特高壓懸索拉線塔的力學(xué)模型及分析.pdf

1、特高壓輸電線路因具有輸電能力強(qiáng)、輸電效益高等優(yōu)點(diǎn)正得到日益廣泛的應(yīng)用，其安全性不容忽視。傳統(tǒng)的計(jì)算模型有：剛性模型、鉸接模型、混合模型。然而，輸電塔的連接節(jié)點(diǎn)既不是剛接也不是鉸接，而是一種介于剛接與鉸接之間的半剛性節(jié)點(diǎn)。雖然混合模型一定程度上考慮了節(jié)點(diǎn)的半剛性，但是這是一種定性的考慮。
　　另外，在角鋼輸電塔結(jié)構(gòu)中與主材相連接的斜材是通過斜材的連接肢與主材角鋼的連接肢單面偏心連接的。然而，在實(shí)際計(jì)算分析中我們通常認(rèn)為主材與斜材是直

2、接形心連接的，忽略了偏心距的影響，這顯然也是一種不合理的假定。本文研究的是±800kV特高壓直流懸索拉線塔的力學(xué)模型及分析，采用合理的計(jì)算模型對拉線塔的受力特性分析至關(guān)重要。
　　本文基于上述的考慮，擬在梁單元模型的基礎(chǔ)上提出一種既考慮節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動剛度和節(jié)點(diǎn)連接偏心的有限元模型，為實(shí)際工程計(jì)算分析提供參考。為此，本文做了如下的工作：
　?、俳榻B了雙柱懸索拉線塔的真型塔試驗(yàn)的目的、內(nèi)容及方案。建立了雙柱懸索拉線塔的精細(xì)化殼單元模型

3、，并將該模型在正常無風(fēng)工況和正常90°最大風(fēng)工況下的數(shù)值計(jì)算結(jié)果與真型塔試驗(yàn)結(jié)果作比較分析，表明殼單元模型能很好地模擬拉線塔主材及斜材應(yīng)變值隨加載等級增加的變化規(guī)律，且模擬結(jié)果和現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。
　?、诮⒘顺Ｒ?guī)梁單元模型，將常規(guī)梁單元模型和精細(xì)化殼單元模型分別在正常無風(fēng)工況和正常90°最大風(fēng)工況下的數(shù)值計(jì)算結(jié)果與真型塔試驗(yàn)結(jié)果作比較分析。結(jié)果表明：與常規(guī)梁單元模型相比，殼單元模型在正常無風(fēng)工況和正常90°最大風(fēng)工況下對拉線

4、塔主材及斜材桿件應(yīng)變值的模擬結(jié)果均更接近于相應(yīng)桿件的試驗(yàn)值，且在上述兩種工況下常規(guī)梁單元模型對斜材桿件應(yīng)變值的模擬誤差較大。
　　③詳細(xì)介紹了輸電塔結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)半剛性模擬的實(shí)現(xiàn)方法以及對節(jié)點(diǎn)處由主材與斜材角鋼單面連接而產(chǎn)生的偏心距的考慮方法。結(jié)合常規(guī)梁單元模型和殼單元模型的優(yōu)點(diǎn)，在梁單元模型的基礎(chǔ)上提出了考慮節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動剛度和連接偏心的改進(jìn)模型。將常規(guī)梁單元模型、殼單元模型以及改進(jìn)的梁單元模型在正常90°最大風(fēng)工況下的計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果作