双呼高输电塔的风振响应及风振系数研究

330kV双呼高多横担塔既满足对低电压等级线路或高速、铁路等的跨越,又满足对高电压等级线路钻越.目前未有针对此类塔型的研究,故本文主要建立了双呼高多横担塔的ANSYS有限元分析模型,对其进行模态分析,得出该塔型的前几阶阵型,结果表明:此类型塔易出现横向振动和塔身绕其高度方向出现扭转的现象;根据随机振动理论,选用Davenport风速谱为脉动风功率自谱,并运用AR法通过软件MATLAB编制程序模拟脉动风,模拟得到的风速功率谱密度曲线与目标风速功率谱密度吻合很好;模拟顺风向大风工况,对塔进行非线性动力时程分析,将多种结果进行比较提出此塔形的改善意见;计算双呼高多横担门型塔的风振系数,与规范结果进行比较,为输电塔的设计提供有益的参考.

门字型输电塔风振响应分析及风振系数的确定

门字型塔是一种综合性能比较好的钻越塔,风荷载对这种高柔结构的影响很大,但实际设计中风振系数按规范统一取值不是很合理,且取值较大,偏于保守。故本文针对门字型输电塔在脉动风作用下的响应、风振系数的求法及合理取值进行专门研究。主要建立了门字型塔ANSYS有限元模型,进行了模态分析;以Davenport风速谱为脉动风功率自谱,应用AR法编制程序顺风模拟了风荷载时程曲线,将由模拟风计算出的风载加载至门字型塔各塔段上对其进行动力时程分析,计算了风振系数并与高耸结构设计规范值进行了比较。研究结果表明:在风载作用下,塔身和横担均会产生较为明显的动力响应;塔身、横担风振系数可取均值,分别为1.39、1.59;规范计算得到的风振系数和本文时程分析得到的风振系数变化规律基本接近,但规范取值较大。

斜坡地基挖孔基础水平承载特性现场试验研究

以输电线路工程中常用的扩底形和直柱形原状土基础为研究对象,通过开展斜坡地基条件下水平荷载工况的现场静载试验,对比分析了直柱形和扩底形基础在荷载—位移曲线、地基承载力、界面土压力分布以及地基土体破坏模式等方面的差异。试验结果表明:两种结构形式的试验基础水平承载—位移曲线、水平荷载—转角曲线整体呈缓变形即"直线—曲线—直线"三阶段变化趋势,而两者之间的差异在于荷载—转角曲线在临近曲线段末尾处突然发生翘起;相较于直柱形基础,扩底的设置增加了基底的抵抗力矩,同时降低了基础旋转中心位置,使得扩底形基础承载力较直柱形得到了提高;两种形式基础侧壁土压力均沿深度方向呈抛物线形分布;基础发生破坏时,两种形式基础在临近下坡侧均出现大量羽状裂缝,并伴有地基土隆起,扩底的设置使得基础对周围土体的影响深度和范围均增加。

不同气候环境下黄土胶结性状的试验研究

黄土作为一种常见的非饱和土天然地基,由于其特殊的胶结结构,往往较常规粉土或粉质粘土的粘聚强度高。为了研究黄土胶结物赋存状态和组成类型及气候环境对其的影响,本文选取我国甘肃、陕西两省5处黄土作为研究对象,采用全分散法和半分散法对每种试样进行溶解处理,对处理后的土悬液进行粒集形态和粒径分析。试验结果表明:经半分散法处理后的土悬液上层水体清澈,灰色碎屑颗粒沉淀在容器底层,分层明显;经全分散法处理后的土悬液由于试验过程中破坏了土颗粒中的内、外胶结单元,呈现出明显的溶胶状态,分层不明显;在全分散法处理后的土悬液中提纯出粒径小于0.005 mm的黏粒,分别对其进行矿物组成、碳酸钙、易溶盐、离子交换量等进行测试。分析表明:处于干燥干旱地区的ZY、DX、GG黄土,胶结物以黏土矿物和微晶碳酸钙组成为主,处于湿润多雨的QZ、WG黄土,胶结物以黏土矿物为主,并且五处黄土的胶结能力自西向东依次增强。

特高压输电线路重冰区荷载及荷载组合研究

分析研究了±800 k V线路输电杆塔的荷载作用特点,总结了特高压输电铁塔的荷载计算方法和荷载组合。在保证输电线路工程安全运行的前提下,经济合理的解决了重冰线路设计难题。

中美输电塔斜材考虑端部构造的稳定承载力对比研究

对于输电塔结构设计,目前中美设计标准对比研究已较多,但斜材在实际构造型式下的承载力对比研究较少。为给海外输电塔工程斜材设计提供有益参考,采用美国标准ASCE 10-97、中国电力行业标准DL/T 5154-2012以及钢结构设计标准GB 50017-2017,针对典型构造型式的单斜材、交叉斜材进行了稳定承载力比较分析,最后利用有限元数值分析模型进行验证。结果表明,中美标准的主要区别在于稳定系数、局部稳定强度折减系数以及对端偏心和端约束影响的计算方法不同,并对输电塔单颗螺栓连接、无中间支撑的单角钢斜材、端部有两颗螺栓的斜材等设计提出了相关建议,有关结论可供海内外工程设计参考。

戈壁滩地基掏挖基础抗拔承载特性现场试验

以甘肃境内戈壁滩碎石土地基中的直柱、扩底两种结构型式的掏挖基础为研究对象,通过开展全尺寸试验基础的现场上拔试验,获得了试验基础的荷载位移曲线及地基土体的破坏模式,并分析得到基础抗拔承载力和侧摩阻力。

输电线路黄土地基湿陷性试验及工程特性评价

以甘肃定西黄土作为研究对象,通过现场土工试验,对黄土的湿陷特性参数进行测试和分析,获得了该地区黄土湿陷特性的工程影响深度,并结合试验分析结果,提出了黄土地基中输电线路杆塔基础选型的原则、设计建议以及处理措施。