500kv输电铁塔结构体系可靠性探究

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1、LoWcARBoNWoRLD2013，l2能源·电力500kV输电铁塔结构体系可靠性探究廖永昌(四川电力设计咨询有限责任公司，四川成都610016)【摘要】由于500kV输电铁塔的结构在实际应用中存在很多不确定的因素，因此对其可靠度的分析十分迫切。本文采用概率论的基础知识①将500kV输电铁塔的可靠度模型进行了简化；②对500kV输电铁塔的实际可靠度进行了估算；③依据工程实际情况计算了失效模式数量④对其可靠度进行了计算。【关键词】500kV输电铁塔：失效模型：可靠度【中圈分类~1TM753【文献标识码】B【文章~12095—206

2、6{2013)24—0055—021引言结构体系可靠性有如下的定义，是在某种特定条件中和特定的时间内，可以成功实现预设具有某种特定功能的能力与特性。那么依照国家对于建筑设计的结构标准中的相关规定，衡量结构的可靠性程度的标准成为可靠度，其中输电铁塔就是一项非常重要的结构工程，但是由于在设计时会有如结构安装误差、风荷栽以及一些材料变异的很多不确定的影响因素，因此对于其结构可靠度就成了此结构设计中非常重要的一项指标。更为细致的划分。50okV输电铁塔的结构体系是·曼墟辊囝h连巍圈e翻税图^三三维矗田b正拟墨c翻税田一个更为复杂的体系设计

3、．如果对其相应的实际模型进行可图1500kV猫头型铁塔实际的模型图2500kV输电铁塔可靠度计算模型靠度的分析，不仅难度非常大，而且也没有实际应用价值因在铁塔的结构设计中必需要考虑三种情况。分别为安装、此本文着点与输电铁塔受力特性和目前已经报道过的对输电正常运行与事故断线的三类荷栽情况，对于结构体系的失效铁塔的可靠度研究，并且构建了500kV输电铁塔相应的可靠只需分析第二种荷栽情况出现的状况，而对于另外两种荷载度模型，并在此基础上，依据现有输电铁塔的工程实际应用状情况下的构件则不用考虑。而且实际的工程中。第三种事故断况，首先对50

4、0kV输电铁塔中失效模式数量进行了估算．随后线荷载情况出现的机率很小．只需分析正常运行时的模式。在参照我国现有对于500kV输电铁塔的失效指标的统计数据．第二种荷载情况中。铁塔的主材、斜材是500kV输电铁塔的主并利用了概率论．准确结算出来500kV输电铁塔中实际的可要结构构件，而辅材通常不是结构体系最主要的构件，一方面靠度。是由于主材在实际的设计中所留有的余度非常小．另一方面2简化500kV输电铁塔的可靠度模型辅材、斜材在细长比方面的严格要求，这就要求在设计过程中不得不考虑余度对于塔头主材的构件大多数情况受到断线2．1构造铁塔及

5、其模型和安装两种情况的控制，所以不需要考虑塔头主材的构件失目前国内5ookV自力式铁塔主要角钢型螺栓连接的结构效模式。式，即由钢板和角钢等不仅细而且大的器件组合而成．它们之实际的模型上的节点分为计算和非计算两种节点类型，间用螺栓进行稳定的链接，部分由少量的可焊接的器件组成。在模型建立过程中需要提取计算的节点类型，消除非计算的其中的塔脚座板需用电焊的方式进行焊接．所有铁塔部件常节点，从文献中也可以获悉，其主要分布在横隔材与主材内。用热浸镀锌的方法进行防腐辅材、斜材、横隔材、主材四类构成了实际的模型内的单元组自立式角钢塔如果从总体的角

6、度上看来．自立式角钢塔成类型，又将斜材、横隔材、主材三类单元提出来构成计算的的主体结构为构架型，铁塔的主材通常采用较大型号的角钢。模型单元，由于辅材没有受到作用力．因此在计算的模型中不接头相连接处采用螺栓连接方式。而的辅材、横隔材和斜材通予考虑。常用到小型号的角钢。塔脚的地方一般用螺栓和塔脚板相连计算500kV输电铁塔计的可靠度时。重点分析铁塔的主接，而且保持其与基础之间的连接。受力材一般包括了横隔材与斜材部分，对应的简化模型图2所示材、斜材、主材三种材料．其作用是在它们中施力点的地方传至铁塔基础之上，辅助材则是提供给受力材有效的

7、支撑3500kV输电铁塔可靠度的实际计算输电线路铁塔通常主要由角钢构成的超静定杆系的系统如图1所示是猫头型铁塔实际的模型，铁塔的高度为结构。对于其可靠性的主要研究方向包括了系统主要的失效42m．铁塔的根开为9．063m2．2500kV输电铁塔计算可靠度的模型简化模式的构建和寻找；按照主要的失效模式中的有关安全裕量的方程从而对失效概率进行计算；根据主要的失效模式中的首先输电铁塔的结构主要由许多的构件组合而成的体系失效概率以及模式之间对应关系．对系统总体的失效概率以结构，若按照真实的模型来计算和分析体系结构可靠度．需要及对应的上下限进

8、行相应的计算。对每一个构件进行相应的计算，这样对此结构可靠度的计算将会非常繁琐，所以需要对其模型采用一些简化的手段．可以3．1确定500kV输电铁塔中失效模式的数量只需要分析铁塔在荷栽的作用下．对结构有主要控制效果的依据可靠度的基本理论．铁塔体系可