送电线路杆塔结构风荷载作用下可靠度分析及应用研究

风荷载是送电线路杆塔结构的主要控制荷载,其直接影响着杆塔结构的可靠度水平。我国拟建设的特高压(750KV,±800KV,1000KV)送电工程,现有的设计规程《110～500kV架空送电线路设计技术规程》DL/T5092-1999和《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》DL/T5154-2002已不再适用特高压送电杆塔结构的设计,其风荷载取值及其他设计参数的确定是迫切需要解决的问题。因此,本文基于可靠度设计理论,研究了特高压送电线路杆塔结构设计风荷载取值和结构重要性系数的取值方法。此外在可靠度理论的应用方面,保证送电线路塔架结构的可靠度要求的同时使结构重量最低的优化方法的研究,是本文研究的另一个问题。 本文的主要研究工作如下: ①介绍了结构可靠度原理和计算方法。对比分析了常用的结构构件的可靠度计算,并总结了各自的优缺点,选用JC法编制了可靠度计算程序;介绍了常用的结构系统可靠度计算方法。 ②讨论了针对现行架空送电线路设计规程,在正常运行工况(恒载和风荷载组合)下,设计表达式中影响杆塔结构设计可靠度的主要设计参数,利用自行编制的可靠度计算程序,研究了各设计参数对结构设计可靠指标的影响规律。并分析了现行规程杆塔结构设计表达式所蕴涵的可靠指标水平。 ③基于各参数对杆塔结构设计可靠指标的影响规律的分析,提出了基于可靠度的特高压送电线路杆塔结构重要性系数和设计风荷载取值的方法。以云南-广东特高压送电线路杆塔结构为例,分析了其重要性系数和设计风荷载的合理取值,该结论已纳入相关课题的研究成果。 ④本文在基于可靠度的塔架优化方面,给出了在桁架结构体系可靠度约束条件下以结构最小重量为目标的优化方法,并编制了相应的桁架结构优化程序,使用程序对一空间桁架模型进行了优化分析。对基于可靠度的塔架结构重量优化应用进行了初步探讨。