Q420高强钢材在大荷载输电角钢塔及四回路输电钢杆-华北电力设计院.ppt

±800kV特高压直流J30-2型转角塔真型试验结果 J30-2塔通过了全部安装、事故、正常运行工况的100%加载试验，在45度大风运行工况下、超载到113%时塔身腿部隔面往上一段的主材出现失稳破坏。对应的计算应力是材料强度设计值的94％，即360x94%=338N/mm2，未达到材料的屈服点，试验证明对材料强度适当折减是合理的。 3 采用 Q420高强角钢输电塔试验及应用简况 工程建设实景 工程运行实景 3 采用 Q420高强角钢输电塔试验及应用简况 4 对采用 Q420高强钢的问题分析及应用建议 输电塔的构件假定为轴向受力构件，当主材采用组合构件时，长细比一般在20～40之间，这时节点弯矩及非线性特性在构件中产生的次应力对构件的影响大。 左图为主材按照梁单元计算的单元端弯矩图。 输电塔的构件假定为轴向受力构件，当主材采用组合构件时，长细比一般在20～40之间，这时节点弯矩及非线性特性在构件中产生的次应力对构件的影响大。 左图为主材按照梁单元计算的+y向弯曲应力图。 4 对采用 Q420高强钢的问题分析及应用建议 输电塔的构件假定为轴向受力构件，当主材采用组合构件时，长细比一般在20～40之间，这时节点弯矩及非线性特性在构件中产生的次应力对构件的影响大。 左图为主材按照梁单元计算的-y向弯曲应力图·。 4 对采用 Q420高强钢的问题分析及应用建议 输电塔的构件假定也即计算模型是关键问题的关键，节点弯矩及非线性特性在长细长小于40的构件中产生的次应力问题不是高强钢独有的，当主材采用组合构件或钢管构件时，长细比一般在20～40之间，节点弯矩应足够重视，如果是组合角钢构件，节点约束还可能引起扭矩，应足够的重视。 高强钢钢材种类构件假定为轴向受力构件，这时仍然假定为受轴向力的构件进行计算设计，应在强度值上留有余度。仅受周祥雅莉511 左图为主材按照梁单元计算的-y向弯曲应力图·。 4 对采用 Q420高强钢的问题分析及应用建议 日本在92年～99年相继建成四段同塔双回路共425km的1000kV线路中，辅材采用角钢SS41或STK41型钢，主材采用钢管SS55或STK55型钢。 Q420 钢材 ±800kV糯扎渡特高压线路 东莞城区500kV 单回改双回路窄基钢管杆 500kV双回路交流线路 当不需要用钢管构件时 山区运输困难地段的所有线路 ±500kV溪洛渡 双回路直流线路 四回路及以上同塔线路 4 对采用 Q420高强钢的问题分析及应用建议 除钢管塔以外所有 大荷载输电塔 2007 2008 2009 500kV大导线双回路线路 ±800kV特高压直流线路 四回路钢管杆线路 4 对采用 Q420高强钢的问题分析及应用建议 2010 研究Q460钢材应用问题 汇 报 完 毕 LOGO LOGO LOGO Q420高强钢材在大荷载输电角钢塔及四回路输电钢杆中的应用 金晓华 广东省电力设计研究院 汇报内容 采用 Q420高强钢可以减轻钢材用量的幅度 1 1 采用 Q420高强钢可以减轻钢材用量的幅度 Q420钢材与Q345钢材机械性能及强度设计值见表2-1 上表中Q420与Q345钢材的强度设计值比值为310/360＝0.861，对简单拉伸构件，承载力与材料强度值成正比；而受轴向压力构件的承载力与截面弯曲变形有关，变形方向不同，承载力则不同，其抗屈曲承载力与构件长度L的平方成反比、与构件的抗弯刚度指标-截面回转半径i成正比，即与长细比λ=L/i有关，当有强轴和弱轴两个不同轴时，必然向弱轴方向屈曲。 构件强度计算 公式：N / An≤ m·f N — 轴心压力设计值 An — 构件净截面面积。 m — 构件强度折减系数。 f — 角钢强度设计值。 当构件由强度控制时，承载力的差别仅由角钢强度设计值决定。 当角钢肢厚t=16 mm ： NQ420 / NQ345 = f Q420 / f Q345 ≈ 1.23 当角钢肢厚t 16 mm ： NQ420 / NQ345 = f Q420 / f Q345 ≈ 1.22 构件稳定计算 公式：N/(Φ·A) ≤ mN·f A — 构件毛截面面积。 Φ—铁塔轴心受压构件稳定系数。 mN— 压杆稳定强度拆减系数 1 采用 Q420高强钢可以减轻钢材用量的幅度 1 采用 Q420高强钢可以减轻钢材用量的幅度 当长细比λ增大时，同一规格Q420角钢相比Q345角钢轴心受压稳定强度的承载力的的优势逐渐减小。当λ小于40时， Q420角钢对Q345角钢承载力提高20%以上，此时用Q420角钢替代Q345角钢可减小构件规格和重量；当λ大于80后， Q420角钢对Q345角钢承载力提高不足10%，如果此时保持λ不变，采用Q420角钢替代Q345角钢就不