中欧架空输电线路铁塔交叉斜材长细比计算方法对标分析

[目的]为了有效规避由于国内外工程设计规范不同引起的设计质量问题,结合中国现行《架空输电线路杆塔结构设计技术规程》(DL/T 5486—2020)、欧洲标准《1 kV及以上架空输电线路通用规定》(EN—50341—2012),对输电线路铁塔角钢构件交叉斜材长细比计算方法进行对比分析。[方法]以工程中常见的有辅助材的交叉斜材布置型式为例,分别采用两种标准计算了其杆件长细比。[结果]研究表明:在计算交叉斜材同压时,中国标准采用计算长度修正系数来修正两根斜材的共同作用对受压构件稳定承载力的影响,欧洲标准采用验算两杆的受压稳定承载力之和大于或等于两杆所受荷载代数和的方法来保证构件的稳定承载力满足结构要求。[结论]在有辅助材的交叉斜材布置型式时,两杆同压且压力相等、两杆同压且压力不等、两杆一拉一压这3种情况下国标稳定承载力计算结果均小于欧标稳定承载力。

特高压输电塔不等边角钢交叉斜材的承载力

为研究不等边角钢作为特高压输电塔交叉斜材的承载性能,选用了我国特高压输电塔结构中典型的节间形式,制作了交叉斜材采用不等边角钢的足尺节间试件,进行了节间不同工况下的静力加载试验,研究了不等边角钢交叉斜材的应变发展、变形特征、破坏模式及极限承载力;然后,建立了节间的非线性有限元模型,并进行了试验验证和参数分析.试验结果表明,不同工况加载过程中,不等边角钢交叉斜材的稳定承载性能良好,极限荷载作用下,不等边角钢交叉斜材的受力方式决定其最终的破坏模式为面外屈曲或面外和面内共同屈曲;有限元模型参数分析表明,随着交叉斜材内力比值的降低、材料强度等级的提高以及斜材相交点位置的提高,不等边角钢交叉斜材的承载力均有所提高,交叉斜材的受力方式对其承载力提高的效果有显著影响.最后,基于能量法及有限单元法,提出了不等边角钢交叉斜材承载力计算的理论方法,经验证,理论方法的计算结果与有限元分析结果、试验结果吻合较好.

输电塔不等边角钢交叉斜材稳定承载力研究

对一种输电塔常用平面节间进行了真型试验,研究了不等边角钢交叉斜材在一拉一压受力情况下的稳定承载力与破坏模式;采用ABAQUS有限元软件对不等边角钢斜材试件进行模拟,验证了有限元模型的可靠性,并进而研究了不同内力比值、钢材强度、截面规格对斜材承载力的影响规律。结果表明:试验中不等边角钢失稳模式主要为面外屈曲。当斜材处于一拉一压时,压杆承载力随拉力增加而增大;当斜材处于同时受压时,极限承载力随着两杆压力比值的增加而减小;在同时受压状态下,提高材料强度对承载力的提高不会起到显著的作用;增大肢厚或平面内和平面外肢长均能使承载力提高。基于以上分析,提出了可供参考的不等边角钢交叉斜材的计算长度修正系数,并与现有规范进行了比较。

输电线路角钢塔交叉斜材极限承载力研究

为研究输电塔交叉斜材的失稳特征,本文设计了两种输电塔平面节间真型试验,研究交叉斜材在不同拉压比下的极限承载力变化规律和破坏模式,并使用ANSYS有限元软件对两种节间进行数值模拟分析,对比分析试验和有限元结果,可以得出:仅斜材节间在不同拉压比下均在受压斜材长段中点附近发生屈曲破坏,当拉压比≤-0.2时,截面绕最小轴屈曲,当拉压比>-0.2时,截面绕平行轴屈曲;对于添加辅助材的复杂节间,当拉压比≤-0.2时,受压斜材长段中点附近发生绕平行轴屈曲破坏,当拉压比>-0.2时,压杆整体发生绕平行轴的平面外屈曲破坏。随着拉压比增大,复杂节间平面外最大变形逐渐由压杆长段中点向交叉点移动。复杂节间在多数拉压比工况下的试验极限承载力高于规范计算值,研究结果可为输电线路角钢塔设计提供参考。

输电塔交叉斜材平面外稳定中外规范计算差异的探讨

主要对输电塔交叉斜材平面外稳定计算问题进行探讨。对美国ASCE 10-15、中国GB 50017—2017《钢结构设计标准》和DL/T 5154—2012《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》等标准中的相关规定进行对比分析表明:在交叉斜材一拉一压受力情况下,GB 50017—2017对于计算长度的修正较DL/T 5154—2012要小;在交叉斜材同时受压情况下,两者对于计算长度的修正水平基本一致。然后基于交叉斜材均是偏心受力构件的情况推导了考虑交叉斜材受力相关性的计算长度修正计算式。

交叉斜材设计缺陷导致倒塔事故的原因探究

塔身交叉斜材不但要承受外部荷载产生的水平剪力,同时也对主材稳定起到关键的支撑作用,承受水平剪力时,交叉斜材通常为一拉一压,对应的计算长度小于全长的几何尺寸;而在对称荷载作用下,交叉斜材在其支撑点所承受的支撑力是相同的,即交叉斜材处于同时受压,且压力相等的状态,对应的计算长度为全长的几何尺寸,计算时应将一定百分比的主材内力作用在斜材平面内、垂直于主材轴线的节点上,按全长的平行轴进行最小承载力校验。

输电塔交叉斜材承载力试验及有限元分析

本文设计了输电铁塔常用的两种交叉斜材节间,根据斜材不同的内力比值共完成12组静力加载试验。采用有限元软件ANSYS对两种节间进行数值分析,并将分析结果与试验结果及规范计算结果进行对比分析。建立了螺栓连接节点的有限元模型,得到了螺栓节点连接滑移的荷载-位移曲线。然后根据荷载-位移曲线建立交叉斜材滑移模型,并在验证模型有效性的基础上进行参数分析。研究表明,交叉斜材节间极限承载力受拉压比影响,现有规范中的计算方法对于交叉斜材节间有一定偏差。本文提出的考虑螺栓滑移的ANSYS模型能够较好地模拟交叉斜材节间的破坏形式,并算得较为精确的极限承载力,通过参数分析发现材料强度、长细比、宽厚比对于交叉斜材节间极限承载力产生影响。

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。

输电铁塔拉压交叉斜材受力稳定分析

我国《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》（ＳＤＧＪ９４—９０）没有规定拉力与压力比为多大时压杆以半波形式失稳。文章对等边角钢组成的拉压交叉斜材受力稳定进行了研究，同时对ＡＳＣＥ手册５２的有关结论及ＴＬＭＲＣ试验结果进行了对比分析，推出了计算稳定的公式。

送电线路铁塔交叉斜材强度计算的探讨

此文采用数理统计方法，对美国电力科学研究所输电线路力学研究中心所作的铁塔交叉斜材强度的试验数据进行了统计分析，其建议的方法和结论，可供参考。

送电铁塔斜材承载力的计算

不同于主材,斜材承载力的计算方法世界各国的差异很大,缘于各国对斜材端部的局部扭转约束、构造偏心、主斜材的单位刚度比、拉杆对交叉点的支撑作用等影响因素的认识和处理不同。中国新版"架空送电线路杆塔结构设计技术规定"参照美国"送电铁塔设计导则"的方法,用6个K值公式来进行讨论,探讨其不足。

铁塔横担斜材在不同布置形式下的受力分析

笔者以中冰区双回路铁塔为例,应用道亨有限元分析方法进行分析计算,对铁塔导线横担的布置进行了分析比较,着重探讨了导线上平面交叉斜材断开与铺满两种布置形式对导线横担和塔头的影响。两种布置形式对塔头主材内力影响较小,在相同的应力比控制下横担的总重量相差不大,但铺满布置能够有效地减少横担主材的内力,增大横担的整体刚度,同时通过对上平面主材端部焊接连接板的做法,使铁塔的实体结构与计算模型趋于一致。

TTA计算软件在线路斜塔中的应用

根据云南某220kV送电线路改造中,采用TTA计算斜塔的工程实践,提出几点在计算过程中异于直立铁塔的思考。

长横担输电塔风致薄弱部位及加强措施

以沿海地区某220kV长横担角钢输电塔为原型,通过气弹模型风洞试验考察结构的气动失稳趋势及薄弱部位,结合数值分析研究抗风加强措施.塔头部位由于不利的气固耦合效应,在高风速下出现了较明显的弯扭耦合振动现象;塔身下部长斜材在风振激励下,产生局部振动,面外位移增大,易引发构件的压弯破坏.分别采取增强塔头斜材和增设横隔面等措施对原结构进行抗风加强设计.后续试验结果和理论计算均表明:加强横担之间的斜材对减小塔头扭转振动的效果明显;在长斜材节段处增设横隔面可以抑制局部振型的提前出现,有效地降低斜材的压弯应力,从而提高整塔的极限承载能力.

格构式输电铁塔组成杆件对极限承载力影响的研究

对输电铁塔中数量较多、构造复杂的交叉斜材体系利用大型通用有限元程序ANSYS建立了有限元模型,并对其极限承载能力以及承载力的影响因素进行了全面的非线性分析。结果表明主材、斜材和附材对交叉斜材体系极限承载能力的影响程度各不相同,其中斜材影响最大。根据分析结果,针对沈阳地区某输电塔结构提出了加固改造方案,并给出了加固后输电铁塔抵抗静力推覆作用和抗震能力的提高程度。

吉泉线跨越塔吊装施工实践

昌吉-古泉±1100千伏特高压直流输电工程多次跨越重要输电通道。庞大的体积和高精度的组装要求,使得设计和施工均面临巨大的挑战。为此,采用吊车和T2T120型落地双平臂抱杆相结合的吊装施工方式,完成跨越塔组立。该项目构建的跨越塔吊装施工工艺对后续工程的施工具有重要的指导意义。