摘 要

长期工作在自然环境中的输电系统，很容易受到自然灾害的影响，而近代社会对电能的需求也越来越大，所以维持输电系统的稳定性至关重要，其中最需要防范的就是风荷载。因为输电塔是一种高耸结构，在受到水平作用力时容易造成结构的破坏，所以在设计时往往需要在塔身增设一些横隔面来改善塔架的受力情况提高其抗风承载力。

横隔面的设置会影响到结构的整体抗风性能，在风荷载作用下不同的布置可能会使结构产生不同的动力反应，其中横隔面的数量、位置、强度等都是影响塔身动力反应的重要因素。

本次研究是利用道亨三维设计平台，这是一款专业的铁塔设计分析软件，适用于各式铁塔的模型建立、参数输入、模拟荷载计算、杆件承载力检验、即时修改铁塔细部设计，能够快速计算输出相关的荷载图、计算书。本次研究将通过此软件建立铁塔的三维模型，通过输入设计荷载参数计算出铁塔的挂点荷载，然后在满应力优化计算系统中改变杆件参数，计算其对应的杆件应力，并以此作为依据进行分析研究。

本文以目前典型的某220kv双回路直线自立式输电塔的设计为依据，利用道亨三维设计平台建立了输电塔模型，从横隔面加固的位置、数量、构造形式和增加的重量四个方面的因素来探究合理的加固方案。

关键词：钢结构塔架；抗风加固；横隔面；杆件应力

Abstract

Transmission systems that have been working in the natural environment for a long time are vulnerable to natural disasters, and modern society has a growing demand for electricity. Therefore, it is of vital importance to maintain the stability of transmission systems, among which wind load is the most important thing to prevent. Because the transmission tower is a tall structure, when subjected to horizontal forces, it is easy to cause structural damage. Therefore, it is often necessary to add some horizontal partitions to the tower in order to improve the tower's bearing capacity.

The setting of the transverse septum surface will affect the overall wind resistance of the structure. Under the action of wind load, different arrangements may cause different dynamic responses of the structure, among which the number, position and strength of the transverse septum surface are all important factors affecting the dynamic response of the tower.

This study is based on dao-heng 3d design platform, which is a professional steel tower design and analysis software. It is applicable to the modeling, parameter input, simulated load calculation, rod bearing capacity test, real-time modification of the tower details design, and can quickly calculate and output the relevant load diagram and calculation book. In this study, a three-dimensional model of the iron tower will be established through this software, and the load at the hanging point of the tower will be calculated by inputting the design load parameters. Then, the parameters of the rod will be changed in the full stress optimization calculation system, and the corresponding stress of the rod will be calculated, which will be used as the basis for analysis and research.

In this paper, based on the design of a typical 220kv dual-circuit linear self-supporting transmission tower at present, a transmission tower model was established using the Daoheng 3D design platform. From the location, number, strength, structural form and increased weight of the cross-sectional reinforcement Various factors to explore a reasonable reinforcement plan.

Keywords: steel structure tower； wind resistance reinforcement；transverse partition；bar stress

目 录

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 某钢结构塔架的基本情况 2

1.3 本文的主要工作 4

第2章 钢结构塔架的结构分析方法 5

2.1 荷载计算 5

2.2 杆塔局部设计 7

2.3 有限元分析 8

2.3.1 有限元分析概述及分析方法 9

2.3.2 有限元软件介绍 9

2.3.3 模型建立 10

第3章 初步探究加固横隔面对杆塔受力的影响 12

3.1 工况设计 12

3.2 模拟结果分析 16

3.2.1 加固一个横隔面 16

3.2.2 加固两个横隔面 18

3.2.3 加固三个横隔面 20

3.2.4 加固四个横隔面 21

3.2.5 加固五个和六个横隔面 22

3.2.6 相同数量不同位置的纵向对比 23

3.3 塔架加固过程中的应力变化规律总结 25

第4章 输电塔抗风加固的横隔面的参数研究 26

4.1 探究横隔面的位置和数量对加固效果的影响 26

4.1.1 工况设计 26

4.1.2 模拟结果分析 27

4.1.3 筛选加固方案 31

4.2 探究加固杆件强度对加固效果的影响 32

4.2.1 工况设计 32

4.2.2 模拟结果分析 34

第5章 探究不同的横隔面构造对加固效果的影响 36

5.1 采用H-2型横隔面 36

5.1.1工况设计 36

5.1.2 模拟结果分析 37

5.2采用H-1型横隔面 40

5.2.1 工况设计 40

5.2.2 模拟结果分析 42

5.3 加固方案质量统计 44

第6章 结论 46

第7章 展望 47

参考文献 47

致谢 49

第1章 绪论

1.1 引言

输电线路是被用来传导电流、远距离输送电能的设备。根据其架设方法和用途可以分为输电线路和配电线路。输电线路中有不同的架设方法，因此分为架空线路和电缆线路。架空线路结构十分的简单，不管是施工、维修，还是建设费用、施工周期等，相比其他线路都有很大的优越性，在我国早期的全国输电线路网的建设中起到了重要的作用，为我国早期电力的普及做出了巨大的贡献。但是，不可避免的是，由于这些线路设备长期都是在自然环境中工作，缺乏必要的防护措施，除去偶然的人为因素损坏，更多的是要遭受各种气象环境的影响，比如山中的风荷载就对杆塔的稳定性有非常大的威胁，还有冬季的雪荷载以及覆冰荷载等。由于杆塔数量巨大，空间距离跨度大，这些荷载往往不能很好地卸除，输电线路就比较容易出现故障。

架空輸电线路的组成：架空输电线路主要由以下几个部分组成，如图1.1所示，其中绝缘子是一种陶瓷制的绝缘元件，主要用来使导线之间绝缘，防止短路，同时也能防止导线与大地形成通路，保障杆塔周围的安全以及电能不产生损失。