[发明专利]一种输电铁塔螺栓松动试验方法

说明书

本发明提供一种输电铁塔螺栓松动试验方法，该方法包括如下步骤：步骤S1，对输电铁塔所在的环境进行风场的仿真模拟，得到风荷载；步骤S2，建立输电铁塔和线路的模型，计算其在所述风荷载作用下的动力学分析结果，输出输电铁塔危险位置的轴力时程曲线；步骤S3，将输电铁塔危险位置的螺栓试件固定在振动试验机上，将所述轴力时程曲线转换为振动试验机的横向振幅，进行螺栓松动试验；步骤S4，根据步骤S3的螺栓松动试验的结果，判断输电铁塔螺栓连接处于实际风荷载情况下的寿命与松动情况，进行检修和维护。该方法能够模拟真实工况，为铁塔的运行维护提供依据，确保输电铁塔的安全运行。

技术领域

本发明涉及螺栓松动试验技术领域，具体涉及一种输电铁塔螺栓松动试验的方法。

背景技术

随着科学技术的不断革新，电网系统的运行推动了工业的迅速发展，与此同时，对电力系统的可靠性和运行安全系数也提出更高的标准。在高压、特高压电网的运行和建设过程中，对于预防发生因螺栓松动而导致的倒塔事故已成为重要的指标。

目前输电铁塔除了少部分场合使用钢管塔外，大部分仍是以现场组装铁塔为主，螺栓连接是输电铁塔组装广泛采用的一种方式。动载荷(如输电线路长期的微风振动、风载荷等)或者温差较大的场合下，螺栓连接容易发生松动，松动之后，连接强度消失，使铁塔处于高危状态。在外界大风或覆冰覆雪的工况下，铁塔极易发生倒塌事故。据统计，在发生输电铁塔倒落事故的现场，经常可以看到脱落的螺栓螺母，倒塔事故分析报告也表明，螺栓连接失效是倒塔的主要原因。

铁塔螺栓松动属于典型的“隐形故障”，往往不能被及时发现，当发现铁塔螺栓松动时输电线路已处于危险状态。目前，对于铁塔螺栓松动并没有一套完整的在线监测装置，还得依靠传统的人工巡检的方式。但由于铁塔的结构复杂，人工巡检很难彻查，这就为铁塔的安全性能埋下隐患。

针对铁塔螺栓松动对杆塔寿命影响极大且难以一一排查的情况，亟需一种能够模拟真实工况的输电铁塔螺栓松动试验方法，其能够为铁塔的运行维护提供依据，确保输电铁塔的安全运行。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种输电铁塔螺栓松动试验方法，其基于材料力学、结构力学等多学科知识，并结合现场实测风载工况下的条件设计，通过对输电铁塔模型的有限元建模，在保证输电铁塔模型安全性能的情况下，得到塔身连接处轴力最大的点，再利用横向振动试验机确定螺栓连接在风荷载条件下松动的试验载荷，绘制夹紧力变化曲线，判断螺栓的寿命与松动情况，为输电铁塔的运维提供相应的依据，确保输电铁塔的安全运行。

本发明采用如下的技术方案：

一种输电铁塔螺栓松动试验方法，该方法包括如下步骤：

步骤S1，对输电铁塔所在的环境进行风场的仿真模拟，得到风荷载；

步骤S2，建立输电铁塔和线路的模型，计算其在所述风荷载作用下的动力学分析结果，输出输电铁塔危险位置的轴力时程曲线；

步骤S3，将输电铁塔危险位置的螺栓试件固定在振动试验机上，将所述轴力时程曲线转换为振动试验机的横向振幅，进行螺栓松动试验；

步骤S4，根据步骤S3的螺栓松动试验的结果，判断输电铁塔螺栓连接处于实际风荷载情况下的寿命与松动情况，进行检修和维护。

优选的，步骤S1包括：

步骤S1-1，根据输电铁塔所处的环境，确定输电铁塔的设计基准风速；

步骤S1-2，仿真模拟输电铁塔所在环境的风场，得到风荷载。

优选的，步骤S2包括：

步骤S2-1，建立输电铁塔的模型；

步骤S2-2，建立导线/地线的模型；