输电塔线体系模态分析

输电塔-线体系简化模型地震作用下的连续性倒塌分析徐震;王文明;林清海;金树;曹丹京;田利【期刊名称】《地震工程学报》【年(卷),期】2015(000)002【摘要】Overhead high-voltage electric-transmission lines play an important role in the opera-tion of a reliable electrical powersystem.Damage to these lines can cause great economic loss and bring inconvenience to human life.A substantial number of transmission lines have been damaged by catastrophic earthquakes around the world.The transmission tower tilt or collapse,conductor breakage,foundation subsidence,and insulator destruction were the major types of failure.It is necessary to study not only the seismic response of transmission lines in the elastic and plastic phases but also their collapse process.Progressive collapse analysis is a well-understood physical occurrence in which the loss of local load-bearing capacity propagates through a system,precipi-tating complete collapse or a major portion of it.The vulnerable points,collapse mode,and capaci-ty of the structure can be evaluated by it,and these data can be used for the design of new towers or for evaluating existing towers.Many scholars have studied the nonlinear responses of single transmission towers or tower-line coupled systems.Numerical simulation of progressive collapse is a challenging task,which includes material and geometric nonlinearity,contact and collision be-tween elements,and losingthe load-bearing capacity of elements.Nowadays,there are mainly four numerical analytical methods used for the collapse analysis:the discrete-element method (DEM), combined finite-discrete element method,applied-element method (AEM),and finite-element method (FEM).The FEM,based on continuum mechanics,is the most widely used method in structural engineering.For linear elastic problems,the method has proved to be advantageous.Fur-thermore,the method is very effective for solving nonlinear problems by using reasonable consti-tutive relationships.The method can be used in the solution of large-scale and complex industrial problems,while other methods are extremely difficult to use.During the collapse process under an earthquake,some elements lose load-bearing capacity,which is a problem for the mon-ly,the method of removing these elements is used,which is called the birth-death element meth-od.The conductors and ground wires can be simplified as concentrated masses for the seismic a-nalysis of transmission tower-line coupled systems.In this paper,this method is used.With the simplified model,by using the finite-element program ABAQUS,the progressive collapse analysis of a transmission tower under an earthquake is conducted.The results show that the vulnerable points and progressive collapse process obtained are in good accord with the results obtained by u-sing the tower-line coupled system with three towers and four span lines.Therefore,the simplified model can be used in the seismic analysis of transmission tower-line coupled systems.%采用输电塔-线体系的简化模型，利用大型有限元软件 ABAQUS 对某输电塔进行地震作用下的连续性倒塌分析，研究输电塔的薄弱部位和倒塌全过程。

特高压输电线路杆塔受力分析与优化一、引言特高压输电线路作为电力系统中的重要组成部分，其传输能力是保障经济社会发展和人民生活所必需的。

而输电线路的杆塔结构是保证输电线路正常运行、安全稳定的重要保障，其受力分析与优化对于保证输电线路的可靠运行至关重要。

二、特高压输电线路杆塔结构1.杆塔结构类型特高压输电线路杆塔结构主要有悬垂塔、耐张塔和绝缘塔三种类型。

其中，悬垂塔适用于直线段和大弯度地形，耐张塔适用于中小弯度地形，绝缘塔适用于引出线和特殊场合。

2.杆塔结构组成特高压输电线路杆塔结构主要由桩基、主塔、悬挂装置、钢绞线和导线组成。

桩基是杆塔的基础，用于固定杆塔；主塔是杆塔的承重部分；悬挂装置用于承载导线的重量和风力荷载；钢绞线用于固定主塔和悬挂装置；导线用于传输电能。

三、特高压输电线路杆塔受力特点特高压输电线路杆塔的受力特点主要有以下几个方面：1.荷载特点特高压输电线路杆塔所受的荷载主要有自重荷载、导线张力、风荷载和温度伸缩等影响，其中风荷载是最主要的荷载之一。

2.变形特点特高压输电线路杆塔在承受荷载时会发生一定的变形，主要表现为杆塔倾斜、垂直位移和水平位移等。

3.疲劳特点特高压输电线路杆塔在长期使用过程中，由于受到重复荷载的影响，易发生疲劳损伤，导致杆塔结构的安全性降低。

四、特高压输电线路杆塔受力分析方法1.有限元分析方法有限元分析方法是基于数值计算理论和方法，对复杂结构进行受力分析的有效手段。

通过建立数学模型，计算出各个单元的受力情况，并进而得出整个结构的受力情况。

2.静力分析方法静力分析方法是通过平衡条件和变形方程来分析杆塔受力情况的方法。

该方法主要适用于杆塔受力简单的情况，对于复杂结构的杆塔分析则不太适用。

3.动力分析方法动力分析方法是将荷载作为外激励，结合杆塔的动态特性和运动方程进行分析的方法。

该方法适用于考虑杆塔动态响应和提高受力分析精度的情况。

五、特高压输电线路杆塔结构优化1.结构轻量化结构轻量化是通过优化杆塔的结构形式和材料，达到降低杆塔自重和减少杆塔荷载的目的。

风冰荷载作用下输电塔-线体系参数敏感性分析在电力系统的脉络中，输电塔与线路构成了生命线般的存在。

它们如同巨人的血脉和神经，承载着能量的输送与信息的传递。

然而，在这看似坚不可摧的结构背后，隐藏着对自然力量敏感的脆弱性。

风冰荷载，这一自然界的猛兽，时常以其狂野的力量考验着输电塔-线体系的稳固性。

本文旨在深入探讨风冰荷载作用下，输电塔-线体系参数的敏感性，以及如何通过科学的分析和合理的设计来增强其抵御自然灾害的能力。

首先，我们必须认识到输电塔-线体系在风冰荷载作用下的敏感性并非空穴来风。

正如一艘航船在狂风巨浪中摇摆不定，输电塔在猛烈的风力冲击下也会出现位移和变形。

这种位移和变形，如果不加以控制，将可能导致灾难性的后果。

因此，对输电塔-线体系的参数进行敏感性分析，就像是对航船的稳定性进行评估一样重要。

在进行敏感性分析时，我们首先要关注的是输电塔的材料属性。

不同的材料有着不同的弹性模量和屈服强度，这些参数直接影响到输电塔在风冰荷载作用下的响应。

例如，采用高强度钢材的输电塔，其抵抗变形的能力更强，就像一座用坚固岩石砌成的堡垒，能够更好地抵御风力的侵袭。

接下来，我们要审视的是输电塔的几何尺寸。

塔的高度、宽度和壁厚等参数，决定了其在风力作用下的稳定性。

一个过高或者过窄的输电塔，就如同一个高脚酒杯在风暴中摇摇欲坠，极易发生倾覆。

因此，在设计时必须考虑到这些因素，确保输电塔既有良好的力学性能，又不失美观。

此外，线路的张力也是影响输电塔-线体系敏感性的重要因素。

张力过大或过小都会影响体系的平衡状态。

过大的张力会使输电塔承受巨大的拉力，就像一根绷紧的琴弦随时可能断裂；而张力不足则会导致线路松弛，增加了在风力作用下产生共振的风险。

因此，合理设置线路张力是保障输电塔-线体系稳定的关键。

在分析了上述参数后，我们还需要关注风冰荷载本身的特性。

风速、风向以及冰层的厚度和分布情况都是决定输电塔-线体系受力状况的重要因素。

这些因素的变化无常，就像是战场上变幻莫测的战术，要求我们的设计必须具备足够的灵活性和适应性。

输电塔线体系的动力响应分析
祁丽丽;闫安志;姜文鹏
【期刊名称】《洛阳理工学院学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2013(023)003
【摘要】以有限单元法为理论依据,建立了较精确的塔线体系模型,先对其进行模态分析,可以得出塔线体系主要振型与单塔振型接近,只是耦合了导、地线的模态；然后对单塔和塔线体系两种模型分别进行地震响应分析,通过对比可以得出:导、地线的存在使输电塔的位移和加速度响应有所减小,在一定程度上起到了类似阻尼器的作用,但因为导、地线的质量不可忽视,塔底支座各个方向的反力并非都减小,设计时应综合考虑输电线对输电塔的影响.
【总页数】5页(P19-23)
【作者】祁丽丽;闫安志;姜文鹏
【作者单位】河南理工大学土木工程学院,河南焦作454000;河南理工大学土木工程学院,河南焦作454000;河南理工大学土木工程学院,河南焦作454000
【正文语种】中文
【中图分类】TM754
【相关文献】
1.竖向多点激励下输电塔线体系导(地)线及绝缘子动力响应分析 [J], 李永华;朱芊;文明
2.台风作用下输电塔线体系动力响应分析 [J], 安利强;张志强;黄仁谋;张荣伦;庞松
岭;梁成;杨文刚
3.单管输电塔线体系脱冰动力响应分析 [J], 耿超;
4.输电塔线体系多因素风致动力响应分析 [J], 汪佳; 付兴; 李宏男
5.滑坡区输电塔线体系抗变形能力及动力响应分析 [J], 王彦海;刘晓亮;任文强;李清泉
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特高压酒杯型输电塔—线体系模型振动台阵试验研究特高压输电塔-线体系是社会生活中最关键的基础设施之一,确保特高压输电塔—线体系的安全有效运行具有重要的现实意义。

然而,通过近几年世界范围内的数次大地震的震后调查表明,高压输电塔-线体系在地震中破坏倒塌现象严重。

因此,进行特高压输电塔-线体系抗震研究是必要的和有意义的。

本项目以锡盟—山东1000千伏特高压交流输变电工程线路悬垂塔为背景,开展几何相似比为1:15的缩尺模型试验,进行了“塔-线体系”等振动台多台阵模型试验,研究了模型塔在七度和八度基本、常遇以及罕遇烈度下的地震响应,分析比较了0.21g 不同地震波的双向激励和行波效应等对模型动力响应的影响,获得了以下几点主要结论:(1)设计制作了输电塔—线体系振动台试验模型,完善了塔—线体系模型试验方法,分析了模型塔与原型塔的频率相似比,并通过试验验证了该模型塔设计的合理性。

其中,单塔未配重模型的一阶自振频率和二阶自振频率分别为16.388Hz和17.412Hz,模型与原型满足相似比设计;单塔配重模型的一阶自振频率和二阶自振频率分别为7.202Hz和7.568Hz,也满足质量相似比关系。

不过阻尼相差较大,导地线会明显增加塔体的阻尼。

(2)单塔两线模型试验结果表明,单塔两线模型较单塔模型频率一阶频率降低了 0.82%,二阶频率降低了 4.23%,由此可知导线的非线性振动降低了模型塔的频率,降低了模型塔结构的地震响应;试验结果还表明,导线对模型塔的垂直于线路方向(Y向)的影响要大于顺线路方向(X向)的影响。

通过对结构放大系数进行分析可知,导线与塔体的耦合作用以及自身的非线性振动对中主塔结构的Y向响应影响较大;双向地震作用下,虽然减小了横担的放大系数,降低了横担的地震响应结果,却增大了塔体身部结构以下部分的地震响应。

(3)三塔四线模型试验结果表明,一致激励时的八度罕遇作用下,结构(三塔四线模型)基本处于弹性阶段,未发生损伤或破坏,说明该型结构具有较好的抗震性能,能够抵御强地震作用。

±1100 kV特高压输电塔线体系风振响应分析杨子烨;朱超杰;施伟国;邓洪洲【期刊名称】《山东电力技术》【年(卷),期】2024(51)1【摘要】为研究角度风下长横担输电塔线体系动力响应,采用有限元时程方法分析准东—华东±1100 kV特高压输电线路单塔及塔线体系风振响应。

首先,利用线性滤波法计算得到三维脉动风速场,并结合准定常理论得到单塔及输电塔线体系脉动风荷载。

其次,建立单塔及输电塔线体系有限元模型,利用模态分析方法计算结构的动力特性,研究导地线及长横担结构对输电塔动力特性的影响。

最后,利用有限元时程方法对单塔及塔线体系进行动力分析,研究了风向角、长横担结构及塔线耦合效应等因素对结构动力响应的影响。

结果表明:长横担结构会导致扭转频率降低,扭转振型出现顺序前移;塔线耦合效应降低了塔架结构自振频率,提高了结构阻尼比;根据位移均值计算结果,最不利风向角为15°和75°;根据扭转角均方根计算结果,最不利风向角为0°;单塔顺风向响应主要受背景分量和1阶振型的影响,塔线体系还受到导地线低阶共振分量的影响,扭转角主要受扭转1阶振型影响。

【总页数】13页(P11-23)【作者】杨子烨;朱超杰;施伟国;邓洪洲【作者单位】国网上海市电力公司经济技术研究院;同济大学土木工程学院【正文语种】中文【中图分类】TU391【相关文献】1.±1100 kV特高压直流输电线铁塔风致响应及风振系数研究2.输电塔塔线体系风振响应分析3.特高压长悬臂输电塔与输电塔-线耦合体系的风振特性4.±1100 kV 特高压输电塔风振响应频域分析5.特高压输电线路塔线体系风振响应特性及对登塔人员影响分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

输电线路杆塔结构优化设计分析摘要：杆塔结构是输电线路不可分割的一部分，对输电线路的稳定运行起着重要作用。

在杆塔结构的应用中，输电线路需要与地面保持安全距离，因此有必要确保杆塔结构设计的合理性。

数据表明，杆塔结构的重量是输电线路投资效率的一个决定因素，因为它约占输电线路建设投资的35%。

当前中国逐步加大输电线路建设力度，输电线路杆塔结构优化设计是关键因素。

关键词：输电线路；杆塔结构；优化设计；引言对于整个输电线路来说,杆塔结构是其非常重要的组成部分,是保证输电线路可靠稳定运行的基础,在杆塔结构的可靠保障下,可以保证输电线路与地面的安全距离。

鉴于杆塔在输电线路中的重要作用,正确设计其结构尤为重要。

据有关统计,在输电线路建设投资中,杆塔结构的投资比例约为35%,说明杆塔结构设计和施工的合理性将对输电线路的投资效率产生重要影响。

随着我国输电线路建设的不断深入,对杆塔结构进行科学设计,提高其可靠性和安全性显得尤为必要。

1施工杆杆塔设对于输电线路的施工质量控制意义电力系统项目建设的过程中，架空输电线路施工的环境复杂，输电线路施工质量对整个电力系统质量都产生了直接影响。

输电线路一般都是露天施工作业，因此会受到环境因素影响。

此外，若施工方案设计缺乏科学性、施工技术不到位、施工交底工作不详细等问题，也会直接影响架空输电线路施工质量，所以必须要严格把控输电线路施工各个环节质量，从而强化整个电力系统工程建设质量。

此外，做好输电线路施工还可以确保整个电力系统建设的经济效益。

若架空输电线路施工质量较差，很容易造成返工问题，这样则会格外耗费大量的人力、物力、财力资源，直接增加了输电线路项目建设成本。

另外，若输电线路项目建设质量较差，还会耗费大量的资源进行后期维修，也会直接影响整个电力工程的经济效益。

高效的输电线路质量管理工作，还可以降低安全故事发生，确保电力工程建设的经济效益、社会效益，确保电力企业社会声誉更高。

所以，在电力工程建设的过程中，必须要注重输电线路项目建设质量，细致化对每个施工环节进行控制，确保电力工程整体施工质量。

输电线路杆塔结构设计与安全分析1. 引言输电线路是将电能从发电厂输送到用户的重要途径，其中杆塔是支撑输电线路的重要组成部分。

杆塔的结构设计和安全分析对于确保输电线路的可靠运行至关重要。

本文将探讨输电线路杆塔结构设计与安全分析的相关问题。

2. 输电线路杆塔结构设计2.1 杆塔的类型和功能杆塔的类型根据输电线路的特点和需求决定，主要有悬垂塔、耐张塔和角钢塔等。

不同类型的杆塔承受不同的应力和荷载，因此其结构设计需要根据实际情况合理选择。

悬垂塔用于支撑输电线路的过渡杆塔，主要作用是承受电线重量和保持电线在合适的高度。

耐张塔用于承受输电线路的张力，主要作用是保持电线的水平张力，并通过绝缘子串将电线与杆塔绝缘。

角钢塔用于支撑输电线路在角点和转角处，主要作用是承受电线的拉力和侧荷。

2.2 杆塔的结构设计要考虑的因素杆塔的结构设计要考虑多个因素，包括荷载、持久性、地基条件、风荷载、地震荷载和冰荷载等。

在设计过程中，需要通过强度计算、稳定计算和刚度计算等方法，确保杆塔能够承受各种荷载条件下的力学和结构要求。

3. 输电线路杆塔安全分析3.1 强度安全系数强度安全系数是评估杆塔结构安全性的重要指标。

强度安全系数是指杆塔承受外力作用下的最大应力与杆塔材料的屈服强度之比。

通常情况下，强度安全系数应满足设计规范的要求，以确保杆塔在设计寿命内不发生延性破坏。

3.2 稳定性分析稳定性分析是评估杆塔结构在外力作用下抵抗倾覆、屈曲和滑移等破坏形态的能力。

稳定性分析主要包括几何稳定性分析和结构稳定性分析。

几何稳定性分析主要考虑杆塔倾覆和滑移的问题，通过计算抵抗倾覆和滑移的稳定性安全系数来评估结构的稳定性。

结构稳定性分析主要考虑杆塔抵抗屈曲现象的能力，通过计算抵抗屈曲的稳定性安全系数来评估结构的稳定性。

3.3 风荷载分析输电线路杆塔在风力作用下会受到风荷载的影响，因此风荷载分析是杆塔结构安全分析的重要内容。

风荷载分析需要考虑杆塔的几何形状、表面粗糙度、地理位置以及风力特性等因素。

山地输电塔模型计算机仿真分析本文针对2019年第十三届全国大学生结构设计比赛中山地输电塔结构模型设计与制作。

将计算机仿真分析引入结构设计竞赛，有助于提高结构设计竞赛的分析和设计水平，对推动相关专业本科教学具有一定的指导意义。

标签：仿真分析;约束条件;结构大赛;结构优化结构设计比赛已被列为全国大学生科技创新赛事之一。

该赛事主要针对工程及相关专业的在校大学生，非常具有创造性和挑战性，巩固和提高学生的专业知识，培养学生的创新思维，应用和实践能力，强化团队意识和协作能力有很大帮助作[1] 。

比赛中对模型进行设计优化，让结构受力最优，能体现参赛者的工程技术程度和智慧[2] 。

文章以2019年第十三届全国大学生结构设计竞赛为背景，从材料特征、结构选型等方面，阐述了竹质结构模型设计优化的相关步骤和方法，并利用MIDAS分析软件对大赛模型优化选型提供有效思路。

1、赛题简介1.1模型概述要求设计并制作一个山地输电塔模型（以下简称“模型”），通过螺钉将模柱支腿固定在400 mm×400 mm×15 mm（长×宽×厚）的竹模上，模型的底面固定在薄模中心250 mm×250 mm正方形的正方形中，如图1a所示，底板中心点为o 点。

“高悬挂点”也可用作“水平加载点”低悬挂点应该是模具最远的外伸（悬要设计和制造山地输电塔模型），必须在模型上安装两个“低悬挂点”和一个“高悬挂点”臂）点，间隔薄模表面的高度应该在1000 mm～1100 mm的范围内。

底部表面上两个低悬点的投影应分别位于低悬挂突出部分，如图1a所示，分别位于上部和下部扇形环的阴影区域;底部悬挂点的高度应在1200mm～1400mm范围内，薄模表面的投影距离o不应大于350mm，高悬挂点应为模型的最高点。

模型低悬挂点和高悬挂点（和水平加载点）的垂直位置如图1b所示。

1.2加载概述荷载施加分三级，一、二级加载均为挂线荷载，分别在指定导线的加载盘上码放砝码，三级加载是通过侧向加载指导线施加侧向水平荷载。

高原输电铁塔分析及预警摘要：随着我国经济的快速发展，电网电压等级不断提高，输电铁塔向大跨越及特高压的趋势发展，对输电铁塔的安全性提出了更高的要求。

本文对高原地区输电铁塔进行模拟分析并得出输电铁塔在高原环境下的薄弱点，研究高原输电铁塔监测及预警。

对输电铁塔监测主要从塔基偏移量、塔身倾斜角度、塔臂应力三个方面进行。

以220kV输电铁塔为例建立有限元模型，对其在高海拔工况下进行结构、模态分析，得出应力强度和局部稳定性结果以及输电铁塔结构薄弱部分。

最后由分析数据总结出高原输电铁塔的检测和加固方案，为提高高原环境下电网系统的安全可靠性提供参考。

关键词：输电铁塔；高原工况；有限元分析一：绪论高原输电铁塔检测背景输电线路是构成电网系统的基础，占据了重要地位。

位于高海拔地区的电力线路，处于高海拔、高寒、大风环境，随着海拔升高以及地质因素影响，输电铁塔所处工况更加复杂。

输电铁塔属空间高耸超静定耦合结构。

处于高原地区的输电塔，经严寒、大风等环境下长时间使用后，塔体薄弱部位会出现疲劳损伤，易发生极端条件下的倒塌破坏。

高原输电铁塔综合工况检测的意义对高原输电铁塔的综合工况进行分析，可得出输电铁塔在高原环境下的极限承载力和铁塔存在的薄弱点。

由电网系统设备P-F曲线可知：电力设备在瞬间发生故障的情况较少，在设备功能退化到能发现的潜在故障P点后才会成为可探知的故障，在P点之后电力设备的故障演变速度将会加快，达到已发生的功能故障F点，从而发生故障。

图1-1为电网系统设备P-F曲线。

在能发现的潜在故障P点至已发生的功能故障F点时段内检测潜在故障并对可能发生的故障提前预警，可有效避免设备发展为功能故障，对减少经济损失具有积极作用。

本文的研究方法与内容本文采取在ANSYS有限元分析软件中使用模态分析和静态结构分析对输电铁塔有限元模型进行分析。

考虑到本文进行模拟分析的是处于高原环境下的输电铁塔，将环境温度设置为冬季平均温度：-2.8℃；将大风对输电铁塔产生的振动考虑进去；输电铁塔的材料选择Q420。

山西建筑SHANXI ARCHITECTURE第47卷第6期・34・2 2 2 1年3月Vai. 27 Na. 5Mar. 2028文章编号:1969-7825 (2021) 66C634C5大跨越输电塔线体系风振响应及风振系数分析原迁张德凯（同济大学建筑工程系，上海200095 ）摘要:输电塔是高柔度的风敏感结构，大跨越输电塔线体系由于塔线耦合作用，动力特性和风振响应变得复杂。

以智力 CHACAO 大跨越工程为例，在Ansys 中建立塔线体系有限元模型，从结构的动力特性和风振响应几个方面对单塔及塔线体系进行风振分析;根据时程分析结果对风振系数进行计算并和规范结果对比，发现按照建筑荷载规范结果不准确也不安全，架空输电线 路荷载规范由于考虑了横担处的质量突变等因素，总体来说更符合实际也更偏于安全。

关键词：大跨越，塔线体系，风振响应，动力分析，风振系数中图分类号:TU315 文献标识码:A0引言输电线路起着运送和分配电能的作用,是经济社会发展重要的生命线工程。

在我国，风灾所引起倒塔的事故一直相当严重，例如2013年8月4日18:30左右，西北某地区 遭遇大暴雨、强雷电和瞬时最大风速34.2血s （10 m 基准 高度）的大风，导致某330 kV 输电线路35号~40号连续档、46号共7基铁塔倒塌,41号铁塔倾斜，涉及两个耐张 段1 ］。

大跨越输电塔体系作为风敏感的复杂空间耦联体 系,高度高而且有较高柔度,对于“干”字形铁塔，横担长度大，塔头质量更为集中,其在风荷载下的风振响应分析很有 必要1 ］。

对大跨越输电塔结构的动力特性及其随机风荷载 作用下风振响应研究也一直是高耸结构研究和设计的一个 重要方面。

在计算风振系数方面，DLT 5154—2219架空输电线 路杆塔结构设计技术规定1 ］，《大跨越设计技术规定》［］,GB 50137—2216高耸结构设计标准1 ］等业内规范均和GB50006—2012建筑结构荷载规范1 ］的计算方法类似，但实际上规范提供的方法只适用于体型和质量沿高度均匀分布 的高层建筑和高耸建筑，对于输电塔质量和外形有突变的 局部位置并不完全适用，输电塔结构沿高度方向布置有数个横担结构,横担宽度较塔身宽度大得多,质量和挡风面积 在横担处突变，其风振系数取值必然与从上至下宽度和质量均匀变化的高耸结构和高层结构有很大区别。

第 40 卷第 2 期2024 年4 月结构工程师Structural Engineers Vol. 40 ， No. 2Apr. 2024±800 kV特高压输电塔动力特性分析董新胜1任顺恩2，*冯浩琪3（1.国网新疆电力公司电力科学研究院，乌鲁木齐 830011； 2.郑州大学土木工程学院，郑州 450001；3.中国联合工程有限公司，杭州 310022）摘要针对在输电塔杆塔结构设计和动力特性的研究中难以通过理论分析和数值模拟准确获得塔身动力响应的问题，基于±800 kV特高压直流输电工程直线塔，建立塔-线-基础体系有限元模型，采用p-y 曲线法建立离散非线性弹簧模拟土体对结构的影响，对比分析了单塔、三塔两线、塔-线-基础体系等不同计算模型的特高压输电塔的动力特性，并与现场试验结果进行对比。

结果表明，输电线的质量和刚度对输电塔的动力特性有一定的影响，塔线耦合作用不可忽略。

考虑桩-土相互作用使输电塔自振频率降低。

与单塔模型相比，塔-线-基础体系模型计算得到的频率相对较小，与实际测试频率更为接近，验证了塔-线-基础体系模型的合理性。

关键词输电塔，塔-线-基础体系，动力特性，p-y曲线，计算模型Analysis of Dynamic Characteristics of ±800 kVUHV Transmission TowerDONG　Xinsheng1REN　Shunen2，*FENG　Haoqi3（1.Xinjiang Electric Power Research Institute，Urumqi，Wulumuqi 830011， China； 2.School of Civil Engineering， Zhengzhou University， Zhengzhou 450001， China； 3.China United Engineering Corporation Limited， Hangzhou 310022， China）Abstract In the study of the structural design and dynamic characteristics of transmission tower structures，the accurate determination of the tower's dynamic response through theoretical analysis and numerical simulation poses a significant challenge. This paper focuses on the ±800 kV Ultra-High Voltage Direct Current （UHVDC） transmission line towers and establishes a finite element model of the tower-line-foundation system. The p-y curve method is employed to represent the discrete nonlinear springs simulating soil-structure interaction. Different computational models， including single-tower， three-tower two-line， and the tower-line-foundation system，are compared and analyzed concerning the dynamic characteristics of UHV transmission towers. The study investigates the effects of the mass and stiffness of the transmission line on the tower's dynamic behavior，emphasizing the importance of considering tower-line coupling. The inclusion of pile-soil interaction results in a reduction in the natural frequency of the transmission tower. The tower-line-foundation system model yields frequencies that are relatively smaller compared to the single-tower model， and they are closer to the frequencies observed in field tests， validating the rationality of the tower-line-foundation system model.Keywords transmission tower，tower-line-foundation system，dynamic characteristics，p-y curve，calculation model收稿日期：2023-03-20作者简介：董新胜，男，教授级高级工程师，硕士生导师，主要从事电网电器相关工程研究。

电力工程中输电线杆的力学分析电力工程是现代社会中不可或缺的基础设施之一，而输电线杆作为电力传输的重要组成部分，在电力工程中起着至关重要的作用。

本文将对输电线杆的力学分析进行探讨，从力学的角度分析输电线杆的受力情况及其影响因素。

一、输电线杆的受力情况输电线杆在电力传输过程中承受着各种受力，主要包括以下几个方面：1. 垂直荷载：输电线杆在承受电线本身重力的同时，还要承受外部环境因素带来的垂直荷载，如风力、冰雪等。

这些荷载会导致线杆产生弯曲变形，甚至引发线杆的破坏。

2. 横向荷载：输电线杆还需要承受横向荷载，主要来自于电线本身的张力以及外部环境因素带来的风力。

这些横向荷载会导致线杆产生侧向位移，进而影响线杆的稳定性。

3. 弯矩荷载：输电线杆在承受垂直荷载和横向荷载的同时，还会受到弯矩荷载的作用。

弯矩荷载主要来自于电线本身的张力，通过电线对线杆的支撑点产生弯曲力矩。

这种弯矩荷载会对线杆的强度和稳定性产生较大影响。

二、输电线杆的力学分析方法为了确保输电线杆在各种受力情况下的安全可靠性，需要进行力学分析。

下面介绍几种常用的力学分析方法：1. 静力分析：静力分析是最常用的一种方法，通过平衡力的原理，计算出输电线杆在各个方向上的受力情况。

静力分析可以帮助工程师确定线杆的强度和稳定性，并进行合理的结构设计。

2. 动力分析：动力分析是指在输电线路受到外部扰动时，如风力、地震等，对输电线杆进行的动态响应分析。

通过动力分析可以评估输电线杆在不同外部扰动下的振动特性，为线杆的结构设计和抗风抗震能力提供依据。

3. 有限元分析：有限元分析是一种基于数值计算的力学分析方法，通过将输电线杆离散为有限个小单元，利用数学模型求解各个单元的受力情况。

有限元分析可以更精确地计算输电线杆的应力和位移分布，为线杆结构的优化设计提供参考。

三、输电线杆的影响因素输电线杆的力学分析还需要考虑一些影响因素，这些因素会对输电线杆的受力情况产生重要影响，包括：1. 材料特性：输电线杆的材料特性直接影响其强度和刚度。