500 kV雙回路直線塔試驗研究

于學玉

(四川電力設計咨詢有限責任公司，四川成都610016)

為驗證鐵塔結構優(yōu)化結果，檢驗鐵塔力學性能是否滿足工程的安全、可靠性要求，選用500 kV雙回路直線塔SZV5101進行了實物試驗。

1 試驗方案

試驗塔全高62.4 m，塔身主材采用Q420高強鋼。鐵塔采用全方位長短腿，級差6.0 m，線路方向一側BC腿為8.9 m長腿，另一側AD腿為2.9 m短腿(圖1)。

圖1 試驗塔長短腿布置

1.1 試驗塔設計條件

導線型號:4×LGJ－500/45鋼芯鋁絞線;地線型號:LBGJ－150－27AC 鋁包鋼絞線;導線排列形式:垂直排列;氣象條件:風速27 m/s，覆冰 10 mm;水平檔距:420 m;垂直檔距:650 m;試驗塔呼高:36 m。

1.2 試驗工況

(1)斷右地線、右上導線，其余未斷(雙回);

(2)斷右地線、右中導線，其余未斷(雙回);

(3)斷右地線、左中導線，其余未斷(雙回);

(4)斷右中、下導，其余未斷(雙回);

(5)斷左地線、其余未斷(單回);

(6)二倍吊裝左上導線，地線、右導線已掛，其余未掛;

(7)二倍吊裝左中導線，地線、右導線、左上導線已掛，其余未掛;

(8)二倍吊裝左下導線，其余已掛;

(9)地線已安，雙倍起吊右上導線，加載點在安裝孔上;

(10)地線、右上中導線已安，雙倍起吊右下導線，加載點在安裝孔上;

(11)錨左上導線，地線、右導線已錨，其余未錨;

(12)所有導地線不均勻覆冰(雙回)，0°風;

(13)所有導地線不均勻覆冰(單回)，0°風;

初中數(shù)學教師在安排學生進行合作學習時，必須確保問題本身具備足夠的思辨性和發(fā)散性，以便能夠使學生在對此種類型問題的不斷鉆研之中，實現(xiàn)數(shù)學水平的提高和增益。初中數(shù)學教師要避免一個錯誤的做法，即不能因過于追求合作學習的成功，而為學生安排一些過于淺顯的問題，原因在于，這些問題的討論價值不大，學生即便能夠很快地實現(xiàn)對問題的破解，其也會因為破解問題的過程過于簡單而無法產(chǎn)生足夠的成就感，這樣亦會背離了組織學生進行合作學習的初衷。

(14)單回運行，60°大風，最大垂直荷載;

(15)雙回運行，60°大風，最大垂直荷載。

2 試驗方法

本試驗為實物驗證試驗，在試驗基礎上對被試塔進行組裝，加荷點通過連有測力傳感器的鋼絲繩與加荷用液壓缸相連，加荷系統(tǒng)為液壓閉環(huán)自動加荷系統(tǒng)。位移測量采用全站儀，應變測量采用數(shù)據(jù)采集儀(圖2)。

圖2 試驗實況

3 試驗結果

2010年1月23～25日，SZV5101直線塔在中國電力科學研究院桿塔試驗中心，通過了15個工況的設計荷載測試，其中雙回運行，60°大風，最大垂直荷載超載工況，荷載加至135%進行位移、應變測量時(持荷約10 s)，鐵塔東南塔身主材，第一水平隔面上方(約300 mm處)主材破壞。

4 試驗數(shù)據(jù)分析

4.1 主材受力分析

圖3 應變片布置

鐵塔變坡點以下第一段主材設計應力達到97%，短腿主材應力達到96%，是試驗前預期破壞的兩個危險點，在這兩段主材上按圖3所示方式布置了應變片。

變坡點附近主材斷面上5個應變片的應變值如圖4。

圖4 1－1剖面應變片應變值

圖5 2－2剖面應變片應變值

由圖4、圖5可以看出，加載至100%設計荷載前，鐵塔主材截面各點應變比較均勻，基本處于軸心受壓狀態(tài);超載后，主材截面各點應變有較大程度分散，開始出現(xiàn)較大彎矩甚至局部扭矩。100%設計荷載時，主材應力基本達到屈服強度，因此屈服強度是主材受力狀態(tài)的一個明顯分界點。主材屈服前，可近似按軸心受壓考慮;主材屈服后，彎矩和扭矩的影響已不可忽略。

4.2 錯心斜材受力分析

鐵塔腿部褲襠斜材有80 mm偏心。為研究錯心點附近桿件的受力性能，按圖6所示方式布置了應變片。

圖6 應變片布置

圖6 中的三個斜材截面應變值測量結果如圖7所示。

由圖7可以看出，錯心處的斜材均處于壓彎或拉彎狀態(tài)，因此，錯心必須引起足夠的重視、建議將錯心引起的彎矩按剛度分配到相關桿件上，進行強度和穩(wěn)定驗算。

圖7 應變片應變值

4.3 鐵塔整體變形分析

工況15(雙回運行60°大風，最大垂直荷載)，逐級加載過程中，鐵塔整體變形曲線如圖8所示。

圖8 鐵塔整體變形

由圖8可以看出，鐵塔整體變形曲線接近雙折線，雙折線分界點在塔身變坡點附近。

5 結論

(1)主材屈服前，可近似按軸心受壓桿件考慮;主材屈服后，彎矩和扭矩的影響已不可忽略。

(2)桿件錯心必須引起足夠的重視，建議將錯心引起的彎矩按剛度分配到相關桿件上，再進行強度和穩(wěn)定驗算。

(3)鐵塔整體變形曲線接近雙折線，雙折線分界點在塔身變坡點附近。