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我国电力能源在供求上存在着地域差异,随着我国“变输煤为输电”和“西电东送”等能源方针的深入执行,越来越多的坑口电厂建设在煤炭主产区内,造成许多高压和超(特)高压输电线路不可避免地途经采煤沉陷区。采动区地表沉陷和风荷载是影响输电线路安全运行的重大隐患。因此,开展采动区输电铁塔抗地表变形和抗风性能研究,确保采动区输电铁塔结构安全可靠和输电线路安全运行,具有重要的意义。本文研制了输电铁塔模型支座位移和风荷载加载装置,进行了正常运行工况和风荷载工况下输电铁塔支座位移加载模型试验,获得了输电铁塔在地表水平变形作用下的破坏形态,研究了地表水平变形对输电铁塔内力和变形的影响规律以及风荷载对输电铁塔抗地表变形性能的影响规律,验证了有限元模拟的可靠性。试验和有限元结果表明:风荷载对输电铁塔的抗地表变形性能具有不利影响,且风荷载越大越不利。采用ANSYS软件建立了典型110千伏输电铁塔的有限元模型,研究了不同地表变形作用(11种单独地表变形工况和10种复合地表变形工况)对输电铁塔内力、变形及破坏形态的影响规律,获得了输电铁塔在不同地表变形作用下的极限支座位移值,为地表变形作用下输电铁塔的安全性评价提供了参考。建立了输电铁塔-基础-地基整体有限元模型,以地基土变形和应力、上部铁塔结构支座位移和杆件最大应力为比较依据,研究了独立基础和复合防护板基础的抗地表变形性能,分析了防护板厚度对上部铁塔结构受力和变形的影响规律,提出了防护板厚度合理取值的建议。研究结果表明:复合防护板基础相对于独立基础,对上部铁塔结构具有更好的保护作用,保护作用随着板厚的增大而增大,但当厚度增大到一定值后其保护作用增幅趋缓;1B-ZM3输电铁塔复合防护板基础的板厚合理取值为200~300mm,约为铁塔长向根开的1/20~1/10。进行了不同地表变形作用下输电铁塔的抗风性能研究,获得了不同地表变形和风荷载作用下铁塔的破坏形态和抗风极限承载力,研究了地表变形对输电铁塔抗风性能的影响规律,提出了采动区输电铁塔抗风极限承载力的预计模型,为采动区输电铁塔在风荷载作用下的安全性评价提供了参考。研究结果表明:输电铁塔的抗风极限承载力随着地表变形值的增大而减小,且地表变形值越大,抗风极限承载力减小幅度变化越明显。