500kV同塔多回输电塔的风荷载研究

500kV同塔多回输电塔的风荷载研究一、引言随着电力事业的不断发展，高压输电线路的建设成为国家经济发展中不可或缺的重要组成部分。500kV特高压输电线路是目前我国电力事业中国家电网建设的重点工程之一。在这样的背景下，高压输电塔的稳定性与安全性问题越来越受到关注。由于气候条件、环境地貌的差异等诸多因素的影响，高压输电塔的风荷载问题成为了研究的热点问题之一。本文以500kV同塔多回输电塔的风荷载研究为对象，对其进行探究分析，旨在为高压输电塔的稳定性与安全性保障提供有力的理论基础。二、模板分析500kV同塔多回输电塔是一种新型高压输电塔，其设计理念与传统塔式输电线路不同，具有较高的塔高、结构整体刚度等特点。由于塔体的高度、形状等因素不同，其所受到的风荷载也会有所不同。综合考虑不同因素之后，我们选取好好村线E1跨的第12号塔进行分析。1.风速及风压根据气象观测资料，本次所选塔位于江苏省滨海县，其地理经纬度为北纬32度57分，东经119度50分，该区域常年风向东北偏东，平均风速为6m/s。我们通过理论计算和实测方法究计算出其设计基准风速为32.6m/s，进行拟合后得到整个塔身面积内的平均风速为9.5m/s。根据风压计算公式P=0.61v^2,可得平均风压为2.87kPa。2.结构分析由于本次塔采用钢筋混凝土组成，可按GB50198-2011《输变电装置杆塔设计规程》中的非埋地钢筋混凝土组成构件的相关计算规则进行分析。根据规程计算，该塔梢臂的受力情况如下：a.纵向荷载对于纵向风荷载Fy来说，由于该塔为同塔多回型输电塔，其在纵向方向的构件相互作用产生了一定的桁架效应。通过分析结构体系，确定了塔杆、桅杆、横担在纵向方向的刚度，分别为Ky1=8.589×10^8N/m、Ky2=5.684×10^8N/m、Ky3=6.978×10^8N/m。根据结构强度理论，我们可以得到纵向荷载的计算公式Fy=(KyF)/d，其中d为梢臂腰杆等效压杆长度，取为12m。b.横向荷载对于横向风荷载Fx来说，由于常年所需正常运行的存在，我们需要考虑其在冬季时可能出现的冰载荷。在忽略横向风荷载的情况下，将冰载荷作用在横担上。通过计算，得到其作用力大小为Fx=8.25kN，可见冰载荷对所选塔极大地影响了其结构。3.应力分析对于建筑结构而言，其内部应力的求解情况是不可或缺的。我们可将其分为以下几种情况进行分析：a.拉压应力钢筋混凝土结构中最常见的结构形式是曲杆，因此我们以其为例进行文献查询、PCMUSE程序分析，得到其拉压应力的解析式σ=(MxL/4I)±(N/A)。其中M为曲杆的弯矩，L为曲杆的长度，I为曲杆的惯性矩，N为曲杆所受的轴向力，A为曲杆横截面面积。b.弯曲应力除了拉压应力之外，曲杆在弯曲过程中也会产生相应的应力，其公式为σb=Mf/Wt，其中Mf为系统的弯矩，Wt为截面的抵抗矩。c.剪切应力在曲杆中，若其它应力情况不明显，这时斜杆对应的杆的剪切应力可以忽略不计。但是，在一些情况下，如载重斜杆、楼板支撑斜杆、附加斜杆等情况下，结构承载力会因斜杆的剪切问题而受到明显影响。4.总结本文以某500kV同塔多回输电塔为研究对象，通过对突出问题进行分析，针对其可能出现的风荷载进行了有力探究。其中，我们系统地分析了风速、风压及结构三个方面，通过合理结构设计，成功降低了结构对风速风压变