220kv输电塔线体系覆冰脱冰力学性能及大变形锚杆基础应用研究

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1、硕士学位论文220kV输电塔线体系覆冰脱冰力学性能及大变形锚杆基础应用研究StudyonIce-CoatingandIce-Sheddingof220kVTransmissionTower-LineSystemandApplicationofLargeDeformationBoltFoundation作者：杨风州导师：夏军武教授中国矿业大学二○一五年五月中图分类号TU391学校代码10290UDC624密级公开中国矿业大学硕士学位论文220kV输电塔线体系覆冰脱冰力学性能及大变形锚杆基础应用研究StudyonIce-CoatingandIce-Sh

2、eddingof220kVTransmissionTower-LineSystemandApplicationofLargeDeformationBoltFoundation作者杨风州导师夏军武教授申请学位工学硕士培养单位力建学院学科专业结构工程研究方向钢结构答辩委员会主席耿欧评阅人耿欧徐赵东二○一五年五月论文审阅认定书研究生杨风州在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送

3、专家评审。导师签字：年月日致谢Acknowledgements本文是在导师夏军武教授的悉心指导下完成的。时光飞逝，岁月如梭，转眼间已经到即将毕业时候。我在本科期间就仰慕恩师夏军武教授，以至于本科考上研究生就主动申请拜读到夏老师门下，让夏老师当我的学习及人生导师。在恩师课题组三年研究生学习生活，我充分感受到恩师学术知识渊博、科研作风严谨、为人和蔼可亲、生活乐于助人等高贵品质。恩师不仅为我学术科研提供了良好的学习氛围和畅通的交流平台，而且教会我很多为人处世的道理。在我论文选题、论文写作和定稿过程中恩师给予了无私的帮助，没有恩师的正确指导和充分支持，论文

4、工作不可能完成，在此对恩师给予我无私的帮助表达衷心的感谢和诚挚的敬意。我将继承恩师的德艺双馨优秀品质和学者风范投入到今后的学习生活中去，发奋图强，自强不息，努力实现自己的人生价值。本文在建模、试验、写作过程中得到了中国矿业大学力学与建筑工程学院多位老师和同学的帮助。在此特别感谢范力副教授、李贤副教授、龙帮云副教授、郭震副教授在论文选题工作中的指导和宝贵意见；感谢实验室刘老师、朱师傅等在物理试验过程中提供的帮助；感谢我的师兄常虹博士、常鸿飞博士、窦国涛博士、段晓牧博士在有限元模型分析和论文写作等方面提供的帮助；感谢同门曹极昌、张志雄、徐兴兴、刘丹丹、

5、刘青文、张海威、徐博等在我物理试验过程的帮助；在课题组三年学习生活过程中，课题组每位成员都对我学习和生活给予过帮助，在此向所有帮助过我的人表达衷心的感谢。感谢我的父亲，在我求学路上给予的支持，父亲伟大的爱是我求学路上勇往直前、不畏艰险的精神支柱；感谢我的姐姐，从小到大对我的关心和爱护；感谢我所有的亲戚，对生活上给予我的关心和帮助，使我顺利完成学业。最后感谢评阅老师在我论文审阅过程中提出的宝贵建议，感谢答辩老师在百忙中抽出时间对我论文进行答辩指导。摘要随着国家经济发展对能源的依赖和国家对中西部地区基础设施的投资，我国正在新建大量的高压输电线路。由于我

6、国国土面积广阔，各地区间气候差异较大，有些线路不可避免的会经过冰雪灾害等极端气象条件的地区。因此进行冰雪灾害地区输电线路塔线体系受力变形性能以及大变形锚杆基础在塔线体系主动抗冰灾过程中性能的研究，保证冰灾极端气象条件下线路的安全运营，具有重要现实意义。本文进行了酒杯型输电塔线体系的物理相似模拟试验，研究了塔线体系在不同覆冰厚度、不同脱冰厚度等工况下的体系的受力变形性能。从导线中点位移、导线中点应力、塔身不同位置处杆材应力等不同方面，总结出塔线体系受力及变形变化规律；通过物理相似模拟试验与有限元计算结果的对比分析，验证了ANSYS有限元计算模型的正确

7、性。通过建立三塔四档的塔线体系有限元模型，研究了塔线体系在不同脱冰厚度下，塔线体系中导地线中点位移、导地线中点应力、体系不平衡张力、铁塔不同位置处杆材应力、基础反力的影响，获得了塔线体系在不同厚度脱冰荷载作用下各项指标的变化规律，得出了体系在脱冰过程中的最不利位置，可以为极端气象条件下的在役输电塔线体系加固提供理论依据。结合大变形锚杆受力变形特点及塔线体系主动减小冰雪灾害不利影响的指导思想，研究了塔线体系中间塔采用大变形锚杆基础时，塔线体系在20mm厚脱冰荷载作用下，不同锚杆拉伸长度对塔线体系脱冰过程的各项指标影响规律；通过对比分析得出，当中间塔采

8、用大变形锚杆基础时，对塔线体系中输电塔下部和中部主材有利，对横担处主材和支架处主材影响规律较复杂，对体系中其他指标影响不大