输电塔架是输电线路的直接支撑,其可靠性直接影响到整个输电线路的可靠性。现有输电线路设计规范中的风荷载计算,是基于良态季候风特性制定的。但是近年来输电塔架受台风作用而倒塌的事件屡见不鲜,即按照现有规范设计的台风区输电塔架,其可靠度估计可能不足。为此,本文针对我国东南沿海台风区的高压输电塔架,进行了结构抗台风可靠度分析。本文在台风工程特性分析的基础上,计算了输电塔架的台风等效静风荷载。通过总结现有文献中台风工程特性的研究成果,其中着重分析了对等效静风荷载计算影响较大的风剖面系数、梯度风高度及湍流强度,得到了适合于我国东南沿海地区台风等效静风荷载计算的剖面系数和湍流强度计算表达式。进而结合输电线路设计规范中等效静风荷载的计算方法,得到输电塔的台风等效静风荷载。采用局部系统临界强度分枝约界法,识别了输电塔架的主要失效模式。在建立的220 k V典型直线铁塔有限元分析模型上,采用局部系统临界强度分枝-约界法,识别其分别在良态季候风与台风两种风荷载作用下的主要失效模式,实现了采用ANSYS分析平台完成大型杆系结构失效模式识别的全过程。同时对比输电塔在两种风荷载作用下的薄弱位置、破坏路径和失效准则,获得了输电塔架在台风作用下的破坏机理。本文结合Monte Carlo法与PNET法,计算了台风作用下输电塔架的可靠概率。基于ANSYS概率分析模块,利用Monte Carlo法计算输电塔架各失效模式的可靠概率,利用PNET法计算输电塔架的体系可靠概率,给出了输电塔架在良态季候风与台风两种风荷载作用下的可靠度水平。
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