4 铁塔塔基沉降现场试验

　　搭建铁塔塔基沉降现场试验平台，平台主要由光纤应变（-500～500MPa）、温度传感器（-20～120℃）、光纤光栅解调仪、五要素气象传感器、超薄型液压千斤顶和3M黑色胶泥组成。塔基沉降模拟通过放置在

　　各个塔基与塔腿底板之间凹槽内的超薄型液压千斤顶顶起底板来实现位移的施加，光纤应变传感器焊接在铁塔关键杆件单元上，测试前需对其进行初始标定调零，最后通过光纤光栅解调仪解调并显示出由塔基沉降引起的应力值，具体塔基沉降测试示意图见图13。c1沉降工况下，光纤应变传感器焊接在与塔基A相连接的塔腿主材1756号和斜材1809号杆件单元上，其中3M黑色胶泥用来进一步保护和固定应变片两端与光纤联接处，光纤温度传感器主要是对应变进行补偿，五要素气象传感器监测现场环境参数（温度、湿度、气压以及风速、风向），记录并整理不同塔基沉降组合工况下的数据，具体如图14所示。现场测试环境参数：温度为7℃，相对湿度为47%，气压为974hPa，平均风速为1m/s，风速对铁塔造成的影响可以忽略不计。

　　测试结果表明各类塔基沉降组合工况下，光纤应变传感器测试值与仿真值的最大绝对误差分别为：单个塔基沉降时为30MPa，两个塔基横向沉降时为8MPa，两个塔基纵向沉降时为35MPa，3个塔基沉降时为30MPa；当发生单个或3个塔基沉降时，除承受最大等效应力的关键杆件相同外，由沉降引起的关键杆件承受的最大等效应力的增加速率也基本相同，均明显高于两个塔基沉降工况，并且沉降值不超过10mm时关键杆件所受最大等效应力均已超过了屈服临界值，这就很容易造成关键杆件的破坏和变形，长期运行在该工况下可能引起铁塔的局部结构出现失稳，严重时可能会引起倒塔；当两个塔基发生沉降且沉降值超过10mm时，随着沉降值的增加，纵向沉降关键杆件所受最大等效应力的增加速率约为横向沉降的两倍。

　　5 结论

　　本文通过对ZM-110kV三塔两档-塔线体系平台有限元模型在不同塔基沉降组合下进行仿真和测试验证，得出以下结论。

　　（1）当铁塔塔基沉降时，其易故障点主要集中在塔腿及塔腿与塔身连接处的主材或斜材上；随着沉降值增加，其关键杆件承受的最大等效应力近似呈线性增加。

　　（2）各种沉降组合工况下，发生单个或3个塔基沉降时，铁塔因关键杆件所受最大等效应力最先超过屈服临界值而处于危险状态。

　　（3）本文采用的铁塔沉降试验方法可以为输电线路铁塔应力的在线监测提供参考。