采空区基础变形过程中输电铁塔结构动力冲击效应分析

在通用有限元软件ANSYS中建立了220 k V猫头塔有限元模型,分别采用静力和动力方法分析了基础不均匀沉降、倾斜和水平滑移工况的铁塔杆件内力,计算了基础突然变形时输电铁塔结构的动力冲击系数。结果表明,基础变形过程中输电铁塔塔腿斜材应力变化幅度最大并最先发生破坏。铁塔杆件轴力峰值发生在基础沉降的初始时刻附近,而阻尼比对峰值影响不大,阻尼比分别为0.01和0.05时,塔腿主材轴力峰值仅相差约3.5%。对于经过地表变形剧烈的采空区输电线路,基础突然变形对输电铁塔结构的动力冲击效应显著。考虑基础变形动力冲击效应后,不均匀沉降工况下塔腿斜材应力比增大50%以上,单侧倾斜和水平滑移工况的塔腿斜材应力增大幅度超过100%。