1绪论
1.1本文研究的目的
在国民经济飞速发展，能源需求持续增长的情况下，电力技术的进步已逐渐成为能源战略的核心问题。我国能源结构目前面临的最大问题是大范围内资源与需求的逆向分布，为了解决这个当务之急，国家实行“一特四大”战略。实现电网体系的多方位转型，和“以电代煤，以电代油，电从远方来”的目标。2003年起，我国电网战略转型，大力发展智能电网。随着新技术的不断应用，大范围跨区域电网建设快速推进，电网整体结构得到进一步加强和完善。电网建设与电力能源基地建设将共同发展，过去单独依靠煤的输送支撑火力发电的状况会发生改变，釆取输煤与输电相辅相成的方式，通过特高压、超高压交直流，实施跨区域、跨省市，西电东送，南北互济，火电、水电、风电、太阳能、新型可再生能源多渠道送电。计划到2020年，全国范围内建成坚强的智能电网体系，以全方位、多视角调控国内能源结构。自电力网络迅速发展以来，架空送电线路已成为输电与配电最基本的手段，随着电能需求的逐渐增加，送电距离的逐渐加长，以及电压等级逐渐提高，铁塔慢慢体现其优势而成为送电线路建设中最常见的载体。输电塔线体系是电力系统的生命主线，是高负.荷的电能输送载体。但是，随着输电塔线体系的规模日趋大型化，结构形式日趋复杂化，结构的荷载以及动力特性方面的不确定因素不断增多，给设计及建造都带来了越来越多的问题。因此，对电力工程结构理论，电力结构使用安全性及可靠性的研究提出了更高的要求。在输电线路中，输电塔的可靠性会直接影响整个输电体系的可靠性。输电线系统发生破坏的主要原因可能是材料方面，或者是施工质量方面，同时也不可排除是由于设计人员在设计计算中使用过于传统的系数方法或简单的概率设计方法，而导致输电线路可靠性过低。由于输电线路实际工程跨越的地形、气候以及环境条件复杂多变，针对输电铁塔这种高度高、跨度大、自重相对较轻、刚度相对较小、外形细长的工程结构，进行可靠度分析，综合考虑作用在结构上各类荷载的随机性和输电塔自身结构的随机性，对保证输电塔结构的安全性具有重大意义。
…………
1.2国内外研究现状
我国电力系统设计正大力推行通用设计的使用，输电线路杆塔设计采用模块设计的方法，有效提高了电力系统的设计及施工效率。通用设计主要是根据各机构的调研数据，综合考虑各方面因素（电气条件、气象条件、地形条件等）对铁塔尺寸和型式进行分类。我国现行的设计规范主要为《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》（DL/T5154-2002)⑴和《110?750kV架空输电线路设计规范》（GB50545-2010) [2]。国内外输电线路设计规范在设计原则方面基本相同，釆用的都是基于概率理论的极限状态设计方法。国外规范IEC60826-2003[3]、ASCE74-2009[4]等，按照冰荷载和风荷载的重现期对输电线路划分了不同的安全级别，国外输电线路设计规范规定的冰荷载和风荷载的重现期明显高于我国，国外气象荷载重现期最低为50年，而我国最高为50年；此外国外规范在最大设计风速中，着重考虑了阵风的影响。欧美及日本国家相关规范中输电线路铁塔钢材的最高强度等级方面也高于我国，而且可选材料种类较多。
…….
2工程结构可靠性理论
2. 1结构可靠性基本原理
通常定义结构可靠性为“结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力” [39]。而结构可靠度是以统计数学为基础，经计算分析后得到以概率方式表述的结构可靠性度量指标，是一种定量概念。当结构功能函数2服从正态分布时，即可通过Z的平均值和标准差的比值得到可靠指标>0。若结构功能函数是由服从正态分布的随机变量组成的线性函数，只要计算得到各个随机变量的平均值和标准差，即可由式（2.10)得到可靠指标yff,再由式（2.9)可得到结构的失效概率。但实际工程中的结构功能函数通常并不一定为线性函数，且不一定服从正态分布，若要在这种情况下计算可靠指标;0，则需将功能函数Z通过数学变换近似为由正态分布随机变量组成的线性功能函数;如果有随机变量不服从正态分布，则必须使用当量正态化将其变换为服从正态分布的随机变量，再通过前面的公式近似求得结构的可靠指标。
……….
2.2结构可靠度计算
目前有多种不同的计算结构可靠度的方法，如一次二阶矩方法、二次二阶矩方法、蒙特卡罗（Monte-Carlo)方法以及其他计算方法。其中一次二阶矩方法发展得最为完善，最基本的计算方法可大致分为中心点法和验算点法。而验算点法是目前可靠度分析中最常使用的方法，本文可靠度计算釆用的即是验算点法。实际工程，例如本文所研究的输电塔结构中，随机变量并不一定全部服从正态分布，各类变量（永久荷载、者活荷载、构件抗力等）中可能有些变量服从对数正态分布，而有些服从极值I型分布或其他分布。因此，只有对变量进行当量正态化处理后，才能计算结构可靠指标。正态分布、对数正态分布、极值I型分布及最大值最小值分布为结构可靠度分析中最常用来描述设计变量随机特性的概率分布。本文4.2.3节中计算可靠指标时的程序编制过程中，使用了对数正态分布与极值I型分布的当量正态化方法处理荷载效应与抗力的数据。抗力是与时间有关且存在不确定性的随机过程。目前确定抗力统计参数与概率分布的方法是，先找到影响其不确定性的各类因素，对其一一进行统计分析，确定统计参数，而后通过抗力与各类因素的函数关系确定抗力的统计参数及其概率分布。如果已知荷载的概率分布和统计参数、抗力的变异系数。
……..
3 输电塔建模、分析与设计.........21
3.1 基本资料.........21
3.2构件选材.........27
3.3建模和计算.........33
3.4 本章小结.........39
4输电塔结构可靠度分析.........40
4.1荷载效应及抗力统计参数.........40
4.1.1 荷载效应.........40
4.1.2 抗力.........41
4.2可靠指标计算......... 43
4.3 本章小结.........54
5 结论与展望.........59
5.1 结论.........59
5.2展望......... 59
4输电塔结构可靠度分析
4.1荷载效应及抗力统计参数
输电塔结构是由塔身、导线及其他部分组成的多元结构体系，该体系主要承受的荷载类型为自重、风荷载及覆冰荷载等，对于不同的工况，风荷载和覆冰荷载分别起控制作用。输电塔上作用的各类荷载以及结构抗力都服从一定的概率分布，因此需要从概率统计方面考虑输电塔的安全性问题。荷载效应是荷载产生的内力、变形等，一般认为荷载效应的概率分布与对应的荷载相似。荷载的统计参数一般用均值系数k (平均值与标准值的比值)和变异系数5 (标准差与平均值的比值)表示。由于不同荷载的概率特性以及随时间变化的属性不同，输电塔可靠度分析中将荷载分为永久荷载、风荷载和覆冰荷载三种。抗力为结构或者单个杆件抵抗荷载作用的能力，其不确定性可能来自于多方面，如材料性能、几何尺寸和计算模式等。材料性能的不确定性一般指材料的质量、工艺、荷载、环境、构件大小等因素而导致材料性能产生差异；几何尺寸不确定性一般指由于制作、生产、安装偏差、构件实际尺寸与设计尺寸不同而产生差异；计算模式的不定性，一般指抗力计算中所使用的某些基本假设原则的近似性和计算公式的不精确性而导致计算结果存在差异。
………
结论
本文分析的主要结论如下：
(1)对于大风工况"永久作用+风荷载”组合，可靠指标比较小的杆件是杆塔的主材；而对于覆冰工况“永久作用+风荷载+覆冰荷载”组合，可靠指标比较小的杆件主要是横担部分。由此可推断大风情况下，输电塔最先发生破坏的可能是塔身主材，而覆冰情况下，最先发生破坏的可能是横担部分。
(2)大风工况杆件的可靠指标总体小于覆冰工况杆件的可靠指标，说明该输电塔上风荷载起控制作用。
…………
参考文献（略）