输电钢管塔体型系数风洞试验研究

对1 000 kV淮南—上海特高压输电线路钢管塔(SZT2塔)的塔身和横担模型进行了高频测力天平风洞试验,得到了作用在模型上的平均风荷载和体型系数。试验结果表明:15°、75°是对输电钢管塔的最不利风向角;对于输电钢管塔塔身和横担,钢管杆件体型系数分别取为0.80、0.85能满足设计要求。

高压输电钢管塔柔性法兰承载性能的有限元分析

以某500 k V大跨越输电钢管塔用柔性法兰为研究对象,采用ANSYS软件建立了柔性法兰的三维有限元模型,考虑螺栓、法兰盘接触非线性,获得了轴向载荷下柔性法兰的应力和位移分布情况。通过分析载荷-位移曲线得到了法兰节点的承载力,并与试验结果进行对比,验证了有限元模型的正确性。改变柔性法兰的设计参数再进行有限元计算,得到了各设计参数对法兰节点承载力的影响规律,并据此给出了提高钢管塔柔性法兰承载力的有效措施。

输电钢管塔新型锻造法兰破坏模式研究

针对输电钢管塔采用传统锻造法兰和新型内外双层锻造法兰两种节点连接形式,选取法兰盘厚度、螺栓个数、螺栓孔中心到法兰外缘的距离及螺栓孔中心到法兰颈根的距离4个计算参数,利用Ansys软件建立了输电钢管塔法兰节点连接有限元模型,研究了在轴向拉力作用下两种锻造法兰节点的破坏模式。结果表明,传统锻造法兰有螺栓弯曲屈服、法兰颈变坡段与直坡段接触点屈服两种破坏形式;新型内外双层锻造法兰有法兰颈根屈服、钢管拉伸屈服两种破坏形式,同时法兰盘厚度、螺栓个数均小于传统锻造法兰。

输电钢管塔相贯节点非线性分析

采用通用非线性有限元软件MSC.Marc,建立了输电铁塔平面钢管相贯节点的有限元模型,在此基础上进行了强度的非线性分析,同时考虑节点支管存在偏心时节点的受力情况,综合讨论了钢管相贯节点的力学性能,最后针对节点的设计和施工提出了一些建议。

输电钢管塔空间KK型相贯节点加强措施的研究

目前输电铁塔中的圆截面钢管应用较多,首先介绍了钢管节点的加强措施,表明内加劲环是一种很好的加强措施。然后采用有限元ANSYS软件着重对空间KK型圆钢管相贯节点加劲前和加劲后的极限承载力进行研究,通过分析比较,得出结论,为实际工程提供参考。

输电钢管塔空间KK型管板连接节点极限承载力

空间KK型管板连接节点作为输电钢管塔中最主要的节点型式,其安全性是整个塔架结构安全的重要保证。相比较于平面K型节点,在考虑实际结构中节点空间效应后的KK型节点的受力性能更为复杂。在平面K型管板节点的试验研究基础上,对两类空间KK型管板节点展开参数化分析,重点讨论了节点几何尺寸参数和主管轴压应力比等因素对节点极限承载力的影响变化规律。结合大量有限元参数分析所得计算结果,并综合考虑各种因素对节点极限承载力的影响,提出了空间KK型管板连接节点在主管管壁局部屈曲破坏模式下的极限承载力建议计算方法。

输电钢管塔新型锻造法兰受弯性能研究

针对输电钢管塔采用传统锻造法兰和新型锻造法兰两种节点连接形式,在ANSYS软件中选取螺栓孔中心到法兰盘外缘和颈根的距离、螺栓个数为参数,建立输电钢管塔的法兰连接有限元模型,研究了两种锻造法兰节点在拉弯作用下的受力及破坏模式。结果表明,传统锻造法兰有螺栓弯曲屈服、法兰颈屈服两种破坏形式;新型锻造法兰有螺栓弯曲屈服、钢管拉伸屈服两种破坏形式。

输电钢管塔变坡弯管计算放样探讨

本文以220J4G301典型输电钢管塔为例,介绍一种使用Aut o CAD和Excel电子表格相结合放样钢管塔变坡弯管的方法,供业界探讨。

钢管混凝土输电塔地震易损性研究

钢管混凝土输电塔,由于混凝土与钢管相互作用,使得其地震易损性不同于普通混凝土输电塔。为了对比研究它们的地震易损性区别,从材料本构模型层面考虑钢管与核心混凝土的相互作用,使用有限元软件OpenSees建立钢管混凝土输电塔模型,对其进行结构响应分析,并进一步采用增量动力分析方法绘制输电塔在多遇、设防、罕遇和极罕遇地震时的易损性曲线,定量分析出地震的第一周期谱加速度对于钢管混凝土输电塔失效概率的影响,同时与普通输电塔的地震易损性结果进行对比。研究结果表明:钢管混凝土输电塔在多遇、设防、罕遇、极罕遇地震作用下均不易发生严重破坏和倒塌,钢管混凝土输电塔出现倒塌时的Sa(T1)多位于1.0g~1.4g;随着地震强度的增加,钢管混凝土输电塔相较于普通输电塔的抗震性能更差。

大直径钢管混凝土输电塔浇筑过程结构稳定性分析

近年来,钢管混凝土输电杆塔不断应用到大跨越输电工程的建设中,随着钢管混凝土构件直径不断增加,混凝土浇筑量也随之增长,养护过程不可控制,其施工浇筑过程对结构安全稳定性的影响较难评价。文章通过有限元分析方法,针对池州大跨越钢管混凝土输电杆塔,对其浇筑过程中结构的应力场以及混凝土水化的温度场进行数值仿真,随后对该大直径钢管混凝土施工过程的稳定性进行分析,以期为该超高大跨结构施工方案以及今后此类工程的设计提供科学参考。

超大型输电钢管塔施工过程动力风效应分析

江苏凤城-梅里500千伏线路长江大跨越输电钢管塔高达385 m,而施工过程中使用的双平臂抱杆结构高度则超过400 m,钢管塔本身和双平臂抱杆结构都对风荷载十分敏感.为了研究输电钢管塔施工全过程的抗风安全,首先建立了抱杆和铁塔-抱杆耦合系统的有限元模型.基于谐波叠加法,模拟得到了抱杆及铁塔的风荷载,完成了单抱杆结构和铁塔-抱杆耦合系统的风致动力响应计算.通过对最高位置抱杆组立工况的结构位移及拉索拉力等抗风安全指标进行对比分析,发现耦合结构动力响应均大于单抱杆结构.最后计算得到抱杆和铁塔最高位置的时程风振系数,并与高耸结构设计规范的风振系数取值进行对比分析.本文结果为超大型输电钢管塔结构的施工抗风安全提供了依据.

输电塔钢管涡激振动控制措施的风洞试验研究

为了深入研究输电塔钢管的涡激振动特性,对安装不同设计参数扰流板的输电塔钢管进行了风洞试验。验证了输电塔钢管涡激振动临界风速和最大振幅的预测公式,并得到了扰流板外形、间距、长度、肋高等参数对输电塔钢管涡激振动抑振率的影响规律。在此基础上综合考虑材料成本、制作安装成本和抑振效果对不同设计参数下扰流板的抑振性价比进行了评估,最后基于帕累托最优解法选取了考虑成本后的扰流板最优设计方案,研究结果为扰流板设计参数的取值提供参考。

输电钢管塔典型塔脚节点承载力研究

为研究输电钢管塔典型塔脚节点受力性能,建立了直线塔TZ2多尺度有限元模型,分析塔脚节点在设计荷载下的应力分布状态,以及极限荷载下的塑性发展过程。依据塑性扩展等效原则,设计了三组足尺简化塔脚节点试件,进行塔脚节点静力加载试验,研究其在轴力和弯矩共同作用下塔脚节点应力分布、塑性发展、破坏模式及极限承载力。同时,考察简化塔脚节点模型和多尺度模型中对应的试验测点应力值,并与试验结果对比。通过试验研究并结合数值计算可得:塔脚节点最终破坏模式表现为环板上部主管管壁鼓曲破坏。当塔脚节点次应力比值(弯曲应力与轴应力比值)小于30%时,设计时可以忽略次应力的影响。

输电线路钢管塔法兰节点承载性能研究

法兰节点作为钢管结构的重要连接节点形式,其承载性能直接影响着杆件的承载力,进而影响输电杆塔的稳定。文中对柔性和刚性两种法兰节点进行分析,针对柔性法兰各部分尺寸参数变化,用ANSYS软件进行了数值模拟并建立多个有限元模型,分别研究其极限承载力。比较了法兰盘厚度、螺栓位置、螺栓数量对柔性法兰极限承载力的影响,对实际工程中用于输电杆塔的法兰设计有一定的参考价值。针对刚性法兰,以方韶站220kVSKT12双回跨越塔编号为FL5的刚性法兰为例,对其进行实体建模,研究刚性法兰的变形、破坏过程,计算其极限承载力并针对螺栓的受力状态进行了分析,得出螺栓在轴向受拉过程中为拉弯组合状态,该研究内容可为相关行业规范的完善提供参考。

钢管组合大跨越输电塔结构动力特性研究

利用有限元分析软件ANSYS建立了钢管组合大跨越输电塔SZK系列的杆梁混合分析模型,采用子空间迭代法得到了结构的前5阶模态,对比以实测所得的周期近似公式,经过修正得到了该类结构的不考虑导地线影响的更加精确的第一阶周期计算公式.文章进一步考虑导地线的影响,研究不同垂直档距下输电塔的动力特性,了解了结构动力特性的变化特点,并引进考虑导地线影响的周期放大系数,修正了第一阶周期计算公式.分析研究对输电塔的抗震、抗风设计有一定参考意义.

1000KV特高压输电钢管塔疲劳寿命时域分析

依照国内某些地区风荷载的分布规律,在输电塔塔线空间有限元模型的前提下,获取各个方向及风速的累积时长,并且模拟出了风压脉动时程曲线。据此,本文研究了特高压输电钢管塔在风荷载作用下的表现;借助雨流计数法,可以获知各杠件和连接应力的循环频率及应力幅;参照miner线性累积损伤原则,计算出重要节点的疲劳寿命,从而来估算出输电塔的疲劳寿命。本文为电力系统安全运营提供支持作用。

不同流场下钢管输电塔塔身气动力特性

根据SZ27102钢管输电塔塔身1/3高度处的典型节段截面尺寸,设计制作不同密实度和宽高比的塔身节段模型及迎风面单片桁架模型.分别在均匀层流场和均匀湍流场下开展高频测力风洞试验,获得迎风面单片桁架体型系数、背风面荷载降低系数和塔身节段体型系数等气动力参数.结果表明,高湍流度来流条件会导致单片桁架体型系数的减小以及背风面荷载降低系数的增大,从而导致2类流场下钢管塔塔身节段体型系数较接近.对于单片钢管桁架体型系数,中国规范推荐取值总体小于试验值,且当密实度较小时偏小程度较明显,建议规范考虑密实度对单片钢管桁架体型系数的影响,适当提高单片钢管桁架体型系数;对于背风面荷载降低系数,中国规范取值大于试验值,也大于英国规范取值,建议中国规范对钢管输电塔背风面荷载降低系数做部分调整.

钢管输电塔塔身及横担角度风分配系数研究

为研究全方位风作用下不同密实度和宽高比的塔身和横担角度风分配系数。文中以塔身和横担模型进行高频天平测力风洞试验并给出推荐值为设计提供依据。结果表明塔身角度风分配系数规范值在75°风向角下较试验值偏小,在45°风向角下偏大。横担方向角度风分配系数nx与密实度和宽高比相关度较大,为相关研究提供参考。

输电线路钢管塔用Q460E直缝高频焊钢管生产工艺研究

对输电线路钢管塔使用Q460E直缝高频焊焊接钢管的生产工艺中所存在的成型挤压量、焊接参数和焊后热处理工艺进行了试验研究。结果表明,焊后热处理和挤压量对钢管的焊缝组织和性能影响较大。通过对钢板挤压量及开口角度进行控制,同时把握好焊后模拟正火温度、空冷时间、水冷时间等工艺数据,将对获得良好的焊缝组织,提高焊缝冲击功有重要的帮助。通过对焊接参数及焊后模拟正火温度等参数的研究,得到了完整的生产工艺参数。

输电线路大跨越钢管塔的应用和结构设计研究

本文回顾了钢管塔结构发展以及介绍了钢管塔在行业内外使用情况,结合了钢管塔的结构特点,分析了钢管塔荷载计算和动力效应问题,并钢管塔的内力和材质的选择做了详细的概述。