双柱悬索拉线塔风致倒塌易损性分析

作为风敏感结构,双柱悬索拉线塔在强风荷载作用下易遭受不同程度的损伤甚至发生倒塌破坏,因此,有必要对其进行风灾易损性分析。为此,本文提出一种双柱悬索拉线塔风致倒塌易损性分析方法。首先,考虑结构参数的不确定性,基于拉丁超立方抽样建立双柱悬索拉线塔不确定性模型,完成所有样本模型的非线性静力推覆分析;然后,利用B-R准则和对数正态分布函数拟合得到双柱悬索拉线塔倒塌易损性曲线;最后,研究风向角和拉线初张力对结构倒塌易损性曲线的影响。研究结果表明:相较于确定性倒塌分析,不确定性倒塌分析能够更好地评估双柱悬索拉线塔的抗风承载能力;风向角对双柱悬索拉线塔的倒塌易损性影响较大,结构的最不利风向角为45°,当基本风速小于56.5 m/s时,结构在任一风向角下的倒塌概率都很小;拉线初张力对结构倒塌临界风速无影响,但对立柱顶点位移易损性曲线影响较大;增大拉线初张力,左右侧立柱的顶点位移易损性曲线均向左移动,且其对背风侧立柱的影响更大。

基于贝叶斯网络的拉线塔安全性评估方法

针对拉线塔安全性的影响因素众多,安全评估受主观性影响较大的问题,提出一种基于贝叶斯网络的输电拉线塔安全性评估方法。该方法根据故障树进行构建贝叶斯网络模型,利用拉线塔实际检测数据获取根节点故障状态及其概率,克服了根节点故障概率难以获取的问题。基于贝叶斯网络因果推理,实现拉线塔故障概率计算、致灾因子识别以及故障诊断,实现对拉线塔安全性的分析。通过实例分析表明:基于贝叶斯网络的拉线塔安全性评估方法克服了传统综合评价法主观性强的问题,评估结果与运行情况的一致性较强,可作为拉线塔安全评估的决策工具。

覆冰拉线测风塔钢绞线预应力施加方法

拉线测风塔是由直立的桁架结构塔身和沿高度方向斜向布置的数层钢绞线组成的高耸结构。在正常设计和建造的情况下,测风塔结构物发生破坏的概率之高在土工结构物中实属罕见。其中,有不少测风塔的结构破坏是在风荷载和覆冰荷载联合作用下发生的。目前,由于我国对覆冰荷载和风荷载联合作用下测风塔结构整体稳定性方面的研究还不够成熟,所以有必要进行如下研究。应用ANSYS有限元软件建立拉线测风塔模型,根据规范对其施加风荷载和覆冰荷载,通过改变钢绞线的预应力大小,观察塔身的节点位移情况,总结覆冰情况下拉线测风塔塔身位移规律,并最终确定更加合理的钢绞线预应力施加方法。

铝合金材料在通信塔中的应用研究

目前,通信塔多用钢材,其在大气环境下容易发生锈蚀,尤其是在沿海地区和部分工业腐蚀环境下,问题尤为突出。铝合金具有质轻、耐腐蚀的优点,文章从理论分析和工程应用两个方面研究了铝合金材料在通信塔中的应用,结果表明,在通信塔中应用铝合金材料满足结构安全使用要求,具有良好的工程实践意义。

基于Linux/QTE的塔机防撞监测系统GUI设计

本文针对塔机驾驶舱内驾驶员视野狭小,导致塔机碰撞事故多发的弊病,提出了一个基于QTE开发嵌入式系统GUI的解决方案。该系统实时监测整个工地塔机的运行状态,并直观地模拟在LCD屏上运行,同时监测异常状态的发生。通过触屏界面响应用户各项操作,提升了系统的灵活性。经过嵌入式Linux内核以及QTE基本库的裁剪,使系统保证了较低的内存占用率以及优良的实时性。实验证明,该系统能够很好地实现塔机状态与防碰撞监测。

Brief Introduction to High Tower Structure Design for Large Crossing

This paper is a summary to introduce thehigh tower structure design. These towers areapproximately 100 m high for large rivercrossing projects on 220 kV and 500 kVdesigned by the East China Electric PowerDesign lnstitute (ECEPDI) since 1958.The paper also introduces thecharacteristics, technical and economicparameters of the four typical towersdesigned by ECEPDI such as the concretechimney-type tower, steel tubular tower,guyed tower and compound angle steel tower.

基于COMSOL和MATLAB的输电铁塔力学仿真界面设计

输电线路覆冰严重时,可能导致线路断线、线间闪络、铁塔倒塌等事故,严重影响电网的稳定运行。为了更深入地了解输电铁塔关键构件的力学特性,提高其运行质量并降低运维成本,本文利用COMSOL和MATLAB设计了一个具有交互功能的输电铁塔力学仿真界面。用户可以根据需要输入不同的仿真参数,并通过点击不同电压等级下的输电铁塔类型节点进行关键构件的力学仿真和参数计算。该仿真界面实现了输电铁塔的几何建模、网格剖分、仿真结果云图展示以及关键构件的最大节点位移、最大轴向应力等力学参数的动态输出。同时,根据输出参数对输电铁塔的力学失效状态进行评估。界面操作简单直观,用户可以快速获取仿真结果,有助于加深对输电铁塔关键构件力学仿真的理解。这对于开展输电铁塔关键构件的运行维护工作,提高输电铁塔的运行质量具有重要意义。

拉线Ⅴ形塔锈蚀拉线更换受力分析

为探析高压架空输电线路拉线Ⅴ形塔锈蚀拉线在更换时的受力情况,通过采用模型计算拉线塔在设计风速下杆塔、绝缘子串、导线、地线的风荷载,并分别对单根拉线在设计风速和5级风力、两种不同风向工况下所受的拉力进行计算分析。结果表明:在设计风速下,两种风向工况的单根拉线所受拉力均远大于破断拉力设计值;在5级风力下,两种风向工况的单根拉线所受拉力均小于破断拉力设计值。分析结果可为拉线塔拉线更换方法的选择提供理论指导。

特高压单柱拉线塔受力特性及拉线初始预应力对其影响的研究

特高压拉线塔具有良好的应用前景,拉线的初始预应力对拉线塔受力至关重要。建立了特高压直流输电线路工程中的单柱拉线塔非线性有限元模型,分析拉线的受力特点,提出了影响拉线塔力学特性的拉线临界预应力的概念,研究分析了拉线初始预应力对单柱拉线塔受力特性的影响规律。结果表明:在大风荷载状态下,当拉线初始预应力小于拉线临界预应力时,随初始预应力的增大,拉线塔节点位移减小,拉线工作应力、杆件轴力、主柱支座反力基本不变;当拉线初始预应力大于拉线临界预应力时,随初始预应力的增大,拉线塔节点位移基本不变,而拉线工作应力、杆件轴力、主柱支座反力等均线性增大;大风荷载状态拉线临界预应力约为仅迎风侧拉线受拉时工作应力的一半,拉线的初始预应力应在比临界预应力小的范围内选择。

特高压单柱拉线塔塔线体系风振响应时程分析

结构轻便、高柔度的特高压拉线塔能否满足抗风设计,是输电工程技术人员关心的热点问题。建立了特高压单柱拉线塔塔线体系的非线性有限元模型,采用线性滤波法模拟塔线体系的风荷载时程,通过Newmark法对拉线塔塔线体系的风振响应进行时程分析。分析结果表明:在90o大风工况下,主柱顺风向绕底端的刚体转动是引起主柱节点顺风向位移的主要因素;拉线塔产生了顺风向的刚体摆振和弯曲振动,并且产生了绕主柱轴线的扭转共振;由于拉线塔的扭振,挂线点以上的主柱发生了扭转变形,其斜材的轴力值较大;风振响应的顺风向节点位移、主材轴力最大值、斜材轴力最大值,均大于静态等效风荷载作用下的相应值。

拉线初始预应力分布对拉线杆塔受力影响的研究

鉴于拉线塔的重要性及受力特性,应用结构分析软件ANSYS对拉线塔建立相应的非线性有限元模型,并以东长哈送电线路87号拉门塔为例,研究拉线初始预应力的分布,找出拉线初始预应力分布对拉门塔受力性能影响的规律。研究结果表明:拉线初始预应力对拉门塔初始状态下的支座反力、节点位移和杆件轴向应力的影响呈线性关系,对荷载状态下的受力性能的影响呈非线性关系,因此,应优化选取拉线初始预应力。

复沙500kV输电线路Ⅱ回拉线门型塔屈曲分析

复沙Ⅱ回500kV输电线路ZH91拉线门型塔为新设计塔型,使用前未进行真型试验,运行中该塔失稳。应用有限单元法对该塔的不同荷载工况进行了屈曲分析。结果表明,在覆冰荷载和导线不平衡张力荷载下,该塔横担下边框主材屈服;事故后的真型试验验证了计算结果的正确性。最后对铁塔进行了改进验算,将横担下边框主材规格由80mm×6mm改为100mm×8mm时,铁塔强度满足设计要求。

特高压拉线塔拉线的非线性静力特性及其整体简化有限元模型

特高压拉线塔拉线的非线性静力分析是进行拉线塔静力特性分析的基础。首先建立特高压拉线塔拉线的静力理论分析模型,给出描述拉线对主柱弹性支撑作用的等效弹性模量公式,研究拉线的非线性静力特性。然后阐述拉线的基于双线性杆单元的整体简化模型,并提出基于多分段线性杆单元的整体简化模型。最后通过特高压拉线塔在大风工况下的算例对整体简化模型进行对比验证。研究结果表明:当拉线弦向伸长量较大时,拉线的等效弹性模量趋近于拉线材料的弹性模量,拉线弦向应力近似随伸长量线性变化;当拉线弦向缩短量较大时,随拉线弦向长度减小,拉线的等效弹性模量变化较慢且值较小;随拉线初应力增大,拉线弦向变形与弦向应力的非线性程度减弱;所提基于多分段线性杆单元的整体简化方法具有较高的精度,是进行特高压拉线塔拉线静力有限元分析的有效方法。

桅杆稳定性能的理论和试验研究

本文将桅杆结构作为空间铰接索桁结构,采用空间桁架大位移的对称增量刚度矩阵和纤绳的非线性平衡方程导出了桅杆稳定问题的空间索桁有限元分析方法。进行了六根桅杆稳定性能的足尺试验研究。理论计算结果与试验结果吻合很好。通过理论与试验研究,分析了桅杆的稳定性能以及影响桅杆稳定的因素。

拉线门型塔中大风工况下拉线预应力变化影响结果的研究

针对拉线式输电塔在风荷载作用下拉线初应力影响其结构受力性能的问题,阐述了使用结构分析软件建立拉线式门型输电塔结构非线性有限元模型的过程,通过工程实例分析了在最不利攻角下对不同拉线初应力下的塔身结构受力情况,得出了拉线初应力变化对拉线塔支座反力、塔身杆件节点位移、杆件轴向应力影响的规律,为拉线塔设计和施工提供了理论依据。

拉线初张力对特高压双柱悬索拉线塔受力性能影响的风洞试验研究

为研究拉线初张力对±800 k V特高压双柱悬索拉线塔抗风性能产生的影响,分别取拉线初张力为其设计承载力的15%、20%、25%,进行了塔线体系气动弹性模型的风洞试验。试验结果表明:拉线初张力的改变对荷载状态下塔线体系的受力性能影响显著,且对双柱支座反力和拉线拉力的影响呈非线性关系,应对拉线初张力进行优化选取。

500kV拉线门型塔补强加固试验研究

拉线塔是高压输电线路中常见的一种塔形,而在运行维护过程中发现,在许多拉线塔的上部横担中与拉线挂板连接处存在角钢发生较大变形的现象,严重威胁线路安全。针对东长哈送电线路中大量存在的87LM21塔,建立了其有限元模型,并对其进行非线性分析,得到了在静风荷载作用下拉线门型塔的一些力学特性,找到了该塔在实际应用中不能满足使用要求的原因,并初步提出了2种补强加固方案;通过对87LM21拉线门型塔进行静风荷载加载试验,进一步明确了拉线门型塔的力学特性,验证了数值分析结果的正确性,并通过试验测试了补强加固方案的可行性。

双柱悬索拉线塔的精细化模拟及模型分析

基于有限元软件ANSYS,建立了双柱悬索拉线塔的壳单元精细化有限元模型和常规梁单元模型,在试验工况下模拟拉线塔主、斜材杆件应变随荷载加载等级的变化,并将两种模型的模拟结果与试验结果对比,同时也比较了两种有限元模型对结构整体响应的影响.结果表明:壳单元模型对拉线塔主、斜材应变的模拟结果均与试验结果吻合较好,梁单元模型对主材应变的模拟结果与试验结果吻合较好,对斜材应变的模拟结果与试验结果误差较大;上述两种有限元模型对双柱悬索拉线塔的宏观响应指标的影响较小,对杆件内力的影响较大.

塔桅结构的斜索面内固有振动计算的修正Irvine方程

针对Irvine方程计算斜索面内固有振动的不足之处,在推导出整体割线坐标下斜拉索的动力平衡方程式的基础上求得了能简单计算斜索固有振动特性的修正Irvine方程。通过与用Galerkin法得到的精确解进行的对比表明,利用该修正方程能较准确地计算出斜拉索的面内固有振动频率和固有振型。

塔桅结构中有加劲肋法兰连接的受力研究

本文研究了塔桅结构中钢管有加劲肋法兰盘连接的抗拉受力性能，并用有限元方法对几个节点进行了计算分析，揭示了法兰盘在轴向拉力作用下的受力特点，将计算结果与《高耸结构设计规范》（ＧＢＪ１３５ － ９０） 的计算结果进行了对比，为修编《高耸结构设计规范》中法兰节点连接章节提供了一定的参考依据。