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近年，由于输电线路覆冰和脱冰引起的倒塔事故时有发生，严重影响输电线路的安全运行。因此，输电线覆冰和脱冰过程中杆塔的安全性已成为输电工程中倍受关注的重要问题之一。
已有文献在研究输电线脱冰冰跳高度时，一般忽略杆塔的变形。近年来，关于输电塔线体系在脱冰过程中动力响应的研究在国内引起了广泛重视。文献建立了特高压两塔三档有限元分析模型，研究了导线和地线脱冰后的位移和应力响应，但没有讨论杆塔的变形和应力。文献模拟研究了塔线体系在覆冰载荷作用下的非线性屈曲，得到了不同的覆冰不均匀系数下杆塔的极限承载能力。文献利用塔线体系有限元模型模拟了断线后杆塔的破坏过程。以上研究中，杆塔均采用空间梁模型或杆梁混合模型，没有考虑杆塔构件和连接节点的细节。在杆塔应力及强度研究方面，文献推导了非对称薄壁梁-柱单元的变形刚度矩阵，考虑了轴向、横向、扭转变形的耦合，可用以研究输电杆塔的非线性大变形行为；文献提出了两种模拟螺栓滑移的模型，研究了螺栓的滑移对结构极限强度的影响；文献研究了螺栓滑移对杆塔变形和承载能力的影响；文献实验研究了塔腿、支撑杆、冗余杆件的破坏、细节设计以及连接结构破坏、材料缺陷、制造误差等的影响。文献针对特高压钢管塔，建立了包含塔腿局部模型的整体模型，计算了杆塔在正常90°大风工况下的应力和变形。尚未见到关于螺栓预紧力对杆塔应力和强度影响的研究报道。
本文利用ABAQUS有限元软件建立两塔三档的塔线体系模型和危险区域螺栓联接三维实体模型；计算塔线体系的不同脱冰工况，对计算结果进行分析并提取出危险区域局部结构模型的载荷条件；计算局部模型在不同脱冰率和不同螺栓预紧力下的动力响应，研究螺栓预紧力对杆塔安全性的影响。
以某500kV四分裂导线同塔双回孤立档为研究对象。该线路包括两个耐张塔，杆塔型号为 SJ613，高度为 70m。三档档距相同，均为 280m。杆塔构件材料包括 Q235、Q345、Q420，其杨氏模量为210GPa，泊松比为 0.3，密度为 7800kg/m3。四分裂导线的型号为 LGJ-630/45，地线型号为 GJ80，光缆型号为 OPGW100。导线的初始安装应力为34.8MPa。杆塔上左侧三相导线为 I 回线路(地线下侧)，右侧三相导线为 II回线路(光缆下侧)。
建立有限元模型时，以导线为索单元，以耐张绝缘子串为杆单元。采用文献提出的无需迭代的方法确定导线在自重作用下的初始构形。导线与绝缘子串之间采用 Beam 连接关系，绝缘子串与输电线塔之间采用 Hinge 连接关系。将模型共划分为13586 个单元。边界条件设置为：杆塔塔腿根部和线路段两端的导线固定约束。
假设该线路导线上的覆冰厚度为20mm，覆冰密度为 900kg/m3。采用有限元方法模拟塔线体系在导线脱冰后的动力响应，导线脱冰载荷的施加采用等效惯性力方法。分别模拟第2档各相导线在脱冰率分别为100%、80%、50%时塔线体系的动态响应。
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