輸電塔架預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)研究.pdf

1、輸電塔架屬高聳、柔性結(jié)構(gòu)，具有較強的幾何非線性特征，對風(fēng)荷載非常敏感。風(fēng)荷載是輸電塔架的主要設(shè)計荷載。風(fēng)荷載作用下輸電塔架的動態(tài)傾側(cè)失穩(wěn)事故時有發(fā)生，結(jié)構(gòu)破壞發(fā)生時，具有和脆性斷裂相似的特點，沒有明顯的征兆，給人民的生命財產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅，給國家造成巨大的經(jīng)濟損失。因此，研究提高輸電塔架抗風(fēng)承載力的加固措施有著十分重要的意義。
　　 預(yù)應(yīng)力技術(shù)便是一種簡單易行且行之有效的方法。采用這種加固方法能夠較大幅度的提高輸電塔架的承載能力，

2、而且這種加固技術(shù)人力投入少，所需設(shè)備簡單，施工工期短，經(jīng)濟效益明顯。
　　 輸電塔架的承載能力常由結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性來控制。由于輸電塔架在實際工程中直接承受動力風(fēng)荷載作用，研究結(jié)構(gòu)在動力作用下的穩(wěn)定問題更符合實際的需要。同靜力穩(wěn)定性相比，由于結(jié)構(gòu)的動力效應(yīng)以及由此導(dǎo)致的材料疲勞效應(yīng)，輸電塔架的承載能力會明顯降低。因此，輸電塔架的承載能力應(yīng)由其動力穩(wěn)定性來控制。
　　 論文首先根據(jù)風(fēng)的基本特性以及輸電塔架的結(jié)構(gòu)幾何特征，采用諧波

3、疊加法模擬了輸電塔架沿不同高度的脈動風(fēng)速時程，為后續(xù)章節(jié)中輸電塔架在脈動風(fēng)作用下的動力響應(yīng)分析創(chuàng)造必備的條件。
　　 基于有限元軟件ANSYS強大的結(jié)構(gòu)分析能力，以Beam188單元模擬了輸電塔架的桿件，建立了某500kV貓頭型輸電塔架的空間有限元模型。采用APDL語言，進(jìn)行了輸電塔架的模態(tài)計算和不同水平脈動風(fēng)作用下的動力響應(yīng)計算。采用了結(jié)合動力響應(yīng)全過程曲線的實用判別方法對該輸電塔架的動力穩(wěn)定性進(jìn)行了分析，得出了脈動風(fēng)作用下輸

4、電塔架的極限承載力。
　　 根據(jù)輸電塔架的結(jié)構(gòu)特性，研究能提高其整體抗風(fēng)能力的預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)。在結(jié)構(gòu)體側(cè)增設(shè)高強拉索對結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，采用Link10單元對拉索進(jìn)行模擬。論文綜合考慮了拉索不同初應(yīng)力、不同直徑、不同張拉角度三個因素對加固后輸電塔架極限承載力的影響。采用均勻試驗設(shè)計的方法，給出了拉索初應(yīng)力、拉索面積、張拉角度與輸電塔架極限承載風(fēng)速的關(guān)系曲線，得到了三個設(shè)計因素的合理范圍及最優(yōu)的加固方案，為工程實際應(yīng)用提供了研究成果支