大型法蘭在輸電塔中的應(yīng)用研究
輸電塔是一種量多而重要的生命線工程的電力設(shè)施。在各種材料的輸電塔中，鋼管塔由于其優(yōu)越性而越來越廣泛的采用。目前已經(jīng)出現(xiàn)多座100m以上的跨越江河湖海的高聳鋼管輸電塔。于是，對鋼管塔的研究顯得越來越重要。
近十幾年來，隨著我國電力工業(yè)的飛速發(fā)展，越來越多的高聳輸電塔遍布神州大地。
法蘭節(jié)點是鋼管塔的一種非常重要也是主要的連接節(jié)點形式。法蘭節(jié)點的受力性能和計算方法一直是一個重要的研究課題。
由于跨越江河湖海的高聳鋼管輸電塔高度大、荷載大，傳統(tǒng)形式的法蘭盤越來越不能滿足工程需要。于是提出了六種新的大型法蘭：三種無加勁肋大型法蘭和三種有加勁肋大型法蘭，主要研究了三種形式的大型法蘭：Ⅰ型、Ⅱ型無加勁肋法蘭和Ⅰ型有加勁肋法蘭。采取力學分析和有限元分析相結(jié)合的方法，推導得出了這三種形式的法蘭的計算公式，提出了它們的設(shè)計方法，建立三維有限元模型，詳細地研究了它們的受力性能。
無加肋法蘭和有加肋法蘭兩種。這兩種法蘭通常都是在法蘭盤上布置了一圈螺栓,螺栓主要承受拉力,將其稱為傳統(tǒng)法蘭連接,計算方法也比較成熟。其中無加肋法蘭是近幾年才在輸電塔應(yīng)用的,同濟大學和電力建設(shè)研究所都進行過試驗研究。但隨著輸電塔高度的增加,主材鋼管的連接法蘭承受的荷載也越來越大。如崖門大跨越主材鋼管直徑已達1580mm,法蘭連接需要選用M76的8.8級螺栓;剛剛建成的晉東南—南陽—荊門1000kV特高壓輸電線路漢江大跨越主材鋼管直徑已達1300mm,法蘭連接需要選用M72的8.8級螺栓。這樣大直徑的螺栓不僅對加工要求非常高,同時也給施工安裝帶來困難。為了解決大型法蘭連接問題,在輸電線路中日本已經(jīng)采用在鋼管外側(cè)布置兩圈螺栓的大型法蘭構(gòu)造型式，結(jié)合500kV崖門大跨越工程,用ANSYS程序?qū)艂�法蘭節(jié)點進行了有限元分析,提出了用于大型法蘭設(shè)計的計算公式。通過對計算結(jié)果的分析,得出大型剛性法蘭能有效減小螺栓直徑,具有良好的受力性能和較高的承載能力。
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