[發明專利]一種特高壓鋼管塔內力計算方法及裝置

無效

• 申請號: 200910168265.1
• 申請日: 2009-08-20
• 公開（公告）號: CN101634619A
• 公開（公告）日: 2010-01-27
• 發明（設計）人: 劉振亞;孫昕;楊靖波;韓軍科;李茂華;李峰;楊風利
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00;G01L1/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 逯長明;王寶筠

技術領域

本發明涉及特高壓輸電設備技術領域，特別涉及一種特高壓鋼管塔內力計算方法及裝置。

背景技術

為了減少輸電損耗，提高輸電質量，我國目前建設了首條特高壓輸電線路。

特高壓交流輸電，是指1000kV及以上電壓等級的交流輸電工程及相關技術。特高壓輸電技術具有遠距離、大容量、低損耗和經濟性等特點。雖然特高壓輸電技術具有以上優點，但是由于特高壓的電壓等級很高，對輸電線路鐵塔都有很高的要求。

由于鋼管的截面特性優良、構件體形系數小、外形美觀，并且鋼管塔能顯著降低塔重，因此鋼管塔在我國特高壓輸電線路的建設中被廣泛采用。特高壓鋼管塔作為特高壓輸電線路的重要組成部分，一旦發生事故，對電網將造成災難性的沖擊。特高壓電網的安全穩定運行關系著我國能源結構的安全，這對特高壓鋼管塔的可靠性提出了更高的要求。

目前關于鋼管塔的內力計算均采用整體空間桁架法進行模型簡化計算。整體空間桁架法分析鋼管塔的內力時，假定所有桿架均為兩端鉸接只受軸向力作用的桿單元。

SZT2鋼管試驗塔是國內第一基1000kV特高壓雙回路輸電線路真型試驗塔，目前還沒有成熟的桿塔設計技術規程，試驗鋼管塔設計主要參照《1000kV交流架空輸電線路設計暫行技術規定》(Q/GDW?178-2008)及《架空送電線路桿塔結構設計技術規定》(DL/T?5154-2002)中的有關條文進行設計，整塔采用整體空間桁架法進行內力分析計算。試驗結果表明塔身主材試驗分析所得的實測內力均比理論計算內力偏大，并且受壓腿部和塔身主材端部出現了明顯的局部屈曲現象。

因此，目前這種利用整體空間桁架法計算鋼管塔的內力與實際內力不一致，計算不準確。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種特高壓鋼管塔內力計算方法及裝置，能夠準確計算鋼管塔的內力。

本發明實施例提供一種特高壓鋼管塔內力計算方法，包括：

將鋼管塔的主材采用梁單元模型來計算內力；

將鋼管塔除了主材以外的部分采用桿單元模型來計算內力。

優選地，所述鋼管塔的主材包括：

上導線橫擔上平面主材、上導線橫擔下平面主材、中導線橫擔上平面主材、中導線橫擔下平面主材、下導線橫擔上平面主材、下導線橫擔下平面主材、地線支架上平面主材、地線支架下平面主材和塔身主材。

優選地，還包括：將大風工況作為塔身主材控制工況。

優選地，所述將鋼管塔的主材采用梁單元模型計算內力，具體為：

分別計算梁單元的強度應力和穩定應力；

選取所述梁單元的強度應力和穩定應力中的較大值作為梁單元的受力。

優選地，所述將鋼管塔除了主材以外的部分采用桿單元模型計算內力，具體為：

分別計算桿單元的強度應力和穩定應力；

選取所述桿單元的強度應力和穩定應力中的較大值作為桿單元的受力。

優選地，所述梁單元的強度應力的計算具體為：

σ1=NAn±MyγyWny±MzγzWnz]]>

其中：γ_y、γ_z為與截面模量相應的截面塑性發展系數，對于圓管截面γ_y、γ_z取值均為1.15；M_y、M_z分別為同一截面處繞y軸和繞z軸的彎矩；W_ny和W_nz分別為對y軸和對z軸的凈截面模量；

N為桿件軸力，A_n為桿件凈截面積；