Tháp truyền tải điện đôi góc thép

Khi chúng ta chiêm ngưỡng bản chất cấu trúc của Tháp truyền tải điện bằng thép góc đôi mạch, về cơ bản, chúng tôi đang mổ xẻ một cơ cấu cơ khí phức tạp được thiết kế để giải quyết những mâu thuẫn nhức nhối của việc cung cấp điện hiện đại—yêu cầu mang theo công suất điện gấp đôi trong phạm vi diện tích vẫn bị hạn chế bởi các hành lang lộ giới ngày càng khan hiếm. Đây không chỉ đơn thuần là một chồng các góc thép mạ kẽm được bắt vít với nhau; nó là một hệ thống điều hòa được điều chỉnh tỉ mỉ, phải đồng thời quản lý tải trọng lớn theo phương thẳng đứng của sáu dây dẫn nặng (và dây khiên tương ứng của chúng) đồng thời chống lại sự cắt ngang không ngừng của gió và mô men xoắn theo chiều dọc của lực căng không cân bằng. các “mạch kép” cấu hình giới thiệu độ thẳng đứng và mật độ tải mà các tháp mạch đơn không bao giờ gặp phải; bạn đang đối mặt với một trọng tâm cao hơn và lớn hơn đáng kể “khu vực cánh buồm” được cung cấp bởi bộ dây và cáp cách điện kép. Điều này đòi hỏi kỹ sư phải có một cuộc độc thoại nội bộ để vượt ra khỏi logic giàn đơn giản để bước vào lĩnh vực ổn định hình học bậc cao. Chúng ta phải xem xét thép góc như thế nào, đặc biệt là các phần không bằng nhau hoặc bằng nhau được cán nóng, hoạt động dưới tải trọng lệch tâm điển hình của các kiểu bố trí tay đòn nhiều tầng này. Khi gió thổi vào tháp đôi, tác dụng che chắn của các dây dẫn hướng gió đối với các dây dẫn hướng gió không bao giờ là một sự đảm bảo; thay vì, sự thoát nhiễu loạn từ mạch đầu tiên có thể tạo ra hiệu ứng rung lắc ở mạch thứ hai, tạo ra rung động theo chu kỳ để kiểm tra tuổi thọ mỏi của từng tấm bản mã và bu lông.

Để thực sự hiểu được chiều sâu kỹ thuật của sản phẩm này, trước tiên người ta phải nhìn vào linh hồn luyện kim của cấu trúc, được xác định bởi sự tuân thủ chặt chẽ sự cân bằng hóa học. Chúng tôi không chỉ tìm kiếm sức mạnh; chúng tôi đang tìm kiếm sự kết hợp cụ thể giữa năng suất và độ bền đông lạnh. Trong một tháp mạch đôi, các thành viên chân ở chân đế “người nâng vật nặng”—thường yêu cầu thép hợp kim thấp cường độ cao như Q420 hoặc thậm chí Q460. Hàm lượng carbon phải được giữ ở mức đủ thấp để đảm bảo khả năng hàn và ngăn ngừa sự hình thành martensite giòn trong giai đoạn làm nguội của quá trình sản xuất, nhưng vẫn đủ cao để cung cấp độ cứng cơ bản cần thiết cho môi trường chịu áp lực cao của công xôn dài 50 mét. Mangan là đồng minh chính của chúng tôi ở đây, hoạt động như một nhà máy lọc ngũ cốc và tăng cường độ bền va đập, điều này rất quan trọng vì những tháp này thường đứng trong môi trường mà sự dao động nhiệt độ có thể gây ra sự chuyển đổi từ trạng thái dẻo sang giòn. Nếu thép trở nên giòn ở -20°C, một cơn gió bất ngờ có thể tạo ra một vết nứt nhỏ từ lỗ bu lông được đục lỗ với tốc độ âm thanh, dẫn đến một cấu trúc thảm khốc “giải nén.”

Bàn 1: Yêu cầu về thành phần hóa học đối với thép tháp cường độ cao

Khi suy nghĩ của chúng ta chuyển từ chất hóa học sang chất nhiệt, chúng tôi nhận thấy rằng việc xử lý nhiệt của các phần góc này là yếu tố quyết định độ tin cậy của chúng trong điều kiện khắc nghiệt “Thùng tải” (LC) được quy định bởi các tiêu chuẩn quốc tế như ASCE 10-15 hoặc IEC 60826. Bản thân quá trình cán giới thiệu một hướng hạt mà chúng ta phải quản lý. Dành cho thành viên có chân dày nhất, bình thường hóa không phải là một lựa chọn - nó là một điều cần thiết. Bằng cách nung thép đến phạm vi austenit và để nguội trong không khí tĩnh lặng, chúng tôi hòa tan những thứ thô thiển, các hạt không đều và thay thế chúng bằng hạt mịn, ma trận peclit-ferit đẳng trục. Điều này đảm bảo rằng các tính chất cơ học là đẳng hướng, có nghĩa là thép sẽ chống lại một “dây bị đứt” lực cản dọc cũng hiệu quả như khi nó chống lại một cơn bão ngang. Kỷ luật nhiệt này cũng là thứ chuẩn bị cho thép “sốc nhiệt” của mạ kẽm nhúng nóng. Nếu ứng suất dư từ quá trình làm thẳng và đột không được trung hòa, bể kẽm 450°C sẽ làm cho các bộ phận bị cong vênh hoặc, tệ hơn, trải qua “độ giòn tuổi căng thẳng,” biến một thành phần kết cấu hiệu suất cao thành một trách nhiệm pháp lý trước khi nó rời khỏi nhà máy.

Bàn 2: Xử lý nhiệt bắt buộc & Giao thức xử lý

Biểu hiện vật lý của kỹ thuật này được tìm thấy ở giới hạn kéo và nén của tháp. Trong một tháp mạch đôi, cái “đi xuống” lực của dây dẫn rất lớn, đặc biệt là trong trường hợp đóng băng khi độ dày băng xuyên tâm có thể đạt tới 20 mm hoặc 30 mm. Điều này tạo ra một trạng thái “căng thẳng kết hợp” nơi các thành viên chân đồng thời chống lại lực nén dọc trục và mô men uốn tổng thể. Sức mạnh năng suất là dòng của chúng tôi trên cát; nếu căng thẳng vượt quá mức này, tòa tháp trải qua biến dạng dẻo vĩnh viễn. Tuy nhiên, cho thép góc, chế độ thất bại quản lý hầu như luôn luôn oằn mình hơn là mang lại hiệu quả. Đây là lý do tại sao chúng tôi tập trung rất nhiều vào tỷ lệ độ mảnh ($L/r$). Thiết kế của hệ thống giằng—các bộ phận thứ hai và thứ ba dùng để phá vỡ chiều dài không giằng của các chân chính—là một bài tập toán học nhằm ngăn chặn sự oằn Euler. Chúng ta phải đảm bảo rằng “khả năng oằn” của chân dưới gió bị nén luôn cao hơn tải trọng tính toán tối đa, kế toán cho “sự lệch tâm” của các kết nối bắt vít có xu hướng tạo ra những khoảnh khắc cục bộ không mong muốn cho các bộ phận.

Bàn 3: Yêu cầu cơ học và độ bền kéo (Phần kết cấu chính)

Khi chúng ta chuyển sang phân tích hoạt động thực tế của Tháp thép góc đôi mạch, chúng ta bước vào thế giới của “Độ nhạy động.” Bởi vì các tòa tháp này cao hơn so với các tháp tương ứng mạch đơn của chúng để duy trì khoảng cách an toàn cho hai cấp dây dẫn, chúng dễ bị ảnh hưởng bởi các rung động do xoáy gây ra và “P-Delta” tác dụng. Hiệu ứng P-Delta là phi tuyến tính bậc hai trong đó độ lệch ngang của tháp, do gió gây ra, tạo thêm mô men từ tải trọng trọng trường thẳng đứng của dây dẫn treo trên các thanh chéo dài đó. Trong một phân tích kỹ thuật phức tạp, chúng tôi sử dụng Phân tích phần tử hữu hạn (FEA) để thực hiện một “Phân tích P-Delta phi tuyến tính,” đảm bảo rằng tòa tháp không đạt đến điểm “sự mất ổn định hình học” nơi mà độ nghiêng của tháp tạo ra nhiều mô men hơn độ cứng của thép có thể chống lại. Chúng tôi cũng xem xét “Dây bị đứt” tình trạng, mà đối với tháp mạch đôi là một kịch bản ác mộng; nếu một bộ dây dẫn ở thanh ngang phía trên bị đứt, tòa tháp phải chịu một lực xoắn lớn “xoắn” có thể khóa thanh giằng chéo nếu “độ cứng xoắn” của lồng lưới là không đủ.

Lớp cuối cùng của phân tích này là “Tương tác đất-kết cấu” (SSI). Một tháp mạch kép tự hỗ trợ mang lại sức mạnh to lớn “nâng đỡ” Và “lực đẩy xuống” lực lượng trên nền tảng của nó. Dưới một cơn gió mạnh, nền tảng hướng gió thực sự đang cố gắng được kéo ra khỏi trái đất. Chúng tôi thiết kế “ống khói” Và “đệm” nền bê tông cốt thép đóng vai trò là đối trọng, nhưng kỹ thuật thực sự nằm ở việc truyền lực từ chân thép sang bê tông thông qua “sơ khai” hoặc bu lông neo. các “độ trễ cắt” trong những kết nối này phải được giảm thiểu. Bằng cách sử dụng bu lông có độ bền cao và đảm bảo các tấm bản mã đủ dày để ngăn chặn “cắt khối” sự thất bại, chúng tôi đảm bảo rằng tòa tháp vẫn là một vật thể bất động khi đối mặt với một lực không thể cưỡng lại. Cách tiếp cận toàn diện này—từ cấu trúc hạt hạ nguyên tử của thép đến địa chất vĩ mô của nền móng—là điều khiến Tháp truyền tải điện bằng thép góc mạch đôi của chúng tôi trở thành tiêu chuẩn vàng về độ tin cậy của lưới điện. Nó là một sản phẩm sinh ra từ khoa học nghiêm ngặt, được định hình bởi thực tế khắc nghiệt của bầu khí quyển, và được xây dựng để đảm bảo dòng năng lượng không bị gián đoạn, bất chấp những cơn bão đang hoành hành chống lại nó.