Tour de transmission de puissance en acier à angle double circuit

Lorsque nous contemplons l'essence structurelle d'une tour de transmission de puissance en acier à angle à double circuit, nous disséquons essentiellement un organisme mécanique complexe conçu pour faire face aux contradictions déchirantes de la fourniture d'énergie moderne - l'exigence de transporter deux fois plus de capacité électrique dans une empreinte qui reste limitée par des couloirs d'emprise de plus en plus rares.. Il ne s’agit pas simplement d’une pile d’angles en acier galvanisé boulonnés ensemble; il s'agit d'un système harmonique méticuleusement réglé qui doit gérer simultanément les charges mortes verticales massives de six conducteurs lourds (et leurs fils de blindage correspondants) tout en résistant au cisaillement latéral implacable du vent et au couple longitudinal insidieux d'une tension déséquilibrée. Le “double circuit” la configuration introduit une verticalité et une densité de charge auxquelles les tours à circuit unique ne sont jamais confrontées; vous avez affaire à un centre de gravité plus élevé et à un “surface de voile” fourni par les deux ensembles de chaînes et de câbles isolants. Cela nécessite un monologue interne de la part de l'ingénieur qui va au-delà de la simple logique de ferme dans le domaine de la stabilité géométrique d'ordre élevé.. Nous devons considérer comment l'acier d'angle, en particulier les sections inégales ou à pattes égales laminées à chaud, se comporte sous la charge excentrique typique de ces agencements de bras transversaux à plusieurs niveaux. Quand le vent frappe une tour à double circuit, l'effet de blindage des conducteurs au vent sur ceux sous le vent n'est jamais une garantie; plutôt, la perte des turbulences du premier circuit peut créer un effet de tremblement sur le second, induisant une vibration cyclique qui teste la durée de vie en fatigue de chaque gousset et boulon.

Pour vraiment comprendre la profondeur technique de ce produit, il faut d'abord regarder l'âme métallurgique de la structure, qui se définit par le respect rigoureux de l’équilibre chimique. Nous ne cherchons pas seulement la force; nous recherchons un mariage spécifique entre capacité d'élasticité et ténacité cryogénique. Dans une tour à double circuit, les membres des jambes à la base - les “poids lourds”— nécessitent souvent des aciers faiblement alliés à haute résistance comme le Q420 ou même le Q460. La teneur en carbone doit être maintenue suffisamment faible pour garantir la soudabilité et empêcher la formation de martensite cassante pendant les phases de refroidissement de la fabrication., mais suffisamment élevé pour fournir la dureté de base requise pour l'environnement à fortes contraintes d'un porte-à-faux de 50 mètres. Le manganèse est ici notre principal allié, agissant comme un raffineur de grain et améliorant la résistance aux chocs, ce qui est essentiel car ces tours se trouvent souvent dans des environnements où les variations de température peuvent induire une transition d'un comportement ductile à fragile.. Si l'acier devient cassant à -20°C, une soudaine rafale de vent pourrait propager une micro-fissure à partir d'un trou de boulon perforé à la vitesse du son, conduisant à une catastrophe structurelle “décompression.”

Tableau 1: Exigences de composition chimique pour l'acier des tours à haute résistance

Alors que nos pensées passent du chimique au thermique, nous reconnaissons que le traitement thermique de ces cornières est ce qui détermine leur fiabilité dans des conditions extrêmes “Cas de charge” (CL) spécifié par des normes internationales comme l'ASCE 10-15 ou CEI 60826. Le processus de laminage lui-même introduit une orientation des grains qu'il faut gérer. Pour les jambes les plus épaisses, la normalisation n’est pas une option, c’est une nécessité. En chauffant l'acier jusqu'à sa plage austénitique et en lui permettant de refroidir à l'air calme, nous dissolvons le grossier, grains inégaux et remplacez-les par un grain fin, matrice perlite-ferrite équiaxe. Cela garantit que les propriétés mécaniques sont isotropes, ce qui signifie que l'acier résistera à un “fil cassé” pression longitudinale aussi efficace qu'elle résiste à un ouragan transversal. Cette discipline thermique est aussi celle qui prépare l'acier à la “choc thermique” de galvanisation à chaud. Si les contraintes résiduelles des processus de redressage et de poinçonnage ne sont pas neutralisées, le bain de zinc à 450°C provoquera une déformation ou une déformation des éléments., pire, subir “fragilisation due à l'âge et à la déformation,” transformer un composant structurel performant en un handicap avant même qu’il ne quitte l’usine.

Tableau 2: Traitement thermique obligatoire & Protocoles de traitement

La manifestation physique de cette ingénierie se retrouve dans les limites de traction et de compression de la tour.. Dans une tour à double circuit, le “vers le bas” la force des conducteurs est massive, en particulier lors d'un événement de givrage où l'épaisseur radiale de la glace peut atteindre 20 mm ou 30 mm. Cela crée un état de “stress combiné” où les éléments de jambe combattent simultanément une compression axiale et un moment de flexion global. La limite d'élasticité est notre ligne dans le sable; si le stress dépasse cela, la tour subit une déformation plastique permanente. Cependant, pour cornière en acier, le mode de défaillance qui gouverne est presque toujours en train de se déformer plutôt que de céder. C'est pourquoi nous nous concentrons autant sur le rapport d'élancement. ($L/r$). La conception du système de contreventement (les éléments secondaires et tertiaires qui brisent la longueur non contreventée des pieds principaux) est un exercice mathématique visant à empêcher le flambement d'Euler.. Nous devons veiller à ce que le “capacité de flambage” de la jambe comprimée sous le vent est toujours supérieure à la charge pondérée maximale, comptabilisation des “excentricité” des assemblages boulonnés qui tendent à introduire des moments locaux indésirables dans les éléments.

Tableau 3: Exigences mécaniques et de traction (Sections structurelles primaires)

Lorsque nous passons à l’analyse opérationnelle réelle de la tour en acier à angle à double circuit, nous entrons dans le monde de “Sensibilité dynamique.” Parce que ces tours sont plus hautes que leurs homologues à circuit unique afin de maintenir des distances de sécurité pour deux niveaux de conducteurs, ils sont plus sensibles aux vibrations induites par les vortex et le “P-Delta” effet. L'effet P-Delta est une non-linéarité du second ordre où la déflexion latérale de la tour, causé par le vent, crée un moment supplémentaire à partir des charges de gravité verticales des conducteurs suspendus à ces longues traverses. Dans une analyse technique sophistiquée, nous utilisons l'analyse par éléments finis (Fea) effectuer un “Analyse P-Delta non linéaire,” s'assurer que la tour n'atteint pas un point de “instabilité géométrique” où l'inclinaison de la tour crée plus de moment que la rigidité de l'acier ne peut contrecarrer. Nous regardons également le “Fil cassé” condition, ce qui pour une tour à double circuit est un scénario de cauchemar; si un jeu de conducteurs sur la traverse supérieure s'enclenche, la tour est soumise à une torsion massive “torsion” qui peut déformer le renfort diagonal si le “rigidité en torsion” de la cage en treillis ne suffit pas.

La dernière couche de cette analyse est la “Interaction sol-structure” (SSI). Une tour autoportante à double circuit met d'immenses “soulèvement” et “poussée vers le bas” forces sur ses fondations. Sous une rafale de pointe, la fondation au vent essaie littéralement d'être retirée de la terre. Nous concevons le “cheminée” et “tampon” de la fondation en béton armé pour faire office de contrepoids, mais la véritable ingénierie réside dans le transfert de force de la jambe d'acier au béton via le “bout” ou des boulons d'ancrage. Le “décalage de cisaillement” dans ces connexions doit être minimisé. En utilisant des boulons à haute résistance et en veillant à ce que les goussets soient suffisamment épais pour empêcher “cisaillement de bloc” échec, nous veillons à ce que la tour reste un objet immobile face à une force irrésistible. Cette approche holistique, de la structure des grains subatomiques de l'acier à la macrogéologie de la fondation, est ce qui fait de nos tours de transmission de puissance en acier à angle double circuit la référence en matière de fiabilité du réseau.. C'est un produit né d'une science rigoureuse, façonné par la dure réalité de l'atmosphère, et construit pour garantir un flux d'énergie ininterrompu, quelles que soient les tempêtes qui font rage contre lui.