输电塔斜材不同节点型式下的受压承载力

为研究节点约束下输电塔斜材受压承载力的计算方法,通过对120根等边角钢的偏心受压承载力试验,分析其最小轴、平行轴布置时的破坏模式、承载力及变形形态,研究不同约束刚度、节点型式对其承载力的影响;结合现行行标公式,针对不同节点连接型式(A、B、C类),提出输电塔斜材受压长细比的计算公式.研究结果表明:长细比小于120时,构件承载力主要受偏心控制,偏心越大,承载力越低;而长细比大于120时,构件承载力主要受约束刚度控制,约束刚度越大,承载力越高;A、C类连接在不同长细比时各具优势,但B类连接的承载力始终低于A、C类连接;国内外规范计算值与试验值均存在较大的偏差,具有一定的局限性,体现在小长细比构件偏心及大长细比构件约束修正不足等方面;所提出长细比修正公式的计算结果与试验结果吻合良好,可用于指导工程设计.

节点约束对单面连接角钢受压承载力影响试验研究

为了研究节点约束对单面连接角钢受压承载力的影响,设计了一种弹簧支座刀口铰,通过试验研究了120根等边角钢的偏心受压稳定承载力。分析了其最小轴、平行轴布置时的破坏模式、承载力及变形形态,研究了不同节点约束、构造形式对其承载力的影响,并与国内规范进行了比较。研究结果表明:最小轴布置时,构件的失效模式为弯曲失稳,旋转轴介于最小轴和平行轴之间;平行轴布置时,构件失效模式为绕与刀口铰平行的主轴的弯曲失稳;构件长细比小于120时,其承载力主要受偏心控制,偏心越大,承载力越低;构件长细比大于120时,其承载力主要受约束刚度控制,约束刚度越大,承载力越高;采用A、C类连接时,在不同长细比下二者各具优势,但采用B类连接时构件的承载力始终低于采用A、C类连接时的承载力;与规范的对比表明,规范GB 50017—2017和DL/T 5486—2020均未考虑节点构造形式对斜材受压承载力的影响,计算结果存在一定的局限性,研究结论对于工程设计具有一定的指导意义。

特高压重冰区地线支架脱冰动力响应安全性研究

为了探究特高压重冰区输电塔地线支架在脱冰动力荷载作用下的安全性,基于脱冰数值计算理论,建立了地线的脱冰数值模型和塔线耦合数值模型,研究了地线在不同工况下的脱冰动力响应和不同地线脱冰情况下铁塔地线支架的承载力安全性。脱冰研究表明:地线脱冰时,高差越大,脱冰产生的上拔力越大;档距越大,纵向不平衡张力越大;覆冰越厚,地线脱冰产生的纵向不平衡张力越大,产生的的上拔力越小。塔线耦合脱冰研究表明:多档模型下,地线脱冰时,悬垂直线塔地线支架正面和底部斜材存在应力比超限情况,现有设计方法偏于不安全;耐张塔地线支架不受脱冰动力响应控制。建议重覆冰区地线支架设计时仅考虑地线脱冰产生的上拔力影响,上拔力取地线最大使用张力的1.0%~5.0%,覆冰越厚,上拔荷载可越小,厚度为20 mm、30 mm、40 mm、50 mm、60 mm冰区的上拔荷载分别取为最大使用张力的4.0%~5.0%、3.0%~4.0%、2.5%~3.0%、2.0%~2.5%和1.0%~2.0%。

基于路网分级规划的输电线路机械化施工技术研究

为提升输电线路工程的施工效率、降低施工成本、缩短施工周期,需要采用全过程机械化施工技术,但输电线路常规机械化施工技术未考虑线路沿线路网的规划条件,未考虑地形地貌的整体布局,导致所规划的机械化施工工序在局部上可行,但整体不成体系,可能自相矛盾,可持续施工性能差,达不到降低施工成本、缩短施工周期的目的,更达不到绿色安全的效果。结合输电线路地形地貌特点,在平丘地区,结合线路沿线已建路网条件,展开了输电线路施工临时施工道路的路网分级规划分析,建立了输电线路机械化施工的路网体系,基于路网体系开展输电线路基础施工、铁塔组立施工架线施工和水保措施等方面的机械化技术研究,最终得到输电线路基于路网分级规划的全过程机械化施工技术,提升了输电线路施工的本质安全,推动了输电线路全过程机械化施工技术的发展。

一种输电线路基础露筋的评估鉴定方法

本文对输电线路基础露筋现象进行原因分析,总结了相应的工程预防措施。针对基础露筋范围不确定、露筋区域形状大小不规则、损伤程度难以定性评估等复杂情况,提出了一种基于面积等效的受力计算方法,通过引入安全性指标,推导相关计算公式,根据安全性指标数值大小定量地评估基础露筋损伤对结构受力安全性能的影响,可为实际输电线路工程中基础露筋损伤的评估鉴定和改造加固提供一定的参考。

输电线路塔脚板脱离损伤评估鉴定方法研究

本文对输电线路塔脚板脱离现象进行原因分析,总结了相应的工程预防措施。针对塔脚板脱离区域形状大小不规则、损伤程度难以定性评估等复杂情况,提出了一种基于面积等效的受力计算方法,通过引入安全性指标,推导相关计算公式,根据安全性指标数值大小定量地评估塔脚板脱离损伤对结构受力安全性能的影响,可为实际输电线路工程中塔脚板脱离损伤的评估鉴定和改造加固提供一定的参考。

十字形双组合轴压角钢构件填板连接计算方法研究

从材料力学原理出发,基于剪力互等定理和轴压构件的二阶弯曲效应,结合十字形双组合角钢构件受压时的实际破坏形态,推导了十字形双组合角钢构件填板连接的理论计算方法,给出了填板连接的一般设计方法;并结合试验结果论证了传统算法的局限性,确定了不同填板布置形式时填板处十字形截面的剪力不均匀分布系数;理论计算方法考虑了十字形双组合角钢构件不同失稳模式的影响,与试验结果相比,其安全裕度在10%以上,较传统算法具有较大的优越性,能够满足输电塔结构设计的一般要求;最后通过精细化数值分析验证了计算方法的准确性和可靠性,并已将其应用于工程实践中。

架空输电线路新规范对500 kV角钢塔结构的影响研究

基于架空输电线路新规范DL/T 5551—2018[4]、DL/T 5440—2020[5]及DL/T 5486—2020[6],对白鹤滩水电站送出工程10 mm、15 mm、20 mm(重冰区)及30 mm四种典型冰区的500 kV角钢塔结构进行了对比研究,系统地总结了新规范对500 kV角钢塔结构的影响及其程度,有针对性地提出了采用新规范对500 kV角钢塔结构进行校验加强的重点。研究成果可作为对500 kV架空输电线路角钢塔结构进行新旧规范对比分析的参考,也可作为对已建500 kV架空输电线路采用新规范进行改造加强的借鉴。

基于别列法的人工挖孔基础圆形护壁厚度计算方法研究

输电线路工程中,对于人工挖孔基础,通常采用经验厚度进行设计,其设计的有效性和可靠性无法进行评估,而传统朗肯算法在计算圆柱形护壁结构的主动土压力时,其计算土压力偏于保守,不适用于圆形护壁的结构强度验算。基于别列空间土压力计算方法,结合经典土力学理论和弹性力学理论,提出了圆形混凝土护壁厚度计算方法,通过MATLAB编写了护壁厚度的隐式迭代计算程序,并与朗肯算法进行了系统性的参数对比分析,结合工程实践论证了该计算方法的可靠性和有效性,可以用于指导工程设计。

加筋混凝土梁抗剪承载力统一计算方法研究

加筋混凝土梁的抗剪筋布置形式是相同的,其筋材力学性能的差异,对其抗剪承载力的影响是肯定的。依据加筋混凝土梁抗剪破坏模式,基于经典修正压力场理论(MCFT)和钢筋混凝土构件的剪切原理,提出抗剪承载力模拟计算方法,建立相应的计算模型,依据文献试验数据验证了模拟方法的准确性。基于文献和相关规范的抗剪承载力计算公式,推荐了加筋混凝土梁统一抗剪计算公式的形式,通过2176根模拟实验梁的参数分析,建立了加筋混凝土梁抗剪承载力计算公式,并采用搜集的1194根已有试验梁数据证明了统一计算公式的有效性,可应用于实际工程的抗剪分析和设计。

探究城市轨道交通验交与消缺的有机结合

验收管理、移交接管管理以及缺陷整治是城市轨道交通设备设施全寿命周期管理的三个重要环节,通过对建设期质量卡控、统一验收、移交标准,倒逼设备设施形成高质量“验交”状态。同时,在缺陷整治标准化及分层分级管理的基础上,将验收、移交接管、缺陷整治进行有机结合,为初期运营以及正式运营提供良好的质量基础。

城市地铁深基坑施工变形控制技术

以宁波市地铁1号线环城西路站深基坑为对象,详细介绍了深基坑施工变形控制的技术要点和注意事项,有效控制基坑开挖过程中的围护结构变形位移,防止由此引起的基坑外地面沉降超标,同时为类似工程提供施工参考。

HR-ICP-MS法测定水中痕量稀土元素

建立了高分辨率电感耦合等离子体质谱法(HR-ICP-MS)测定地下水中15种痕量稀土元素的分析方法。结果表明:HR-ICP-MS法痕量稀土元素方法检出限极低(0.098~0.37ng/L);精密度好,RSD小于4%;准确度高,与理论值误差绝大多数在10%以内。宿州市浅层地下水测试结果显示,稀土总量低,轻稀土含量高于重稀土,且呈现Eu的正异常,可能与第四纪含水层中斜长石与地下水的长期作用有关。

输电塔挂线角钢节点理论计算方法研究

结合特高压工程数据对中冰区和重冰区输电塔典型挂线角钢节点在控制工况作用下的受力特点进行了数值模拟研究。研究结果表明:悬垂塔挂线角钢节点的变形受挂点垂直荷载控制,耐张塔挂点变形受挂点张力荷载控制,挂点螺栓主要受拉控制。根据数值模拟结果,结合传统的多排螺栓节点计算方法,量化了挂线角钢与螺栓群间的刚度差异,从应力-应变层面推导了一套考虑挂线角钢和螺栓相对抗弯刚度比影响的螺栓群理论计算方法,计算方法能够较好地反映挂点螺栓群布置形式和荷载作用形式对螺栓群受力中和轴位置的影响,计算结果与数值模拟结果吻合良好,精度较传统多排螺栓节点计算方法有较大的提高,可以用于指导工程实践,对输电塔结构设计的发展具有重要意义。

输电塔塔脚板式靴板连接计算方法

依据钢结构设计原理和试验研究结论,推导了塔脚板式靴板的条带式悬臂梁计算方法,首次提出了靴板连接的设计方法,并通过数值模拟分析验证了计算假定的有效性;对输电铁塔结构设计中典型塔脚板式靴板连接的受力特性进行了研究,研究表明:下压荷载作用时,螺栓传递给靴板的压力呈一定扩散角扩散给塔脚底板,靴板传递给塔脚底板的压力呈十字条带分布;上拔荷载作用时,地螺对塔脚底板的上拔约束力近似相等,约束力分布在有效约束范围内。并结合实际工程数据进行了对比分析,理论计算方法较传统计算方法更加经济优化,具有一定的优越性,对输电塔基础连接设计具有指导性意义,推动了输电塔结构设计事业的发展。

±800kV特高压直流重冰区输电铁塔真型试验及螺栓连接滑移影响分析

±800kV特高压直流重冰区输电铁塔作为目前电网系统中最为复杂的结构之一,若采用传统的桁架模型或梁杆模型进行结构分析,其结果和试验值差异较大。已知螺栓连接滑移会影响结构的刚度分布和承载力,因此考虑螺栓连接滑移对特高压直流重冰区输电铁塔内力性能的影响是十分必要的。以乌东德电站送电广东广西特高压多端直流示范工程中重冰区铁塔为对象,引入非线性弹簧单元,首次建立了该类铁塔的螺栓连接滑移有限元模型,结合铁塔足尺试验结果,进行了多种荷载工况作用下的变形和内力综合分析。结果表明,螺栓连接滑移模型计算结果与试验结果比较吻合,建议针对变形较大的荷载工况如扭转荷载,采用二阶效应弹性分析或者直接分析法进行结构分析,并通过提高整体或局部刚度等构造措施来减小螺栓连接滑移引起的大变形。

高陡边坡地区输电线路设计对策研究

随着电网建设的快速发展,线路走廊日益紧张,尤其在西南山区,高陡边坡走线越来越普遍。由于铁塔传统的高低腿组合方式级差有限,高陡边坡往往立塔十分困难,塔位基面开方量大,边坡高度较大,施工和运行非常困难,塔位的安全运行亦存在一定的安全隐患。为解决高陡边坡对输电线路设计的不良影响,结合西南地区高陡边坡地区输电线路的设计经验,从铁塔设计、基础设计、环水保设计和运行维护四个方面展开了系统性研究,提出了相应的设计对策。

轻中冰区悬垂塔塔身交叉斜材的布置夹角研究

工程经验表明,轻中冰区悬垂塔塔身质量占输电塔整体质量的50%以上,而塔身交叉斜材与水平面的布置夹角(交叉斜材角度)对其受力影响较大,因此对其塔身交叉斜材布置夹角的研究显得十分重要。通过数值模拟分析系统地研究了不同的塔身坡度和交叉斜材角度情况下铁塔的受力性能,并进行了对比分析,最终给出了合理的交叉斜材角度。研究表明:当塔身交叉斜材角度控制在32.5°~42.5°范围内时,交叉材的受力最为充分,塔重最轻。

±800 kV直流输电线路重冰区导、地线脱冰冲击敏感因素浅析

结合±800 kV直流输电线路重冰区的实际工程数据,基于脱冰数值计算理论,通过数值方法模拟了六分裂导线在不同档数、档距、高差等复合因素影响下导线的脱冰动力响应过程,分析不同参数条件下导线和地线脱冰对悬垂绝缘子串和耐张绝缘串的冲击效应,得到最不利脱冰冲击效应的控制因素。研究表明:不同档距和高差组合下,档距和高差均最大时脱冰后的冲击效应最强;对于连续档,不同档脱冰时,对其相邻档导地线串的冲击效应最大;脱冰水平冲击效应主要受水平档距的影响,垂直冲击效应主要受高差的影响。

环境恶劣地区输电线路设计对策研究

为满足东部发达地区电力供应需求,多个西电东送工程应运而生,但目前正遭遇高烈度地震、重覆冰、无人区等困境,使得输电线路的建设及运行面临极大的困难,远超常规地区。然而,由于西电东送工程横亘中国长达2000 km,以上问题却又无法避免。为解决以上难题,以汶川大地震及2008年大冰灾后国内输电线路的统计数据为基准,对高烈度地震地区、重覆冰地区及无人区的输电线路进行分析研究,制定较为经济合理的设计优化对策和运行维护对策,为环境恶劣区域的输电线路设计提供了技术支撑。