基于塔-線體系的輸電塔承載行為分析及改造技術(shù).pdf

1、本文以500kV具體山區(qū)輸電線路為代表，通過理論分析及實測驗證建立了輸電塔-線體系有限元模型，在此基礎(chǔ)上，1.進(jìn)行了覆冰承載行為分析及針對薄弱環(huán)節(jié)的改造分析；2.進(jìn)行了輸電塔-線體系風(fēng)振響應(yīng)及其控制分析；3.分析了螺栓滑移對塔-線體系承載行為的影響。
　　輸電線模型的靜/動力特性理論分析與實測驗證結(jié)果表明，通過初應(yīng)變調(diào)整迭代找形方法（ISAIM），可以避免輸電線找形建模過程中的誤差，得到應(yīng)力狀態(tài)及動力特性均與實際輸電線相似度高的模

2、型；輸電塔模型驗證結(jié)果表明，采用空間剛架結(jié)構(gòu)，并考慮角鋼負(fù)偏差、幾何非線性和材料非線性，可以更為準(zhǔn)確地對輸電塔進(jìn)行有限元分析。
　　塔-線體系不同覆冰厚度下的承載行為分析結(jié)果表明，不平衡張力是輸電線路覆冰失效的主要原因，該線路的極限覆冰厚度為32.5mm，主要的薄弱位置為81＃塔上橫擔(dān)掛點附近的主材，酒杯塔的覆冰承載能力優(yōu)于貓頭塔；相應(yīng)地對此線路貓頭塔該薄弱桿件進(jìn)行加固改造，采用在原構(gòu)件背面加裝一根截面相同的角鋼組成T形組合截面桿

3、件的方法，可使該線路極限覆冰能力提高至35mm，提高幅度為7.69％；類似地，進(jìn)行第2次、第3次加固，加固后的極限覆冰分別為47.5mm和52.3mm，分別比未加固時提高了46.15%和60.92%，達(dá)到較理想的效果；同時，經(jīng)過三次改造后輸電塔的抗風(fēng)能力相比未加固時提高了111.46%。
　　在模擬動力風(fēng)荷載的基礎(chǔ)上，進(jìn)行風(fēng)振響應(yīng)及其控制分析結(jié)果表明，該線路中81＃塔塔頂位移均值約為0.4m；脈動風(fēng)的影響可使輸電塔塔頂動態(tài)位移在0

4、.28m～0.56m范圍內(nèi)波動，振動效果明顯；提取輸電塔風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)結(jié)果表明，塔頭處風(fēng)荷載調(diào)整系數(shù)明顯增大，輸電線對輸電塔塔頭的耦合作用明顯。選用粘彈性阻尼器（VED）進(jìn)行風(fēng)振控制分析，對脈動風(fēng)的最佳控振效果約為40%，表明采用VED能有效地控制塔-線體系的風(fēng)振響應(yīng)。
　　在建立不同螺栓的應(yīng)力-應(yīng)變本構(gòu)關(guān)系的基礎(chǔ)上，采用虛擬材料法（VMM），研究了螺栓滑移對輸電塔覆冰承載行為和風(fēng)振響應(yīng)的影響，結(jié)果表明，螺栓滑移使得輸電塔在覆冰不