输电塔线抗风性能评估及加固技术

前言

第1章 绪论 1

1.1 背景及意义 1

1.1.1 输电塔线抗风计算方法存在的问题 2

1.1.2 输电塔线风致灾变机理存在的问题 3

1.1.3 输电线路铁塔抗风性能评估的重要意义 4

1.2 输电线路抗风计算及输电塔线风致灾变机理发展概况 4

1.2.1 输电线路抗风计算方法发展概况 4

1.2.2 输电塔线风致灾变机理发展概况 6

1.3 输电塔线抗风性能评估及加固技术主体内容 7

1.4 主要难点及解决方案 8

第2章 输电塔线体系建模基本方法 10

2.1 输电杆塔结构特点 10

2.2 输电塔线建模的基本方法 10

2.3 利用ANSYS建模的具体过程 11

2.3.1 输电塔建模 11

2.3.2 输电导线建模 12

2.4 输电塔线模型展示 14

第3章 输电线路塔线动力风荷载模拟与计算 17

3.1 良态风和台风脉动风场的基本特性 18

3.1.1 良态风与台风的脉动风速谱 19

3.1.2 脉动风空间相关性 21

3.2 脉动风速模拟方法 23

3.2.1 脉动风速模拟方法概述 23

3.2.2 脉动风速模拟过程 23

3.3 输电塔的脉动风速时程模拟 26

3.3.1 脉动风速时程模拟中的参数选取 26

3.3.2 模拟的脉动风速时程曲线 26

3.3.3 模拟脉动风速频谱与目标功率谱的比较 28

3.4 输电塔线的动力风荷载计算 29

3.4.1 动力风荷载计算 29

3.4.2 模拟的动力风荷载时程曲线 29

第4章 输电塔风致动力响应分析及不确定性因素影响分析 32

4.1 输电塔结构的动力特性分析 32

4.1.1 输电塔模态分析 32

4.1.2 阻尼系数α和β 32

4.2 不确定性因素对输电塔风致动力响应的影响 33

4.2.1 不确定性分析方式 33

4.2.2 风速谱的影响 34

4.2.3 相干函数的影响 37

4.2.4 风速谱中粗糙度系数K 的影响 38

4.2.5 Davenport相干函数指数衰减系数C的影响 39

第5章 基于规范、良态风速谱、台风风速谱的输电杆塔风致响应对比分析 41

5.1 基于设计规范的输电塔风致响应分析 41

5.2 基于动力时程分析的输电塔风致响应分析 42

5.2.1 台风风速谱条件下的输电塔风致动力响应 42

5.2.2 良态风速谱条件下的输电塔风致动力响应 45

5.3 小结 47

第6章 输电塔线模型修正算法 48

6.1 模型修正算法流程 48

6.2 输电塔线模型修正算例 49

6.2.1 输电塔线体系建模 49

6.2.2 输电塔线体系的确定性模型修正 54

第7章输电塔抗台风性能评估方法 59

7.1 输电塔线抗台风性能评估基本方法 59

7.2 输电塔线抗台风性能评估算法 59

7.3 输电塔抗台风风险评估方法 60

7.3.1 基本方法 60

7.3.2 临界风速区间的计算方法 61

7.3.3 台风最大风速的概率分布模型 62

7.4 近似概率计算方法(信度计算模型) 64

7.4.1 有限区间 65

7.4.2 有限事件法 65

7.4.3 组合爆炸 65

7.4.4 区段事件的信度分布 66

7.4.5 正向信度计算模型 66

7.4.6 条件信度计算模型 68

7.5 抗风可靠度分级指标 68

第8章 输电塔全场应力在线监测系统设计及安装调试 70

8.1 监测系统总体架构 70

8.2 数据传输方案 70

8.3 设备清单(单塔) 72

8.4 测点布置方案 72

8.4.1 应变测点布置 72

8.4.2 倾角测点布置 73

8.4.3 加速度测点布置 74

8.4.4 风速风向仪布置 74

8.5 传感器安装方案 74

8.5.1 应变传感器安装 74

8.5.2 倾角传感器安装 76

8.5.3 加速度传感器安装 77

8.5.4 风速风向仪安装 77

8.6 走线方案 78

8.7 数据采集、传输及系统综合调试 78

8.8 监测平台软件开发 82

第9章输电塔抗风局部加固措施研究 83

9.1 输电塔加固技术研究概述 83

9.2 实用的抗风加固方法及具体施工措施研究 85

9.3 主材加固试验设计的意义及目的 88

9.3.1 试验设计的意义 88

9.3.2 试验设计的目的 89

9.4 输电塔主材局部加固技术试验研究 89

9.4.1 试验试件设计 89

9.4.2 加载制度 96

9.4.3 测试项 97

9.4.4 试验加载设备及安装设计 97

9.4.5 试验现象记录 98

9.4.6 经济性对比 100

9.4.7 最优方案的提出 101

9.5 输电塔主材局部加固技术有限元仿真 102

9.5.1 建模的基本假定和说明 102

9.5.2 单元类型 102

9.5.3 材料本构模型 102

9.5.4 网格划分 103

9.5.5 边界条件及加载方式 104

9.5.6 有限元非线性方程求解迭代过程 104

9.5.7 数值模拟小结 107

9.6 小结 108

第10章输电塔抗台风性能评估、风险评估与在线预警算法及程序 109

10.1 输电塔静动力分析算法程序 109

10.1.1 算法特点 109

10.1.2 算法流程图 110

10.1.3 算法展示 111

10.1.4 简单算例对比 111

10.1.5 输电塔模型算例对比 112

10.1.6 结论 113

10.2 考虑几何非线性的输电导线分析算法 113

10.2.1 算法特点 113

10.2.2 算法流程图 113

10.2.3 算法展示 113

10.2.4 算例 115

10.2.5 结论 116

10.3 抗台风性能评估算法 116

10.3.1 算法总体说明 116

10.3.2 算法流程 116

10.3.3 程序框图 117

10.3.4 程序展示 118

10.4 抗台风风险评估算法 119

10.4.1 算法流程 119

10.4.2 程序框图 119

10.4.3 程序展示 119

10.5 输电塔危险状态预警算法 121

10.5.1 基于应变监测数据的输电塔危险状态预警算法及程序 121

10.5.2 基于倾角监测数据的输电塔危险状态预警算法及程序 123

10.5.3 基于风速监测数据的输电塔危险状态预警算法及程序 124

第11章输电塔全场应力在线监测系统应用 126

11.1 主要功能展示 126

11.1.1 工程管理 126

11.1.2 数据管理 127

11.2 “山竹”台风登陆时的风速监测数据分析 128

11.2.1 “山竹”台风情况简介 128

11.2.2 深圳核惠线N12、N26塔位的实测风速 129

11.3 “山竹”台风登陆时的应变监测数据分析 129

11.4 “山竹”台风登陆时应变实测值和计算值的对比 132

第12章核惠线全线抗台风性能评估 134

12.1 核惠线基本情况简介 134

12.1.1 工程现状 134

12.1.2 气象条件 134

12.2 考虑核惠线沿线微地形的影响 135

12.3 核惠线各类标构塔型建模展示 137

12.4 抗风评估基本参数设定 139

12.5 全线逐塔评估程序的运行过程 140

参考文献 148 2100433B

本书系统地介绍了输电塔线风荷载作用下的抗风性能及加固技术。全书共12章，包括输电塔线体系建模基本方法，输电线路塔线动力风荷载模拟与计算，输电塔风致动力响应分析及不确定性因素影响分析，基于规范、良态风速谱、台风风速谱的输电杆塔风致响应对比分析，输电塔线模型修正算法，输电塔抗台风性能评估方法，输电塔全场应力在线监测系统设计及安装调试，输电塔抗风局部加固措施研究，输电塔抗台风性能评估、风险评估与在线预警算法及程序，输电塔全场应力在线监测系统应用，核惠线全线抗台风性能评估。

《输电塔线覆冰动态响应在线监测及健康评价》系统地介绍输电塔线覆冰动态响应在线监测及健康评价技术。《输电塔线覆冰动态响应在线监测及健康评价》共6章，主要内容包括输电线路导线舞动原理及危害分析、覆冰状态下输电塔线体系有限元建模及舞动特性分析、覆冰状态下输电线路舞动曲线重建、覆冰状态下输电塔健康评价具体算法、输电塔线覆冰动态响应在线监测及健康评价。重点阐述覆冰环境下输电线路运行中的关键理论问题，并配以工程实例。

一个这样的太阳能塔造价为8亿美元。斯格拉齐的创意受到人们的赞许，被美国《时代》周刊评为2002年“最佳发明”。你知道目前最高的钢筋混凝土建筑是哪个吗？你会回答：多伦多电视塔，高553米；吉隆坡双子楼，高452米。现在我们得知，世界最高建筑的“宝座”就要“换人”了。在澳大利亚新南威尔士州将建成一座太阳能发电塔，高度接近1000米，宽度达130米。巨塔的塔基四周环绕着直径达4千米的巨型温室。它的发电能力为20万千瓦，到2006年投入运营时，可以为20万户居民提供电力。这座太阳能发电塔的设计者，就是斯格拉齐。而这座太阳能塔则以一台电脑控制，来使底部玻璃板根据太阳而变化，以便收集更多的太阳能。