刘鸣，李永诰

(枣庄力源电力设计有限公司，山东省 枣庄市，277101)

0 引言

位于煤炭基地采空区的输电铁塔受地表的沉降和变形作用，输电铁塔中将产生附加应力，严重时将损坏铁塔，影响输电线路安全。因此，研究地表变形对输电铁塔内力和变形的影响规律，对输电铁塔的建设和安全性评估具有重要的意义［1-2］。本文以双回路直线型钢管角钢组合型输电铁塔为研究对象，采用数值分析方法，利用通用有限元软件ANSYS，研究地表变形对铁塔结构内力和变形的影响规律，获得塔架的破坏形态、杆件承载力与位移变化关系，同时提出了防控措施。

1 输电铁塔有限元模型

本塔型为钢管、角钢混合结构，塔身构件均为钢管，横担构件均为等边角钢，全高50 m。塔体弦杆和横担弦杆均为Q345B钢，腹杆均采用Q235钢，导线型号4×JLB20A-500/45，地线型号 LGJ-95/55，设计风速40 m/s。模型的弹性模量2.06×1011Pa，泊松比为 0.3，钢材质量密度为 7.85 ×103kg/m3［1-4］。

整个铁塔采用梁-杆混合单元，梁单元采用Beam189，杆单元采用 Link8。其中，主材(弦杆)和斜材(腹杆)采用梁单元，横担的次生斜腹件采用杆单元Link8［5-7］。铁塔的有限元模型如图1所示。

2 塔体地表位移的最不利工况

基础发生不均匀沉降时候，可能发生2种情况:(1)杆塔具有刚体特性，刚体随基础发生整体转动和移动;(2)由于地层移动使得杆塔本身的杆件应力增大，这会影响铁塔的承载力。本文主要针对第2种情况进行有限元计算和分析。设X向为沿线路走向方向，Y向为垂直于线路方向，支座反力方向的Z向垂直向上为正方向。……