[發明專利]一種考慮樁土相互作用的混凝土電桿氣彈模型設計方法

有效

• 申請號: 201710384975.2
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107201755B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 張宏杰;李峰;陳彬;易弢;張明龍;黃海鯤;林德源;吳涵;王健;蔡政權;李衍川;王飛
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司;國網福建省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00;E02D27/42;E04H12/12
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 郭一斐

本發明提供了一種考慮樁土相互作用的混凝土電桿氣彈模型設計方法。該方法包括：根據混凝土電桿的使用狀態分析并確定各層土類別的彈性約束剛度；采用氣彈模擬設計方法根據混凝土電桿的高度和模擬分析斷面的高度，確定模擬分析中幾何縮尺比和風速比的取值；采用氣彈模擬設計方法確定模擬電桿的截面形狀及其尺寸；采用氣彈模擬設計方法根據分析結果確定模擬土彈簧的模擬參數；確定模擬電桿和模擬土彈簧的連接位置和連接方式。本發明提供的方法模擬樁土相互作用對混凝土電桿風振響應的狀態，依據風洞試驗模型的相似準則進行風洞試驗氣彈模型的設計提高臺風登陸地區混凝土電桿動力荷載的計算精度，從而提高了混凝土電桿的抗風性能和抗風安全性。

技術領域

本發明涉及電桿技術領域，具體而言，涉及一種考慮樁土相互作用的混凝土電桿氣彈模型設計方法。

背景技術

混凝土電桿大多采用直埋式基礎，這種基礎通過埋置在土中的部分電桿提供豎向支撐力和抗傾覆力矩。在進行抗風計算時，僅考慮風對地面以上混凝土電桿的影響。隨著沿海地區臺風登陸頻次的增多，在電壓等級和安全裕度均較低的配電線路中，由于混凝土電桿的抗風性能差，混凝土電桿遭受破壞嚴重，導致生產生活用電的最后一公里問題無法解決。

發明內容

鑒于此，本發明提出了一種考慮樁土相互作用的混凝土電桿氣彈模型設計方法，旨在解決現有混凝土電桿抗風性能差的問題。

一個方面，本發明提出了一種考慮樁土相互作用的混凝土電桿氣彈模型設計方法，該方法包括如下步驟：混凝土電桿分析步驟，根據混凝土電桿的使用狀態分析并確定各層土類別的彈性約束剛度；模擬欲準備步驟，采用氣彈模擬設計方法根據所述混凝土電桿的高度和模擬分析斷面的高度，確定模擬分析中幾何縮尺比λ_L和風速比λ_v的取值。混凝土電桿模擬步驟，采用氣彈模擬設計方法根據分析結果確定模擬電桿的截面形狀及其尺寸；模擬土彈簧確定步驟，采用氣彈模擬設計方法根據分析結果確定模擬土彈簧的模擬參數；模擬連接確定步驟，確定所述模擬電桿和所述模擬土彈簧的連接位置和連接方式。

進一步地，上述一種考慮樁土相互作用的混凝土電桿氣彈模型設計方法，所述混凝土電桿分析步驟進一步包括如下子步驟：剛度分析子步驟，將所述混凝土電桿埋置于土內部分根據土類型分層并確定各層土類別的彈簧剛度；力學分析子步驟，考慮風荷載對所述混凝土電桿的影響，分別確定各層土類別對所述混凝土電桿第一側(如圖3所示的左側)的彈簧剛度k_i1和該層土類別對所述混凝土電桿第二側的彈簧剛度k_i2。

進一步地，上述一種考慮樁土相互作用的混凝土電桿氣彈模型設計方法，所述第i層土類別的彈簧剛度k_i的計算公式為：k_i＝m_iD_ih_iz_i；其中，m_i是第i層土類別的比例系數；D_i是所述混凝土電桿位于第i層土類別中間層處的直徑；h_i是第i層土類別的土層厚度；z_i是第i層土類別中間層與地面之間的距離。

進一步地，上述一種考慮樁土相互作用的混凝土電桿氣彈模型設計方法，所述第i層土類別對所述混凝土電桿的兩側的彈簧剛度k_i1和k_i2與該層土類別的土彈簧剛度k_i之間的關系式為：k_i＝k_i1+k_i2。