專利名稱：輸電鐵塔主材疲勞壽命等效評價的方法
技術領域：
本發明涉及一種輸電鐵塔主材疲勞壽命等效評價的方法。
背景技術：
高壓輸電鐵塔是構成電力輸電系統必不可缺少的重要組成部分，隨著其運行時間的延長以及極端氣候條件的頻繁出現，它的安全性日益受到現代社會的關注，特別是近期頻發的倒塔事故，使人們對輸電鐵塔在線安全評價研究不斷深入。高壓輸電鐵塔主要載荷有導線拉力、導線及鐵塔的自重和風載荷等，特別是風載荷，其并非均勻載荷，輸電鐵塔和導線經常出現大幅或微幅振動，這種振動會損害輸電鐵塔的疲勞壽命。輸電鐵塔的主材一般為L型鋼，為輸電鐵塔的主要負載部分，疲勞損害容易首先出現在輸電鐵塔的主材部分，因此鐵塔主材的疲勞壽命評價非常重要，而目前還沒有輸電鐵塔主材疲勞壽命的有效評價方法或手段。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種輸電鐵塔主材疲勞壽命等效評價的方法。為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是
一種輸電鐵塔主材疲勞壽命等效評價的方法，其特征在于按照下述步驟進行
(1)通過有限元方法對輸電鐵塔進行受力分析，確定所述輸電鐵塔易于出現疲勞損傷的部位；
(2)在所述輸電鐵塔易于出現疲勞損傷的部位剛性連接測試試樣，所述測試試樣為與輸電鐵塔主材的材質、型號相同的鋼材；
(3)經過規定的時間后，取下所述測試試樣進行彎曲疲勞試驗，所述疲勞試驗的結果用于等效評價輸電鐵塔的疲勞壽命；
(4)當測得的輸電鐵塔的疲勞壽命低于所述輸電鐵塔主材疲勞壽命的75%時，對輸電鐵塔進行加固。優選的，每處易于出現疲勞損傷的部位連接3、塊測試試樣。每隔廣2年時間取下一塊測試試樣進行彎曲疲勞測試。優選的，所述測試試樣的兩端分別穿過固定在輸電鐵塔上的2根扁鋼中部的通孔并用螺帽固定連接。本發明中，在易出現疲勞損傷的部位剛性固定測試試樣，所述測試試樣與輸電鐵塔主材在風荷載振動下具有相同方向的形變，因此，測試試樣的疲勞試驗指標可作為輸電鐵塔疲勞壽命的等效評價指標。采用上述技術方案產生的有益效果在于1)在輸電鐵塔主材易出現疲勞損壞的區域放置若干試樣，經過一定時間后，取下試樣進行疲勞試驗，根據試樣疲勞試驗的結果，即可對輸電鐵塔相應部位的主材進行疲勞壽命評價，是對輸電鐵塔疲勞壽命無損監測的一種手段；2)對于等價疲勞壽命低于輸電鐵塔材料疲勞壽命75%時，對輸電鐵塔的主材進行加固，可避免輸電鐵塔倒塌的風險，提高了輸電的安全性；3)采用本發明成本低廉，方法簡單， 便于實施。
圖1是本發明測試試樣固定的結構示意圖； 圖2是圖1的俯視其中1、輸電鐵塔，2、測試試樣，3、扁鋼。
具體實施例方式參看圖1和圖2，本發明所述測試試樣為與所述輸電鐵塔1的主材材質、型號相同的鋼材，所述測試試樣2通過兩根中部設有通孔的扁鋼3與輸電鐵塔剛性連接；測試試樣2 的兩端分別分有螺紋，其兩端分別穿過上述一端焊接在輸電鐵塔1上的兩根扁鋼3上的通孔，然后其兩端用螺帽固定。本發明對輸電鐵塔主材疲勞壽命等效評價的步驟如下
1)對不同結構或型號的輸電鐵塔通過有限元分析，確定易于出現疲勞損傷的部位；
2)在輸電鐵塔每處易于出現疲勞損傷的部位，按照測試試樣2的固定方式固定3、 塊測試試樣2，確保測試試樣與輸電鐵塔的待評價部位在風載荷振動下具有相同方向的形變；
3)在一年后取下1根測試試樣，對取下來的測試試樣在實驗室內進行彎曲疲勞試驗， 根據測試試樣的彎曲疲勞試驗的結果來評價輸電鐵塔主材的疲勞壽命；其余的測試試樣可每間隔兩年或者規定的時間后取下一塊測試試樣，進行彎曲疲勞試驗或者其他試驗，用于評價輸電鐵塔隨著時間推移，疲勞壽命的變化；
4)當輸電鐵塔的疲勞壽命低于主材疲勞壽命75%時，需要對輸電鐵塔進行加固。采用本發明可有效防止輸電鐵塔因疲勞損傷原因倒塌事故的發生，提高輸電鐵塔的安全性。
權利要求
1.一種輸電鐵塔主材疲勞壽命等效評價的方法，其特征在于按照下述步驟進行(1)通過有限元的方法對輸電鐵塔進行分析，確定所述輸電鐵塔易于出現疲勞損傷的部位；(2)在所述輸電鐵塔易于出現疲勞損傷的部位剛性連接測試試樣，所述測試試樣為與輸電鐵塔主材的材質、型號相同的鋼材；(3)經過規定的時間后，取下所述測試試樣進行彎曲疲勞試驗，所述彎曲疲勞試驗的結果用于等效評價輸電鐵塔的疲勞壽命；(4)當測得的輸電鐵塔的疲勞壽命低于所述輸電鐵塔主材疲勞壽命的75%時，對輸電鐵塔進行加固。
2.根據權利要求1所述的輸電鐵塔主材疲勞壽命等效評價的方法，其特征在于步驟 (2)中易于出現疲勞損傷的部位剛性連接3、塊測試試樣。
3.根據權利要求2所述的輸電鐵塔主材疲勞壽命等效評價的方法，其特征在于每隔 Γ2年時間取下一塊測試試樣進行彎曲疲勞測試。
4.根據權利要求1所述的輸電鐵塔主材疲勞壽命等效評價的方法，其特征在于步驟 (2)中所述剛性連接為所述測試試樣的兩端分別穿過固定在輸電鐵塔上的2根扁鋼中部的通孔并用螺帽固定連接。
全文摘要
本發明公開了一種輸電鐵塔主材疲勞壽命等效評價的方法，按照下述步驟進行(1)通過有限元的方式對輸電鐵塔進行受力分析，確定所述輸電鐵塔易于出現疲勞損傷的部位；(2)在所述輸電鐵塔易于出現疲勞損傷的部位剛性連接測試試樣，所述測試試樣為與輸電鐵塔主材的材質、型號相同的鋼材；(3)經過規定的時間后，取下所述測試試樣進行彎曲疲勞試驗，所述疲勞試驗的結果用于等效評價輸電鐵塔的疲勞壽命；(4)當測得的輸電鐵塔的疲勞壽命低于所述輸電鐵塔主材疲勞壽命的75%時，對輸電鐵塔進行加固。本發明是對輸電鐵塔疲勞壽命無損監測的一種手段；可避免輸電鐵塔倒塌的風險，提高了輸電的安全性；而且本發明成本低廉，方法簡單。
文檔編號G01N3/00GK102288477SQ20111025841
公開日2011年12月21日 申請日期2011年9月2日 優先權日2011年9月2日
發明者馮硯廳, 李文彬, 李文鵬, 牛曉光, 王慶, 鄭相鋒, 郝曉軍 申請人:河北省電力建設調整試驗所