Q420高强钢管塔在交流特高压输电线路中的应用研究

文章对Q420高强钢管塔的设计参数、杆件选材、连接设计及技术经济等方面进行了研究,为其在交流特高压工程中的应用提供了参考依据。

铰支轴心受压高强钢管的局部稳定强度折减系数

中国特高压输电塔发展趋势是采用高强钢管塔,国内相关规范中Q420以上强度钢材设计参数不足。对20组不同材料和几何尺寸的高强钢管进行两端铰支轴压试验,并结合有限元计算及国内外相关规范分析其整体和局部稳定性。结果表明,Q420、GR65及Q460钢管轴压强度高于中国规范中对应计算值,且随屈服强度上升这种提高越明显。得出局部稳定强度折减公式是有限元计算值和试验值的下限,可供特高压输电杆塔设计作参考。

特高压输电钢管塔次应力研究

针对我国《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》未明确次应力作用下钢管桁架杆件强度的折减方式及设计方法,且缺乏试验研究,提出从节点次应力的杆件强度和杆件稳定两方面来进行特高压输电钢管截面强度的验算。通过理论和真型试验分析,得出考虑次应力的经验公式。真型试验结果表明,次应力经验公式应用于工程设计中是可行的。

鲁固特高压直流黄河大跨越铁塔设计

鲁固特高压直流工程黄河跨越段跨距长,杆塔高度高,承载负荷大,设计难度大,跨越塔设计是工程设计的关键环节。通过多种方案对比、经济性比较,采取了系列结构优化措施,跨越塔采用了外型美观、结构布置紧凑的展翅型塔头方案,选用Q420钢管塔结构,风振系数计算方法安全可靠、节点设计合理、施工及检修设施适应性强,可为后续工程黄河大跨越铁塔设计提供参考。

输电铁塔技术发展与应用

分析输电铁塔高级别、大规格材料和新型结构的发展状况以及技术经济性,指出今后铁塔研究和应用方向。高强度钢材、大规格材料、新型组合构件型式是目前解决大荷载铁塔承载要求的3种主要方式。采用何种方式,要根据输电线路工程的设计要求,通过综合技术经济比较择优选定,以有效降低钢材用量,节省线路建设投资。

高强度钢管构件及节点试验研究

对K形节点试验和法兰试验的加载方案、测试内容及试验过程进行了探讨,通过实验,指出高强钢管K形节点的破坏机理及破坏形式,为高强钢管在输电塔中的推广应用提供了科学依据。

超高强结构钢在中信大厦超高层建筑中的应用研究

超高强度钢筋(HRB500,HRB600)以及超高强度钢材(Q420,Q460,Q690)在实际工程中大规模应用的案例较少。以中信大厦超高层建筑为算例,分析了采用超高强度钢筋和超高强度钢材等强度替换钢管混凝土巨柱-斜撑-钢板混凝土剪力墙筒中筒结构体系中的钢材时对结构整体性能的影响。对比了筏板、桩基础、钢管混凝土巨柱、斜撑、钢板混凝土剪力墙中钢材的用量变化。经分析,采用超高强度钢筋和超高强度钢材,可使结构在满足规范抗震性能要求前提下,大幅减少用钢量。因规范中钢构件宽厚比限值对超高强钢构件厚度影响较大,对比了中国、美国、欧洲规范中相应规定,结果表明,整体来说各国规范中的宽厚比限值处于相同量级。美国规范根据延性等级要求调整了宽厚比要求的方法,为超高强钢替换材料时采用更为宽松的宽厚比限值提供了参考和依据。

750kV同塔双回及单回紧凑型杆塔结构优化研究

参照国内外已建成的各种同塔双回及单回紧凑型塔型资料,提出750kV同塔双回及单回紧凑型杆塔方案。针对该方案,分别从高强角钢及钢管构件两大方面进行了结构计算及经济性分析,并建议:750kV同塔双回紧凑型杆塔采用高强钢,单回紧凑型杆塔是否采用高强钢则需依据综合经济性而定;750kV同塔双回紧凑型杆塔主材采用Q345钢管构件,但单回紧凑型杆塔不建议采用;上述2种杆塔采用Q420钢管构件的经济性更为显著,但还需深入开展构件及节点构造等方面的试验研究。

Q460高强钢管在500kV练塘—泗泾输电线路工程中的应用

介绍了国内外输电钢管塔应用高强度钢管的现状。阐述了Q460高强钢在输电线路中应用的经济性。重点阐述了上海地区500 kV练塘变—泗泾变线路工程中Q460高强度钢材设计、制作工艺的特点。

高强度柔性带颈锻造法兰的应用研究

随着输电线路钢管塔的大型化,针对高强钢管及配套的高强带颈法兰的研究变得日益迫切。基于前期对Q345带颈锻造法兰的理论分析及试验研究成果,首次在国内开展了Q420,Q460高强带颈对焊法兰节点轴拉承载力试验研究,验证了这两种带颈对焊法兰和对接焊缝是可靠的,检验了Q420,Q460高强钢柔性带颈对焊法兰应用于输电线路钢管塔的可行性及安全性。通过试验数据分析及有限元分析发现,大小管对接法兰及钢管的变形均主要集中在小管径一侧,因此建议小管径一侧法兰设计应予以加强。通过节点试验及有限元分析还初步对比了柔性与刚性两种设计思路的Q460高强带颈对焊法兰承载性能,并提出了工程应用建议。

上海500kV电网南半环世博输变电工程建设中的新技术应用

基于上海500 kV电网南半环工程建设的实践,阐述了500 kV输变电工程的新技术应用主要原则,介绍了利用海拉瓦技术优化线路走廓、同塔多回架设、提高导线允许温升、大容量HGIS、紧缩型Q460高强钢钢管塔等新技术应用情况,分析了工程实践取得的技术成果与经济、社会效益,从而为同类工程建设的进一步探索实践提供借鉴。

锻造法兰应用10.9级螺栓的数值模拟分析

为研究10.9级螺栓在锻造法兰中的应用,根据现有的锻造法兰设计方法,分别按采用8.8级螺栓以及10.9级螺栓设计试件。在此基础上,通过有限元软件ANSYS对法兰进行非线性数值分析,计算并对比法兰的变形特征以及受力性能方面的差异。通过改变法兰设计参数,比较了法兰颈坡度、法兰颈高度系数E_d对螺栓轴向拉力的影响,结果表明增大法兰颈高度系数对螺栓轴向拉力的改善最为简单有效。建议在应用10.9级螺栓进行法兰设计时,将法兰颈高度系数E_d从2.2调整为2.3,以改善螺栓轴向拉力。分析结果表明,应用10.9级螺栓可节约7%法兰总材料费。