变截面脱硫塔风振效应及等效风荷载研究

变截面是工程设计中常见的结构类型,此类结构风效应在现行规范中受到的关注较少,规定仍较为粗糙。以某高耸脱硫塔为研究对象,综合时、频域数值仿真,详细研究圆柱形分段变截面高耸结构顺、横风向的风致动力响应特性,探讨了横风向涡激共振的判定及计算方法,对比分析变截面圆柱结构常见等效静力风荷载计算方法的差异及结果的可靠性。研究表明,结构第1阶模态是圆柱形变截面脱硫塔风效应的控制振型;应重点关注此类结构上部涡激振动对横风向响应的贡献;鉴于脱硫塔风致振动以共振响应为主,采用惯性力法或三分量(平均、背景和共振)法计算等效风荷载更符合实际分布规律。时、频域分析结果与我国现行规范《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)计算结果吻合较好,可为分段式变截面高耸结构精细化风振效应研究提供工程参考和依据。

220kV谏泰线跨江段的防雷措施与运行效果

220kV谏泰线在镇江境内跨越长江,跨江段全长2338m,其中江面主跨1288m,两侧跨江塔高106m。因为主塔高、跨度大,易受雷击。由于特殊原因,从1985年开始,跨江段失去了避雷线保护。为保证线路安全运行,研制安装了保护绝缘子串的引弧间隙,并先后在锚塔和高塔上安装了避雷器。18年来,有失败的教训,也有成功的经验。如此之高塔,如此之大跨越,采用非避雷线方式防雷,并最终取得了成功,这在国内外尚属首例。本文介绍了无避雷线保护的跨江段防雷措施的试验研究、现场实施和运行效果。

1000kV输电塔横风向振动风洞试验研究

为研究特高压输电塔架和输电塔–线耦联体系的横风向风振响应特点,以某1 000 kV输电线路为工程背景,通过气弹模型风洞试验,分析了单塔和塔–线体系在紊流风场中的横风向风振响应。试验结果表明:在紊流风场中,输电塔的横风向响应和顺风向响应处于同一数量级;塔–线体系中输电塔的横风向加速度响应大于单塔,横担端部的横风向位移响应大于单塔,而塔身处的横风向位移响应却小于单塔。高阶振型对单塔横风向加速度和位移响应的影响不能忽略,而位移响应还包含了一定程度的背景响应。在进行特高压输电塔的抗风设计中,应考虑横风向风振响应的影响。

高耸塔架横风向动力风效应

在现行的荷载规范、高耸结构设计规范以及能源部颁发的《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》（ＳＤＧＪ９４－９０）中，对格构式塔架的横风向风振力均未作考虑。作者通过对气动弹性模型风洞试验和国外现场实测资料的分析，论证格构式塔架具有几乎与顺风向等同的横风向风振力，以期在设计中引起足够的重视，并且根据试验结果提出了横风向风振力的简化计算公式。

日立电梯试验塔结构抗风设计

通过对日立电梯试验塔风洞试验结果的分析,表明试验塔原设计方案容易引起结构横风向共振,结构横风向的最大基底剪力以及基底弯矩的响应值可以达到顺风向的3倍左右。在结构设计中通过对建筑外形以及结构动力特性等方面的调整,使结构横风向的最大基底剪力以及基底弯矩的响应值减小至与顺风向基本相当,并在实际工程设计中予以采用。表明横风向作用在该类结构抗风设计中的起着不可忽视的作用,并针对这一特点提出了在结构设计中可以应用的加强措施。

改进的穿越越障巡检机器人设计及越障动作规划

基于穿越越障方式对巡检机器人进行了改进设计,并针对此种越障方式,对地线线路上的防震锤、悬垂线夹及耐张杆塔等线路金具进行了结构改造,采用仿真软件对易出现应力集中的悬垂线夹结构进行了强度校核以保证机器人的安全运行。同时,针对机器人结构设计特点和改造后的线路金具特点,对机器人的越障动作做出了合理的规划。在武汉大学机器人试验场搭建1∶1的高压输电线路试验平台,对巡检机器人的越障性能和效率进行了测试,结果表明,该巡检机器人能够顺利穿越架空地线上改造后的防震锤、悬垂线夹和干字型耐张杆塔等障碍物,相较于以往的巡检,具有更高的效率和安全性,且可穿越以往机器人不能越过的干字型杆塔障碍。

格构式塔架横风向脉动风荷载空间相关性研究

为了研究格构式塔架横风向脉动风荷载的空间相关性,基于某实际格构式塔架2个典型节段模型同步高频测力天平风洞试验和同步风速测试风洞试验,测得了模型基底剪力、弯矩和风速时程,通过数据处理方法得到了其横风向脉动风荷载及脉动风速的相干函数。在此基础上,分析比较了脉动风荷载及脉动风速的相干函数特点与变化规律。结果表明:格构式塔架横风向风荷载相干函数与频率,水平距离和竖向距离均有关;格构式塔架横风向风荷载相干函数与现有高层建筑及锥形烟囱等结构的结果存在一定差别。最后,运用非线性最小二乘法拟合得到了脉动风荷载相干函数经验公式,拟合公式与试验结果较吻合,可为分析格构式塔架横风向风荷载及风致响应提供一定的参考。

220kV双回双分裂直线塔优化设计研究

提出山区大跨越段的220 kV定型双回直线塔塔头尺寸应优化设计,将V形串应用到双回直线塔(最大使用档距650 m)的上导线,塔头处避雷线对上导线的保护角可减少9.88,°档距中央避雷线对上导线的保护角可减少13.3,°从而有效降低绕击率。V形串单支复合绝缘子可比常规长300 mm,根据不平衡绝缘原理减少线路型氧化锌避雷器的安装数量。

220kV大跨越高塔带电作业方法研究

对220kV跨海高塔线路沿直线绝缘子串进入电场进行带电作业的安全性和可行性进行验证,解决高塔带电作业进入电场的路径问题;研究适用于高塔带电作业的方法和作业工具,以提高工作效率,减轻作业人员的劳动强度,解决了高塔带电检修长期无法开展的难题。

关于跨河四腿铁塔基础抗倾覆计算的探讨

紧邻河道或在河中设置的铁塔基础,除像常规铁塔基础一样进行上拔稳定、地基压力等方面的设计计算外,还应当将水流流速、水流冲刷等造成的基础倾覆力纳入基础抗倾覆稳定计算中进行重点校核,以"达维"台风中受洪水冲击倒塌的ZGU4型铁塔为计算实例,探讨受水流冲击、冲刷对铁塔基础抗倾覆稳定的影响及设计计算方法。

产品分馏塔风致开裂失效分析及横风向共振

使卡曼旋涡脱落的频率等于塔设备自身固有频率,以此来求解得塔设备发生横风向共振时的临界风速,确定产品分馏塔(位号:C-302)在强度计算时需要计入横风向载荷.经对该塔体上裂纹的开裂位置、裂纹处金相和断口等特点分析后,认定该塔所产生的裂纹为横风向作用下产生的疲劳开裂,并从塔设备的强度、结构、制造、现场施工等方面出发,提出抵抗横风向共振的措施.

云广±800kV特高压直流输电线路铁塔组立方案

±800kV云广特高压直流线路工程为世界首创,其铁塔塔身截面大、横担重量大,长度长,组立施工的关键是横担起吊及安装通过对3种吊装方案的比较,建议采用将横担分为左右两段分别起吊的方案,并选用700mm×700mm的全钢抱杆。

架空输电线路高塔跨越森林的研究

从钢管构件受力分析与实例验证两方面，研究钢管塔的优越性及其在跨越森林地区应用的可行性。结论为：500kV输电线路，由于其荷载较大，跨越森林地区使用钢管塔具有明显的优势；塔型对比分析显示，质量超过20t的角钢塔使用钢管时，其质量可减少20％～35％，造价明显降低；钢管塔占地面积小，在选择塔位时具有优势。

横风向风效应对风机扩展基础的应力影响分析

针对云南某风电场的实际工程,利用ANSYS有限元软件建立风机圆形扩展基础的模型,依据前人研究成果确定荷载并施加在有限元模型上,然后分析不考虑和考虑横风向效应的基础应力,判断横风向效应对风机基础的影响响应,最后针对增大基础截面尺寸和增加基础埋深两种不同的优化设计依据应力进行分析,发现增大基础截面尺寸的优化更合理。

独塔斜拉桥拱形主塔动力特性分析

斜拉桥的主塔动力分析是斜拉桥设计的行为基础,结合海城市同泽大桥主桥对拱形主塔结构采用多振型反应谱法在E2地震力作用下的动力特性进行了分析,结果显示横桥向的地震力响应对结构影响较大;采用有限元法对拉索顶、塔梁固结顶、塔根部三个截面进行分析和抗震验算,桥梁满足设计规范要求。

跨越高铁输电铁塔加固补强技术的研究

为保证高速铁路运营的安全可靠,提高跨越高铁输电线路的可靠度指标势在必行。相比全部更换铁塔,对原有铁塔进行加固补强,是既经济又合理的处理方法。通过对铁塔加固方法的分析,不同杆件部位、不同材料形式采用不同的补强措施,在一定程度上可以有效提高铁塔的承载能力,从而达到提高输电线路可靠度指标的目的。在此基础上提出的加固优化方案,为同类塔型的加固补强提供参考。