输电杆塔结构新型防腐镀层的生产工艺研究

选取钢板、角钢和钢管为试验对象,探索在钢材表面进行Al—Zn—Si和Al—Zn—Si—RE热镀工艺,创新性的提出了二次助镀技术,优化并确定了各流程的工艺参数,为在输电杆塔结构用钢中推广镀铝锌硅(稀土)技术奠定了实验基础。

我国输电杆塔结构可靠度研究进展

该文介绍了结构的可靠性与可靠度的基本概念以及可靠指标的计算方法,回顾了我国输电线路杆塔主要规范的修订历程及相应的杆塔结构设计方法;进而从结构构件和结构体系两个层次分析了我国输电杆塔结构及其构件可靠度的研究进展。结果表明,我国输电线路杆塔结构的可靠指标基本达不到设计可靠指标的要求;需从结构构件和结构体系两个层次提高杆塔结构的可靠度设置水平;应建立杆塔结构可靠度分析所需变量的统计资料库。

输电杆塔结构体系主要失效模式识别的计算程序研发

对大型复杂结构进行体系可靠性分析时,识别结构体系的失效模式是体系可靠性分析的首要核心工作。针对大型复杂结构体系失效模式识别的难点问题,利用ANSYS软件高效的可视化建模及结构有限元分析求解的功能和MATLAB软件强大的科学计算及易与其他程序接口的特点,基于搜寻结构体系主要失效模式的阶段临界强度分枝——约界法的基本原理,编制了适用于输电杆塔结构体系主要失效模式识别的计算程序,并将其成功应用于某实际工程输电杆塔结构体系主要失效模式的搜寻,结果表明,该程序可以准确高效地进行输电杆塔结构体系主要失效模式的识别,为进行输电杆塔结构体系的可靠度分析奠定了基础。

输电杆塔结构热浸镀铝锌硅及铝锌硅稀土镀层的防腐蚀性能研究

通过盐雾试验和酸雨试验研究Al-Zn-Si-Re镀层(铝锌硅稀土镀层)和Al-Zn-Si镀层(铝锌硅镀层)的腐蚀防护性能,并通过拉伸试验研究了热浸镀铝锌硅稀土生产工艺对钢材力学性能的影响。结果表明,两种镀层用于输电杆塔结构用钢中可发挥优越的防腐蚀性能,且Al-Zn-Si-Re镀层的防腐蚀性能更优越,热浸镀工艺对钢材的力学性能无不利影响,可在输电杆塔领域推广使用热浸镀铝锌硅稀土防腐技术。

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。

受风荷载控制的杆塔结构体系可靠度分析

受风荷载控制的杆塔结构可靠度可近似代表直线型杆塔结构的可靠度。在分析杆塔构件可变荷载效应与永久荷载效应比值范围的基础上,用JC法计算了我国500kV线路杆塔构件可靠度,不考虑和考虑风荷载调整系数时分别为2.45和2.85。考虑杆塔相邻节间主材构件的统材和杆塔的高度,得到我国500kV杆塔结构体系失效模式数为3～5。近似假设杆塔主材构件可变荷载效应与永久荷载效应同比例增加,用串联结构体系Ditlevsen算法计算了500kV线路杆塔结构体系的失效概率。计算表明:我国输电线路杆塔结构的可靠度低于建筑结构可靠度,在今后杆塔结构设计,尤其是特高压杆塔结构设计中宜适当提高设计标准。

基于矩方法的基础位移下输电线路杆塔结构的整体可靠度分析

输电线路往往途经高山、河漫滩等地质条件较为复杂的地区,杆塔基础在环境因素作用下易发生位移,导致上部杆塔结构产生附加应力,从而降低塔的可靠性。探究基础位移对杆塔结构可靠性的影响,有利于及时掌握服役杆塔结构的安全健康水平,从而对低可靠性的服役杆塔结构采取相应的加固措施,避免事故的发生。但目前国内外鲜有研究涉及到基础位移下杆塔结构的可靠度分析,尚无应对前述需求的完善解决方案及统一技术原则。鉴于此,首先基于任意一组塔腿失效定义了杆塔结构的整体失效准则,结合等价极值事件理论建立了与之等效的杆塔结构极限状态的功能函数,然后以11个典型杆塔结构为研究对象,建立其有限元模型,以风荷载、构件屈服强度为随机变量,基于矩方法开展了各塔基础位移下杆塔结构的整体可靠度分析,得出了杆塔结构的整体可靠指标随基础位移的变化规律。研究表明:单支座竖向沉降相较于单支座水平外移对杆塔结构整体可靠度的影响更为不利;当单支座水平外移值达到根开的9‰时,杆塔的整体可靠指标下降约31.271%;当单支座竖向沉降值达到根开的7.5‰时,杆塔的整体可靠指标下降约58.320%。