谭湘[1]2000年在《拉线V型铁塔的优化设计与整体稳定性分析》文中研究说明本文在对拉线V型铁塔非线性理论进行研究的基础上，进行了空间桁架体系的大位移小应变分析和悬索体系的几何非线性分析，推导了空间桁架体系的刚度矩阵及悬索的有限元模式，完善了索桁混合有限元法。 本文给出了实际工程中拉线V型铁塔优化设计的数学模型，指出了工程界流行的优化设计方法存在的问题，提出了准满负荷法，并详细地阐述了结构准满负荷设计的方法及其突出特点。 本文在矩阵位移法的基础上，提出了空间杆系结构整体稳定性的分析方法，并推导出了空间杆系结构的几何刚度矩阵。并根据上述思想，采用荷载增量法对拉线V型铁塔的整体稳定性做了详细的分析。 最后，文章针对拉线V型铁塔这一具体结构，形成了拉线V型铁塔内力分析、优化设计、整体稳定性分析的完整算法。并基于理论分析，编制了拉线V型铁塔内力分析、优化设计、整体稳定性分析的FORTRAN程序。通过某一类拉线V型铁塔的实例研究计算，得出了对工程实际具有指导意义的结果。
郝紫阳[2]2005年在《铁塔动态特性及稳定性有限元分析》文中指出输电铁塔作为电力输送的支柱,约占线路总投资的40%左右,安全可靠性直接关系到整个电力系统的安全与经济运行。铁塔在风载与地震等冲击荷载作用下所引起的输电铁塔振动失稳,是倒塔事故的重要原因,因此,在考虑铁塔静态稳定之外,掌握铁塔在风载与地震等冲击载荷作用下的动力响应是非常重要的。本文使用大型通用有限元分析软件ANSYS从研究输电铁塔静态稳定出发,首先对铁塔的动态特性进行了分析,进而计算了铁塔在风载与地震冲击载荷作用下所引起的动力响应;最后结合载荷增量法对铁塔结构的整体稳定性进行了分析。这种有限元分析方法的通用性很强,适合于任何铁塔,为以后的输电铁塔的动力响应和稳定分析以及工业应用打下了良好的基础。
杜伟[3]2014年在《高压输电铁塔结构强度和稳定性分析与加固》文中认为随着经济的发展，原有输电线路和铁塔体系不能满足生产发展的要求，要进行输电线路体系的升级。在新使用条件下，如电压等级、导线型号、导线转角和布线方式等发生改变，已有的输变电铁塔不能满足负荷条件下的安全工作。为了确保此类铁塔继续投入使用，工程加固补强的研究受到越来越多的重视。本文通过建立铁塔结构的梁-桁混合力学模型，结合工程结构加固的思想，对某铁塔结构提出了多种加固方案，并采用有限元法对各种加固方案进行应力强度计算和局部稳定性分析。依据设计规范讨论了铁塔结构承载力薄弱部分在加固后的力学性能，并给出了加固杆件的设计及节点连接方式的构造措施，从而获得了满足铁塔结构在新使用条件下的加固方案。加固的杆件自身构成几何不变体系，不损伤原结构体系，加固周期短，施工方便，费用低，能够达到在不影响正常输电或短期内就能恢复供电的使用要求，确保在新的使用条件下已服役的铁塔能够继续安全工作和延长使用寿命。文中提出的加固方法可用于一般铁塔的加固工程，为同类型铁塔加固的施工技术提供参考。
任杰[4]2014年在《输电线路铁塔的选型设计与结构优化研究》文中研究说明本文主要针对110kV～750kV送电线路中使用的自立式铁塔进行研究,根据安全可靠、技术先进、保护环境、控制成本的原则,选取常用的塔型。对常用塔型的绝缘配合及防雷保护、间隙圆及金具、塔头电气尺寸、杆塔荷载、结构形式等进行优化研究。并开展相关技术的应用性建模计算。结合作者在实际工程中的经验总结出来的一些个人的想法,对比铁塔各项指标对整个工程造价、安全系数、环境的影响大小,从塔头电气尺寸、塔身坡度、塔身断面形式、塔身横隔设置、传力线路、根开尺寸、场地运输便利性等方面综合考虑,对已有及优化的铁塔进行计算和经济性对比。经过计算对比,提出针对各项指标的优化方案,力求最终优化得出的塔型能尽量完美的满足电气安全和结构可靠以及规程要求的前提下,具有最轻的塔重且具有可应用性,又可最大限度上保护环境不影响周边植被等的同时为电网的建设节省成本。
赵强, 王德弘[5]2014年在《500kV拉线门型塔补强加固试验研究》文中研究表明拉线塔是高压输电线路中常见的一种塔形,而在运行维护过程中发现,在许多拉线塔的上部横担中与拉线挂板连接处存在角钢发生较大变形的现象,严重威胁线路安全。针对东长哈送电线路中大量存在的87LM21塔,建立了其有限元模型,并对其进行非线性分析,得到了在静风荷载作用下拉线门型塔的一些力学特性,找到了该塔在实际应用中不能满足使用要求的原因,并初步提出了2种补强加固方案;通过对87LM21拉线门型塔进行静风荷载加载试验,进一步明确了拉线门型塔的力学特性,验证了数值分析结果的正确性,并通过试验测试了补强加固方案的可行性。
刘永辉[6]2014年在《500kV FRP抢修杆塔的受力性能分析》文中指出全国范围内已经形成了除西北地区以外以500kV为骨干的的电网结构，并逐渐形成了以北、中、南为主的三大“西电东送”通道，实现了区域内及区域间电网互联。但是自然灾害频发，导致输电杆塔倒塔事故频发，输电中断造成很大的损失。以往的抢修杆塔搬运及组装耗时耗力，由FRP材料制作的抢修杆塔不仅质轻高强，而且绝缘性良好，可高效的实现快速的供电。鉴于此，需要对由FRP材料制作的500kV抢修杆塔的构件进行研究，以及对整个抢修杆塔进行安装工况和大风工况作用下的受力分析，以此来研究这种结构的受力。本文选取了3种不同的直径、5种长细比共计15根FRP管材构件进行轴心受压试验，以得出FRP材料的弹性模量和各构件的破坏形式与长细比的关系。将试验得出的轴心受压构件的稳定系数与各种钢结构设计规范进行对比，且在参考相关的研究分析的成果基础之上，拟合得出了适合FRP管材轴心受压构件的稳定系数计算公式。本文通过对500kV FRP材料抢修杆塔进行了真型试验，研究了这种结构在两种工况即安装工况和大风工况的作用下拉线及整体结构的静力受力性能和变形情况，此外用SAP2000有限元进行仿真对比分析，同时考虑节点对结构和螺栓的受力对结构滑移变形的影响。为进一步研究影响抢修杆塔的受力性能及变形情况，本文还分析了影响抢修杆塔结构的主要因素，即节点构造对结构受力的影响、拉线设置参数对FRP抢修杆塔结构受力性能的影响、杆塔杆段划分对抢修杆塔结构受力性能的影响，并提出抢修杆塔结构合适的参数设置。通过对比分析可知，选取合适的参数可使结构变形减小，可以很好地发挥此种材料的力学性能，可为今后FRP抢修杆塔的计算提供参考。
温航[7]2017年在《双柱悬索拉线塔稳定性研究》文中认为双柱悬索拉线塔是由塔柱、拉索、悬索、绝缘子以及导地线组成的张拉整体结构体系,其高柔的结构特性使得风荷载成为其主要的控制荷载。在风荷载作用下,迎风侧拉索的拉力将增大,从而导致相应塔柱轴力的增大,但当拉索的拉力达到某一临界值之后,塔柱静力失稳的临界荷载并不会随之提高。虽然背风侧拉索拉力的减小会使得相应塔柱轴力的减小,但塔柱沿线路方向的抗侧刚度也随之降低,从而使其静力失稳的临界荷载也降低。塔线体系的设计是以静力荷载作为依据,但在实际中它通常受到动力风荷载的作用,塔柱在其轴向方向将承受较大的动力荷载,当该动力荷载的频率接近塔柱侧向振动一阶频率的2倍时,塔柱将发生参数共振。由于双柱悬索拉线塔的占地面积较大,因此该类塔线体系一般用于荒漠或戈壁,在该类地区的风速可能远大于设计风速,即塔线体系存在倒塌的可能性。本文针对双柱悬索拉线塔的静动力稳定性展开研究,主要研究工作如下:(1)根据应变能相等得到格构式塔柱的等效截面属性,并从静力响应以及模态来验证这种等效方法得到的截面属性能用于格构式塔柱的静力或动力的简化分析。(2)根据塔柱的受力特点得到其静力稳定性分析的简化模型,即上端简化为弹性支座、下端简化为铰接的等截面压杆。为了得到弹性支座的刚度值,先基于广义变分原理推导斜拉索等效弹性模量的计算公式,该公式考虑了斜拉索在其自重作用下的垂度引起的几何非线性,再根据刚度的定义得到静力简化分析模型中弹性支座的刚度计算公式,并结合塔线体系在等效静力风荷载作用下的有限元分析结果计算出其刚度值。然后基于压杆稳定理论推导出塔柱静力计算长度系数的计算公式,并研究了斜拉索初始预拉力以及风速对其的影响。最后,采用ANSYS提供的特征值屈曲分析功能来验证这种理论研究的正确性。(3)塔柱参数共振研究的简化模型除弹性支座的刚度取值方法不同之外,其余均与其静力简化分析模型保持一致。为了得到弹性支座的动力刚度值,先用Oskoei提出的新方法得到斜拉索的等效动力刚度,再根据刚度的定义得到弹性支座动力刚度的计算公式,并结合塔线体系在动力风荷载作用下的有限元分析结果计算出其刚度值。然后基于Hamilton原理建立塔柱动力简化分析模型的偏微分运动方程,并通过Galerkin方法将其离散为常微分方程。最后根据鲍洛金提出的方法建立临界频率方程,从而得到塔柱的动力稳定域与不稳定域。(4)基于谐波合成法合成塔线体系中风速模拟点的风速时程,并将其转换风荷载施加到塔线体系上。在ANSYS中建立塔线体系的有限元分析模型并完成找形分析及静力求解,再借助ANSYS/LS_DYNA提供的隐式到显式序列求解功能完成塔线体系的应力初始化以及动力分析。在此基础上,运用B-R运动准则对塔线体系的非线性动力稳定性问题进行了研究,并选取了拉索的初始预拉力、风向角以及档距进行参数分析,主要目的是考察这些参数对塔线体系的非线性动力稳定性临界荷载的影响。最后,在本文的总结工作中提出了有关双柱悬索拉线塔静动力稳定性进一步研究工作的展望。
曹枚根[8]2006年在《钢管组合大跨越输电塔线体系抗震减震分析研究》文中研究指明大跨越输电塔线体系是应用极广的一类高耸大跨结构体系，作为一项重要的生命线电力工程设施，确保主结构体系在地震作用下的安全可靠运行，具有重要的经济、社会意义。该体系区别于其它土木结构的一个最显著特点是它由导地线和各个钢塔连接而成的连续体系，是一种复杂的空间塔-线耦联振动体系。高压输电塔是该体系的主要承重结构，目前国内外多采用角钢组合构件铁塔。由于钢管构件的截面型状力学特性比较好，外型美观，近年来，钢管塔和钢管组合塔在输电线路中得到了比较广泛的使用。输电铁塔除了受静荷载外，大部分时间主要经受动荷载的作用，振动是引起输电铁塔破坏的主要原因，确保输电塔线体系在地震作用下的安全运行越来越受到工程实践和研究人员的重视。 本文结合跨越珠江的一段220kV输电线路为工程实例，利用有限元分析软件ANSYS建立了该体系杆梁混合有限元分析模型。采用子空间迭代法分析研究了该体系的动力特性、单塔的动力特性，并对SZK系列单塔的动力特性变化特点修正拟合了工程上常用的一阶周期近似估算公式。通过分析体系中输电塔的动力特性参数和没有考虑导地线的单塔的动力特性，得到了几点关于悬挂的导地线在输电塔纵向和侧向的耦合效应的定性认识。此外，结合前人有关输电塔线体系抗震简化模型的研究，得到了输电塔的等效刚度模型，并引进侧向和纵向等效刚度系数α、β，对输电塔线体系的抗震简化模型进行了动力特性的分析对比。分析可知，体系的振型比较密集，且多以导地线的振型为主。为了更加直观准确的得到输电塔的动力特性，本文首先参考环境振动测试的思路，通过对体系有限元模型施加有限宽带白噪声激励，对铁塔时程响应进行了频域分析识别，可精确得到耦合了导地线的输电塔振动模态；为进一步验证有限元模型和输电塔振动模态的正确性，利用环境激励对输电塔进行了现场振动模态测试。 另一方面，本文以体系有限元分析模型为研究对象，预先进行自重荷载作用下的静力分析。以静力终态的位形和应力作为瞬态分析的初始态，然后输入El-Centro、Taft、场地波，采用Newmark-β逐步积分法和Newton-Raphson法反复迭代进行7度设防和7度罕遇情况下的双重非线性(弹塑性和几何非线性)三向地震反应分析，了解了输电塔线体系地震反应的一些特点。此外，文章还针对导地线对铁塔的地震影响进行了研究，通过有导地线和无导地线的铁塔地震反应的对比分析，进一步揭示了导、地线对输电塔的耦合作用规律。上述研究对体系在地震作用下的响应特点和规律进行了归纳总结，对输电线路的抗震抗风设计、研究有一定的借鉴和参考意义。文章最后对输电塔线体系的减震控制进行了初步的探讨。结构消能减震技术和结构被动调谐减震控制技术(TMD)因其减震机理明确、减震效果明显等特点而被工程界广泛采用于高层建筑、高耸塔架等结构中。本文研究了在输电塔上布置粘滞耗能阻尼器和调谐质量阻尼器后铁塔的响应特点，对比分析了体系有无上述两类控制装置的减震效果。
李勇[9]2014年在《无人飞行器在特高压交流输电线路巡视中的应用模式研究》文中提出无人飞行器在电力巡视中的应用已得到国内外专家和企业的广泛关注和研究试验,无人飞行器巡线以其安全、高效的优点成为电力线路巡视的发展方向,又因其特性能够满足即将成为国家主干电网的特高压交流输电线路的巡视要求,而成为研究热点。不过,现在对无人飞行器巡视特高压交流输电线路应用模式的研究不多,且开展的巡视试验多为非特高压、非长距离的输电线路巡视。因此,为得出应用无人飞行器开展常态化的特高压交流输电线路巡视的模式,本文对特高压交流输电线路的缺陷特征、无人飞行器和巡视设备的特性进行研究,在此基础上构建了两大类无人飞行器巡视特高压交流输电线路的应用模式。首先,为得到特高压交流输电线路的缺陷特征,在研究特高压交流输电线路各组成部分及功能后,分析了特高压交流输电线路正常运行时受到的线路电气和机械特性以及线路外部环境对特高压输电线路的影响。结合中国特高压交流输电线路的选型和设计特点,分析了线路本体缺陷、附属设施缺陷和线路外部隐患,通过对缺陷产生机理的分析,得到了缺陷的三个特性,即可见光缺陷特性、热缺陷特性和伴发紫外线特性,为采用新的巡视技术提供了依据。其次,针对特高压交流输电线路主要缺陷的三个特性,提出三种高效的检测技术,并收集相应的典型巡检设备的功能参数。之后,对做为无人飞行器巡线平台的无人飞行器进行分类,着重介绍了固定翼无人机、单旋翼无人飞行器和多旋翼无人飞行器,收集了适用于中国特高压交流输电线路巡视的无人飞行器和技术参数。并以无人飞行器的有效载荷的搭载能力为主要约束,对无人飞行器和三种巡视设备进行匹配,得出多种匹配方式,为发挥各种组合的优势构建巡视模式奠定了基础。最后,总结了特高压交流输电线路巡视的内容,结合无人飞行器和巡视设备的组合特性,构建了单无人飞行器巡视和多无人飞行器协同巡视两大类巡视模式,分析了各个模式的特性和适用情况。选择中国也是世界唯一一条商业运行的特高压交流输电线路长南Ⅰ线山西境内部分的巡视实例对固定翼无人机和单旋翼无人飞行器协同巡视模式进行检验,经检验该模式能够满足大规模特高压交流输电线路巡视的要求。
参考文献：
[1]. 拉线V型铁塔的优化设计与整体稳定性分析[D]. 谭湘. 西安理工大学. 2000
[2]. 铁塔动态特性及稳定性有限元分析[D]. 郝紫阳. 华北电力大学（河北）. 2005
[3]. 高压输电铁塔结构强度和稳定性分析与加固[D]. 杜伟. 合肥工业大学. 2014
[4]. 输电线路铁塔的选型设计与结构优化研究[D]. 任杰. 华北电力大学. 2014
[5]. 500kV拉线门型塔补强加固试验研究[J]. 赵强, 王德弘. 中国电力. 2014
[6]. 500kV FRP抢修杆塔的受力性能分析[D]. 刘永辉. 西安建筑科技大学. 2014
[7]. 双柱悬索拉线塔稳定性研究[D]. 温航. 重庆大学. 2017
[8]. 钢管组合大跨越输电塔线体系抗震减震分析研究[D]. 曹枚根. 广州大学. 2006
[9]. 无人飞行器在特高压交流输电线路巡视中的应用模式研究[D]. 李勇. 华北电力大学. 2014