Research on ETABS Steel Tower atop Building Structural System

Equipping steel tower atop building structural system at the top of high-rise buildings is applied increasingly. However, the earthquake disasters indicate that under seismic effect, the tower on the roof reacts strongly to the earthquake, and the gazebo is damaged greatly under the condition that major structure has no earthquake damage. Based on analyzing the characteristics and application methods of ETABS software, for engineering projects, the paper uses ETABS software and simplified calculation method to calculate and make comparison analysis on steel tower atop building structure. The analysis results indicate that the method established in the paper has higher accuracy, which can meet the engineering requirements.

钢管输电塔挂线节点足尺模型失效模式与承载力提升分析

针对特高压钢管输电塔挂线位置节点在极端荷载下的安全性,提出了挂线节点双侧挂线板协同受力的构造改进措施,并对比研究两种挂线节点的极限承载力与失效模式。通过足尺挂线节点处的承载力试验与有限元分析,比较挂线节点在单侧板受力、双侧板受力情况下的应力分布与承载能力,分析传力螺母与挂线板之间的合理初始间距。结果表明:双侧受力时两侧挂线板均发生弯曲破坏,受力形式更加合理,节点板应力分布更加均匀,挂线点的屈服承载力可以提升一倍以上,传力螺母与挂线板之间的合理初始间隙为2~4 mm。

超高钢混风电塔筒液压导向系统研究

为了更加高效的利用高空风能,作为绿色清洁能源之一的风力发电,朝着风电机组单机容量越来越大、承载基础的塔筒建设高度越来越高的趋势发展。传统锥筒式全钢塔筒逐渐被预应力混凝土-钢组合塔筒所取代。预应力混凝土-钢组合塔筒兼具混凝土塔筒及钢塔筒两者的优势,具有承载力高、稳定性好、运输施工维护方便、建设成本低等特点,以适应较高高度风电场的需求,代表了未来风电塔筒结构发展的方向。由于高空风载荷大、风电机组的偏心载荷大等不利因素,导致提升过程中产生大弯矩和扭转的工况。因此,导向问题已成为预应力混凝土-钢组合塔筒建设中需要首先解决的技术难题。针对这一难题,创新研制了超高钢混风电塔筒导向液压系统,结合传感检测和智能控制算法,克服上述不利因素,依次将混凝土内塔筒和中塔筒提升到位,高质量地实现了国内陆上最高的国家电投鲁阳170 m高的风电钢混塔筒的安装。

基于多载荷联合作用的LNG船泵塔结构建模与强度分析

对液化天然气(LNG)船泵塔结构进行建模和强度分析,提升LNG船结构的安全性。构建由弹簧单元组连接泵塔主体结构与底部基座区域的“船体-泵塔”组合模型,分析液舱内液体晃荡时历运动、液体惯性力、超低温载荷的特征及计算和加载方式,提出多载荷联合作用下的LNG船泵塔结构强度分析方法。以一艘LNG实船为例,采用该方法计算得到泵塔结构的变形和应力,在此基础上分析弹簧单元数量、刚性系数和材料初始参考温度等关键参数对计算结果的敏感性。研究结果表明:提出的多载荷联合作用下的泵塔结构建模与强度分析方法符合《钢质海船入级规范》关于LNG船章节的细化实施方案和实船应用要求,采用该方法所得结果可供LNG船泵塔结构设计和校核参考。

超高现浇混凝土剪力墙施工关键技术研究

剧场建筑中的舞台塔是由四面混凝土剪力墙围合而成的塔筒形高大空间,是舞台机械安装、运行与演员演出的重要场所,剪力墙墙体高度可达50~60 m,墙体两侧最大临空高度接近40 m。两侧无楼板支撑的超高临空剪力墙,在施工操作平台搭建、模架体系选型与安装、混凝土浇筑等方面均具备了较高的实施难度与一定的安全、质量风险。通过对技术方案选择中遇到的安全、工期、经济、质量等因素进行分析,对如何从各类剧场案例中吸取经验,优化方案选择,采用多排脚手架技术方案安全、经济、高效地完成施工作业进行了详细论述。同时深入研究了混凝土浇筑高度、模架计算关键参数选择与脚手架抗侧力问题、混凝土流动性与侧压力的关系等关键技术问题,给出了合理建议、解决方案与技术改进方向。

南美某钢厂100t电炉除尘系统改造案例分析

相比于转炉炼钢而言,电炉炼钢具备较大的灵活性,或将成为未来发展的趋势。分析南美某钢厂100t电炉的除尘改造案例,对比国内外电炉除尘系统的差异,为工程化应用提供参考。采用炉内排烟(一次烟气)、导流板与屋顶罩相结合的烟气捕集方式,一次烟气通过绝热烟道进入水雾急冷塔,出来后与屋顶罩烟气混合降温并进入布袋除尘器净化。除尘系统的处理风量为220万m^(3)/h,净化后的颗粒物排放浓度控制在≤20 mg/m^(3)(标准),二英排放浓度控制在≤0.2ng-TEQ/m^(3)。改造完成后明显改善了作业场所的卫生条件且满足大气污染排放要求。

阻断水锤传播的调压塔水力特性及其应用

安全可控的水锤压力是保障长距离有压输水工程稳定运行的必要条件,然而对于超长有压输水系统,还需要重点关注局部爆管等极端事故产生的超标水锤压强,其在全线蔓延导致整个输水系统瘫痪,可能引发次生危害。为解决极端水锤压力在整个输水系统传播的问题,首先提出一种阻断水锤传播的圆筒式溢流调压塔结构,通过将调压塔进水管竖直向上深入调压塔内部,形成圆筒式溢流调压塔,利用调压塔结构将进出水管道有效分割,以此阻断水锤的传播。随后通过模型试验和数值模拟方法分析了阻断式调压塔的水力特性,发现调压塔内流态均匀,溢流水体能在调压塔内充分消能后进入下游管线。最后将此调压塔应用于引绰济辽有压管线中,发现当管线出现局部爆管事故时,此调压塔能有效阻断负水锤的传播,避免水锤在全线蔓延,缩小事故影响范围。研究成果可为超长距离输水系统的水锤防护措施研究提供借鉴依据。

大体积混凝土BIM智能温控系统及方法研究

研究目的:针对超高主塔大体积混凝土在施工过程中易因混凝土温度超限导致裂缝的问题,研究BIM智能温度控制系统及方法,选择REVIT软件建模并与大数据平台二次集成开发,利用4G无线网络通信设备、工业集成软件服务器和计算机等建立智能温控系统,并搭载人工智能控制算法,进行大体积混凝土全过程温度的超前预测和智能决策。研究结论:(1)建立了大体积混凝土原材料及出机温度监控子系统、混凝土入模及硬化过程温度监控子系统,通过4G无线传输接收测温元件数据,对混凝土施工全过程温度进行动态监测;(2)在BIM模型中标记测温点位置和同步直观反映温度变化,并进行超限预警;(3)对大体积混凝土的出机温度、入模温度及硬化过程温度进行超前预测和智能决策,提供原材料温度控制、水冷系统控制等系列决策手段,确保施工过程温度满足规范要求;(4)本文所述控制系统及方法已成功应用于马鞍山公铁两用长江大桥超高主塔大体积混凝土温控中,取得良好应用效果。

特高压重冰区地线支架脱冰动力响应安全性研究

为了探究特高压重冰区输电塔地线支架在脱冰动力荷载作用下的安全性,基于脱冰数值计算理论,建立了地线的脱冰数值模型和塔线耦合数值模型,研究了地线在不同工况下的脱冰动力响应和不同地线脱冰情况下铁塔地线支架的承载力安全性。脱冰研究表明:地线脱冰时,高差越大,脱冰产生的上拔力越大;档距越大,纵向不平衡张力越大;覆冰越厚,地线脱冰产生的纵向不平衡张力越大,产生的的上拔力越小。塔线耦合脱冰研究表明:多档模型下,地线脱冰时,悬垂直线塔地线支架正面和底部斜材存在应力比超限情况,现有设计方法偏于不安全;耐张塔地线支架不受脱冰动力响应控制。建议重覆冰区地线支架设计时仅考虑地线脱冰产生的上拔力影响,上拔力取地线最大使用张力的1.0%~5.0%,覆冰越厚,上拔荷载可越小,厚度为20 mm、30 mm、40 mm、50 mm、60 mm冰区的上拔荷载分别取为最大使用张力的4.0%~5.0%、3.0%~4.0%、2.5%~3.0%、2.0%~2.5%和1.0%~2.0%。

陆上风电混塔结构HSC/UHPC方案受力性能对比分析

传统的高强混凝土(HSC)和超高性能混凝土(UHPC)均可作为大型陆上风电混塔的主要结构材料,为进一步了解两种结构材料对混塔性能的影响,提出了HSC结构和UHPC结构混塔方案,并对比分析了两种结构混塔的受力特性和固有频率。结果表明:HSC结构和UHPC结构混塔在ULS(承载力极限状态)下的受弯承载力相差不大,但在SLS(正常使用极限状态)下的主压应力和FLS(疲劳极限状态)下的疲劳累计损失相差较大;HSC结构混塔的固有频率较高,超出了主机限值规定,需要采取额外的控制措施,而UHPC结构混塔的固有频率满足限值要求。

超低负荷下660MW塔式锅炉低氧工况下燃烧过程数值模拟研究

针对锅炉在超低负荷下运行时通常过量空气系数较高,导致NO_(x)浓度较高的问题,采用数值模拟的方法研究锅炉在低氧工况下不同给煤位置的燃烧特性和NO_(x)排放特性.结果表明:50%与30%汽轮机热耗率验收(THA)工况下采用相同磨煤机组合运行时,速度、烟气组分、温度分布规律类似,进粉位置上移导致主燃区上部温度升高且分布更均匀,切圆半径逐渐减小,燃尽风消旋作用使混合增强,因此有利于燃烧的稳定.2台磨煤机运行相比3台局部煤粉浓度更大,主燃区的燃烧温度更高,导致更多NO_(x)生成;30%THA工况下,当下层磨煤机运行时冷灰斗附近温度较高;低氧工况下,NO_(x)质量浓度最高值低于360mg/m^(3),当负荷从50%THA降低至30%THA,炉膛出口NO_(x)浓度降低20.8%.

机制砂UHPC的性能及其在风电塔筒管片中的应用研究

为拓展超高性能混凝土(UHPC)在风电塔筒管片上的应用,开展了机制砂UHPC在风电塔筒管片中的应用研究。结果表明:在颗粒级配近似替代的原则下,采用连续级配的机制砂可制备出性能优异的UHPC,蒸汽养护48 h后,机制砂UHPC的抗压强度约172.6 MPa,抗拉强度约9.99 MPa;采用机制砂UHPC制备风电塔筒管片,虽然其早期水化放热量较大(内部温度最高可达约80℃),但严格控制生产工艺,可使机制砂UHPC塔筒管片表面无裂缝及其他缺陷。

斜拉桥钢塔地震损伤特性及输入地震动参数的影响

以主跨为165 m的独塔钢斜拉桥为研究对象,建立精细化钢塔计算模型.选取经峰值加速度调整后的历史地震记录作为地震动输入,分析顺桥向弹塑性时程反应,研究钢塔的钢板局部失稳以及超低周疲劳开裂特性,讨论纤维模型的适用性.结果表明,沿高度方向加载的Pushover法能够预测钢塔顺桥向地震塑性发展的顺序和位置;纤维模型能够获得钢塔的弹塑性地震位移反应以及地震损伤位置,不能精确评价结构残余变形与损伤程度;输入地震动的峰值地面速度(PGV)/峰值地面加速度(PGA)值是影响结构地震损伤程度的指标;当PGA相同时,PGV/PGA值越大的地震动引起的钢塔地震损伤越显著,钢塔斜拉桥抗震性能验算应选用PGV/PGA值大的地震动时程.

±1100 kV特高压输电塔线体系风振响应分析

为研究角度风下长横担输电塔线体系动力响应,采用有限元时程方法分析准东—华东±1100 kV特高压输电线路单塔及塔线体系风振响应。首先,利用线性滤波法计算得到三维脉动风速场,并结合准定常理论得到单塔及输电塔线体系脉动风荷载。其次,建立单塔及输电塔线体系有限元模型,利用模态分析方法计算结构的动力特性,研究导地线及长横担结构对输电塔动力特性的影响。最后,利用有限元时程方法对单塔及塔线体系进行动力分析,研究了风向角、长横担结构及塔线耦合效应等因素对结构动力响应的影响。结果表明:长横担结构会导致扭转频率降低,扭转振型出现顺序前移;塔线耦合效应降低了塔架结构自振频率,提高了结构阻尼比;根据位移均值计算结果,最不利风向角为15°和75°;根据扭转角均方根计算结果,最不利风向角为0°;单塔顺风向响应主要受背景分量和1阶振型的影响,塔线体系还受到导地线低阶共振分量的影响,扭转角主要受扭转1阶振型影响。

沿海地区超薄核心筒结构施工期加固与监测分析

超前施工的混凝土核心筒结构需承受动臂塔机等外部载荷,确保施工期核心筒结构安全至关重要。本文以宁波某超高层建筑为案例,针对超薄核心筒施工期面临的动臂塔机附着受力难题,从核心筒精细化受力分析、优化动臂塔机附着、施工期安全监测等角度出发,提出了一种基于销轴连接的动臂塔机内支撑系统以降低核心筒墙体受力,通过精细化有限元手段计算施工期核心筒受力状态并提出适宜的结构加固方案,以及针对施工期核心筒结构及塔机支撑关键部位提出安全受力监测方案。实践表明,本文提出的超薄核心筒实施方案可行,确保施工期结构安全,可以为相关工程提供技术参考。

基于InSAR技术在特高压走廊边坡形变探测应用

人类工程活动增加及地质灾害频发,常导致输电线路杆塔基础滑坡,严重威胁线路运行,滑坡监测和识别对特高压输电线路的安全运行尤为重要。针对辖区复杂的地形和气候,利用时序InSAR技术对通道进行早期地质灾害排查与识别,同时基于Sentinel-1数据,采用不同视数比处理,得到不同分辨率的地质灾害排查结果,与多尺度时序InSAR处理的结果相互验证,实现重点区域细致化监测。结合探测结果,在辖区内识别出2处明显滑坡隐患。

特高压输电线路铁塔制件热镀锌工艺管理

国内电压等级超过1000kV以上的输电线路铁塔,被列为国家电力持续提升高输电容量和远距离输送电的重点发展方向。国家电网对铁塔钢制构件热镀锌镀层提出了技术要求,为满足技术要求,文章在热镀锌工艺上针对Q420C钢材高硅和磷元素对热镀锌质量的影响,采用低温镀锌、在锌液中添加铝、镍稀土合金等措施,在酸洗除锈、溶剂助镀参数、锌液净化等方面均做了一些创新。该工艺能够满足特高压输电线路铁塔及构件的热镀锌质量要求和国家电网DL/T5300及DL/T5236评定规程有关要求。

超高输电铁塔的气动噪声特性研究

超高输电铁塔在保障居民日常生活和工业生产中起到了重要作用,由于极高的高度,其在风荷载作用下产生的气动噪声问题不容忽视。本文针对超高输电铁塔气动噪声扰民的问题,建立了其计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)计算模型,采用标准k-ε湍流方程进行稳态初场的计算,并在此基础上采用大涡模拟方法与声类比方法进行瞬态流场计算及气动噪声计算,分析流场的流动特性及气动噪声特性。结果表明,4根主纵梁以及电梯井的左右两侧具有强烈的压力脉动,是主要的气动噪声源,其最大值出现在电梯井顶端区域;各虚拟测点的总声压级沿高度先增加后减小,总声压级沿高度的变化由风速与输电铁塔自身结构尺度参数共同控制;通过声成像测量方法确定了声源的在塔身中部以上、横担以下的位置,验证了仿真结果的正确性;声压级与风速的峰值出现的时刻基本吻合,输电铁塔风致噪声与风速存在着强相关性。本文的研究结论对于超高输电塔气动噪声特性的研究和输电塔的降噪设计具有指导意义。

火电厂湿法脱硫系统超低排放改造应用

本文以大唐三门峡火电厂一期(320MW)和二期(630MW)机组石灰石-石膏湿法脱硫系统(WFGD)超低排放改造为研究对象,对涉及吸收塔本体和除雾器相关设施的具体改造措施进行了梳理。改造后,脱硫系统运行排放达到了超低排放标准,而且脱硫系统能够长时间稳定有效运行,成功实现了改造目的。

海上风电塔筒用超高性能灌浆料的制备及性能研究

研究了硅灰掺量、石英砂级配、胶砂比、水胶比、外加剂掺量对海上风电塔筒用超高性能灌浆料工作性和力学性能的影响,并确定了最佳配合比。结果表明:灌浆料的最佳配合比为水胶比0.22、胶砂比1.0、石英砂级配m_(2.00~0.60 mm)∶m_(0.60~0.28 mm)∶m_(0.28~0.10 mm)=54∶23∶23、硅灰掺量6%、复合膨胀剂掺量6%、消泡剂掺量0.10%、塑性膨胀剂掺量0.03%;在最佳配合比下,灌浆料的初始流动度为340 mm,30 min流动度为320 mm,1 d抗压强度为68.7 MPa,3 d抗压强度为94.2 MPa,28 d抗压强度为132.9 MPa,3 h竖向膨胀率为0.23%,24 h竖向膨胀率为0.27%。