采動(dòng)區(qū)超高壓輸電鐵塔破壞機(jī)理與變形控制技術(shù)研究.pdf

1、采動(dòng)區(qū)地表沉陷一直是影響輸電線路安全運(yùn)行的重大隱患。隨著我國電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展,線路走廊日趨緊張,途經(jīng)采動(dòng)區(qū)的問題日益突出,已嚴(yán)重影響到輸電線路建設(shè)和安全運(yùn)行。特別是隨著超(特)高壓輸電線路的建設(shè),人們對采動(dòng)區(qū)輸電線路的安全性越來越關(guān)注。因此,開展采動(dòng)區(qū)超高壓輸電鐵塔破壞機(jī)理與變形控制技術(shù)的研究具有重要意義。
　　進(jìn)行了典型截面鍍鋅角鋼螺栓連接滑移變形的試驗(yàn)研究,提出了一種新的描述鍍鋅角鋼螺栓連接的滑移變形的四階段線性簡化力學(xué)模型

2、,給出了連接滑移系數(shù)、初始滑移變形值、彈性擠壓剛度以及極限滑移變形值等模型參數(shù)的取值方法。
　　研制了角鋼交叉斜材穩(wěn)定承載力試驗(yàn)裝置,進(jìn)行了典型角鋼交叉斜材穩(wěn)定承載力的試驗(yàn)研究,獲得了交叉斜材在拉壓和壓壓兩種受力條件下的破壞形態(tài)和相應(yīng)的穩(wěn)定承載力?；谳S心壓桿彈性穩(wěn)定理論,建立了同時(shí)考慮兩桿側(cè)移和扭轉(zhuǎn)雙重耦合作用的力學(xué)計(jì)算模型。計(jì)算結(jié)果表明,該模型相比現(xiàn)有的計(jì)算模型能對交叉斜材穩(wěn)定承載力進(jìn)行更準(zhǔn)確的計(jì)算分析。通過有限元模擬,研究了

3、典型拉壓斜材和壓壓斜材的兩桿軸力比值對目標(biāo)壓桿穩(wěn)定承載力的影響規(guī)律。結(jié)合采動(dòng)區(qū)輸電鐵塔交叉斜材的受力特點(diǎn),對其穩(wěn)定承載力計(jì)算方法和相應(yīng)的長細(xì)比修正系數(shù)提出了改進(jìn)意見。
　　建立了采動(dòng)區(qū)輸電鐵塔考慮螺栓連接節(jié)點(diǎn)滑移的有限元整體計(jì)算模型,對采動(dòng)區(qū)典型輸電鐵塔在典型地表變形作用下的抗變形性能進(jìn)行了分析,得到了節(jié)點(diǎn)滑移對鐵塔受力和變形的影響規(guī)律;確立了輸電鐵塔根開變化限值的判斷準(zhǔn)則,獲得了典型地表變形作用下鐵塔根開變化的允許限值,并與不考

4、慮節(jié)點(diǎn)滑移的分析結(jié)果進(jìn)行了比較。為采動(dòng)區(qū)輸電鐵塔結(jié)構(gòu)的抗變形性能研究及其變形控制提供了依據(jù)。
　　建立了考慮螺栓連接節(jié)點(diǎn)滑移變形的鐵塔結(jié)構(gòu)與采動(dòng)地基和基礎(chǔ)的協(xié)同作用有限元整體計(jì)算模型,分析了典型地表變形作用下鐵塔結(jié)構(gòu)受力變形和基底反力分布變化規(guī)律;研究了獨(dú)立基礎(chǔ)和復(fù)合防護(hù)板基礎(chǔ)的抗變形性能;獲得了復(fù)合防護(hù)板厚度與鐵塔抗變形性能的相關(guān)關(guān)系,提出了復(fù)合防護(hù)板厚度的取值方法。
　　提出了采動(dòng)區(qū)輸電鐵塔復(fù)合防護(hù)板基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)理論,建立

5、了考慮鐵塔復(fù)合防護(hù)板基礎(chǔ)與彈性采動(dòng)地基的協(xié)同作用理論計(jì)算模型,針對典型算例分析了復(fù)合板厚度、地基抗力系數(shù)和地表最大下沉值等因素對防護(hù)板基礎(chǔ)受力和變形的影響規(guī)律,開發(fā)完成了采動(dòng)區(qū)輸電鐵塔復(fù)合防護(hù)板基礎(chǔ)內(nèi)力和位移的計(jì)算程序。
　　考慮節(jié)點(diǎn)滑移對結(jié)構(gòu)受力的影響、地基基礎(chǔ)與上部鐵塔結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用,提出了利用關(guān)鍵斜材達(dá)到穩(wěn)定承載力時(shí)的根開變化限值作為鐵塔是否安全可靠的判斷準(zhǔn)則,提出了針對采動(dòng)區(qū)輸電鐵塔的安全性評(píng)價(jià)方法,對典型采動(dòng)區(qū)輸電鐵塔的