APP下载

输电线路铁塔辅助材研究

2012-09-13于学玉

四川建筑 2012年6期
关键词:主材支撑力压杆

于学玉

(四川电力设计咨询有限责任公司,四川成都610016)

1 理论分析

输电线路铁塔设计中,经常通过增加辅助材支撑,减少受压构件自由长度,以提高其承载能力。

以压杆两分为例,中间辅助材支撑相当于一个弹性支座,如果它的弹簧刚度很弱,则所起的作用不大,不能把主材承载能力提高很多。因此,必须对辅助材所应具有的刚度做出分析,使之能起刚性支座的作用。当支撑刚度足够而杆屈曲时,杆轴线呈一个全波,如图1(a)中虚线所示。在计算中取图1(b)的简图,设弹簧支座有无穷小的压缩量d,杆件在弹性支座处的反弯点相当于一个铰。对此取矩,可得

因此

图1 单支撑点变形

当在压杆三分点加两个辅助材支撑时,屈曲时呈三个半波,计算简图有两种不同的可能图形,即两个弹簧向同一方向压缩(图2b)和向相反方向压缩(图2c)。仍设弹簧刚度为k,并有无限小的压缩量d,计算得这两种情况分别为

显然,辅助材刚度应至少达到式(4)所给的值,否则不可能实现把压杆计算长度由3L减少到L的目的。

图2 双支撑点变形

依次推算,当把压杆分成长度为L的N个等段,则弹簧刚度应至少为

画成曲线如图3,可以看出理想压杆辅助材所需刚度随主材分段数增加而增大,当N无限增大时,kL/N趋近于4。

图3 支撑所需刚度与主材分段的关系

2 试验分析

输电线路铁塔主材,虽然不是理想压杆,但其辅助材受力规律应与理想压杆类似。为进一步摸清输电线路铁塔辅助材受力规律,选用220 kV双回路直线塔SZ801进行了真型试验。

铁塔辅助材应变片编号如图4所示,应变测量采用数据采集仪。双回路直线塔SZ801通过了12个工况的设计荷载测试,其中最后一个工况(控制铁塔主材)超载至120%,铁塔未破坏。

图4 SZ801铁塔辅助材应变片布置

最后一个工况(控制铁塔主材),从0%到120%逐级加载过程中,铁塔辅助材各应变片的应变值(uε)列表如下。

表1 铁塔辅助材应变值

续表1

根据表1中数据可计算出各辅助材在主材支撑点处的合力最大值,以及该支撑力与铁塔主材内力的比值,如表2。

表2 铁塔辅助材与主材的力

由表2可以看出,辅助材支撑力与铁塔主材内力的比值,在二分、三分、四分、七分情况下最大值分别为0.0072、0.0081、0.0114、0.0183。可见辅助材支撑力与铁塔主材内力的比值,随主材分段数增加而增大,与前面论述的辅助材刚度随主材分段数增加而增大吻合。

《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》(以下简称《规定》)中规定铁塔辅助材的承载能力一般不低于所支撑主力内力的2%。通过表2可以看出,铁塔主材三分及以下时,辅助材支撑力不足主力内力的1%,只有当主材七分时,辅助材支撑力才接近《规定》中的数值。因此当铁塔主材三分及以下时,辅助材内力按照《规定》计算是偏于保守的,建议按照主力内力的1.5%计算,铁塔主材四分及以上按照《规定》计算是合理的。

3 结论及建议

(1)理想压杆辅助材所需刚度随主材分段数增加而增大。

(2)铁塔辅助材支撑力与塔身主材内力的比值,随主材分段数增加而增大。

(3)铁塔辅助材内力按照《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》计算是偏于保守的,建议主材三分及以下时按照主力内力的1.5%计算,主材四分及以上按照主力内力的2%计算。

猜你喜欢

主材支撑力压杆
立井排水管上部支座失效时各支座支撑力分析
输电铁塔辅助材承载能力分析及设计研究
基于直接刚度法的三段刚度压杆非线性分析
应变片粘贴因素对压杆测压的影响
浅谈体育教学中的跳高的力量训练
钢琴教学中手指支撑力的训练方法研究
电力铁塔主材形变与气温关联性
高压输电线路输电塔采动区地表变形作用下附加内力研究
高强角钢塔双肢连接受压主材构件稳定性能研究进展
双薄壁墩承台拉压杆模型计算