覆冰荷載下500kV輸電塔架的力學(xué)性能研究.pdf

1、近年來,我國南方地區(qū)的冰凍災(zāi)害頻發(fā),使輸電線路嚴(yán)重破壞,給經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成了不可估量的損失。為降低冰凍災(zāi)害下輸電塔發(fā)生倒塌的概率,保障輸電線路的暢通運(yùn)行,研究覆冰荷載下輸電塔及輸電塔-線體系的力學(xué)性能具有重要的意義。
　　本文以500kV線路DFZ1貓頭型直線塔為研究對(duì)象,采用等效密度法來模擬覆冰荷載,通過建立輸電塔和“雙塔三線”輸電塔-線體系的有限元分析模型,研究了不同覆冰厚度、不同工況下輸電塔的靜力性能及其動(dòng)力特性的變化情況,并通

2、過考慮幾何初始缺陷和材料非線性,得到了覆冰荷載對(duì)其承載能力的影響規(guī)律;分析了不同覆冰厚度、不同工況下輸電塔-線體系的靜力性能,并對(duì)相同檔距與不同檔距、同高程與不同高程的輸電塔-線體系的受力特征進(jìn)行了對(duì)比。
　　結(jié)果表明:隨著覆冰厚度的增加,輸電塔桿件的應(yīng)力呈增大趨勢(shì),而塔頂位移則隨之減小;輸電塔在承受無偏心荷載時(shí)的屈服荷載最大,在承受偏心荷載且扭轉(zhuǎn)變形較小時(shí)的屈服荷載次之,承受扭轉(zhuǎn)荷載時(shí)的屈服荷載最小;輸電塔的頻率及第一階陣型的控

3、制點(diǎn)的數(shù)值隨覆冰荷載的增加而減小,頻率的最大降幅達(dá)到32.6％;覆冰厚度的增加會(huì)導(dǎo)致輸電塔的破壞形式由整體破壞轉(zhuǎn)變?yōu)榫植科茐?破壞位置由塔腿位置逐漸上移至導(dǎo)地線懸掛點(diǎn)位置,覆冰輸電塔的屈服荷載亦隨之有不同程度的降低,最大降幅達(dá)22.7％;輸電塔的抗扭能力隨覆冰厚度的增加而提高。在輸電塔-線體系中,在相同檔距內(nèi)出現(xiàn)導(dǎo)地線覆冰增加時(shí),輸電塔發(fā)生向靠近重冰檔一側(cè)的彎曲變形,且應(yīng)力增長較快,遠(yuǎn)離一側(cè)的應(yīng)力增長較慢;在不同檔距中出現(xiàn)導(dǎo)地線覆冰增加