高壓輸電線路風荷載評估理論及設計方法研究

對于高壓輸電線路結構而言，風荷載是其設計控制荷載。隨著我國能源發(fā)展戰(zhàn)略的調整，特高壓電網建設已經在我國展開。特高壓線路有更高的對地距離、單相八分裂大截面導線以及更大的檔距，使線路的風荷載有很大幅度提高。然而，由于輸電線風荷載、風場的復雜性以及分裂導線復雜的振動形式，至今還沒有一個完整的線路風荷載評估理論和設計方法。. 本項目擬以500kV超高壓輸電線路的風振現(xiàn)場監(jiān)測和風洞試驗為基礎，進行以下內容的研究：強風風場的現(xiàn)場實測以及物理隨機風場的建模；輸電線風致抖振響應分析的非定常方法及響應特性研究；導線動張力對線路荷載的影響機理及計算方法；考慮間隔棒結構特性與分布形式、不同類型絕緣子特性的導線風振響應、風荷載的形成機理及分布規(guī)律。通過研究，提出考慮動力風振效應的高壓輸電線路風荷載評估理論，給出輸電線路風荷載的精細化設計計算方法。 2100433B

雙層幕墻結構因具有通風、節(jié)能和降噪的優(yōu)勢而在工程中廣泛應用。然而與之相應的抗風理論發(fā)展卻嚴重滯后，這也使得設計師們對其風荷載取值常常感到無所是從。針對這一問題本項目綜合采用理論、風洞試驗和數(shù)值模擬對雙層幕墻內外表面的脈動風荷載特性與其眾多影響因素，內部脈動風響應機理，模型縮尺效應的成因和相應的試驗修正方法，以及幕墻風荷載的極值與峰值因子等設計參數(shù)取值方面展開研究，并探索了數(shù)值模擬技術在雙層幕墻脈動風荷載預測上的有效性。取得的主要研究成果包括：1）理論方面，掌握了廊道寬度，通風口面積比，廊道形式等因素對幕墻所受脈動風壓的影響并基于此提出了其抗風體型優(yōu)化策略，了解了雙層幕墻風荷載的取值分布規(guī)律，建立了其內部風荷載響應與外壓的經驗關系，形成了一套適用于典型雙層幕墻結構抗風設計的體型系數(shù)，極值風荷載和峰值因子的數(shù)據(jù)庫，這些成果將從理論和數(shù)據(jù)上保障并且提升雙層幕墻的抗風性能。2）試驗技術上，理清了模型縮尺效應產生的原因是由于近壁面沿程損失的模擬失真，提出了基于廊道間距調整的風洞試驗縮尺效應的修正思路并研發(fā)了相應的試驗模擬裝置，這一成果將直接為各類雙層幕墻結構設計風荷載取值提供試驗技術支撐，具有廣闊的工程應用前景。3）數(shù)值模擬上：采用優(yōu)化的網格劃分策略能夠有效提升數(shù)值模擬的效率和精度，數(shù)值模擬技術對于幕墻迎風狀態(tài)下各表面的正風壓模擬較為合理，但對于氣流分離和渦脫所產生的負風壓的預測存在一定誤差。本項目研究通過大量風洞試驗取得了均勻湍流風場和大氣邊界層風場下，不同通風口面積比和廊道寬度的雙層幕墻各表面的同步風壓時程。這些關鍵數(shù)據(jù)將可以直接為類似幕墻工程的抗風設計提供風荷載取值，也將為行業(yè)設計規(guī)范的制定提供基礎數(shù)據(jù)。通過本項目研究初步形成了一套理論、試驗和設計應用相結合的雙層幕墻抗風理論框架體系，有助于提升該領域的抗風理論和實踐水平。 2100433B

本文將典型高壓輸電塔分為塔頭、塔身和塔腿三部分，應用高頻天平測力風洞試驗技術，分別研究了塔頭、塔身結構風荷載特性及作用機理。根據(jù)試驗結果建立了結構風荷載的解析模型，計算了輸電塔的風致響應，分析了結構阻尼比、模態(tài)數(shù)目等參數(shù)對響應的影響。采用廣義陣風因子法給出了輸電塔等效靜力風荷載計算方法，對比了不同規(guī)范給出的等效靜力風荷載，所得結論對完善我國輸電塔風荷載規(guī)范條文有參考價值。

《提升機設計理論及現(xiàn)代化設計方法研究》結構合理，內容簡煉，系統(tǒng)性和應用性強?？勺鳛闄C械設計制造及其自動化專業(yè)的高年級本科生和研究生的教材或教師參考書，也可供有關礦井提升機工程設計人員、生產應用人員、維修檢測人員閱讀參考。