【摘 要】
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共享铁塔是在输电铁塔上加装通信平台,通信平台用于安装无线通讯设备,实现通信与输电共用的功能,节约杆塔资源。在输电铁塔上加装通信平台后对塔身强度会有一定的影响,且通信平台与输电铁塔塔身的连接形式目前还没有完备的设计计算规范,开展这些方面的研究工作具有理论上的探索意义与工程上的实际应用价值。论文以广泛使用的220KV输电线路2E2-SZ2直线塔型为研究对象,详细分析计算了共享铁塔的风荷载、覆冰荷载等控
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共享铁塔是在输电铁塔上加装通信平台,通信平台用于安装无线通讯设备,实现通信与输电共用的功能,节约杆塔资源。在输电铁塔上加装通信平台后对塔身强度会有一定的影响,且通信平台与输电铁塔塔身的连接形式目前还没有完备的设计计算规范,开展这些方面的研究工作具有理论上的探索意义与工程上的实际应用价值。论文以广泛使用的220KV输电线路2E2-SZ2直线塔型为研究对象,详细分析计算了共享铁塔的风荷载、覆冰荷载等控制荷载,讨论了风荷载、覆冰荷载的组合影响,利用有限元分析软件ANSYS对共享铁塔结构进行整体的强度校核,验证输电铁塔增加通信平台的可行性。借助Workbench在相同的控制工况下对本文设计的通信平台与输电铁塔的连接构造进行了静力强度分析对比,确定了通信平台与输电铁塔合理的连接方案。通信平台与输电铁塔的连接节点通过螺栓连接,螺栓预紧力对节点板强度有着重大影响,螺栓预紧力计算涉及大量的几何非线性,使用有限元分析软件ABAQUS对节点板上不同螺栓预紧力对节点板应力分布影响进行探讨,并通过基于数字图像相关技术的节点板全场应变测量试验验证有限元仿真的正确性。研究结果表明:在考虑风荷载和覆冰荷载的情况下增加通信共享平台后,共享铁塔塔身的应力影响较小,塔身主材最大拉应力增幅为4.4%,输电铁塔安装共享通信平台具有可行性;通过Workbench对本文设计的所有的共享通信平台与输电铁塔的连接构造进行了分析对比,选出了合理的连接构造;ABAQUS有限元分析以及全场应变测量试验研究的结果显示,共享铁塔“K”字型节点板边缘螺栓的预紧力增加25%时最大可引起节点板上该螺栓孔附近的应力增加50.52%,这种变化将会对节点板连接的安全性造成较大影响。本文的工作完成了通信平台与输电铁塔连接节点的设计及相关力学问题的分析研究,实现了铁塔的输电与通信功能共享。
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