断作为最终破坏形态,破坏过程迅速,脆性明显;试件的截面应变分布符合平截面假定。加固前杆身试件的承载力退化严重,加固后混凝土电杆的承载能力和刚度均有显著提高,但加固电杆的损伤发展较加固前提早,且快而集中,综合多方面考虑,建议在混凝土电杆接头附近的一定距离内采取双层、杆身其余部位采用单层的碳纤维布加固方法。     

在役钢筋混凝土电杆接头承载能力试验研究

钢筋混凝土电杆接头由于长时间暴露在大气环境中,经常受到外界自然环境和内应力的作用,会出现杆体裂缝、钢筋锈蚀、钢圈锈蚀等老化现象。这些老化病害会大大降低电杆结构的力学性能,进而影响电力系统安全稳定运行。通过3根在役近50年的钢筋混凝土电杆接头试验,揭示了在役钢筋混凝土电杆接头的受力机理,破坏形态、剩余承载能力等,为准确掌握钢筋混凝土电杆的力学性能,保证电力系统安全稳定运行具有重大现实意义。     

鼓型塔输电线路绝缘子破坏非线性动响应分析

为了研究绝缘子破坏失效对鼓型塔输电线路结构的受力影响,建立了输电线路耐张段的非线性耦合体系模型,通过导线找形非线性静力计算确定了耐张段的初始平衡状态.采用瞬态动力分析方法计算了绝缘子破坏失效危险工况下的输电线路耦合体系非线性动响应.分析结果表明,上横担一组绝缘子破坏失效后,破坏档未破坏端导线的张力超过了技术规程中的设计值;导线的跌落对破坏档未破坏端的上横担绝缘子受力有较大的影响,而对上横担铁塔杆件没有明显的影响;考虑杆塔断线荷载时,应增大两分裂以上导线纵向不平衡张力的下限值;在架空送电线路的设计中应该考虑绝缘子断裂的荷载工况.研究成果可为输电线路结构设计提供理论依据.     

构件并联法加固输电塔的试验研究及设计建议

输电塔易由于荷载过大、断线冲击或覆冰舞动而发生损伤和破坏.针对角钢塔的结构特点,在其原构件的侧面通过连接板及螺栓并联一根新的同规格角钢,以提高结构的承载力.对十字型、Z字型和T字型三种截面形式加固构件的承载性能进行了数值分析和试验研究,考虑了二次受力的影响,研究了加固构件的破坏过程、破坏模式和极限荷载,与单角钢构件的承载性能进行了对比分析,结果表明加固后新构件的承载力明显提高.借鉴钢结构加固技术规范,建议了加固构件稳定性设计计算公式,确定了加固折减系数的取值.