1000kV大跨越直线钢管塔次弯矩分析

徐明鸣，李春，陈浩

(中国能源建设集团有限公司湖南省电力勘测设计院，湖南 长沙410007)

近年随着特高压电网的大规模建设，钢管塔已开始普遍应用于输电线路中。它具有空气动力学性能好，构件截面抗弯刚度大，受压稳定性好，结构超载性能强等优点，能充分发挥材料的承载性能，具有技术和经济优越性〔1〕。

1 000kV 大跨越直线塔采用钢管构件，因其构件规格大、主材法兰连接、节点板较厚及连接螺栓多等特点使得全塔构件焊接的连续性、构件接头及节点板刚性都强于常规铁塔，杆件端部受到很大的嵌固作用，限制杆件间夹角的变化，造成杆件弯曲，由此产生的杆弯矩具有二阶效应，称为次弯矩。但铁塔理论计算模型为铰接空间桁架结构，即假设节点约束为铰接，杆件只承受轴力不承受弯矩，忽略杆端弯矩的作用。整个铁塔作为超静定空间体系，根据静力平衡条件和变形协调关系来求解杆件的内力，同时依据强度和稳定性条件完成铁塔设计的选材工作。文中以大跨越直线钢管塔为研究对象，采用SAP2000 有限元分析计算模型，分析杆端次弯矩对构件承载力的影响。

1 钢管塔分析模型

钢管塔的主材两端通过法兰连接，其承受轴向力外还可以承受剪切力及弯矩。而塔身斜材刚度较小，两端固定螺栓较少，其连接方式更便倾向于杆件铰接。为更符合钢管塔的实际受力情况，文中采用空间梁杆混合的分析模型〔2〕。空间梁杆混合模型是将铁塔主材和横隔材视为梁单元，斜材视为桁架杆单元，在建模时，对整塔结构进行离散化，以塔各构件中心轴线相交点作为模型节点，节点间杆件形成模型的单元。……