江中大跨越輸電塔結構撞擊反應及其模型試驗設計方法.pdf

1、船舶撞擊作用是江中、海上大跨越輸電塔的重要控制設計荷載之一，目前關于大跨越輸電塔結構的撞擊反應及其模型試驗研究尚處于空白階段。因此，有必要研究考慮高樁承臺與大跨越輸電塔共同作用的結構撞擊反應特性，分析不同參數(shù)對撞擊反應的影響，探討該結構的撞擊模型試驗設計方法。
　　本文建立了高樁承臺-大跨越輸電塔的整體有限元模型，分析考察上部塔架與基礎共同作用的動力特性及其變化規(guī)律。以高樁承臺抗側剛度、撞擊速度、撞擊質(zhì)量為參數(shù)，對比不同分析模型的

2、結構撞擊反應，分析上述參數(shù)對結構撞擊反應的影響規(guī)律。最后，應用量綱分析法推導撞擊試驗模型的相似條件，設計原型結構和模型結構，并開展相應的撞擊反應模擬和對比分析，探討撞擊模型試驗設計方法的準確性。
　　本文的主要內(nèi)容如下:
　　(1)大跨越輸電塔結構動力特性分析
　　應用ANSYS/LS-DYNA軟件建立大跨越輸電塔-高樁承臺的整體有限元模型，分析考慮上部塔架與基礎共同作用的動力特性;對比了上部桿塔、高樁承臺基礎及上部塔

3、架-高樁承臺基礎整體結構的自振特性;探討高樁承臺抗側、抗扭剛度變化對大跨越輸電塔結構自振特性的影響規(guī)律。分析結果表明，大跨越輸電塔-高樁承臺基礎的整體結構模型（即考慮上部桿塔與下部基礎桿塔作用）的結構自振周期較上部桿塔結構大，且其振動模態(tài)與桿塔結構不同;高樁承臺基礎的抗側、抗扭剛度越大，則整體結構自振周期越小，當其抗側、抗扭剛度達到一定值后，結構自振周期變化較小。
　　(2)大跨越輸電塔結構撞擊反應及其影響因素分析
　　建立

4、質(zhì)量塊撞擊下江中大跨越輸電塔結構動力反應的有限元模型，分析撞擊過程中撞擊力時程曲線特性和能量轉(zhuǎn)化特點;考察結構受撞過程中大跨越輸電塔在水平方向、豎直方向上變形特征、振幅和周期;對比不同抗側剛度、撞擊速度、撞擊塊質(zhì)量時，撞擊力和結構的撞擊響應。分析結果表明:基礎剛度下降時，結構撞擊響應增大，撞擊響應的周期和振幅均增大;撞擊速度增大時，撞擊響應周期基本不變，撞擊力和撞擊響應振幅均線性增大;撞擊質(zhì)量增大時，撞擊響應周期基本不變，撞擊力和撞擊響

5、應振幅與撞擊質(zhì)量的平方根呈線性關系。
　　(3)大跨越輸電塔結構撞擊模型試驗設計方法
　　應用量綱分析法推導了模型設計的動力相似條件和沖擊動力相似條件，建立原型結構和模型結構有限元模型，開展結構動力特性和撞擊反應分析，將振幅、周期、撞擊力等參量的相似比模擬值與理論值對比。分析結果表明:兩種相似條件應用于結構動力特性分析時，與理論值均吻合較好;沖擊動力相似條件應用于結構撞擊反應分析時準確性更好，保證與原型結構的撞擊響應周期和幅