[發明專利]一種基于監測基礎變形的采動區輸電鐵塔承載力評估方法

有效

• 申請號: 201410015232.4
• 申請日: 2014-01-14
• 公開（公告）號: CN104778291B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 楊風利;楊靖波;李清華;朱彬榮
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中國電力科學研究院;國網山西省電力公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種基于監測基礎變形的采動區輸電鐵塔承載力評估方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

(1)建立輸電鐵塔有限元模型；

(2)確定不同類型基礎變形的約束條件；

(3)處理所述基礎變形的監測數據；

(4)進行輸電鐵塔結構內力分析；

(5)對基礎變形輸電鐵塔承載力評估；

所述輸電鐵塔的塔身主材和橫擔主材采用梁單元，所述輸電鐵塔的塔身斜材和橫擔斜材采用桿單元；所述主材與斜材連接方式為鉸接；

所述步驟(2)中的基礎變形包括沉降、傾斜和水平滑移；通過對輸電鐵塔塔腳處的約束模擬基礎變形；

所述步驟(1)中的輸電鐵塔有限元模型通過輸電鐵塔司令圖標注的尺寸生成節點空間坐標并通過梁單元和桿單元建立輸電鐵塔有限元模型；

所述步驟(5)通過確定桿件應力比，進行輸電鐵塔桿件承載力評估，判斷輸電鐵塔的健康狀態；其評價標準為：當桿件應力比小于1時，桿件實際內力低于設計承載力，即桿件處于安全狀態；當桿件應力比等于1時，桿件實際內力剛好達到設計承載力，即桿件處于臨界狀態；當桿件應力比大于1時，桿件實際內力超過設計承載力，即桿件進入失效狀態；

所述步驟(3)采用經緯儀或全站儀對采動區輸電鐵塔塔腳絕對標高進行監測，以沉降量最小的某一塔腳標高為基準，計算得到各塔腳的相對沉降量，按照時間順序對各個塔腳相對沉降量進行編號，生成橫坐標為數據編號i和縱坐標為相對沉降量z的數據系列，其中i＝1，2，3，…，n；

當所述輸電鐵塔塔腳發生沉降時，沉降處釋放鐵塔垂直方向平動自由度，非沉降處固結；當所述輸電鐵塔塔腳發生水平滑移時，沉降處釋放鐵塔橫線路方向平動自由度，非沉降處固結；當所述輸電鐵塔塔腳發生傾斜時，沉降處釋放鐵塔垂直方向平動自由度和繞鐵塔順線路方向的轉動自由度，非沉降處釋放繞鐵塔順線路方向的轉動自由度；

當每個所述輸電鐵塔塔腳下方設置的基礎未發生變形時，約束輸電鐵塔塔腳節點的所有自由度；當所述基礎發生水平滑移時，所述輸電鐵塔一側的塔腳固定，其另外一側塔腳水平移動；當所述基礎發生不均勻沉降時，所述輸電鐵塔的其中一個塔腳不發生沉降，其他三個塔腳沉降量按相對沉降量確定；當設置在所有所述基礎下方的大板基礎發生傾斜時，所述輸電鐵塔的一側塔腳固定，其另一側塔腳均勻沉降；

所述步驟(4)中當基礎發生傾斜變形時，需要考慮結構大變形的影響；當基礎發生沉降、水平滑移變形時，其結構大變形對輸電鐵塔承載力影響忽略不計。

2.如權利要求1所述的一種基于監測基礎變形的采動區輸電鐵塔承載力評估方法，其特征在于：在常遇荷載和基礎變形共同作用下，進行輸電鐵塔受力分析，得到與基礎變形監測過程對應的輸電鐵塔桿件內力時程曲線。