采動區(qū)超高壓輸電鐵塔破壞機理與變形控制技術(shù)研究.pdf

1、采動區(qū)地表沉陷一直是影響輸電線路安全運行的重大隱患。隨著我國電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展,線路走廊日趨緊張,途經(jīng)采動區(qū)的問題日益突出,已嚴重影響到輸電線路建設(shè)和安全運行。特別是隨著超(特)高壓輸電線路的建設(shè),人們對采動區(qū)輸電線路的安全性越來越關(guān)注。因此,開展采動區(qū)超高壓輸電鐵塔破壞機理與變形控制技術(shù)的研究具有重要意義。
　　進行了典型截面鍍鋅角鋼螺栓連接滑移變形的試驗研究,提出了一種新的描述鍍鋅角鋼螺栓連接的滑移變形的四階段線性簡化力學(xué)模型

2、,給出了連接滑移系數(shù)、初始滑移變形值、彈性擠壓剛度以及極限滑移變形值等模型參數(shù)的取值方法。
　　研制了角鋼交叉斜材穩(wěn)定承載力試驗裝置,進行了典型角鋼交叉斜材穩(wěn)定承載力的試驗研究,獲得了交叉斜材在拉壓和壓壓兩種受力條件下的破壞形態(tài)和相應(yīng)的穩(wěn)定承載力?；谳S心壓桿彈性穩(wěn)定理論,建立了同時考慮兩桿側(cè)移和扭轉(zhuǎn)雙重耦合作用的力學(xué)計算模型。計算結(jié)果表明,該模型相比現(xiàn)有的計算模型能對交叉斜材穩(wěn)定承載力進行更準確的計算分析。通過有限元模擬,研究了

3、典型拉壓斜材和壓壓斜材的兩桿軸力比值對目標壓桿穩(wěn)定承載力的影響規(guī)律。結(jié)合采動區(qū)輸電鐵塔交叉斜材的受力特點,對其穩(wěn)定承載力計算方法和相應(yīng)的長細比修正系數(shù)提出了改進意見。
　　建立了采動區(qū)輸電鐵塔考慮螺栓連接節(jié)點滑移的有限元整體計算模型,對采動區(qū)典型輸電鐵塔在典型地表變形作用下的抗變形性能進行了分析,得到了節(jié)點滑移對鐵塔受力和變形的影響規(guī)律;確立了輸電鐵塔根開變化限值的判斷準則,獲得了典型地表變形作用下鐵塔根開變化的允許限值,并與不考

4、慮節(jié)點滑移的分析結(jié)果進行了比較。為采動區(qū)輸電鐵塔結(jié)構(gòu)的抗變形性能研究及其變形控制提供了依據(jù)。
　　建立了考慮螺栓連接節(jié)點滑移變形的鐵塔結(jié)構(gòu)與采動地基和基礎(chǔ)的協(xié)同作用有限元整體計算模型,分析了典型地表變形作用下鐵塔結(jié)構(gòu)受力變形和基底反力分布變化規(guī)律;研究了獨立基礎(chǔ)和復(fù)合防護板基礎(chǔ)的抗變形性能;獲得了復(fù)合防護板厚度與鐵塔抗變形性能的相關(guān)關(guān)系,提出了復(fù)合防護板厚度的取值方法。
　　提出了采動區(qū)輸電鐵塔復(fù)合防護板基礎(chǔ)的設(shè)計理論,建立

5、了考慮鐵塔復(fù)合防護板基礎(chǔ)與彈性采動地基的協(xié)同作用理論計算模型,針對典型算例分析了復(fù)合板厚度、地基抗力系數(shù)和地表最大下沉值等因素對防護板基礎(chǔ)受力和變形的影響規(guī)律,開發(fā)完成了采動區(qū)輸電鐵塔復(fù)合防護板基礎(chǔ)內(nèi)力和位移的計算程序。
　　考慮節(jié)點滑移對結(jié)構(gòu)受力的影響、地基基礎(chǔ)與上部鐵塔結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用,提出了利用關(guān)鍵斜材達到穩(wěn)定承載力時的根開變化限值作為鐵塔是否安全可靠的判斷準則,提出了針對采動區(qū)輸電鐵塔的安全性評價方法,對典型采動區(qū)輸電鐵塔的