输电线路杆塔结构风荷载分析

合集下载

架空输电线路设计中杆塔荷载问题的分析

架空输电线路设计中杆塔荷载问题的分析

架空输电线路设计中杆塔荷载问题的分析摘要:输电线路杆塔是支承架空输电线路导线和地线并使它们之间以及与大地之间保持一定距离的杆形和塔形的构筑物,其安全可靠性直接关系到整个输电线路的安全运行。

文章主要针对高压输电线路杆塔荷载设计及计算进行了分析。

关键词:高压架空;输电线路;杆塔风荷载;设计随着我国高压电网的建设以及同塔多回线路、紧凑型线路、大截面导线等输电新技术的推广应用输电线路电杆塔大荷载、大型化的趋势愈发明显。

依据5B2模块输电线路通用设计,结合GB50545-2010《110~750kV架空输电线路设计规范》国家标准的实施,本院承担了500kV5B2模块的设计,在通用设计统一原则的基础上,结合省内设计及运行经验,分析相关工况下杆塔荷载计算时的取值。

1杆塔荷载的分类荷载作为输电线路设计中重要的荷载之一一直是输电线路的热点研究课题。

杆塔荷载可分为永久荷载和可变荷载,导地线、绝缘子及附件、杆塔结构等属于固定荷载,风和冰荷载、导地线张力、安装检修的附加荷载等属于可变荷载。

杆塔设计时的荷载分类主要是从作用方向角度来分的,一般分为水平荷载、垂直荷载和纵向荷载。

其中与杆塔规划密切相关的主要为导地线水平荷载、垂直荷载和导地线不平衡张力的取值,结合5B2模块设计条件,具体分析各种荷载的计算取值。

5B2模块为海拔1000m以内、设计基本风速27m/s(离地10m)、覆冰厚度15mm,导线4×LGJ-630/55的单回路铁塔,分平地和山区两个系列。

1.1导地线水平荷载风作用于电线上产生的横向风荷载Wx,并非理论风压于电线受风面之积,还要考虑电线的体型系数μSC、与风速大小有关的风压不均匀系数α、与电压等级和风速大小有关的风荷载调整系数βC、与电线平均高度有关的风压高度变化系数μZ,以及与电线轴线间的夹角θ等影响。

根据GB50545-2010,导线及地线风荷载的标准值应按下式计算:WX=α·WO·μZ·μSC·B2·βC·d·Lp·sin2θ(1)WO=V2/1600(2)式中:WO为基准风压标准值,kN/m2,应根据基本风速V(m/s)计算;d 为导线或地线的外径或覆冰时的计算外径,分裂导线取所有子导线外径的总和,m;Lp为杆塔的水平档距,m;B2为导线、地线覆冰后风荷载增大系数(10mm 冰区取1.2,15mm冰区取1.3,20mm及以上冰区取1.5~2.0)。

输电线路杆塔结构的抗风研究与优化设计

输电线路杆塔结构的抗风研究与优化设计

输电线路杆塔结构的抗风研究与优化设计输电线路是将电能从发电厂或变电站输送到用电点的通道,而杆塔是输电线路的重要组成部分。

杆塔的结构对于输电线路的稳定运行具有关键作用,其中,抗风能力是杆塔结构设计的重要考虑因素之一。

本文将对输电线路杆塔结构的抗风研究与优化设计进行探讨。

一、背景介绍输电线路是能源供应的重要基础设施,为确保电能稳定传输,杆塔必须具备良好的抗风能力。

风是导致输电线路杆塔产生振动的主要原因之一,而杆塔振动会导致线路受力过大,进而影响输电线路的安全运行。

因此,研究杆塔的抗风性能,对于提高输电线路的可靠性和稳定性具有重要意义。

二、抗风研究1. 风荷载计算首先,抗风研究需要进行风荷载计算。

风荷载计算是确定杆塔所受风荷载大小的关键步骤。

计算过程中需要考虑风速、风向、垂直风速梯度等因素,并结合建筑物、地形等情况进行综合分析。

通过合理的风荷载计算,可以为杆塔结构设计提供准确的依据。

2. 抗风设计准则根据风荷载计算结果,制定相应的抗风设计准则是进行抗风研究的关键环节。

不同地区的风力条件不同,因此,针对不同地区开展抗风设计准则的制定是必要的。

这样可以使得杆塔结构在不同风力风荷载下都保持安全稳定。

3. 杆塔结构设计优化基于抗风设计准则,针对具体杆塔结构进行优化设计也是必不可少的步骤。

在设计过程中,需要考虑杆塔的几何形状、材料选择、节点连接等因素,以提高杆塔结构的抗风能力。

通过合理的优化设计,可以有效减小杆塔结构的振动幅值,提高其抗风稳定性。

三、优化设计实例以某输电线路的杆塔结构为例,进行优化设计的实例分析。

该输电线路所在地区风力较大,因此,杆塔结构的抗风能力是设计的重点。

在风荷载计算环节,采集该地区多年风力数据,并进行合理的统计分析。

依据计算结果,制定相应的抗风设计准则。

在杆塔结构的设计优化过程中,通过对比不同几何形状的杆塔结构,选择合适的形状以降低风荷载对杆塔的影响。

同时,优化节点连接方式,采用耐风性更好的连接方式来提高整体抗风能力。

输电线路塔身风荷载计算方法

输电线路塔身风荷载计算方法

输电线路塔身风荷载计算方法嘿,咱今儿个就来说说输电线路塔身风荷载计算方法这事儿!你可别小瞧了这风荷载,它就像个调皮的小精灵,要是不把它弄明白,那输电线路可就有麻烦啦!想象一下,那输电线路的塔身就像是个勇敢的卫士,屹立在天地之间。

而风呢,就像是一群捣蛋鬼,时不时地就来捣乱。

这时候,我们就得想办法算出风荷载到底有多大的威力,才能让塔身这个卫士做好准备呀!风荷载的计算啊,其实就像是解一道谜题。

我们得考虑好多因素呢,比如风速啦,风向啦,还有塔身的形状和尺寸等等。

这就好比是给一个人搭配衣服,得考虑身材、风格、颜色啥的,一个都不能马虎。

咱先来说说风速。

这风速可太重要啦,就像一个人的跑步速度一样。

风跑得越快,对塔身的冲击力就越大。

那怎么知道风速有多大呢?这就得靠专门的仪器去测量啦。

然后是风向。

这风向就像是一个调皮的孩子,一会儿往东跑,一会儿往西跑。

我们得搞清楚它到底往哪个方向吹,才能更好地算出风荷载对塔身的影响呀。

再来说说塔身的形状和尺寸。

这就好比是不同形状的碗,装的水肯定不一样多呀。

塔身要是又高又细,那受到的风荷载可能就会大一些;要是矮矮胖胖的,可能就会小一些。

那具体怎么计算呢?这可就得用到一些公式和方法啦。

这就像是做菜的菜谱一样,按照步骤一步一步来。

不过可别觉得这很简单哦,这里面的学问可大着呢!比如说,我们得考虑空气的阻力,就像人在水里游泳会受到水的阻力一样。

还得考虑塔身的结构,是不是坚固呀,能不能承受住风的冲击呀。

算出来风荷载之后呢,我们就可以根据这个结果来设计和建造输电线路塔身啦。

就像是给房子打地基一样,得打得稳稳的,才能让房子不倒塌呀。

你说这风荷载计算方法重要不重要?那当然重要啦!要是算错了,那输电线路出了问题可咋办?那可就会影响好多人的生活呀!所以呀,咱可得认真对待,不能马虎。

总之呢,输电线路塔身风荷载计算方法就像是一把钥匙,能打开安全输电的大门。

咱可得好好研究,让这把钥匙发挥出最大的作用,为我们的生活提供稳定可靠的电力呀!你说是不是这个理儿?。

输电线路的风荷载及结构安全分析

输电线路的风荷载及结构安全分析

输电线路的风荷载及结构安全分析输电线路是电力系统中至关重要的组成部分,它承担着将发电厂产生的电能输送到各个用电单位的重要任务。

然而,在输电线路的运行过程中,除了电缆自身的电气性能以外,还存在着一些其他的因素可能会对其运行产生不利影响,其中风荷载是较为常见且重要的一项。

本文将就输电线路的风荷载及结构安全进行分析,并探讨可能的应对措施。

1. 风荷载对输电线路的影响输电线路往往需要长跨越大面积地理范围,因此会受到气候因素的直接影响。

风荷载作为这些气候因素中的重要一项,对输电线路的安全性产生了重要影响。

首先,风荷载会对输电线路的塔架结构及导线产生直接的力学影响。

当强风吹袭时,输电线路所承受的风压力将会增加,导致传输塔架出现倾斜或者变形的情况。

同时,强劲的风还会导致输电线路导线产生振动,进而引发由于摆动造成的磨损、腐蚀等问题。

其次,风荷载还会对输电线路的绝缘子产生影响。

输电线路绝缘子作为输送电能的主要通道,其工作状态的可靠性对于输电系统的正常运行至关重要。

然而,在风大的条件下,由于绝缘子受到风压力的影响,产生外倾或者撞击,导致其绝缘性能下降,进而降低整个输电系统的工作效率。

2. 输电线路结构安全分析针对输电线路在受到风荷载作用下可能出现的问题,需要进行结构安全分析,以确保输电线路的稳定和正常运行。

首先,需要对输电线路的塔架结构进行合理设计和计算。

采用合适的材料和结构设计,以应对可能的风压力和其他外力的作用,确保塔架的稳定性和可靠性。

其次,应对输电线路导线的振动问题进行研究。

导线的振动会影响输电线路的稳定性,并可能加速导线疲劳和腐蚀的发生。

因此,需要采取一系列措施,如增加导线的悬挂点,加装减振器等,以减少振动的发生。

另外,绝缘子的结构和性能也需要进行充分的考虑。

通过合理的选择绝缘子的材料和结构,以及建立可靠的绝缘子状态监测体系,可以有效提高输电线路的工作效率和可靠性。

3. 应对措施为了确保输电线路的结构安全和正常运行,在设计和建设中需要采取一系列应对措施。

输电线路杆塔结构设计与安全分析

输电线路杆塔结构设计与安全分析

输电线路杆塔结构设计与安全分析1. 引言输电线路是将电能从发电厂输送到用户的重要途径,其中杆塔是支撑输电线路的重要组成部分。

杆塔的结构设计和安全分析对于确保输电线路的可靠运行至关重要。

本文将探讨输电线路杆塔结构设计与安全分析的相关问题。

2. 输电线路杆塔结构设计2.1 杆塔的类型和功能杆塔的类型根据输电线路的特点和需求决定,主要有悬垂塔、耐张塔和角钢塔等。

不同类型的杆塔承受不同的应力和荷载,因此其结构设计需要根据实际情况合理选择。

悬垂塔用于支撑输电线路的过渡杆塔,主要作用是承受电线重量和保持电线在合适的高度。

耐张塔用于承受输电线路的张力,主要作用是保持电线的水平张力,并通过绝缘子串将电线与杆塔绝缘。

角钢塔用于支撑输电线路在角点和转角处,主要作用是承受电线的拉力和侧荷。

2.2 杆塔的结构设计要考虑的因素杆塔的结构设计要考虑多个因素,包括荷载、持久性、地基条件、风荷载、地震荷载和冰荷载等。

在设计过程中,需要通过强度计算、稳定计算和刚度计算等方法,确保杆塔能够承受各种荷载条件下的力学和结构要求。

3. 输电线路杆塔安全分析3.1 强度安全系数强度安全系数是评估杆塔结构安全性的重要指标。

强度安全系数是指杆塔承受外力作用下的最大应力与杆塔材料的屈服强度之比。

通常情况下,强度安全系数应满足设计规范的要求,以确保杆塔在设计寿命内不发生延性破坏。

3.2 稳定性分析稳定性分析是评估杆塔结构在外力作用下抵抗倾覆、屈曲和滑移等破坏形态的能力。

稳定性分析主要包括几何稳定性分析和结构稳定性分析。

几何稳定性分析主要考虑杆塔倾覆和滑移的问题,通过计算抵抗倾覆和滑移的稳定性安全系数来评估结构的稳定性。

结构稳定性分析主要考虑杆塔抵抗屈曲现象的能力,通过计算抵抗屈曲的稳定性安全系数来评估结构的稳定性。

3.3 风荷载分析输电线路杆塔在风力作用下会受到风荷载的影响,因此风荷载分析是杆塔结构安全分析的重要内容。

风荷载分析需要考虑杆塔的几何形状、表面粗糙度、地理位置以及风力特性等因素。

对于输电线路杆塔结构风荷载的探讨

对于输电线路杆塔结构风荷载的探讨

对于输电线路杆塔结构风荷载的探讨摘要:输电线路杆塔的安全稳定性直接影响着整个电力系统。

其中,风荷载作为一种重要的荷载形式,是影响输电线路杆塔结构稳定性的主要因素。

基于此,本文结合风荷载对输电线路杆塔结构的影响,探讨了目前杆塔结构中风荷载的几种计算方式,并就如何在风荷载作用下优化杆塔结构提出了一些建议。

希望对有关的工作人员有所启示。

关键词:输电线路;杆塔结构;风荷载着社会经济的发展对电力能源的需求日益扩大使得国内的高压电网建设也获得了长足的发展同时由于大型导线、紧凑型线路、相同塔回来线路等输电新技术的发展、创新和应用我国输电线路杆塔结构朝大规模、大荷载发展的趋势日益明朗。

杆塔结构是决定输电线路安全、稳定运行的关键因素而风荷载作为杆塔结构中的几大重要荷载之一虽然其与一般地震荷载的作用幅度比较而言并不大但其作用频繁度却远远高于地震荷载的。

由于这些输电线路杆塔基本有一定的高度受风力的影响较大因此计算和分析其风荷载变得十分重要1.风荷载对输电线路杆塔结构的影响1.风的速度会产生结构位移风荷载是当空气流动时对工程结构所产生的一种压力。

由于风的作用是不稳定且没有规律的,风荷载在风压、地形、高度、建筑物的体型等因素的影响下同样是处于变动之中的。

例如,如果是外形相对规则且不是很高的建筑物,完全可以按照规范的方法对风荷载值进行计算,动力效应则可以通过适量增大风荷载值的方法来确定,此时用来计算结构本身内力和位移的风荷载值是作为静力荷载存在的。

但是对于高层建筑物,风的效应是不断加大的,此时就必须充分考虑到由于位移增加过快而引起的动力效应的影响。

这种情况下可以使用经验公式对顶点的速度效果进行估算。

输电线路杆塔结构需要支撑的导线及其他结构所处较高位置,再加上线路和设备本身的重量、拉力,风荷载就需要通过试验加以确定,并以此对规范方法的不足进行弥补。

1.2风荷载对输电线路杆塔结构刚度的影响对于输电线路杆塔结构的设计,要求不仅能在正常天气环境中稳定运行,在一般风暴作用下也要能够维持正常运转。

架空输电线路设计中杆塔荷载的相关问题分析

架空输电线路设计中杆塔荷载的相关问题分析

架空输电线路设计中杆塔荷载的相关问题分析摘要:架空输电线路是当前我国电力输送中非常重要的一种线路架设方式。

在架空输电线路中,杆塔的载荷会对输电安全造成影响。

本文从水平以及竖直两个方面对杆塔载荷相关问题进行了分析,旨在进一步提升架空输电线路设计的科学性与合理性,保障输电线路运行安全。

关键词:架空输电线路;杆塔设计;问题1 引言目前,架空输电线路设计有着不同的规范,包括了国家标准、行业标准以及企业标准等,不同范围可能有着不同的设计规范标准,但必须根据相关的规范标准进行设计,同时需要满足规范要求,达到相关的标准指标。

国际电工委员会(IEC)于1991 年推广使用了IEC60826:1991《架空输电线路荷载和强度》,2003 年在实际应用当中加以改进修改,最后通过不断完善,于是推广应用了IEC60826:2003《输电线路结构设计标准》。

对杆塔荷载的讨论,关键掌握设计当中的系数、风荷载、最小设计风速等的设计规范以及杆塔的载荷、动力风载重要求、杆塔荷载的分类标准以及设计原则。

当中设计的参数选取和标准,结合有关的规范进行选取运用,一般通过以结构可靠度指标的结果进行选取;风振系数一般参考高塔的情况选取;荷载组合一般结合导线的断线设计要求、张力大小和与风、冰荷载的设计标准情况。

对以上相关的外荷载大小进行分析,主要是通过对杆塔外部荷载,同时根据其相关变化规律情况,为杆塔结构设计给以更好的规范的指导。

对我国电力系统由传统的高压、超高压输电技术向特高压输电技术方向发展起到重要的作用,达到架空输电线路的相关要求,另外对于存在的问题加以改进,本文均根据当前的架空输电线路设计有关规范进行讨论。

2 架空输电线路设计的要点2.1 架空输电线路设计中导线的选择目前,我国应用最广泛的是钢芯铝绞线导线,这主要是钢芯铝绞线的内部是钢线,外部是铝线绞制形成,其不但机械强度好,还能够传输大部分电流。

架空输电线路的电能输送容量较大、电压等级较高,为了降低对高频通讯与电晕的干扰,架空输电线路通常采用两根或者更多根数的导线,并且导线的选择标准应该满足下面几个要求:导线表面不能有夹杂物或腐蚀斑点,应该保证表面的圆整与平滑;导线绞合的应该均匀紧密,并且导线绞合的紧密度应该符合相应的机械张力的放线标准;导线产品应该满足GB/T1179-2008的要求。

第二章--杆塔荷载分析计算(第二版)PPT优秀课件

第二章--杆塔荷载分析计算(第二版)PPT优秀课件

α
α
α1≠α2
α1=α2
图2-2导线角度荷载计算示意图
一相导线角度荷载:
PJ=T1sinα1+T2sinα2
29
式中 T1、T2杆塔前后导、地线张力 N; α1、α2导、地线与杆塔横担垂线间的夹角。
当α1=α2=α/2时,(α为线路转角) 则 PJ=(T1+T2)sinα/2
当α=0时 PJ=0 为无转角耐张型杆塔 (2)不平衡张力(为纵向水平荷载) 不平衡张力-所有张力在垂直横担方向的失量和
(3)对地线,除无冰区段外,设计冰厚应较导 15
线冰厚增加5mm。
1、新老标准的重大区别 (1)老标准:断线为无冰无风新标准:断线 为有冰无风 (2)对地线,除无冰区段外,设计冰厚应较 导线冰厚增加5mm。 2、其它规定详见规范说明!!!
16
1、承载能力极限状态表达式 强度计算表达式 0 S≤R 结构、构件的抗力设计值。
垂直荷载设计值GD:
永久荷载分项系数γG=1.2 可变荷载分项系数γQ=1.4
2
0
0
= (1.2×1×3.58×10-3 181.62×368+ 1.2×520)
+ [1.4×1.0×1×17.5×10 -3 ×181.62×368
+1.4×520×(1.075-1)]
=5188N
27
1、直线型杆塔:
导线取K=2.5,地线取K=2.7; 32
X%-最大使用张力百分比值,按《规范》 规定选用(如表2-7~8);
特别说明:直线型杆塔与耐张型杆塔的重要区别是 承受的荷载不同,主要是杆塔纵向荷载:
1、正常情况:耐张型杆塔要承受杆塔纵向的不平衡 张力,如下图
2、断线情况:两者断线张力的最大使用张力的X%不 一样。。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

输电线路杆塔结构风荷载分析
摘要:随着我国高压电网建设的迅速发展,新的输电技术如同塔双回线路、紧凑线路、大截面导线等,都使输电线路杆塔结构产生大负荷的趋势日益突出。

输电线路杆塔是线路的重要组成部分,是线路安全、可靠的重要组成部分。

风荷是输电线路杆塔所要承担的最大载荷,但其影响范围较大。

因此,在输电线路杆塔的设计中,对其进行风载荷的计算和分析就显得尤为重要。

关键词:高压电网;输电技术;杆塔结构;风荷载
引言:架空传输线杆塔是一种柱状或塔状结构,它支撑着架空传输线的导线和地线,并使两者与地面保持一定的间距,其安全可靠度对整个输电系统的安全运行有着重要的影响。

在架空输电线路中,杆塔造价占总投资的30%或更多,它直接影响到线路的经济效益。

随着我国特高压电网的不断发展,同塔多回线路、紧凑线路、大截面导线等新技术的普及,线路杆塔大荷载、大型化的发展趋势日益显现。

随着我国建设“节约型、环境友好型”社会,电网安全稳定,气候变化复杂,对杆塔的安全可靠性、经济性和环保性能的要求越来越高。

文章就国内输电线路杆塔结构的受力取值、结构优化及新材料应用等方面的最新研究成果进行了综述,并结合国内外的实际情况,指出了今后的发展方向。

1.风荷载对输电线路杆塔的影响
1.1风的速度会产生结构位移
对于某一特定高度以下的高层建筑,可以采用标准的方法进行计算,采用适当增加的风荷载来度量其动态影响,而风荷载仍以静力形式计算其自身的内力和位移。

但在高层建筑中,由于建筑物的高度越高,受风影响越大,由于位移太快所产生的动态影响就越小。

在考虑了动力作用的情况下,必须采用经验公式对顶点速度的影响进行估计。

因为铁塔所支持的导线和上部结构的高度都很高,而且导线的自重和拉力都很大,所以必须进行风洞实验来判断风向和风荷的影响,以弥补规范的缺陷。

1.2风作用下输电线路杆塔的刚度影响
在输电线路杆塔结构的设计中,应该考虑到在普通暴风雨影响下,杆塔也能
正常工作。

这就是在结构的弹性和小位移条件下,风力可以发生不同的角度,例
如-10到+10度。

在水平拉力、上下向力的作用下,杆塔的受力也是不规则的。

而风荷载的设计则是以输电线路杆塔的受力为基础进行的,对于高架线的杆塔,
可以保证在一般的小风向下运行。

在输电线路杆塔变形加速度低于0.005 g时,
其自身结构不会受到影响,而变形加速度超过0.015 g时,则会产生微小的结构
弹性,而在大风引起的变形加速度较大时,则会引起结构的损伤。

根据这种情况,可以在线路杆塔上加装减震装置,或者在线路上增设纵向结构,从而改善线路杆
塔的刚度。

2.杆塔设计的现状分析
输电线路杆塔是我国电网中的一个关键环节,如何确保其在运行中保持良好
的运行是十分关键的。

输电线路的杆塔属于典型的高耸建筑,大多位于荒山野岭
地带,因此,在设计与计算中,风荷载起着十分关键的作用。

由于输电塔的结构
比较复杂,目前国内的输电线路施工规范和设计都没有对其自身的风荷载进行明确、合理的计算。

输电线路杆塔属于高柔性结构,受外力影响,其自身结构会产
生动态响应。

而输电线路的杆塔本身具有无穷自由度,可将其分解为若干自由度
系统。

在脉动风载荷作用下,其动力响应是由不同模式响应的概率叠加而成,其
特征具有很大的不规则性,通常在30秒至60秒,有时数分钟,甚至更久。

这就
可以用静力学的方法来计算每个剖面的内力,最终的总内力是通过各个模态的贡
献得到的。

杆塔是一种超静定结构,一根杆件的失效并不能决定整体的破坏,只
有在杆塔被破坏的杆件数量达到一定数量后,杆塔无法承受更多的荷载,从而造
成杆塔的失效。

传统的应力计算方法已不能适应这种特性。

因此,对杆塔结构进
行有限元计算,并对其进行最大承载能力的研究是十分必要的。

风荷载、冰雪荷载、地震荷载等对杆塔的荷载有很大影响。

在杆塔的设计中,由于对其动态性能
的深入研究,在设计时往往会盲目地选择较大的动荷载影响因素。

这不但使杆塔
的自重有所提高,同时也避免了因动力作用造成的杆塔失效。

因此,对杆塔的动
力性能进行分析,是从静态到动态的一个重要环节。

3.输电线路杆塔结构研究
3.1杆塔荷载
在杆塔的荷载分析中,重点探讨了结构重要性系数、风荷载重现期、最小设计风速等参数的取值,以及杆塔的静、动风荷载的计算方法,并给出了相应的计算公式。

结构的重要系数和荷载的现值是根据结构的可靠性指数来计算的,而风振系数是以塔身为基础的;荷载组合的主要是考虑了线路的断线原则、拉力的取值以及与风、冰荷载的结合情况。

通过对外荷载数值的分析,可以了解其在外力作用及变化规律,从而为其结构设计提供更客观的参考。

3.2杆塔结构设计方法
杆塔的结构设计方法主要包括:分析计算力学模型、杆件承载力计算方法、杆端节点的构造计算方法等;另一方面,对杆件的选择、塔尖、塔腿型、坡度、根开、塔身断面、斜材、横隔面等进行了研究。

目前,铁塔的结构形式主要是采用理想的铰链式整体式结构。

在考虑节点的约束下,以全塔为超静定空间系统,通过计算结构的平衡与变形协调,计算出塔身的受力与变形,并依据其强度与稳定情况,进行选材。

3.3在输电线路杆塔结构最大风的时距
在结构设计中,关键的问题是瞬间风速与平均风速。

所谓的瞬时风速,其实就是一段很短的时期里的平均风速。

国际上常用的说法是阵风的速度。

气象站所提供的阵风速是以风速仪为基础,以其所采用的特性为基础。

指的是2秒、5秒或10秒的最大风速。

各国的最大风速值并不完全相同,有些国家的电力公司所采用的标准也不尽相同。

正如某些全国电力安全法规(NESC)所规定的那样,根据风压和设计方法,对应的风速,都是一段较长的平均风速。

4.我国输电线路杆塔结构未来的研究方向
4.1设计理论体系
从整体上讲,国内的铁塔结构设计理论还比较传统,还没有形成完善的、先
进的理论体系,以满足发展的要求。

传统的结构分析方法都是基于线弹性结构的
理论,因此,在电力系统的结构设计中,必须对结构的非线性、有限元的有限元
计算进行深入的研究。

对于加工误差、初位移、初应力等因素对杆件承载力的影响,尚无较深入的探讨与结论。

对导线与杆塔、塔与地基之间的相互作用进行研究。

4.2荷载取值
目前,杆塔的受力计算主要集中在一些与静风荷载相关的重要参数上。

关于
动力风荷载的计算方法,目前尚无较全面、系统的探讨。

在线路上,由于线路地
形复杂、幅员辽阔,可用的气象资料很少,多数是通过现场实测资料和工程实践
来确定,特别是在微地形、微气象条件下,冰荷的数值比较薄弱。

同时,还应加
强对风、冰荷载组合和与断线状态组合的计算。

4.3设计计算软件
目前工业上使用的设计计算软件比较落后,很少有新的研究成果和成功的经验,而且在设计方法上也有明显的缺陷,比如风振动力载荷的计算。

在设计时,
根据杆塔的主要结构参数,粗略地确定其风振系数,采用反复的静力分析,对其
进行材料选择,但其动态性能未作往复检验。

在今后的输电线路设计、运行、维
护中,“数字电网”是不可避免的发展趋势。

为了研究、摸清线路机械力学在不
同的天气、地理环境中的动态特性,研究和开发电力线路综合设计的软件平台是
十分必要的。

结束语
在确保塔杆安全、可靠的基础上,如何减少塔体重量、减少工程成本,已经
成为铁塔结构设计中的一个重要难题。

针对上述问题,应从荷载取值、结构型式、断面形式、节点构造、杆塔材料等几个方面进行优化。

随着时代的发展,人们对
传统的杆塔的设计思路和思路提出了新的挑战,这就需要在结构设计上寻求新的
突破。

这就需要我们继续加大对铁塔的研究力度,为输电线路的安全、稳定运行
提供强有力的支持。

参考文献
[1]张小宁. 论输电线路杆塔结构风荷载分析[J]. 中文科技期刊数据库(全文版)工程技术, 2017(2):00182-00182.
[2]刘晓敏, 苗玉光. 分析输电线路杆塔结构风荷载[J]. 电子制作,
2013(17):1.。

相关文档
最新文档