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大跨越输电塔抗风可靠性及稳定性能研究

周慧君  
【摘要】:输电塔是一种工程数量巨大而且很重要的高耸结构。作为重要生命线工程的电力设施,输电线系统的破坏会导致供电系统的瘫痪,这不仅严重地影响人们的生产建设、生活秩序,而且可能会引发火灾等次生灾害,给社会和人民生命财产造成严重的后果。大跨越输电塔是一种特殊的高耸结构,具有高度高、跨越距离长、重量轻、外形细长等特点,广泛用于电力传输方面。而大跨越输电塔的特点决定了风荷载是其主要控制荷载。随着需求的提高和技术的进步,输电塔的日益向着更高、更轻、更柔的方向发展,形式也会越来越丰富,使得对风荷载的敏感性进一步增强。 将建的舟山大跨越输电塔线体系,跨越塔高370m,过江段跨度2750m,创下了输电塔高度和跨度两项中国之最。本文以此为工程背景,针对大跨越输电塔线体系,建立了一个精确的梁杆索空间非线性有限元模型,并且采用AR法模拟脉动风速时程样本,在时域内计算了单塔和塔线耦合体系不同风向角的动力响应时程分析,在此基础上运用首次超越理论对塔线耦合整个体系进行了动力可靠度计算,分别对强度可靠性和位移可靠性进行了比较分析。 利用风洞实验所得的体型系数和风振系数对塔线耦合体系进行静力稳定性分析。分别对0度角和90度角静力风荷载作用下,采用增量叠代法对整个体系进行非线性静力稳定计算。对整个跨越塔体系进行的研究,得到了一些对实际工程抗风设计具有参考意义的结论。


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