专利名称：输电铁塔主材疲劳寿命等效评价的方法
技术领域：
本发明涉及一种输电铁塔主材疲劳寿命等效评价的方法。
背景技术：
高压输电铁塔是构成电力输电系统必不可缺少的重要组成部分，随着其运行时间的延长以及极端气候条件的频繁出现，它的安全性日益受到现代社会的关注，特别是近期频发的倒塔事故，使人们对输电铁塔在线安全评价研究不断深入。高压输电铁塔主要载荷有导线拉力、导线及铁塔的自重和风载荷等，特别是风载荷，其并非均勻载荷，输电铁塔和导线经常出现大幅或微幅振动，这种振动会损害输电铁塔的疲劳寿命。输电铁塔的主材一般为L型钢，为输电铁塔的主要负载部分，疲劳损害容易首先出现在输电铁塔的主材部分，因此铁塔主材的疲劳寿命评价非常重要，而目前还没有输电铁塔主材疲劳寿命的有效评价方法或手段。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种输电铁塔主材疲劳寿命等效评价的方法。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是
一种输电铁塔主材疲劳寿命等效评价的方法，其特征在于按照下述步骤进行
(1)通过有限元方法对输电铁塔进行受力分析，确定所述输电铁塔易于出现疲劳损伤的部位；
(2)在所述输电铁塔易于出现疲劳损伤的部位刚性连接测试试样，所述测试试样为与输电铁塔主材的材质、型号相同的钢材；
(3)经过规定的时间后，取下所述测试试样进行弯曲疲劳试验，所述疲劳试验的结果用于等效评价输电铁塔的疲劳寿命；
(4)当测得的输电铁塔的疲劳寿命低于所述输电铁塔主材疲劳寿命的75%时，对输电铁塔进行加固。优选的，每处易于出现疲劳损伤的部位连接3、块测试试样。每隔广2年时间取下一块测试试样进行弯曲疲劳测试。优选的，所述测试试样的两端分别穿过固定在输电铁塔上的2根扁钢中部的通孔并用螺帽固定连接。本发明中，在易出现疲劳损伤的部位刚性固定测试试样，所述测试试样与输电铁塔主材在风荷载振动下具有相同方向的形变，因此，测试试样的疲劳试验指标可作为输电铁塔疲劳寿命的等效评价指标。采用上述技术方案产生的有益效果在于1)在输电铁塔主材易出现疲劳损坏的区域放置若干试样，经过一定时间后，取下试样进行疲劳试验，根据试样疲劳试验的结果，即可对输电铁塔相应部位的主材进行疲劳寿命评价，是对输电铁塔疲劳寿命无损监测的一种手段；2)对于等价疲劳寿命低于输电铁塔材料疲劳寿命75%时，对输电铁塔的主材进行加固，可避免输电铁塔倒塌的风险，提高了输电的安全性；3)采用本发明成本低廉，方法简单， 便于实施。
图1是本发明测试试样固定的结构示意图； 图2是图1的俯视其中1、输电铁塔，2、测试试样，3、扁钢。
具体实施例方式参看图1和图2，本发明所述测试试样为与所述输电铁塔1的主材材质、型号相同的钢材，所述测试试样2通过两根中部设有通孔的扁钢3与输电铁塔刚性连接；测试试样2 的两端分别分有螺纹，其两端分别穿过上述一端焊接在输电铁塔1上的两根扁钢3上的通孔，然后其两端用螺帽固定。本发明对输电铁塔主材疲劳寿命等效评价的步骤如下
1)对不同结构或型号的输电铁塔通过有限元分析，确定易于出现疲劳损伤的部位；
2)在输电铁塔每处易于出现疲劳损伤的部位，按照测试试样2的固定方式固定3、 块测试试样2，确保测试试样与输电铁塔的待评价部位在风载荷振动下具有相同方向的形变；
3)在一年后取下1根测试试样，对取下来的测试试样在实验室内进行弯曲疲劳试验， 根据测试试样的弯曲疲劳试验的结果来评价输电铁塔主材的疲劳寿命；其余的测试试样可每间隔两年或者规定的时间后取下一块测试试样，进行弯曲疲劳试验或者其他试验，用于评价输电铁塔随着时间推移，疲劳寿命的变化；
4)当输电铁塔的疲劳寿命低于主材疲劳寿命75%时，需要对输电铁塔进行加固。采用本发明可有效防止输电铁塔因疲劳损伤原因倒塌事故的发生，提高输电铁塔的安全性。
权利要求
1.一种输电铁塔主材疲劳寿命等效评价的方法，其特征在于按照下述步骤进行(1)通过有限元的方法对输电铁塔进行分析，确定所述输电铁塔易于出现疲劳损伤的部位；(2)在所述输电铁塔易于出现疲劳损伤的部位刚性连接测试试样，所述测试试样为与输电铁塔主材的材质、型号相同的钢材；(3)经过规定的时间后，取下所述测试试样进行弯曲疲劳试验，所述弯曲疲劳试验的结果用于等效评价输电铁塔的疲劳寿命；(4)当测得的输电铁塔的疲劳寿命低于所述输电铁塔主材疲劳寿命的75%时，对输电铁塔进行加固。
2.根据权利要求1所述的输电铁塔主材疲劳寿命等效评价的方法，其特征在于步骤 (2)中易于出现疲劳损伤的部位刚性连接3、块测试试样。
3.根据权利要求2所述的输电铁塔主材疲劳寿命等效评价的方法，其特征在于每隔 Γ2年时间取下一块测试试样进行弯曲疲劳测试。
4.根据权利要求1所述的输电铁塔主材疲劳寿命等效评价的方法，其特征在于步骤 (2)中所述刚性连接为所述测试试样的两端分别穿过固定在输电铁塔上的2根扁钢中部的通孔并用螺帽固定连接。
全文摘要
本发明公开了一种输电铁塔主材疲劳寿命等效评价的方法，按照下述步骤进行(1)通过有限元的方式对输电铁塔进行受力分析，确定所述输电铁塔易于出现疲劳损伤的部位；(2)在所述输电铁塔易于出现疲劳损伤的部位刚性连接测试试样，所述测试试样为与输电铁塔主材的材质、型号相同的钢材；(3)经过规定的时间后，取下所述测试试样进行弯曲疲劳试验，所述疲劳试验的结果用于等效评价输电铁塔的疲劳寿命；(4)当测得的输电铁塔的疲劳寿命低于所述输电铁塔主材疲劳寿命的75%时，对输电铁塔进行加固。本发明是对输电铁塔疲劳寿命无损监测的一种手段；可避免输电铁塔倒塌的风险，提高了输电的安全性；而且本发明成本低廉，方法简单。
文档编号G01N3/00GK102288477SQ20111025841
公开日2011年12月21日 申请日期2011年9月2日 优先权日2011年9月2日
发明者冯砚厅, 李文彬, 李文鹏, 牛晓光, 王庆, 郑相锋, 郝晓军 申请人:河北省电力建设调整试验所