拉线门型塔中大风工况下拉线预应力变化影响结果的研究

王德贺，杨晓军，李小磊

(1.东北电力大学，吉林 吉林132012;2.泸州电业局，四川 泸州646000)

0 引言

在拉线式输电塔结构中，拉线可以看作柔索结构，塔身是由各种杆件及结点组成的钢结构，只有对拉线施加了适当的预应力，才具有足够的拉线刚度拉紧铁塔，避免拉线塔在外荷载下失稳，造成输电线路运行事故。因此，为了分析拉线初应力对铁塔结构内力的影响，本文使用大型结构分析软件ANSYS建立拉线门型塔结构索、梁、桁架组合单元的非线性有限元模型，通过理论数据对比分析，找出拉线初应力分布大小对此类型铁塔结构受力影响的规律，为拉线式输电塔施工提供了设计依据。

1 拉线门型塔有限元模型

在拉线式输电塔工程施工中，拉线初应力取值不应过大或过小。若初应力过大，则输电铁塔杆件结构的节点处位移变形较小，节点刚度较大，但铁塔主材轴向力明显增加，杆件会受压失稳;若初应力过小，则输电铁塔结构杆件的节点位移变形较大，节点刚度较小，容易晃动，也会失稳。因此，拉线初应力的取值大小会影响到输电塔在外荷载作用下的整体稳定性、结构刚度和用材经济性。

1.1 有限元模型的建立

假设所用铁塔材料为各向同性的，符合V.Mises初始屈服条件和相关流动法则;结构运动为大位移小变形;利用CAD绘图技术建立铁塔的空间模型，利用分析软件ANSYS建立的有限元模型中不计构件加工、安装误差及材料初始缺陷，节点为理想的空间铰接或刚节点;主材和横隔采用考虑切应变形而且不考虑截面翘曲的Beam188梁单元，辅材采用仅受轴向力的Link8杆单元，拉线采用仅受拉力的Link10索单元。……