覆冰与风荷载下南方输电铁塔可靠度研究

"覆冰、风荷载作用下南方某输电铁塔可靠度分析 (2011年) - 武汉大学学报(工学版)，作者：熊铁华，侯建国，安旭文" 这篇论文主要探讨了2008年南方某输电铁塔因冰雪天气倒塌事件的可靠度分析。在工程技术领域，输电铁塔的可靠度是确保电力系统稳定运行的关键因素之一。文章指出，覆冰和风荷载是导致铁塔失效的主要自然因素，而材料的强度则是结构稳定性的重要保证。 首先，作者以覆冰厚度、覆冰时的风速和材料强度作为基本随机变量，这三者都是影响铁塔安全的重要参数。覆冰会显著增加铁塔的负载，可能导致结构超负荷，而风速则可能加剧这种影响，尤其是在覆冰状态下。材料强度决定了铁塔在承受这些荷载时的抵抗能力。 为了评估铁塔的可靠度，论文采用了响应面法来模拟我国杆塔设计技术规定中的极限状态方程。响应面法是一种统计方法，通过构建二次多项式模型来近似复杂问题的响应函数，以此来估算铁塔在不同条件下的性能。这种方法使得极限状态方程可以表示为随机变量的解析表达式，从而便于进行可靠度分析。 接下来，论文利用几何法计算了每个梁单元的可靠度指标。几何法是一种基于可靠度理论的方法，通过分析结构失效概率的几何特性来评估结构的安全程度。计算结果显示，在常规的设计条件下，该输电铁塔的可靠度较低，存在较大的失效风险。 特别地，论文还考虑了导线和地线不均匀覆冰引起不平衡张力的影响。这种情况可能导致铁塔局部应力集中，进一步降低某些关键部位的可靠度指标。因此，即使在设计标准内，这种不均匀荷载也可能使铁塔的薄弱环节处于危险状态。 最后，计算结果与实际事故原因分析的结论相吻合，验证了分析方法的有效性。这表明，对于类似环境条件下的输电铁塔，必须充分考虑覆冰和风荷载的复杂相互作用，并对可能的不均匀荷载进行细致评估，以提高设计的可靠性和安全性。 这篇论文强调了在极端天气条件下对输电铁塔进行可靠度分析的重要性，提出了有效的分析方法，并揭示了在设计中需要关注的关键问题，为未来的电力设施安全评估提供了有价值的参考。