輸電塔線抗風(fēng)性能評估及加固技術(shù)

目錄
前言
第1章 緒論 1 
1.1 背景及意義 1 
1.1.1 輸電塔線抗風(fēng)計(jì)算方法存在的問題 2 
1.1.2 輸電塔線風(fēng)致災(zāi)變機(jī)理存在的問題 3 
1.1.3 輸電線路鐵塔抗風(fēng)性能評估的重要意義 4 
1.2 輸電線路抗風(fēng)計(jì)算及輸電塔線風(fēng)致災(zāi)變機(jī)理發(fā)展概況 4 
1.2.1 輸電線路抗風(fēng)計(jì)算方法發(fā)展概況 4 
1.2.2 輸電塔線風(fēng)致災(zāi)變機(jī)理發(fā)展概況 6 
1.3 輸電塔線抗風(fēng)性能評估及加固技術(shù)主體內(nèi)容 7 
1.4 主要難點(diǎn)及解決方案 8
第2章 輸電塔線體系建模基本方法 10
2.1 輸電桿塔結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 10
2.2 輸電塔線建模的基本方法 10
2.3 利用ANSYS建模的具體過程 11
2.3.1 輸電塔建模 11
2.3.2 輸電導(dǎo)線建模 12
2.4 輸電塔線模型展示 14
第3章 輸電線路塔線動(dòng)力風(fēng)荷載模擬與計(jì)算 17
3.1 良態(tài)風(fēng)和臺風(fēng)脈動(dòng)風(fēng)場的基本特性 18
3.1.1 良態(tài)風(fēng)與臺風(fēng)的脈動(dòng)風(fēng)速譜 19
3.1.2 脈動(dòng)風(fēng)空間相關(guān)性 21
3.2 脈動(dòng)風(fēng)速模擬方法 23
3.2.1 脈動(dòng)風(fēng)速模擬方法概述 23
3.2.2 脈動(dòng)風(fēng)速模擬過程 23
3.3 輸電塔的脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程模擬 26
3.3.1 脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程模擬中的參數(shù)選取 26
3.3.2 模擬的脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程曲線 26
3.3.3 模擬脈動(dòng)風(fēng)速頻譜與目標(biāo)功率譜的比較 28
3.4 輸電塔線的動(dòng)力風(fēng)荷載計(jì)算 29
3.4.1 動(dòng)力風(fēng)荷載計(jì)算 29
3.4.2 模擬的動(dòng)力風(fēng)荷載時(shí)程曲線 29
第4章 輸電塔風(fēng)致動(dòng)力響應(yīng)分析及不確定性因素影響分析 32開
4.1 輸電塔結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性分析 32開
4.1.1 輸電塔模態(tài)分析 32開
4.1.2 阻尼系數(shù)α和β 32開
4.2 不確定性因素對輸電塔風(fēng)致動(dòng)力響應(yīng)的影響 33
4.2.1 不確定性分析方式 33
4.2.2 風(fēng)速譜的影響 34
4.2.3 相干函數(shù)的影響 37
4.2.4 風(fēng)速譜中粗糙度系數(shù)K 的影響 38
4.2.5 Davenport相干函數(shù)指數(shù)衰減系數(shù)C的影響 39
第5章 基于規(guī)范、良態(tài)風(fēng)速譜、臺風(fēng)風(fēng)速譜的輸電桿塔風(fēng)致響應(yīng)對比分析 41 
5.1 基于設(shè)計(jì)規(guī)范的輸電塔風(fēng)致響應(yīng)分析 41
5.2 基于動(dòng)力時(shí)程分析的輸電塔風(fēng)致響應(yīng)分析 42
5.2.1 臺風(fēng)風(fēng)速譜條件下的輸電塔風(fēng)致動(dòng)力響應(yīng) 42
5.2.2 良態(tài)風(fēng)速譜條件下的輸電塔風(fēng)致動(dòng)力響應(yīng) 45
5.3 小結(jié) 47
第6章 輸電塔線模型修正算法 48
6.1 模型修正算法流程 48
6.2 輸電塔線模型修正算例 49
6.2.1 輸電塔線體系建模 49
6.2.2 輸電塔線體系的確定性模型修正 54
第7章輸電塔抗臺風(fēng)性能評估方法 59
7.1 輸電塔線抗臺風(fēng)性能評估基本方法 59
7.2 輸電塔線抗臺風(fēng)性能評估算法 59
7.3 輸電塔抗臺風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)評估方法 60
7.3.1 基本方法 60
7.3.2 臨界風(fēng)速區(qū)間的計(jì)算方法 61
7.3.3 臺風(fēng)最大風(fēng)速的概率分布模型 62
7.4 近似概率計(jì)算方法(信度計(jì)算模型) 64
7.4.1 有限區(qū)間 65
7.4.2 有限事件法 65
7.4.3 組合爆炸 65
7.4.4 區(qū)段事件的信度分布 66
7.4.5 正向信度計(jì)算模型 66
7.4.6 條件信度計(jì)算模型 68
7.5 抗風(fēng)可靠度分級指標(biāo) 68
第8章 輸電塔全場應(yīng)力在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)及安裝調(diào)試 70
8.1 監(jiān)測系統(tǒng)總體架構(gòu) 70
8.2 數(shù)據(jù)傳輸方案 70
8.3 設(shè)備清單(單塔) 72
8.4 測點(diǎn)布置方案 72
8.4.1 應(yīng)變測點(diǎn)布置 72
8.4.2 傾角測點(diǎn)布置 73
8.4.3 加速度測點(diǎn)布置 74
8.4.4 風(fēng)速風(fēng)向儀布置 74
8.5 傳感器安裝方案 74
8.5.1 應(yīng)變傳感器安裝 74
8.5.2 傾角傳感器安裝 76
8.5.3 加速度傳感器安裝 77
8.5.4 風(fēng)速風(fēng)向儀安裝 77
8.6 走線方案 78
8.7 數(shù)據(jù)采集、傳輸及系統(tǒng)綜合調(diào)試 78
8.8 監(jiān)測平臺軟件開發(fā) 82
第9章輸電塔抗風(fēng)局部加固措施研究 83
9.1 輸電塔加固技術(shù)研究概述 83
9.2 實(shí)用的抗風(fēng)加固方法及具體施工措施研究 85
9.3 主材加固試驗(yàn)設(shè)計(jì)的意義及目的 88
9.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)的意義 88
9.3.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)的目的 89
9.4 輸電塔主材局部加固技術(shù)試驗(yàn)研究 89
9.4.1 試驗(yàn)試件設(shè)計(jì) 89
9.4.2 加載制度 96
9.4.3 測試項(xiàng) 97
9.4.4 試驗(yàn)加載設(shè)備及安裝設(shè)計(jì) 97
9.4.5 試驗(yàn)現(xiàn)象記錄 98
9.4.6 經(jīng)濟(jì)性對比 100 
9.4.7 最優(yōu)方案的提出 101 
9.5 輸電塔主材局部加固技術(shù)有限元仿真 102 
9.5.1 建模的基本假定和說明 102 
9.5.2 單元類型 102 
9.5.3 材料本構(gòu)模型 102 
9.5.4 網(wǎng)格劃分 103 
9.5.5 邊界條件及加載方式 104 
9.5.6 有限元非線性方程求解迭代過程 104 
9.5.7 數(shù)值模擬小結(jié) 107 
9.6 小結(jié) 108
第10章輸電塔抗臺風(fēng)性能評估、風(fēng)險(xiǎn)評估與在線預(yù)警算法及程序 109 
10.1 輸電塔靜動(dòng)力分析算法程序 109 
10.1.1 算法特點(diǎn) 109 
10.1.2 算法流程圖 110
10.1.3 算法展示 111
10.1.4 簡單算例對比 111
10.1.5 輸電塔模型算例對比 112
10.1.6 結(jié)論 113
10.2 考慮幾何非線性的輸電導(dǎo)線分析算法 113
10.2.1 算法特點(diǎn) 113
10.2.2 算法流程圖 113
10.2.3 算法展示 113
10.2.4 算例 115
10.2.5 結(jié)論 116開
10.3 抗臺風(fēng)性能評估算法 116開
10.3.1 算法總體說明 116開
10.3.2 算法流程 116開
10.3.3 程序框圖 117
10.3.4 程序展示 118
10.4 抗臺風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)評估算法 119
10.4.1 算法流程 119
10.4.2 程序框圖 119
10.4.3 程序展示 119
10.5 輸電塔危險(xiǎn)狀態(tài)預(yù)警算法 121 
10.5.1 基于應(yīng)變監(jiān)測數(shù)據(jù)的輸電塔危險(xiǎn)狀態(tài)預(yù)警算法及程序 121 
10.5.2 基于傾角監(jiān)測數(shù)據(jù)的輸電塔危險(xiǎn)狀態(tài)預(yù)警算法及程序 123 
10.5.3 基于風(fēng)速監(jiān)測數(shù)據(jù)的輸電塔危險(xiǎn)狀態(tài)預(yù)警算法及程序 124
第11章輸電塔全場應(yīng)力在線監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用 126 
11.1 主要功能展示 126 
11.1.1 工程管理 126 
11.1.2 數(shù)據(jù)管理 127 
11.2 “山竹”臺風(fēng)登陸時(shí)的風(fēng)速監(jiān)測數(shù)據(jù)分析 128 
11.2.1 “山竹”臺風(fēng)情況簡介 128 
11.2.2 深圳核惠線N12、N26塔位的實(shí)測風(fēng)速 129 
11.3 “山竹”臺風(fēng)登陸時(shí)的應(yīng)變監(jiān)測數(shù)據(jù)分析 129 
11.4 “山竹”臺風(fēng)登陸時(shí)應(yīng)變實(shí)測值和計(jì)算值的對比 132開
第12章核惠線全線抗臺風(fēng)性能評估 134 
12.1 核惠線基本情況簡介 134 
12.1.1 工程現(xiàn)狀 134 
12.1.2 氣象條件 134 
12.2 考慮核惠線沿線微地形的影響 135 
12.3 核惠線各類標(biāo)構(gòu)塔型建模展示 137 
12.4 抗風(fēng)評估基本參數(shù)設(shè)定 139 
12.5 全線逐塔評估程序的運(yùn)行過程 140
參考文獻(xiàn) 148