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

《高压输电线路输电塔采动区地表变形作用下附加内力研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第36卷第10期华电技术Vo1．36NO．102014年10月HuadianTechnologyOct．2014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拾峰，史方亮，梅迁(江苏省宏源电力建设监理有限公司，南京210036)摘要：为了揭示采动区地表变形对输电塔附加内力的影响，根据地下开采引起的地表变形规律，采用有限元模型模拟，分析了地表单向拉伸变形、单向压缩变形、双向拉伸变形、双向压缩变形作用下，输电塔附加内力的变化规律。得出了在地表变形作用下，输电塔底部主材受力最为不利、下部主材次之、支架处主材受力最小的结论。关键词：采动区；地表变形；输电塔

2、；附加内力中图分类号：TU279文献标志码：B文章编号：1674—1951(2014)l0—0034—040引言为满足经济社会的高速发展，人们不断地开发和利用地下煤炭资源，不可避免地破坏了地下岩体、土体的原始应力平衡状态，引起岩土体内的应力重新分布，岩层产生移动、变形和破坏⋯。当地下开C2l：lC2采面积达到一定的范围后，起始于采动场附近的移动和变形将扩展到地表，形成地表变形区。这种变形直接波及地面建筑物、构筑物的基础，使其产生附加应力和位移，严重影响构筑物的正常使用和结构的安全。我国乃至世界各国都存在着大量这种地表变形区或者潜在的地表区。架空输电线路

3、是电网中重要的生命线工程J，伴随着我国经济的发图1地表移动盆地区域不葸展，输电线路的数量也迅速增长，这就使得线路不可三角函数预计方法描述地表变形曲线，地表下沉避免地途经那些存在不稳定地级的采空区，因此，研曲线可表示为究采空区地表变形对输电塔附加内力的影响规律具()=。(1一手+1sin2盯手)，(1)有重要意义。式中：W()为距原点距离为位置的地表下沉值；1理论模型W。为最大下沉值；为计算点坐标；Z为半盆地长，m。在采空区上方地表平坦，达到超充分采动、采动地表沿走向主剖面的倾斜值为影响范围内没有大的地质构造的条件下，最终形成i(x)=一2sin耵手。(

4、2)的静态地表移动盆地可划分为如下3个区域：(1)走向主剖面上的水平移动值为移动盆地中间区域，如图1中A，B，c，D所示区域，地表下沉均匀，其他移动变形值近似为0；(2)移动()=一bw。sin1T孚，(3)盆地内边缘区域，又称压缩区域，如图1中A．，B。，式中：b为水平移动系数。C，D所示，在此区域内地表产生压缩变形；(3)移动盆地外边缘区域，又称拉伸区域，如A：，B，C：，D：2数值模拟分析所示，在此区域内地表产生拉伸变形。2．1模型的建立根据矿山开采沉陷学有关理论，采用前苏联的本文选取2C—ZB22酒杯型输电铁塔为研究对收稿日期：2014—05—

5、19；修回日期：2014—08—22象，呼称高36m，根开6m，主材为Q345型钢，辅助·36·华电技术第36卷4O=．R委30窭墨20州lO0510l52025基础单向拉伸，cma单向地表拉伸作用下主材A，B，C应力变化b单向地表拉伸作用下主材D，E，F，G应力变化40皇30羹2O州10O510152025基础单向压缩／cmc单向地表压缩作用下主材A，B，C应力变化d单向地表压缩作用下主材D，E，F，G应力变化一主材D一主材E4o一主材F一主材C耋3020蓊100510152025基础双向拉"~／cme双向地表拉伸作用下主材A，B，c应力变化f双向地

6、表拉伸作用下主材D，E，F，IS,应力变化一主材D一主材E40一主材F一丰材G30罨20——●—————一———枣100510152025基础双向拉伸／cm基础双向拉伸／cmg双向地表压缩作用下主材A，B，C应力变化h双向地表压缩作用下主材D，E，F，G应力变化图5地表变形作用下主材应力变化材A应力最大，为345MPa，是输电塔地基未产生地表力随着拉伸位移量的增加而增大。当地表压缩15变形工况的l3．07倍；中部主材C次之，为193．07cm时，底部主材A应力达到345MPa，超越屈服极MPa，是输电塔地基未产生地表变形工况的7．41倍；限。当地表产生

7、单向压缩作用时，底部主材受力最支架主材C应力最小，为2．97MPa，是输电塔地基未为不利，此处构件要注意加强。产生地表变形工况的53．4％。由表1可知，当单向压缩位移量为2513／／1时，底2．2．2基础单向压缩主材应力分析部主材A应力最大，为345MPa，是输电塔地基未产分析图5c，图5d可知，在单向地表压缩作用生地表变形工况的13．07倍；中部主材C次之，为下，输电塔底部主材(主材A，B)应力明显大于中部183．73MPa，是输电塔地基未产生地表变形工况的和上部主材，支架处主材G应力最小，横担处主材F7．05倍；支架处主材G应力最小，为14．07M

8、Pa，是应力随着压缩位移量的增加而减小，其余处主材应输电塔地基未产生地表变形工况的2．53倍。