输电线路风致倒塌失效分析及监测方案

为研究输电线路的抗风性能及现场监测方案,利用ANSYS软件对整个耐张段的抗风承载力进行了模拟。以广东省2条正在运营的输电线路为工程背景,建立了2条耐张段输电线路有限元模型。对模型施加风荷载并不断调整风速,完成了非线性静力倒塌分析,进而研究了规范中提到的潜在最不利风攻角的影响;根据应力云图和振型等信息对应变及加速度传感器的布置方案进行了设计;通过对实测的加速度数据进行分析,得到了32#塔2个水平方向的前2阶频率。结果表明:121#～129#耐张段中124#塔首先发生破坏,最不利风攻角为90°,临界倒塌风速为34.91m·s-1,与设计风速35m·s-1非常接近;30#～34#耐张段最先失效的铁塔为32#塔,最不利风攻角为60°,临界倒塌风速为45.6m·s-1,大于其设计风速35m·s-1,这是因为设计时采用的是双分裂导线,而实际工程采用单根导线;实测结果与有限元仿真结果两者的相对误差小于10%,说明了监测数据的可靠性;铁塔首先进入屈服的位置一般为变坡处上下连接主材、塔身横隔上方连接主材和塔腿主材,并且主材应力较大区域往往与主材截面规格变化处相吻合,因此这些位置在设计和监测时需要加以重视。