Q690鋼管塔試驗(yàn)及工程應(yīng)用

序

前言

緒論

1.1 概述

1.2 國(guó)內(nèi)輸電鐵塔現(xiàn)狀

1.3 國(guó)內(nèi)外輸電鐵塔中高強(qiáng)鋼應(yīng)用情況

1.4 Q690鋼管塔的工程應(yīng)用需要解決的問(wèn)題

Q690鋼管的材料力學(xué)性能及殘余應(yīng)力

2.1 概述

2.2 Q690鋼的材料力學(xué)性能測(cè)定

2.3 Q690鋼管的殘余應(yīng)力測(cè)定

Q690軸心受壓鋼管的整體穩(wěn)定性能

3.1 概述

3.2 鋼管整體穩(wěn)定試驗(yàn)研究

3.3 鋼管整體穩(wěn)定有限元分析

3.4 結(jié)論

Q690軸心受壓鋼管的局部穩(wěn)定性能

4.1 概述

4.2 鋼管局部穩(wěn)定試驗(yàn)研究

4.3 鋼管局部穩(wěn)定有限元分析

4.4 結(jié)論

Q690鋼管受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)

5.1 概述

5.2 逆算單元長(zhǎng)度法

5.3 穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算

5.4 結(jié)論

Q690鋼管塔K形節(jié)點(diǎn)極限承載力研究分析

6.1 概述

6.2 K形節(jié)點(diǎn)有限元分析

6.3 K形節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)研究

6.4 K形節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)值、設(shè)計(jì)值與有限元計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析

6.5 結(jié)論

Q690鋼管塔柔性法蘭極限承載力研究分析

7.1 概述

7.2 柔性法蘭試驗(yàn)研究

7.3 柔性法蘭有限元分析

7.4 柔性法蘭試驗(yàn)與有限元計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析

7.5 結(jié)論

Q690高強(qiáng)鋼焊接試驗(yàn)研究

8.1 概述

8.2 Q690鋼母材成分、組織、性能及裂紋敏感性分析

8.38mm厚Q690鋼板對(duì)接接頭焊接試驗(yàn)研究

8.420mnl厚Q690鋼板對(duì)接接頭焊接試驗(yàn)研究

8.5 T型連接焊接試驗(yàn)研究

8.6 結(jié)論

Q690鋼管塔的設(shè)計(jì)參數(shù)和選用原則

9.1 概述

9.2 設(shè)計(jì)參數(shù)

9.3 受拉高強(qiáng)鋼管使用原則

9.4 受壓高強(qiáng)鋼管使用原則

Q690鋼管塔的真型塔設(shè)計(jì)和試驗(yàn)研究

10.1 真型塔試驗(yàn)

10.2 整塔節(jié)點(diǎn)有限元計(jì)算

10.3 試驗(yàn)結(jié)果與有限元結(jié)果對(duì)比分析

10.4 結(jié)論

Q690鋼管塔的工程應(yīng)用

11.1 概述

11.2 Q690高強(qiáng)鋼管塔工程應(yīng)用情況

11.3 Q690鋼管塔在特高壓工程中應(yīng)用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

11.4 結(jié)論

附錄1 逆算單元長(zhǎng)度法程序

附錄2 節(jié)點(diǎn)ANSYS命令流

附錄3 法蘭ANSYS命令流

參考文獻(xiàn)2100433B

《Q690鋼管塔試驗(yàn)及工程應(yīng)用》可供從事輸電線路工程鐵塔研究、設(shè)計(jì)、加工、施工和運(yùn)行工作的技術(shù)人員和管理人員參考使用。

上世紀(jì)80年代，國(guó)際上許多國(guó)家在開發(fā)特高壓輸電線路時(shí)，開始將鋼管型材應(yīng)用到了鐵塔結(jié)構(gòu)中，出現(xiàn)了以鋼管為塔體主材的鋼管塔。在日本，1000kV的超高壓線路及高塔中幾乎全部使用了鋼管塔，他們對(duì)于鋼管桿的設(shè)計(jì)技術(shù)研究非常透徹。

借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，國(guó)內(nèi)在500kV雙回路鐵塔和同塔四回鐵塔中也已使用鋼管型材，體現(xiàn)出了其良好性能和效益。鋼管塔結(jié)構(gòu)由于其斷面剛度較大，截面受力特性較好，受力簡(jiǎn)潔、外形美觀等突出優(yōu)點(diǎn)，在不同電壓等級(jí)的線路中得到了很好的發(fā)展。尤其是在大跨越結(jié)構(gòu)、城市電網(wǎng)桿塔結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較多。

鋼管塔結(jié)構(gòu)具有相對(duì)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，適合應(yīng)用于承受大荷載的輸電鐵塔。

（1）荷載特性

鋼管塔桿件承受風(fēng)壓小、截面抗彎剛度大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、傳力清晰，能夠充分發(fā)揮材料的承載性能，一方面可降低鐵塔重量，減小基礎(chǔ)作用力；另一方面有利于增強(qiáng)極端條件下抵抗自然災(zāi)害的能力。在滿足強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算要求的情況下，采用風(fēng)壓體型系數(shù)相對(duì)較小的鋼管塔，可顯著減小塔身風(fēng)荷載作用。

（2）截面特性

鋼管構(gòu)件截面中心對(duì)稱，截面特性各向同性；材料均勻分布在周邊，截面抗彎剛度大。對(duì)于輸電鐵塔的受拉桿件，當(dāng)鋼管與角鋼的截面積相當(dāng)時(shí)，鋼管塔桿件不顯現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)。而對(duì)于輸電鐵塔的壓彎構(gòu)件，采用較小截面積且有較大回轉(zhuǎn)半徑的鋼管可以充分均衡地發(fā)揮材料的力學(xué)性能，達(dá)到結(jié)構(gòu)剛度和穩(wěn)定要求，尤其對(duì)于結(jié)構(gòu)幾何尺寸較大、桿件較長(zhǎng)的大荷載鐵塔，鋼管塔桿件穩(wěn)定性能好的優(yōu)勢(shì)很明顯。

（3）構(gòu)造連接

在構(gòu)造連接方面，鋼管塔的主材采用法蘭連接或相貫連接，斜材與主材之間采用插板連接或相貫連接，角鋼塔的主材采用內(nèi)、外包連接，其他桿件之間主要通過(guò)連接板和螺栓連接。鋼管塔的法蘭和插板連接構(gòu)造相對(duì)較為簡(jiǎn)潔，雖然增加了焊接工作量，但減少了角鋼構(gòu)件的偏心等對(duì)結(jié)構(gòu)承載性能的不利影響，同時(shí)增強(qiáng)了連接節(jié)點(diǎn)的剛度與致密性，有助于提高結(jié)構(gòu)的整體剛度和穩(wěn)定性以及抵抗風(fēng)振動(dòng)力荷載的能力。