落石对输电塔体角钢构件承载能力减损分析

发布时间：2021-10-10 00:55

　　输电塔结构作为输电线路中重要的支撑结构,其构件的稳定性设计是一项极为重要的工作,对于输电塔在正常服役期内各构件的稳定性问题已形成相关的设计规范。然而,针对输电塔结构处于存在落石危害地区,落石导致其构件的承载能力减损的问题相关研究还不是很充分。因此,本论文以输电线路中典型耐张塔结构的关键角钢构件为研究对象,分析不同冲击能量下角钢薄弱点的变形响应以及冲击受损后角钢的承载能力减损情况,并建立变形与剩余承载力及损伤因子的关系曲线,对输电塔在正常服役期内的维护工作可供相关研究借鉴和参考。本文通过数值模拟分析输电塔关键角钢构件在不同落石冲击能量下承载能力减损的问题,首先调研选取西南地区输电线路中典型的编号为7830的耐张塔及其两种关键构件,然后建立构件有限元模型,通过改变落石的冲击位置以及冲击角度对关键构件进行冲击模拟,得出角钢的薄弱部位,最后采用非线性屈曲分析,研究不同落石冲击能量下角钢的剩余承载能力及损伤程度,分析讨论了角钢剩余承载能力和损伤程度随角钢冲击点变形的变化规律,并对其冲击点变形进行损伤评估,提出相关修复加固措施。通过本论文工作的研究,得到的主要结论如下:采用数值模拟分析得到的冲击点... 

【文章来源】：西南科技大学四川省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

耐张塔结构

西南科技大学硕士学位论文8（a）空间模型（b）平面图（c）侧视图（d）俯视图图2-17830类型耐张塔结构图Fig.2-1Structureof7830typetensiletower2.3输电塔关键构件的选取输电塔结构按照构件截面形式可分为角钢塔和钢管塔两种塔型，由于角钢塔是通过高强度螺栓连接而成，使得架设输电塔的整个过程中角钢加工、安装和运输较为方

典型输电塔关键构件分析9便快速，因此角钢塔是我国在一般输电线路上耐张铁塔的首选形式。本文选取的典型耐张塔为编号7830羊角型耐张塔，该塔杆件截面为等边角钢。经实际工程设计确定，该耐张塔塔架结构的角钢构件截面型号共为9个，其中主材杆件3种，辅材杆件6种，杆件均为Q345钢材，详细杆件截面如表2-2所示。表2-2输电塔杆件截面型号Table2-2Sectionmodelsoftransmissiontowermembers杆件类型角钢截面杆件类型角钢截面杆件类型角钢截面主材L907辅材L705辅材L505L806L635L454L756L565L403当输电塔结构所承受的荷载大于设计条件时，由于自身抗力不足以抵抗外部荷载，将导致输电塔承载能力薄弱部位杆件发生屈曲直至失效，输电塔上部结构发生大变形，最终输电塔发生倒塌。基于相关参考文献统计分析输电塔结构发生倒塌后的情况，具体如图2-2所示。图2-2实际工程中输电塔倒塌Fig.2-2Collapseoftransmissiontowerinactualproject基于实际工程中输电塔由于负载过大导致构件失效破坏而发生倒塌的情况，可以发现，输电塔结构中构件因其承载能力丧失而失效的部位主要位于塔腿与横担之间且接近于塔腿部位。并且通过文献[15]刘杰等人对输电塔结构的敏感性进行分析，得出第五段塔身部位的角钢失效时对输电塔整体结构影响最大，同时考虑落石影响高度的因素，最终本文选择7830耐张铁塔高度为4m~11.5m的第五段塔身部位来研究落石对输电塔体角钢构件的承载能力减损情况。具体模型如图2-3所示。


本文编号：3427329