静态龙卷风下输电塔塔头风荷载特性试验研究

利用龙卷风模拟器生成实验室尺度龙卷风,并验证模拟龙卷风的可靠性。在此基础上完成了两类涡流比龙卷风风场下典型输电塔塔头子结构模型的高频测力天平(HFFB)测力试验,研究了塔头模型在龙卷风作用下各向气动力系数的分布规律,并探究了龙卷风作用下塔头模型特有的扭转效应影响。结果表明:试验模拟的龙卷风风场与实测龙卷风吻合良好。塔头模型水平面合力系数最大值分别发生在1~1.5倍涡核半径位置附近。升力系数一般小于对应工况下阻力系数。而相较于风轴坐标系下气动力系数,体轴坐标系下气动力系数对风向角更为敏感。不同气动力系数最不利风向角差异性也较大。同时,受龙卷风较强旋转切向风速影响,具有长横担的输电塔塔头模型在位于龙卷风内部时会受到不可忽略的扭转作用,且扭转系数随涡流比的减小而增大。

陕西古塔的类型特征与发展历程(上)

由于特殊的地理位置与历史文化背景,陕西是全国保留古塔较多的省份之一.据笔者查阅资料与实地考察,截至2006年7月,陕西境内现存的不同时期的古塔共284座.……

输电塔半刚性连接钢管构件轴压稳定性能研究

为了研究输电塔半刚性连接钢管构件的轴压稳定性能,对60根钢管试件进行了轴压试验,分析了其失稳破坏模式和稳定承载力,并与现行设计规范计算的承载力进行了对比;建立了半刚性连接钢管构件的有限元模型,经与试验结果对比验证后开展了参数分析,研究了初始转动刚度、径厚比、材料强度以及初始缺陷对半刚性连接钢管构件的稳定系数-长细比曲线的影响;基于有限元分析的结果提出了半刚性连接钢管构件的轴压稳定计算公式。研究结果表明:半刚性连接构件的试验稳定承载力均大于铰接构件的试验稳定承载力,在所有试验工况中两者的相对差距最小为5.6%;中国和美国现行设计规范计算得到的钢管构件稳定承载力总体偏保守,分别约为试验结果的0.78倍和0.89倍;影响半刚性连接钢管构件稳定承载力的主要因素为长细比、初始转动刚度以及边界条件;提出的半刚性连接钢管构件轴压稳定计算公式能准确地预测其稳定系数并具有良好的适用性,可为实际工程提供参考。

特高压长悬臂输电塔横担结构竖向地震易损性分析

800 kV特高压长悬臂输电塔横担结构属于高位水平长悬挑结构,对竖向地震作用比较敏感,亟须开展横担结构的竖向地震易损性分析研究.鉴于此,提出一个考虑多重性能水准的特高压长悬臂输电塔横担结构竖向地震易损性分析框架.首先,以某特高压长悬臂输电塔为研究对象建立有限元模型,分析了结构的竖向动力特性;其次,根据横担结构根部主材的应力比建立横担结构轻微、中度和严重破坏时的多重性能水准;最后,基于概率地震需求模型对横担结构开展竖向地震易损性分析.分析结果表明:长悬臂输电塔在竖向地震作用下受高阶振型影响显著,对结构竖向响应贡献显著的前三阶竖向模态依次为第16、26和29阶模态;在竖向地震作用下,横担根部主材是横担结构的主要受力杆件;与考虑横担结构根部拉弯主材强度破坏相比,在给定竖向地震动强度下,考虑压弯主材失稳破坏的横担结构失效概率明显较大.

空间钻石型四塔肢桥塔施工测量技术

常泰长江大桥主航道桥为主跨1208 m的公铁两用钢桁梁斜拉桥,桥塔设计总高350 m,为钢-混混合空间钻石型桥塔,中、下塔柱为四塔肢结构,单塔肢为正八边形截面。针对5号桥塔施工测量难点,布设专用测量控制网,设置桥塔外形几何特征点;在相邻塔肢顶面设置全站仪完成下塔柱劲性骨架和中塔柱钢筋部品安装定位后,采用外控法在桥塔最稳定状态以塔下控制点为基准,基于全站仪三维坐标法对距离进行投影改正后将塔下测量基准引测到塔顶,采用内控法以桥塔中性位置的塔顶测站点为基准,设置全站仪远距离定向后对桥塔相对几何尺寸进行测控;采用高精度全站仪单向三角高程差分修正法和天顶测距高程基准传递法实施桥塔高程控制;基于塔身监测棱镜监测桥塔空间姿态变化和日照位移变形规律,并采用超长线路静力水准自动化监测技术实施桥塔基础沉降的长期监测。该施工测量技术实现了四塔肢桥塔空间姿态误差不超过±8 mm,桥塔垂直度不超过1/8000的质量控制目标。

不同激励方式下输电塔模态参数识别研究

风荷载是输电塔主要控制荷载,阻尼比的取值直接影响输电塔结构风荷载的设计值,输电铁塔阻尼比取值对输电线路的抗风设计有着重要意义。输电塔设计阶段的阻尼比取值按国标GB 50009—2012中钢结构标准取0.01,为准确研究输电塔的动力参数,对两基规格相同的110 kV单塔结构与塔-线体系输电塔进行现场测试。通过4种不同激励方式对输电塔施加激励,获取不同激励方式下输电塔加速度响应信号,采用修正平均周期图法对响应信号进行降噪处理,采用半功率带宽法对响应信号进行动力参数识别。研究结果表明:环境随机激振方法可以满足输电铁塔阻尼比辨识精度的要求;微幅振动条件下,是否挂线对输电塔顺横担方向阻尼比取值影响不大,顺导线方向塔-线体系相对于单塔结构阻尼比取值约减小20%。

35kV 级风力发电塔筒内置变压器设计研究

35kV级风力发电塔筒内置变压器分为塔筒变和机舱变两种方案,本文作者根据风电机组的特点,对比分析塔筒变、机舱变的优缺点,并分别从抗负荷冲击设计、抗过电压设计、散热设计、冷却失效模式下的可靠性设计及抗振设计等几方面提出了设计注意事项,以提高变压器运行可靠性。

基于改进龙卷风解析模型的输电塔风效应分析

为了探明移动龙卷风作用下输电塔的风致动力响应,采用一种基于龙卷风内部力平衡的改进解析模型,模拟了作用于输电塔的龙卷风荷载时程。通过有限元分析方法,研究了采用不同解析模型计算输电塔龙卷风效应时的最不利工况以及结构破坏模式。结果表明:改进后的龙卷风模型突破了现有解析模型的一系列局限性,可以更加准确地模拟出龙卷风的风场结构;龙卷风以垂直横担方向正面袭击输电塔时引起的结构响应最大,塔顶位移可达7.36 m且部分杆件进入屈服阶段;在采用改进解析模型进行计算时,结构整体出现弯扭耦合破坏,更加符合实际工程中输电塔在强对流天气下的破坏模式,证明了改进龙卷风解析模型的准确性和有效性,可为输电结构抗龙卷风研究与设计提供重要参考。

基底坡折带对盐上覆褶皱冲断构造形成演化影响的实验模拟:以库车坳陷西段米斯坎塔克背斜为例

为探明库车坳陷西段含盐褶皱-冲断带内盐下基底坡折带对盐上覆沉积盖层构造形成演化的影响,本次研究选取米斯坎塔克背斜为研究实例,基于地震剖面解译结果,利用物理模拟实验方法运行了两组挤压型砂箱模型。模拟实验结果表明:(1)在含盐沉积盆地中,受区域挤压应力作用,当盐下基底地层较为平坦时,盐上覆沉积盖层倾向于发育两翼对称式的滑脱褶皱(盐相关褶皱);当盐下基底地层存在先存坡折带时,盐上覆沉积盖层易发育两翼非对称式的滑脱褶皱(盐相关褶皱)。(2)盐下先存基底坡折带对后期挤压变形中盐岩的侧向流动具有阻挡作用,促使盐岩在基底坡折带处聚集增厚,进而加强盐上覆地层的褶皱作用,导致盐上覆地层发育非对称式盐相关褶皱,且褶皱翼部易发育调节性逆冲断层。结合库车坳陷西段却勒地区盐下基底形态特征、米斯坎塔克背斜平面和剖面构造特征及实验模拟结果,推断研究区盐下先存基底坡折带分布对盐上覆地层构造变形演化具有重要控制作用,影响米斯坎塔克背斜构造形成演化。

边跨非对称悬臂施工对矮塔斜拉桥合理施工状态影响研究

矮塔斜拉桥通常采用对称悬臂法施工,客观条件可能导致该方法无法采用,需要研究非对称悬臂施工的可行性。文章针对双塔双索面预应力混凝土矮塔斜拉桥开展实桥监测,建立有限元模型,分析合理成桥状态和合理施工状态。考虑背景工程无法采用对称悬臂法的实际情况,基于合理施工状态提出边跨现浇段非对称悬臂施工的2种方案,对比采用2种方案完成边跨现浇段施工后对合理施工状态下主梁的挠度、应力及斜拉索索力的影响。结果表明:采用应力平衡法计算成桥恒载弯矩可行域,并以此为约束条件利用基于影响矩阵法原理的未知荷载系数法可计算合理成桥索力;利用考虑施工阶段的未知荷载系数法计算合理初张拉索力及二次张拉索力,可得到合理施工状态;与方案1相比,采用方案2的主梁最大挠度更小且分布更合理,边跨无索区主梁上缘拉应力更小,斜拉索索力分布更均匀;方案2对矮塔斜拉桥的合理施工状态影响较小,最终可达到合理成桥状态。

移动床吸附塔中铀提取过程的数值模拟与实验验证

为了提高移动床吸附塔提取铀的效率,运用Fluent、Edem软件对移动床吸附塔提取铀的过程进行了仿真模拟。通过调整入口流量,观察移动床吸附塔内树脂颗粒的运动情况、分布状态及饱和树脂的沉降情况,分析得到最佳入口流量。通过搭建实验平台,验证仿真结果的准确性;将实验数据与数值模拟结果进行对比分析,证实了两者结论的一致性,从而验证了仿真模型的准确性和适用性。结果表明,当入口流量为4 m^(3)/h时,铀酰离子的提取效率最大。研究结果可为移动床吸附塔的设计提供重要参数。

山区拱桥双层无缆塔缆索吊施工技术

平绵高速武都至九寨沟段尖山沟特大桥主桥为主跨220 m的上承式钢管混凝土拱桥,左、右幅分离式布置,两幅净间距30 m。大桥位于U形山谷,不具备支架法施工条件,拱肋采用缆索吊及扣挂法悬臂拼装,其它构件均采用缆索吊安装。从材料设备投入、吊装覆盖范围、施工进度及操作难度方面,对缆扣合建、缆扣分离和无缆塔缆索吊方案进行比选,推荐采用无缆塔缆索吊作为实施方案。在60 t主缆索吊上方设置1台15 t辅助工作缆索吊,形成双层无缆塔缆索吊系统,进行缆索吊锚碇构件运输安装;为节约缆索吊成本,利用桥位山体设置主索可横移锚碇,通过缆索吊主索横移实现单组主索横移分榀安装钢管拱肋。双层无缆塔缆索吊立体同步作业,提高了施工效率。

基于系留气球的整体立塔技术仿真研究和真型试验

针对传统的组立塔方式作业不便、风险大、效率低、受风力影响大的缺点,为提高立塔施工效率、减少安全隐患、降低财产损失,提出一种基于系留气球吊装的输电铁塔整体组立塔方案。首先根据吊点位置分为顶部、上下横担核心、顶部和上横担核心三种不同的吊装方式,在立塔速度分别为2(°)/min、4(°)/min、8(°)/min的三种不同工况下,选取铁塔旋转角度为0°、15°、30°、45°和60°五个位置处进行静力学仿真和瞬态仿真,确定最佳立塔施工工艺。然后根据仿真得出的最佳立塔施工工艺对在地面整体组装的等比缩小铁塔进行现场真型试验,对系留气球的整体立塔技术方案进行验证。最后利用系留气球将铁塔再次放倒,检验铁塔是否发生塑性变形。结果表明:提出的系留气球的整体立塔技术方案能够实现输电铁塔的整体组立塔,能够避免施工人员的高空作业,可提高组立塔效率。

蒙药塔本温都苏总多糖的含量及提取工艺研究

目的提升蒙药塔本温都苏总多糖的提取工艺。方法采用苯酚-硫酸法测定蒙药塔本温都苏多糖的含量。以多糖提取率为指标,对提取时间、提取次数、料液比、浸泡时间等条件进行考察。结果在490 nm波长下测定,最佳提取条件为料液比1:40、浸泡时间8 h、提取时间4 h、提取3次。应用苯酚-硫酸法测得蒙药塔本温都苏中多糖含量的标准曲线在2.5~12.5μg/ml浓度范围内线性关系良好(R^(2)=0.9998),可作为塔本温都苏多糖的含量测定方法。结论优化后的提取工艺科学准确、重复性好、稳定可靠。

基于PLC与MCGS的低浓度煤矿瓦斯六塔变压吸附浓缩自动控制系统设计

为解决低浓度煤矿瓦斯变压吸附浓缩技术在自动化领域存在的问题,通过PLC实现对低浓度煤矿瓦斯六塔变压吸附浓缩装置的启停控制,且根据六塔变压吸附工艺装置的工作流程,设计并编写相关的控制程序,最后应用MCGS软件进行系统界面设计以及仿真通信。结果证明,该系统足以实现对塔内煤矿瓦斯浓度的检测和相关的数据汇总,提高了吸附装置工作效率,减少了人力工作强度,保障了操作人员的安全。

矮塔斜拉体系加固既有连续梁桥受力性能研究

随着服役年限的增长,大跨径预应力混凝土连续梁桥会出现腹板开裂和跨中下挠等问题。针对既有大跨预应力混凝土连续梁桥的损伤问题,以一座三跨连续梁桥为研究对象,分析其应用矮塔斜拉体系加固前后的受力状态。通过有限元模拟对比加固前后桥梁的应力分布及挠度变化,探讨加固方案的整体加固效果以及塔梁锚固区和索塔锚固区的局部受力状态。结果显示,应用矮塔斜拉体系加固方案后跨中下挠由72.61 mm改善为22.25 mm,主梁由部分截面受拉变为全截面受压。加固后横隔板、箱梁顶板等锚固区域整体应力分布合理,极小范围存在应力集中现象、可采用加强措施。验证了矮塔斜拉体系加固方法的可行性。

风电机组塔架LBA-MNA屈曲分析及优化研究

针对塔架屈曲计算中工程算法较为保守的问题,以某大型风电机组塔架为研究对象,使用线弹性屈曲分析-材料非线性分析方法(LBA-MNA)对该塔架的抗屈曲性能进行计算与研究。结果表明,LBA-MNA方法可更准确评估塔架抗屈曲能力,在相同条件下较工程算法所得屈曲裕度更大。对基于工程算法已无减重空间的塔架以质量减少2~14 t为目标通过调整壁厚进行优化,结果显示应用LBA-MNA方法计算屈曲塔架质量可减少5.71%。证明了LBA-MNA方法在以屈曲要素为主导的塔架优化问题中使用的可行性。

非对称自锚式悬索桥塔梁同步法施工技术研究

文章对非对称自锚式悬索桥施工特点进行了研究,分析了主梁采用少支墩格构柱支架拼装技术。主塔采用爬模节段浇筑,主缆采用单向往复式进行架设。在体系转换阶段,从两侧锚跨开始对吊索进行张拉作业,并通过多次精细调整,逐步将主索鞍调整至设计位置。这种技术可以显著降低现场操作人员劳动强度、提高各项资源使用效率,加快施工进度,节约成本造价。

矮塔斜拉转体桥的BIM监测方法研究

为了优化矮塔斜拉转体桥的施工监测方法,本文介绍了工程项目概况,并详细阐述了基于BIM技术的桥梁结构模型建立过程。通过对施工关键部位的结构线形监测和拉索索力监测的探讨,分析了BIM技术在施工监测中的应用及其效果。研究提出,利用BIM模型进行实时监测和数据分析,能显著提高施工效率和安全性。研究结果表明,BIM监测方法能准确反映桥梁结构的变形和索力状态,为矮塔斜拉转体桥的施工提供了有效的技术支持。

极异形钢箱梁T构桥转体施工辅助索塔结构设计

上海市漕宝路跨铁路转体桥为(95+95)m钢箱梁T形刚构桥,采用临时索塔辅助转体施工。由于桥梁跨径以及宽度大,梁高变化大,平面布置异形,为极不平衡转体的情况,并且桥梁位于机场附近的限高区,给辅助索塔的结构选型及设计带来困难。首先介绍了转体桥的结构特点,重点阐述了临时索塔辅助转体桥受力特点、索塔合理结构形式的研究以及临时拉索合理布置方式与张拉力确定方法,最后介绍了索塔的整体受力分析以及索塔锚固区的局部受力分析。该转体桥属于结构极其异形的情况,临时辅助索塔的使用可为同类桥梁的设计与施工提供有益的参考。