摘要：输电塔作为受风荷载控制的高耸空间钢结构,强风作用是导致沿海地区输电塔振动破坏,甚至倒塌的重要原因。针对目前输电塔风振控制技术适应性不足的问题,提出了一种悬挂拉索阻尼器的输电塔振动控制技术。分析了悬挂拉索阻尼器中拉索和自复位阻尼器的布置形式,给出了体内拉索及阻尼器布置方式的设计方法。开展了悬挂拉索阻尼器的参数分析,分析了自复位性能和滞回性能,给出了阻尼器质量、刚度、阻尼系数等参数的设计方法。依据参数设计方法中得出的参数,设计了一种非对称自复位阻尼器,并开展了滞回性能试验研究。开展了简化力学模型下的频域分析,得到参数设计的原则:在自复位阻尼器刚度小于拉索刚度的情况下,提高自复位阻尼器的阻尼比,再按照参数设计方法确定其他参数。以温州沿海线路工程中典型猫头塔为研究对象,建立输电塔的有限元模型,通过风振响应分析验证了悬挂拉索阻尼器的振动控制效果,塔顶的加速度响应均方根值下降了13.6%。

摘要：为了研究输电塔半刚性连接钢管构件的轴压稳定性能,对60根钢管试件进行了轴压试验,分析了其失稳破坏模式和稳定承载力,并与现行设计规范计算的承载力进行了对比;建立了半刚性连接钢管构件的有限元模型,经与试验结果对比验证后开展了参数分析,研究了初始转动刚度、径厚比、材料强度以及初始缺陷对半刚性连接钢管构件的稳定系数-长细比曲线的影响;基于有限元分析的结果提出了半刚性连接钢管构件的轴压稳定计算公式。研究结果表明:半刚性连接构件的试验稳定承载力均大于铰接构件的试验稳定承载力,在所有试验工况中两者的相对差距最小为5.6%;中国和美国现行设计规范计算得到的钢管构件稳定承载力总体偏保守,分别约为试验结果的0.78倍和0.89倍;影响半刚性连接钢管构件稳定承载力的主要因素为长细比、初始转动刚度以及边界条件;提出的半刚性连接钢管构件轴压稳定计算公式能准确地预测其稳定系数并具有良好的适用性,可为实际工程提供参考。

摘要：为了探明移动龙卷风作用下输电塔的风致动力响应,采用一种基于龙卷风内部力平衡的改进解析模型,模拟了作用于输电塔的龙卷风荷载时程。通过有限元分析方法,研究了采用不同解析模型计算输电塔龙卷风效应时的最不利工况以及结构破坏模式。结果表明:改进后的龙卷风模型突破了现有解析模型的一系列局限性,可以更加准确地模拟出龙卷风的风场结构;龙卷风以垂直横担方向正面袭击输电塔时引起的结构响应最大,塔顶位移可达7.36 m且部分杆件进入屈服阶段;在采用改进解析模型进行计算时,结构整体出现弯扭耦合破坏,更加符合实际工程中输电塔在强对流天气下的破坏模式,证明了改进龙卷风解析模型的准确性和有效性,可为输电结构抗龙卷风研究与设计提供重要参考。

摘要：风荷载是输电塔主要控制荷载,阻尼比的取值直接影响输电塔结构风荷载的设计值,输电铁塔阻尼比取值对输电线路的抗风设计有着重要意义。输电塔设计阶段的阻尼比取值按国标GB 50009—2012中钢结构标准取0.01,为准确研究输电塔的动力参数,对两基规格相同的110 kV单塔结构与塔-线体系输电塔进行现场测试。通过4种不同激励方式对输电塔施加激励,获取不同激励方式下输电塔加速度响应信号,采用修正平均周期图法对响应信号进行降噪处理,采用半功率带宽法对响应信号进行动力参数识别。研究结果表明:环境随机激振方法可以满足输电铁塔阻尼比辨识精度的要求;微幅振动条件下,是否挂线对输电塔顺横担方向阻尼比取值影响不大,顺导线方向塔-线体系相对于单塔结构阻尼比取值约减小20%。

摘要：针对输电塔的扭转效应,提出顺线路方向扭转响应和扭转等效风荷载的理论计算方法,分析扭转模态和相干函数对扭转响应的影响,进行气弹模型风洞试验以验证计算结果的准确性,给出同时考虑扭转与平动的风振系数计算公式.结果表明:所提出顺线路方向扭转响应计算方法与风洞试验结果非常接近,计算方法的准确性得以验证;扭转响应计算中应同时考虑水平向与竖直向的相干函数;顺横担方向来流时的扭转响应理论计算结果小于风洞试验值,原因是此时杆件间的遮挡效应产生特征湍流;塔身的扭转放大系数可忽略,横担的扭转放大系数不可忽略,最大值为1.1.

摘要：提出将输电塔塔身交叉斜材的拓扑形式的优化问题分成三个步骤来完成:首先,针对塔重随节点数目变化具有单谷性的特点,提出利用斐波那契搜索确定最优的基节点数目,构建了原始的基结构模型;其次,提出了一种递归方法得到所有满足工程习惯的杆系拓扑形式,在此基础上结合蚁群算法寻找出最优的设计方案;最后,使用序列二级算法对塔身节点坐标进行调整.使用本方法对三个不同算例的塔身段斜材的拓扑和所有塔身节点坐标进行了优化,得到了新的杆系拓扑形式,相对原设计节省了一定钢材,并满足了工程实用性的要求.

摘要：为更清楚地掌握输电塔塔-线体系动力特性,基于ANSYS软件建立输电塔塔-线体系有限元分析模型,并以典型设计500kV输电线路5A-ZM2型塔为例,对单塔双线模型和三塔四线模型的振动频率进行了比较.数值分析结果表明:单塔双线模型满足精度要求且简便易行,可用于实际工程的有限元建模.此外,对单塔双线模型进行模态分析,获得了塔-线体系的频率范围,结果表明:输电塔塔-线体系频率比较密集,前159阶振型均反映为绝缘子和输电线的振动,160阶振型以后才反映输电塔振动的频率.

摘要：为研究节点约束下输电塔斜材受压承载力的计算方法,通过对120根等边角钢的偏心受压承载力试验,分析其最小轴、平行轴布置时的破坏模式、承载力及变形形态,研究不同约束刚度、节点型式对其承载力的影响;结合现行行标公式,针对不同节点连接型式(A、B、C类),提出输电塔斜材受压长细比的计算公式.研究结果表明:长细比小于120时,构件承载力主要受偏心控制,偏心越大,承载力越低;而长细比大于120时,构件承载力主要受约束刚度控制,约束刚度越大,承载力越高;A、C类连接在不同长细比时各具优势,但B类连接的承载力始终低于A、C类连接;国内外规范计算值与试验值均存在较大的偏差,具有一定的局限性,体现在小长细比构件偏心及大长细比构件约束修正不足等方面;所提出长细比修正公式的计算结果与试验结果吻合良好,可用于指导工程设计.

摘要：目前采用的拟静力法考虑线路的断线不平衡张力不能反映出输电塔受到的断线动力响应。针对这一问题,利用有限元程序ANSYS/LS-DYNA,建立导地线模型和以等效弹簧代替导地线对输电塔作用的塔-弹簧模型,将导地线模在断线作用下悬垂点的支座反力反向施加在塔-弹簧模型上,数值仿真了输电塔在导地线断线作用下的动态响应。研究表明,线路断线对输电塔的动力效应不可忽视。

摘要：利用大型分析软件ANSYS建立输电塔有限元模型,并对模型进行简化,从中提取模型的质量矩阵和刚度矩阵,然后基于遗传算法对输电塔简化模型进行自主研发的GMM(Giant MagnetostrictiveMaterial)主动杆件布置位置的优化计算,得出不同数量的GMM主动杆件在输电塔抗震控制中的最优布置位置。同时采用LQR算法对比分析了在一维和三维El-Centro地震波作用下有、无减震控制措施的输电塔位移和加速度地震响应。通过有关参数分析计算,分析表明采取GMM主动杆件进行主动控制能明显衰减输电塔模型的地震响应,具有比较理想的减震效果。