钢管结构在特(超)高压输变电工程中的关键技术研究及应用
获奖分类: 陕西省科学技术进步奖
获奖名称: 钢管结构在特(超)高压输变电工程中的关键技术研究及应用
获奖年份: 2021
获奖级别: 三等奖
主要完成单位: 西安建筑科技大学,中国电建集团河南省电力勘测设计院有限公司,中国能源建设集团甘肃省电力设计院有限公司
主要完成人: 杨俊芬,李洪波,张广平,苏明周,彭奕亮,奚曾红
成果简介:
钢管结构因其自身的诸多优点,在特(超)高压输变电工程中的应用逐渐增多。自2009年以来,在省部基金及其他课题的支持下,系统开展了“钢管结构在特(超)高压输变电工程中的关键技术研究及应用”的研究。从构架整体结构到关键连接节点,从高强钢构件受力性能到制作焊接建造等方面深入开展试验研究和理论分析。主要取得以下创新成果:(1) 特(超)高压变电构架结构多参数多目标优化分析。通过进行全寿命周期经济效益和社会效益多参数多目标的优化分析,提出中间格构柱加单杆柱的构架布置型式,创新设计了钢管塔构架的“优化选型表”,系统解决了钢管混凝土应用于人字柱构架的技术难题;(2) 强度和刚度协调统一的特(超)高压钢管构架连接节点性能研究。通过系统的理论分析、试验研究和数值模拟,提出了镀锌高强螺栓设计指标,提出了不同加劲环型式的管-板节点承载力计算公式,推导出钢管混凝土人字柱法兰节点和相贯节点的承载力公式,提出了基于节点强度和刚度的构架设计方法;(3) 基于盲孔法和热─结构耦合分析的Q690高强钢管残余应力分布及高强钢管稳定相关性研究。首次提出Q690高强钢管纵向残余应力分布模式和轴心受压构件的整体稳定系数,提出了整体稳定与局部稳定的相关关系及设计方法,提出了满足构架整体性能提高对节点强度和刚度要求的节点加强方案;(4) 高强钢管板卷管制作技术及焊接工艺研究。确定了高强钢板卷管的加工技术关键参数,制定了系列高强钢的焊接工艺评定报告和典型焊接工艺卡。
本项目发表论文30余篇,其中SCI和EI收录20余篇;出版专著4部;授权发明专利1项,实用新型专利9项,其中有3项专利已通过转让或许可的方式实现了转化;培养博士1名,硕士12名。
本项目相关研究成果直接应用于河南郑州东500kV变电站、河南济源500kV变电站、湖北随州编钟500kV变电站,湖北仙桃500kV变电站,甘肃桥湾750kV变电站,甘肃甘州330kV变电站,河南500kV平顶山香山-白河输电线路工程,北京西-石家庄1000kV特高压输变电工程等20余项重大工程中,节省工程费用约2400万元,节省占地面积约1.4万平方米。
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