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500kV輸電線路窄基鋼管塔有限元分析

2015-12-11 09:18:26翁蘭溪趙金飛池金明李宏進
福建建筑 2015年8期
關鍵詞:有限元分析

翁蘭溪,趙金飛,池金明,李宏進

(福建省電力勘測設計院 福建福州 350003)

引 言

圖1 窄基塔現場照片圖

圖2 窄基塔有限元模型圖

本文以石獅鴻山電廠 ~晉江500kVΙ、Ⅱ回線路工程中設計應用的一種500kV雙回路窄基鋼管塔SZ2為研究對象(見圖1)。與常規塔相比,窄基塔根開受限制,塔身主材計算長度、長細比較小,不滿足規范的鉸接體系長徑比規定值。通過建立有限元計算模型,研究結構的振型特征,分析二階效應、次彎矩對窄基塔結構的影響。

圖3 窄基塔單線圖

1 振型分析與塔身扭轉

窄基塔SZ2的鐵塔高度與根開比值為10~15,超過常規鐵塔的4~6,其截面能夠提供的扭轉剛度比常規鐵塔小,其扭轉效應比常規鐵塔明顯。其結構布置除了滿足普通鐵塔的受力要求,必須注意其塔身扭轉效應。

圖4 一~三階陣型圖

采用Midas結構分析軟件對窄基塔 SZ2(呼高54m,全高80.8m)進行數值建模和動力特性分析。桿塔前六階的自振周期如(表1)所示,有限元模型見(圖2),桿塔單線圖見(圖3),振型圖如(圖4)所示。

表1 窄基塔SZ2自振周期及振型表

通過(圖4)一~三階陣型可以看出:

本工程桿塔的整體前三振型分別為X向的彎曲、Y向的彎曲和繞Z向的扭轉,與多數輸電鐵塔的計算結果相類似。其中Y向一階與X向一階的振型頻率非常接近,相差0.6%,說明該桿塔結構的Y向及 X向剛度相近。扭轉振型出現在Y向與X向一階振型之后,一階扭轉振型與橫向一階振型頻率相差約為57.1%,說明桿塔不易發生扭轉變形。隨后出現的是X向與Y向二階振型及局部振動。……

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