覆冰导线舞动作用下输电塔破坏机理的试验研究

以某转角耐张塔为研究对象,基于模型相似理论,设计制作了覆冰导线模型和弹性边界条件下的大比例输电塔节段模型,并根据覆冰导线舞动特征,研制了用于模拟导线舞动的动力加载装置。同时,结合实际线路舞动时的特征参数,于试验室条件下进行了覆冰塔线体系舞动事故的反演,并根据试验测得的构件动应力幅值,计算了输电塔构件在导线舞动作用下的疲劳寿命。研究结果表明:该输电塔在导线舞动作用下的失效并非由构件承载力不足和疲劳损伤而造成的,其原因在于构件连接螺栓在导线舞动产生的大幅动张力作用下发生松动,使部分构件的内力重分配,导致某些杆件受力过大而发生破坏,从而引发了输电塔的失稳甚至倒塌。

索塔节段足尺试验及其全过程仿真分析

为研究湖州市南太湖斜拉桥索塔的受力特征和应力分布规律,取其具有代表性的节段进行足尺模型试验;同时运用有限元软件ABAQUS建立计算模型,准确地模拟索塔节段的预应力体系、斜向加载以及边界约束条件,并用"生死单元"进行试验全过程的仿真分析。计算结果和试验结果吻合程度较好,表明单节段足尺试验方案可靠;索塔配置U形预应力束,在各个区域可较好地抵消斜拉索索力的效应,索塔整体处于受压状态且受力基本均匀;对于4500kN的工作索力,长边和短边均处于弹性工作状态,索塔具有较大的抗裂安全系数。

多维地震下考虑不同破坏准则的输电塔-线体系倒塌分析

研究了基于不同失效准则多维地震激励下输电塔-线体系的倒塌。根据实际工程,运用ABAQUS有限元分析软件,考虑材料非线性和几何非线性,建立了包含两基输电塔与3跨输电线的大跨越输电塔-线体系三维有限元模型。提出了2种不同的杆件失效准则,采用用户材料子程序,基于动力显式分析方法,研究了大跨越输电塔-线体系在3条典型天然地震波作用下考虑不同失效准则的倒塌机理,并对输电塔的杆件失效、节间位移角以及相对薄弱位置进行了分析。分析结果可以为大跨越输电塔-线体系的抗震设计提供参考。

四方台松花江大桥索塔锚固区环向应力分析与试验

通过索塔锚固区节段足尺模型试验结果和有限元仿真分析比较,结合索塔受力的实际工况,对异型截面斜拉桥索塔锚固区节段最不利断面在环向预应力与索力共同作用下塔壁的应力响应进行了研究。给出了塔壁特征点处的应力值,为异型截面索塔的设计优化与理论分析模型的建立提出了有效的方法。

斜拉桥索塔节段有限元数值仿真研究

根据斜拉桥索塔的受力特点，准确模拟了索塔节段的构造细节、预应力体系、外加荷载以及边界约束条件等。通过详细分析得出了一些较为重要的结论，为斜拉桥索塔的设计施工提供参考和建议。

一种基于图像几何矩的非降维连续尺度解构模式

针对降维解构分析的多尺度图像处理容易造成高维信息的破碎与损失这一问题,建立了一种基于图像几何矩的非降维连续尺度解构模式,并在此模式下构建了10组非降维解构模型。模型以单通道图像为应用对象,以几何矩为算子,以不同尺度窗口下矩运算产生的特征值为基础对原始信息进行非降维解构。10组解构结果呈现均衡模式和增长模式两种形态。代入多尺度分割算法验证证明,基于图像几何矩的非降维连续解构分析可以提升多尺度分割精度,且增长模式下的解构信息对于图像分割更有利。

输电铁塔分段模型的风洞试验

输电铁塔是架空输电线路中的重要电力设备,近年来我国沿海地区风致倒塔事故频发。为了研究输电铁塔的风荷载特性,该文进行了输电铁塔分段全尺寸模型的风洞试验研究。试验分别以风速和迎风角为独立变量,研究了分段铁塔模型风荷载随风速和迎风角的变化规律。结果表明:分段铁塔模型的竖向风荷载在中低风速下随风速变化符合指数规律,其系数与分段模型的类型有关;竖向风荷载随迎风角变化符合正弦规律,且不同分段模型正弦函数的周期和幅值不同。用拟合函数推算中高风速下的分段输电铁塔竖向力,计算结果表明随着风速增加,输电铁塔竖向风荷载呈一定的变化规律。研究结果可为输电铁塔防风防灾提供理论依据。

自锚式悬索桥桥塔钢-混结合段受力的试验研究

以武汉市江汉六桥主桥的下塔柱为例对桥塔钢-混结合段进行数值模拟和模型试验,研究钢-混结合段各部位在施工阶段和运营阶段的受力性能、应力分布及安全储备。结果表明:施工过程中及荷载组合作用下,混凝土实测最大压应力为6.44 MPa,最大拉应力为4.27 MPa,钢塔柱最大压应力为112.8 MPa,拉应力较小;超载工况下,混凝土实测最大压应力为7.74 MPa,最大拉应力为5.47 MPa,钢塔柱最大压应力159.8 MPa;试验过程中,各测点应力随荷载基本呈线性变化,卸载时残余应力不大,模型基本处于弹性状态,加载时混凝土未发现裂缝;各工况下混凝土和钢结构各测点应力实测值和计算值相差不大;钢-混结合段受力安全可靠,在给定的荷载作用下有足够的安全储备。

宜宾中坝金沙江大桥索塔节段有限元计算

对宜宾中坝金沙江大桥索塔受力最复杂、最不利的节段建立三维有限元模型,准确模拟索塔节段的构造细节、预应力体系、外加荷载以及边界约束条件等,并通过详细分析得出了一些较为重要结论,为斜拉桥索塔的设计施工提供参考和建议。

独柱桥塔驰振特性及其改善措施的风洞试验研究

以在建斜拉桥倒角方形截面桥塔为工程背景,通过节段模型风洞静力试验研究了该截面形式桥塔在风场中的驰振特性。试验数据表明,桥塔在0°~5°风向角区间时存在驰振失稳的可能,采用45°直倒角对方形截面的驰振性能极为不利。随后在桥塔倒角处分别加设了圆弧形导流板和矩形垂直翼板,发现2种气动措施均可以有效提高倒角方形桥塔的驰振稳定性能。

矮塔斜拉桥塔梁同步施工阶段塔梁墩固结部位局部应力分析

文中以采用塔梁同步施工的新建某矮塔斜拉桥为工程背景,采用有限元软件建立塔梁墩固结部位局部实体分析模型,对桥梁整个塔梁同步施工过程进行模拟,分析重要施工阶段的塔梁墩固结部位局部应力大小及分布规律,并将有限元计算结果与实测数据对比,相互验证计算结果和测试结果的准确性。

斜塔单索面曲线异形钢箱梁步道桥风振抑制

为了解决台风频发沿海城市建造大跨度柔性步行桥的风致共振稳定问题,以厦门山海健康步道最大跨度斜塔单索面曲线异形钢箱梁步道索桥(仙岳桥)为对象,建立了三维有限元模型进行理论分析,并制作了节段模型箱梁进行风洞试验,探索其成桥状态风致共振响应机理及抑制共振的构造措施。提出了设置60cm和80cm两种导流板抑振方案,模型试验结果表明60cm导流板的抑振措施优于80cm方案,在当地台风季检验风速范围内未见驰振显现,该构造措施同时满足涡振、颤振规范要求。

输电塔线体系舞动响应特征试验

为深入考察输电塔线体系在覆冰导线舞动作用下的动态响应特征,以在舞动事故中横担严重破坏的某塔线体系为研究对象,基于模型动力相似原理,设计制作了弹性边界条件下的大比例输电塔节段模型和能够模拟不同覆冰参数的导线模型,并研制开发了模拟覆冰导线舞动的试验加载装置.在此基础上,在试验室条件下再现了导线舞动时的动张力和运动特征,并进行了不同参数下的输电塔线体系舞动试验,研究了覆冰厚度、舞动幅值以及频率对塔线体系响应特征的影响.试验结果表明:导线舞动不会激发输电塔的共振;塔线体系舞动响应会随舞动幅值、覆冰厚度和舞动频率的增大而增大;与导线动张力和构件应变相比,输电塔的振动响应对舞动幅值和频率的变化更为敏感.