收稿日期:2007205224基金项目:广州市属高校科技计划项目(62049文章编号:10072290X(20071020024205长短腿耐张输电铁塔的静力及自振特性分析刘树堂,康丽萍(广州大学土木工程学院,广州510006摘要:采用MATLAB及SAP软件,对长短腿耐张输电铁塔与等长腿耐张输电铁塔在多工况荷载下的静力及自振特性进行了比较分析。静力计算结果表明:在各工况荷载下,长短腿塔的底部塔柱轴力较等长腿塔均有增大,但底部斜杆轴力变化有增有减且变化幅度大,无横隔约束时长短腿塔塔身下半部斜杆更加敏感,上部杆件轴力受长短腿的影响很小;一般情况(“除短腿一侧出现断线”或张力不平衡的情况外下顺侧向荷载方向位移较等长腿塔有所减小,但垂直侧向荷载方向位移增大显著。自振特性分析表明,长短腿增强了铁塔高阶振型的平扭耦联效应,长短腿产生的结构支座高差方向对结构纵向及横向的前几阶振型有很大影响。关键词:长短腿耐张输电铁塔;MTATLAB;SAP;静力特性分析;自振特性分析中图分类号:TM753文献标志码:AStaticandSelf2vibrationCharacteristicAnalysisofStrainTowerswithUnequalLegsLIUShu2tang,KANGLi2ping(SchoolofCivilEngineering,GuangzhouUniv1,Guangzhou510006,ChinaAbstract:ComparedwithnormaltransmissiontowersandbasedonfiniteelementanalysiswithMATLABandSAP,thestaticandself2vibrationcharacteristicsofstraintowerswithunequallegsunderdifferentloadsareanalyzedinthispaper1Staticcalculationresultsshowthatascomparedwithnormaltowersunderdifferentloads,theaxialforcesatthebottompostsofunequal2legtowersaregreater,whiletheaxialforcesatthebottomdiagonalsundergoconsiderableincreaseanddecrease;thediagonalsatthelowertowerbodyaremoresensitivewithouttherestrictionofcrossbaffles,whiletheunequallegshavelittleinfluenceontheaxialforcesattheuppermembers;thedisplacementalonglateralloadreducesundergeneralsituations(exceptforthosewithconductorbreakageorunbalancedtensionontheshort2legside,buttheverticaldisplacementincreasesnotably1Theself2vibrationcharacteristicanalysisindicatesthattheunequallegsintensifythelateraltorsionalcoupledeffectofsteel2towerhigh2ordervibration,andtheheightdifferencedirectionatthebasehasgreateffectonthestructurallongitudinalandlateralvibrationofthefirstfeworders1Keywords:straintowerwithunequallegs;MATLAB;SAP;staticanalysis;self2vibrationcharacteristicanalysis为了保护输电线路走廊的生态环境,减少基础土石方开挖,在经过山区陡坡地形的输电线路上常采用长短腿铁塔以适应地形的需要。在500kV高明输变电工程中,有直线塔20基、耐张塔7基采用了长短腿铁塔与高低基础主柱配合使用,以适应塔位原地形。在500kV厂口—七甸线路改造工程中,全方位地考虑了适应塔位原地形,线路设计采用高低基础及长短腿铁塔。长短腿铁塔在边界支承上与普通的等长腿铁塔不同,使得长短腿铁塔在支承附近甚至较大范围内的结构杆件产生应力集中,即杆件内力显著增大。考虑输电线路可能出现的山区陡坡地形的塔位坡度情况[1]和实际长短腿铁塔可能采用的最大坡度,本文研究了最大根开高差比约为10/4、顺线路方向出现高差的这类长短腿耐张塔的静力学特性及自振特性。以某220kV线路的长短腿耐张塔为工程背景,按照空间桁架法和MATLAB编程技第20卷第10期广东电力Vol120No1102007年10月GUANGDONGELECTRICPOWEROct12007术[2],计算分析铁塔结构在各种工况荷载下的杆件内力、支座反力及层间位移,并与等长腿塔进行比较,同时运用SAP软件分析长短腿铁塔结构的振型分布。通过对长短腿耐张塔及等长腿耐张塔的静力与自振特性的对比研究,加深对长短腿铁塔力学特性的认识,为这类铁塔的结构及基础设计提供重要的工程参考。图290°大风荷载工况塔的静力反应1耐张塔的静力特性分析图1耐张塔单线图111耐张塔的使用条件输电塔线路电压220kV,双回路,双分裂导线LGJ2400/35,地线为GJ250。铁塔呼称高33m,总高51m,根开91578m1。水平档距300m,垂直档距400m,最大风速30m/s,B类...