大跨越輸電塔線體系靜動力研究.pdf

1、輸電塔是一種重要的高聳結(jié)構(gòu)，我國從上個世紀(jì)中已經(jīng)開始了發(fā)展建設(shè)。目前，隨著電網(wǎng)的不斷升級，輸電塔結(jié)構(gòu)正逐漸朝著高聳、大跨及特高壓的方向快速發(fā)展。本文的工程背景為剛剛建成的、坐落在廣東江門的500kV臺香線崖門大跨越輸電塔，跨越檔距1425m，兩岸跨越塔高度達(dá)到215.5m，由本課題組承擔(dān)全部的設(shè)計及節(jié)點(diǎn)承載試驗(yàn)工作。 本文首先基于非線性有限元理論，建立了多種空間非線性有限元模型，考慮了輸電塔與輸電線的耦合作用及絕緣子、電梯井道等

2、的影響，并以自重及輸電線初始應(yīng)力作用下的非線性靜力計算結(jié)果作為初始態(tài)，來分析對比跨越單塔、塔線體系(兩塔三段線及四塔三段線)以及輸電線各自的動力特性及相互影響。此外，還討論了大跨越塔的局部變形問題以及隔面設(shè)置對局部變形的影響。 然后運(yùn)用諧波合成法將脈動風(fēng)荷載模擬為空間相關(guān)的多維隨機(jī)過程，得到崖門大跨越輸電塔線體系的風(fēng)荷載時程樣本，進(jìn)而對多個跨越單塔模型及大跨越塔線體系模型進(jìn)行風(fēng)振響應(yīng)時程計算，并考察各模型的位移、速度、加速度響應(yīng)

3、及頻譜特性。此外，介紹了輸電塔風(fēng)振系數(shù)的理論計算方法及我國現(xiàn)行規(guī)范的相關(guān)要求，著重計算了按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》、《架空送電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)規(guī)定》及《高聳結(jié)構(gòu)規(guī)范》的要求得到的崖門大跨越輸電塔風(fēng)振系數(shù)，并根據(jù)前文的崖門大跨越風(fēng)振響應(yīng)時程計算結(jié)果得到了六種跨越單塔及塔線體系模型的風(fēng)振系數(shù)，通過九種數(shù)據(jù)的對比得到了大跨越輸電塔線體系風(fēng)振系數(shù)的變化規(guī)律，并從塔身主材內(nèi)力角度也進(jìn)行了驗(yàn)證。 接下來，通過崖門大跨越輸電塔的管節(jié)點(diǎn)靜力加

4、載試驗(yàn)，檢驗(yàn)了30mm厚Q345B的直縫鋼管在加工過程及承載狀態(tài)下的受力性能，并將六種管節(jié)點(diǎn)形式的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與有限元分析結(jié)果進(jìn)行對照，驗(yàn)證了該大跨越輸電塔管節(jié)點(diǎn)設(shè)計的可靠性，也證明了有限元分析方法的實(shí)用性。 最后著重研究了管節(jié)點(diǎn)的插板連接，從支管偏心距、節(jié)點(diǎn)板尺寸、主管徑厚比、主支管軸線夾角及主管軸力等參數(shù)入手，結(jié)合前文插板連接管節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立了不同變化參數(shù)的有限元分析模型并進(jìn)行了相應(yīng)計算，通過對照不同變化參數(shù)的應(yīng)力云圖、位