新型窄基輸電塔抗風優(yōu)化設計研究

本書通過節(jié)段模型高頻天平測力風洞試驗，對典型窄基輸電塔不同節(jié)段體形系數(shù)（力系數(shù)）進行詳細分析，根據(jù)試驗結果采用隨機振動理論及有限元分析的方法完成窄基輸電塔風致響應計算，建立準確的窄基輸電塔風荷載及風振系數(shù)計算模型，為解決強風作用下塔線體系損壞問題及各種防風措施的開發(fā)提供依據(jù)。 2100433B

隨著輸電線路規(guī)模的增大，長橫擔輸電塔越來越廣泛地得到應用。由于在長橫擔上存在很大的質量和擋風面積的突變，導致長橫擔輸電塔的風荷載特性與傳統(tǒng)的輸電塔有較大差異，同時其橫風向和扭轉向的風荷載效應顯著，非常有必要進行長橫擔輸電塔三維風荷載特征和抗風設計方法研究。本課題主要研究內(nèi)容有：（1）采用氣彈模型風洞試驗獲得輸電塔在順風向、橫風向和扭轉向的風振特征；（2）采用高頻動態(tài)天平風洞試驗研究圓截面鋼管塔的體型系數(shù)，分析風洞試驗時雷諾數(shù)效應的修正方法；（3）采用大比例尺剛性測壓風洞試驗獲得角鋼塔各桿件的局部風壓分布，分析節(jié)段模型的整體體型系數(shù)和力譜特征；（4）基于高頻天平動態(tài)試驗數(shù)據(jù)，提出考慮順風、橫風和扭轉向三維作用的輸電塔等效風荷載計算方法；（5）分析輸電塔風致響應的各種時頻域計算方法，對比各結果以探討各種方法的適用性；（6）研發(fā)用于輸電塔加速度測試的輕便現(xiàn)場實測裝置和進行應用，研究輸電塔的半剛性連接對輸電塔自振特性和風致響應的影響；（7）基于向量式有限元方法進行輸電塔風振響應和風致倒塌計算。 研究結果表明：（1）在各風向角下輸電塔的橫風向加速度與順風向加速度接近，橫風向效應在設計中必須考慮；（2）圓鋼塔的天平測力風洞試驗中，高湍流風場下測試獲得的體型系數(shù)可不進行修正，均勻流下體型系數(shù)需要考慮修正系數(shù)；（3）圓鋼塔架體型系數(shù)在15°風向上達到最大值，正迎風的體型系數(shù)與美國規(guī)范接近，比中國規(guī)范大；(4)典型角鋼塔節(jié)段模型的順風向體型系數(shù)為2.99，比中國規(guī)范大，規(guī)范數(shù)據(jù)偏危險；（5）典型角鋼塔節(jié)段模型在順風向與橫風向基底剪力的相干性、順風向基底剪力與扭矩間的相干性均較小，橫風向基底剪力與扭矩間的相干性較大；（6）時頻和頻域的兩種方法（CQC法和背景加共振）得到的結果非常接近，在頻域分析中模態(tài)交叉項的貢獻不可忽略，對于長塔臂輸電塔需要考慮至少6階模態(tài)的參與；（7）基于C 編制了輸電塔基于向量式有限元的風振響應計算程序，與傳統(tǒng)有限元的風致響應結果一致，演算獲得輸電塔的風致倒塌過程；（8）提出了輸電塔的三維抗風設計方法，能同時考慮三個方向的風荷載作用，已在玉環(huán)電廠二期送出線路等工程中得到應用。 2100433B

本書系統(tǒng)地介紹了輸電塔線風荷載作用下的抗風性能及加固技術。全書共12章，包括輸電塔線體系建?；痉椒?，輸電線路塔線動力風荷載模擬與計算，輸電塔風致動力響應分析及不確定性因素影響分析，基于規(guī)范、良態(tài)風速譜、臺風風速譜的輸電桿塔風致響應對比分析，輸電塔線模型修正算法，輸電塔抗臺風性能評估方法，輸電塔全場應力在線監(jiān)測系統(tǒng)設計及安裝調試，輸電塔抗風局部加固措施研究，輸電塔抗臺風性能評估、風險評估與在線預警算法及程序，輸電塔全場應力在線監(jiān)測系統(tǒng)應用，核惠線全線抗臺風性能評估。