新旧杆塔技术规定对刚性法兰设计对比研究

选取输电塔架中常见的157个法兰节点,分别按照新旧杆塔技术规范中刚性法兰的计算方法进行设计,并对比尺寸,分析了新旧规范对法兰板厚度的影响规律。为研究新规范设计方法的合理性,采用ANSYS对20个法兰进行非线性数值模拟,认为新规范在法兰板设计方面较旧规范更为合理。此外,研究中发现法兰中的螺栓处于拉弯受力状态,因此,以1个节点为例,通过改变有限元参数,分析比较了法兰板厚度、肋板厚度、肋板高度对螺栓受力的影响,指出增大法兰板厚度对螺栓受力性能改善最为明显。结合实际设计中螺栓的设计利用率,建议设计时将法兰板厚度计算公式t=5M/f中的系数5调整为6,可增大10%左右的板厚,改善螺栓受力情况,供实际工程应用参考。     

钢管塔法兰螺栓连接式变坡节点有限元分析

利用ANSYS有限元分析软件对输电钢管塔的法兰螺栓连接式变坡节点的受力特性进行分析,研究在设计荷载作用下,节点形式、节点板厚度、加劲板厚度以及加劲板高度等对法兰螺栓受力性能的影响。研究发现,不同于普通刚性法兰,法兰螺栓连接式变坡节点的螺栓受拉并不均匀。进一步分析发现,节点板尺寸远大于加劲板是导致螺栓受拉不均匀的主要因素。根据分析结果,同时考虑螺栓受拉不均匀和螺栓受剪的影响,提出新的设计方法和建议,以供实际工程参考。     

特高压钢管塔带颈锻造法兰承载性能试验与参数分析

为了检验带颈锻造法兰安全性及合理性,针对特高压交流工程钢管塔Q345带颈锻造法兰试件进行了受拉试验,研究了不同承载力级别下带颈锻造法兰的抗拉承载性能,开展了非线性有限元分析,并与试验结果进行对比;在得到可靠的有限元模型基础上,研究了各设计参数对法兰节点受拉承载性能的影响规律。研究结果表明:各组试件的变形特征相似,即法兰连接的小直径钢管出现轴向拉伸和径向收缩现象,法兰盘轻微弯曲,法兰连接的大直径钢管变形不明显。法兰盘厚度的增加提高了法兰节点的强度和刚度,减少了法兰盘变形及螺栓附加应力;法兰颈部变坡坡度控制在15°左右为宜;法兰节点的初始刚度随螺栓预紧力的增大而增大,但节点的极限承载力变化较小;法兰节点荷载的偏心距会严重降低节点的初始刚度和承载力。研究证明,不同承载力级别下带颈锻造法兰的抗拉承载性能安全、可靠;与轴心受力相比,偏心受力会在一定程度上降低试件的承载能力。     

500 kV变电构架中刚、柔性法兰的有限元分析

应用有限元软件ANSYS, 对500 kV 变电构架中刚、柔性法兰在拉弯荷载作用的应力分布和变形特点进行非线性数值分析, 将螺栓最大拉力的有限元结果与《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》(DL/T5154-2002) 结果进行对比, 发现大偏心受拉时规范采用的旋转轴位置还有待进一步研究, 建议柔性法兰螺栓受力修正系数m 值取为0.75; 实际工程中在设计刚、柔性法兰时, 至少应留25%的安全裕度。从有限元计算的螺栓最大拉力、法兰的应力云图和局部变形图同样看出, 有限元分析结果准确可靠, 和试验研究结果及规范比较吻合。     

强度级差带颈锻造法兰试验研究

带颈锻造法兰在输电线路钢管塔上已广泛应用,但带颈法兰规格单一,与钢管受力不匹配,即承载力低的钢管连接承载力偏大的锻造法兰,导致钢管塔不经济。针对目前带颈锻造法兰的设计方法和使用情况,结合钢管塔构件的受力特性及钢管规格库,确定锻造法兰的强度级差配置方案,通过强度级差配置的Q420高强对焊带颈锻造法兰试件轴拉试验,测试了法兰和螺栓的受力特性,验证带颈锻造法兰按强度级差配置和螺栓受力修正系数的合理性,为今后钢结构设计提供了基础性研究数据。     

钢管结构无加劲法兰计算方法的试验研究

通过对钢管结构无加劲法兰承力的系统试验,分析了无加劲法兰的变形和受力状态,研究了法兰承载力与法兰盘厚度、螺栓边距、螺栓疏密及偏心距的关系,并提出了合理的螺栓受力修正系数和法兰承载力计算公式。     

输电线路钢管杆法兰连接设计

详细介绍输电线路钢管杆中带加劲板的刚性法兰设计方法,并通过工程实例分别对连接螺栓、法兰及加劲板的设计进行阐述。该设计对先前钢管杆法兰设计中存在的不足进行了改进,大大提高了输电线路中以法兰形式连接的钢管杆的安全性能。     

大规格角钢轴压杆件螺栓节点强度研究

针对大规格角钢轴心受压杆件强度计算问题,利用ANSYS有限元分析软件进行建模分析,得到了轴心受压角钢杆件螺栓节点应力分布、变形特征以及极限承载力,将计算结果与规范DL/T 5154-2012《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》公式计算结果进行对比分析,结果表明:规范给出的计算公式偏于保守;根据有限元计算结果,对规范公式进行修正,得到的结果能真实反映轴心受压角钢杆件螺栓节点实际受力情况.     

新型法兰盘在输电塔中的研究

为了解决大型法兰连接问题,提出一种用于钢管塔上两圈螺栓的大型法兰构造型式,结合500 kV崖门大跨越工程,用ANSYS程序对九个法兰节点进行了有限元分析,提出了用于大型法兰设计的计算公式。通过对计算结果的分析,得出大型刚性法兰能有效减小螺栓直径,具有良好的受力性能和较高的承载能力。     

钢管塔刚性法兰设计研究

结合特高压工程中钢管杆塔的设计实践,对比分析DL/T 5154—2002《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》、DL/T 5254—2010《架空输电线路钢管塔设计技术规定》以及CECS236—2008《钢结构单管通信塔技术规程》等规程对于刚性法兰设计计算的条文规定,梳理刚性法兰的计算公式,比较各公式计算结果的差异。DL/T 5254—2010与其他2个规程相比,法兰板的计算结果略大,加劲板的计算结果稍小;对DL/T 5254—2010刚性法兰计算公式中设计参数的确定提出建议。