Z3型猫头塔稳定性分析与加固研究

发布时间：2020-09-16 15:44

　　 随着我国社会经济的快速发展,人们的日常生活越来越离不开安全稳定的电力供应。频繁发生的电网事故不仅会严重干扰社会正常秩序,造成重大经济损失,甚至会引发社会混乱。究其原因,一方面电网扩容造成送电杆塔负荷增大,另一方面频繁发生的极端大风灾害也是一个重要原因。为解决这一矛盾,最直接的方法就是将老旧输电塔推倒重建,重新建造承载能力更高的新塔。然而重建新塔存在着投资大,施工周期长,而且还将造成中断供电的问题。因此对现有老旧输电塔进行加固改造,使之继续投入使用就具有了重要的现实意义。本文以中国南方电网广东省输变电工程公司待加固220KV双回路直线Z3型猫头塔为研究对象,对该型输电塔进行了一系列受力分析与加固研究,本文主要的研究内容包括:(1)以有限元分析软件ANSYS为研究平台,研究了输电塔的建模方法,建立了Z3型猫头塔的三维实体模型,并对其进行了动力特性研究。(2)运用ANSYS对Z3塔进行线性、非线性稳定性分析以确定输电塔在四个工况条件下的极限风速以及薄弱部位,其中非线性稳定性分析考虑结构几何、材料双重非线性。两种稳定性分析结果均表明,Z3塔的薄弱部位主要集中在塔身中下部。(3)借鉴广东省电力设计研究院提出的一种主材加固方法对Z3塔薄弱部位进行加固,并对该加固方法的构件试验进行有限元分析,分析结果与试验结果进行对比以验证有限元建模方法的合理性,主材加固效果通过建立加固多尺度模型的方式加以分析。(4)结合Z3塔在强风作用下的薄弱部位以及破坏模式,本文提出了多种横隔以及斜材加固方法,并对加固后的输电塔进行非线性稳定性分析,结果表明加固后的输电塔抗风稳定性均有一定程度提高。
【学位单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM75
【部分图文】：

定性分析与加固研究诸多输电塔倒塌停电事故的发生。频繁发生重影响人们的正常生活。例如2003年8月14300亿美元/天，加拿大经济损失也高达23亿共交通的瘫痪，5000万人的生活受到影响。直接关系到国家和社会的运行和发展，其重及电网系统对现代社会的重要性，对输电杆研究因此具有了深刻的现实意义。

台风“天鸽”登陆广东珠海，在“天鸽”吹袭期间，珠海电网各电压等级架空输电线路、设备均遭受不同程度的破坏。其中经统计，南琴甲乙线、海港甲乙线、海八甲乙线、国古线等四条220千伏输电线路中共计12基输电杆塔倒塌。图1-3和图1-4为灾后现场照片。究其原因，随着我国的快速发展，社会生活对电力的需求越来越大，输电杆塔因扩容改造而增加的额外负载也越来越大。同时，部分老旧输电杆塔在设计时没有考虑风压高度变化系数，最大设计风速偏低，已不能完全应对近年来频频出现的极端天气，加之

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【参考文献】

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1 高林涛;张伟;卢成志;林骞;张南;;单角钢不同初始缺陷对极限承载力的影响研究[J];华电技术;2015年08期

2 何平;何若冰;王伟;谢文平;;110kV线路风振失稳模态分析及其现场治理[J];广东电力;2015年03期

3 蔡熠;;M2型自立输电铁塔增加横隔面补强后抗风能力分析[J];湖北电力;2014年10期

4 于志强;;大跨越输电塔线体系的风荷载模拟及耦合风振研究[J];工业建筑;2014年S1期

5 赵强;王德弘;;500kV拉线门型塔补强加固试验研究[J];中国电力;2014年03期

6 楼文娟;姜雄;夏亮;金晓华;王振华;;长横担输电塔风致薄弱部位及加强措施[J];浙江大学学报(工学版);2013年10期

7 白俊峰;孔勇;鞠彦忠;;装配应力对输电塔结构极限承载力的影响研究[J];水电能源科学;2013年08期

8 汪楚清;王虎长;李亮;赵雪灵;孙清;;大跨越输电钢管塔结构多尺度有限元分析[J];工程力学;2013年07期

9 鞠彦忠;李闯;杨靖波;白俊峰;;风荷载作用下螺孔间隙对输电塔变形的影响[J];水电能源科学;2013年07期

10 闫安志;智晓晓;段巧巧;王钦亭;;鼓型输电塔的模态分析及地震荷载下的响应[J];洛阳理工学院学报(自然科学版);2013年02期

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2 杜伟;高压输电铁塔结构强度和稳定性分析与加固[D];合肥工业大学;2014年

3 刘江松;自立式输变电铁塔稳定性分析与加固设计[D];合肥工业大学;2014年

4 孔贝贝;输电塔及塔线体系的静动力特性分析[D];山东大学;2012年

5 朱斌;拉线式猫头输电塔线体系风振响应及风振控制研究[D];苏州大学;2011年

6 白鹏;500KV耐张塔极限承载力分析[D];西安建筑科技大学;2009年

7 田琪凌;500kV高压输电塔覆冰承载能力分析及塔型优化设计[D];华中科技大学;2009年

8 李庆伟;输电塔—线体系的风致动力稳定性分析[D];大连理工大学;2008年

9 曾程;大跨越输电塔结构极限承载力分析[D];同济大学;2006年

本文编号：2820042