输电线路牦牛造型景观塔设计与优化研究

针对目前景观塔结构设计缺乏统一的原则和标准,造型设计突破性不强,塔重指标偏重和经济性欠佳的问题,以藏区牦牛造型景观塔为例,分析总结了景观融合思路、造型深化设计步骤和方法,以及结构布置和节点优化方法,为后续景观塔设计提供思路。重点对牦牛造型景观塔的结构布置方案进行了介绍;结合真型试验数据,基于虚功原理,对酒杯塔曲臂K节点的变形进行了分析,并在此基础上提出一种新的曲臂结构;基于有限元分析结果,优化了曲臂K节点构造。提出的一种新的曲臂结构,K节点相对变形小,避免了瓶口节点正侧面受力不均,有利于提高结构的安全可靠性。

500kV酒杯塔变坡节点受压性能分析及优化建议

酒杯塔在输电线路中广泛使用,变坡节点作为酒杯塔最重要的节点之一,在工程设计时,多采用双包连接的构造方式(内包角钢、外贴板互焊),且较常规节点加大了内包角钢和外贴板的厚度。目前行业内对其受力性能的研究较少,规程规范也未明确其设计方法,本文结合ZNC33153B试验塔实测数据,采用有限元软件对ZNC33153B塔变坡节点的受压性能进行了分析。分析表明瓶口下主材偏心受力较严重,但由于节点刚度大,按目前内包角钢、外贴板互焊的构造方式是安全可靠的;取消内包钢或外贴板不互焊,均会降低节点刚度,降低下主材的受压承载力;由于变坡节点主要靠正面传力,按现行的设计方法对大使用条件的杆塔正面螺栓数量偏少,存在安全隐患。基于分析数据,提出了考虑偏心受力的螺栓抗剪设计方法。

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。

藏东南地区输电线路景观塔真型试验研究

高原之舟牦牛塔是适用于藏东南地区的新型输电线路景观塔,因其造型美观、经济性好,具有广泛的应用前景,推广前需进行试验验证。试验塔(ZNC33153B)根据现行规程规范设计,通过了大风、覆冰、安装、锚线、断线、不均匀冰共8个试验工况加载试验。试验结果表明:试验所得数据与设计计算及理论分析较吻合,说明高原之舟牦牛景观塔设计方法安全可靠合理,满足现行规范和线路安全运行的要求,可在工程中推广应用。试验塔加荷到135%试验荷载时,塔腿主材首先出现失稳破坏;曲臂K节点发生较大的横向变形,不影响其正常使用;试验塔瓶口节点下端主材屈服后仍可稳定承载;最大试验荷载下,试验塔整体最大位移与试验塔全高比为1.07%,满足正常使用条件,表明目前设计方法安全可靠。

变量分布模型对杆塔构件可靠度影响

输电杆塔可靠度分析所涉及随机变量的取值缺乏统一标准,根据输电杆塔及其所受风荷载的特点,尤其是考虑风振效应的影响,改进了杆塔可靠度计算所需的变量分布模型,并基于此改进模型对杆塔构件可靠性指标进行校准,再与基于其他变量模型得到的校准结果进行对比。结果表明:基于不同变量模型得到的构件可靠性指标值有明显区别,且构件可靠性指标对风荷载变量模型参数的敏感性较高,因此通过民用建筑统计资料所推断的变量参数不适用于输电杆塔结构。

国内杆塔导地线荷载组合程序开发

通过对规范规定的杆塔导地线荷载组合计算方法的研究,借鉴以往程序的研究成果并进行优化,基于VB.NET语言研发一套完善、高效的可视化操作程序系统。通过将工况组合符号化和逐工况、逐方向进行荷载分配等方法,实现工况组合和荷载分配的快速计算。深入剖析标准荷载向节点荷载的转换过程,详细地介绍工况组合原理、荷载分配原理和程序构成。

500kV输电线路杆塔全刚性防坠落导轨布置探讨

基于运维安全需要,新建输电线路杆塔一般均要求安装永久性高空防坠落装置。结合已建工程经验,本文对相关防坠落标准进行了研究,对500 kV输电线路杆塔采用全刚性防坠落导轨的布置原则和方案进行了分析,对刚性导轨在塔身、横担和特殊位置处的布置方案和注意事项进行了讨论,同时绘制了典型塔型导轨布置示意图,为后续工程建设提供参考。

基于点估计法的杆塔结构平均可靠度分析

由于目前输电塔结构设计规范参照建筑结构规范编制,所涵盖的设计对象大多针对荷载效应比不大于3的情况。然而,输电塔自重轻,活荷载效应比普遍较高,导致其按照现有规范进行设计的构件可靠度水准降低。为了校准输电塔的可靠度水平,文中首次尝试将荷载效应比视为随机变量,沿用点估计法的基本思想,以荷载效应比的分布为输入,得到基于荷载效应比分布的、具有统计意义的杆塔结构加权平均可靠度指标。首先,通过大量实际结构分析得到杆塔结构构件风荷载效应比的样本值,基于这些样本值进行分布拟合,得到荷载效应比的分布;其次,利用点估计法基本思想,选取荷载效应比分布的积分点,计算这些积分点处的可靠度指标,再根据各对应积分点的权重值,得到平均可靠度指标。最后,文中分别计算了不同风速下,不同线条风占比和不同结构重要性系数下的平均可靠度指标。

基于欧美标准的杆塔导地线荷载组合程序开发

在输电杆塔结构导地线荷载的计算上,中美欧标准存在一定的相似性,但也存在较大的差异,导致基于中国标准的设计软件无法适用于欧美标准,降低了杆塔设计效率。由于不同地区具体要求不同,目前行业内尚无可用的基于欧美标准的荷载组合通用软件。首先,对中美欧输电杆塔标准荷载组合规定进行了对比研究,总结了中美欧荷载组合的相同点和差异点;然后,在借鉴国内类似软件开发经验的基础上,基于VB.NET语言和欧美标准研发了一套杆塔导地线荷载组合程序,详细介绍了程序原理和结构并对关键技术进行了重点介绍;最后,举例演示了程序的具体应用,为国外工程设计提供参考。

钢管塔地脚螺栓受拉特性有限元分析研究

利用ANSYS有限元分析软件建立了特高压钢管塔的整体模型,研究受拉状态下塔腿节点处的弯矩分布规律,然后建立精细化的塔脚节点模型,研究地脚螺栓拉力的分布特性。研究发现,塔腿主材受拉时存在较大的弯矩,受拉时的次应力比高达0.3~0.4,且与受压时的弯矩分布规律类似;因塔脚法兰异形和弯矩的影响,各脚螺栓拉力分布不均匀性,内侧螺栓拉力高于平均值,尤其是当主、支管采用插板连接时,差异显著。弯距越大主支管夹角越小、节点板尺寸相对加劲板越大、地螺拉力分布的不均匀性越显著。根据有限元分析结果,提出降低地脚螺栓受拉不均匀性的构造措施和设计建议。

角钢塔曲臂K节点变形原因分析及对策研究

酒杯塔和猫头塔在单回交流输电线路中广泛应用,曲臂K节点属于刚度相对薄弱点,文中以某500 kV交流输电线路工程猫头塔曲臂K节点变形统计情况为例,从设计、加工、施工三方面对曲臂K节点变形原因进行了深入分析,提出了合适的结构措施和施工要求,经过某新建工程验证,控制措施效果显著,值得在今后的铁塔设计、施工中借鉴采用。

高烈度地震触发山区输电线路震害发育分布规律

"5·12"汶川地震和"4·20"芦山地震均具有震级大、烈度高、破坏性强等特点,给地震灾区内的电网工程造成了极大的破坏。通过芦山地震震后对康崇线500 k V输电线路震害的现场调查结果,利用统计方法对输电线路震害的分布与地震烈度、陡坡坡度、地形地貌、杆塔基础外露比及基础嵌固比等因素的关系进行分析,得出了高烈度地震区输电线路地震灾害发育分布规律。在此基础上,根据各震害类型特点将输电线塔场地地基基础的损坏分为场地破坏和地基基础破坏,便于有针对性地对输电线路进行防震设计。

可控转动复合横担在输电铁塔中的应用研究

复合横担通常布置成完全约束型或自由转动型,前者造价较高,后者则由于横担转动无规律造成运维困难。为消除传统方案的弊端,提出了"V"串可控转动方案,既能完全约束正常运行时的转动,部分约束不均匀覆冰工况下的转动,又能完全释放断线时的张力差,集中了完全约束型和自由转动型的优点,且造价与传统方案相当。通过对传统方案的改进,确定了新型"V"串可控转动方案的结构布置、工作方式和荷载取值原则,为该方案的实施提供简便可行的操作建议。

钢管塔法兰螺栓连接式变坡节点有限元分析

利用ANSYS有限元分析软件对输电钢管塔的法兰螺栓连接式变坡节点的受力特性进行分析,研究在设计荷载作用下,节点形式、节点板厚度、加劲板厚度以及加劲板高度等对法兰螺栓受力性能的影响。研究发现,不同于普通刚性法兰,法兰螺栓连接式变坡节点的螺栓受拉并不均匀。进一步分析发现,节点板尺寸远大于加劲板是导致螺栓受拉不均匀的主要因素。根据分析结果,同时考虑螺栓受拉不均匀和螺栓受剪的影响,提出新的设计方法和建议,以供实际工程参考。

乌东德500kV送出工程水土保持措施设计探讨

乌东德500 kV送出工程体量大、路径长,其建设会造成沿线地区的水土流失。项目沿线经过了金沙江下游国家级水土流失重点治理区和省级重点治理区及重点预防区,在建设单位的组织下,结合以往工程经验,主体设计单位开展了一系列水土保持措施专项设计工作,在杆塔设计、基础设计、余土处理、工程措施和植物措施等方面进行了设计优化,并创新性地应用了余土转运平台和新型散水措施,为确保水土保持措施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用,防止水土流失,保护生态环境,打造"绿色电网工程"创造了条件。从设计角度出发,对水土保持措施设计理念行了详细探讨和论述,为后续同类项目的水土保持工作提供参考。

输电线路岩石锚杆基础可靠度分析

随着特高压输电线路工程不断建设,机械化施工程度高、环保性强的山区岩石锚杆基础逐步得到应用。然而,由于山区地质条件、杆塔荷载等外部因素的复杂性,岩石锚杆基础在勘察、设计等方面仍存在诸多异议。从现有岩石锚杆基础设计理论出发,考虑土性参数及上部荷载的随机性,对岩石锚杆基础进行了可靠度评价。计算了某±800 kV特高压工程岩石锚杆基础可靠度,结果表明其设计偏于保守。