長橫擔(dān)輸電塔的風(fēng)致效應(yīng)研究.pdf

1、為節(jié)省線路走廊，近年來長懸臂輸電塔得到了廣泛應(yīng)用。此類塔型剛度小，橫擔(dān)層數(shù)多且長度較大，風(fēng)效應(yīng)復(fù)雜。其結(jié)構(gòu)的高柔特性導(dǎo)致風(fēng)荷載成為設(shè)計(jì)的主控荷載。
　　目前大部分輸電塔風(fēng)振數(shù)值分析都是基于標(biāo)準(zhǔn)邊界層風(fēng)場進(jìn)行的，對(duì)于多回路長懸臂塔型在臺(tái)風(fēng)風(fēng)場與標(biāo)準(zhǔn)邊界層風(fēng)場下風(fēng)振響應(yīng)的差異鮮有涉及。以沿海地區(qū)某四回路長懸臂角鋼輸電塔為原型建立了有限元模型，采用諧波疊加法生成兩類風(fēng)場下的風(fēng)速時(shí)程，并在時(shí)域內(nèi)進(jìn)行了輸電塔風(fēng)振響應(yīng)和風(fēng)振系數(shù)的數(shù)值分析。臺(tái)

2、風(fēng)風(fēng)場的高湍流特性導(dǎo)致其作用時(shí)各測點(diǎn)的順風(fēng)向風(fēng)振響應(yīng)均大于B類風(fēng)場下的對(duì)應(yīng)值。兩類風(fēng)場下，輸電塔的風(fēng)振系數(shù)比值約為1.25。因此，臺(tái)風(fēng)多發(fā)地區(qū)的輸電塔設(shè)計(jì)須考慮臺(tái)風(fēng)高湍流引起的動(dòng)力風(fēng)荷載增大效應(yīng)。
　　由于長懸臂塔型的節(jié)段繞流效應(yīng)復(fù)雜，通過氣彈模型風(fēng)洞試驗(yàn)來尋找結(jié)構(gòu)的不利風(fēng)致效應(yīng)，是對(duì)抗風(fēng)設(shè)計(jì)理論計(jì)算的補(bǔ)充和改進(jìn)。以上述長橫擔(dān)角鋼輸電塔為原型，通過氣彈模型風(fēng)洞試驗(yàn)考察結(jié)構(gòu)的氣動(dòng)失穩(wěn)趨勢及薄弱部位，并結(jié)合數(shù)值分析進(jìn)行了抗風(fēng)加強(qiáng)措施研

3、究。塔頭部位由于不利的氣固耦合效應(yīng)，在高風(fēng)速下出現(xiàn)了較明顯的彎扭耦合振動(dòng)現(xiàn)象;塔身下部長斜材在風(fēng)振激勵(lì)下，產(chǎn)生局部振動(dòng)，易引發(fā)構(gòu)件的壓彎破壞。分別采取增強(qiáng)塔頭斜材和增設(shè)橫隔面等措施對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗風(fēng)加強(qiáng)設(shè)計(jì)，后續(xù)試驗(yàn)結(jié)果和理論計(jì)算均表明整塔的極限承載能力得到提高。
　　同時(shí)，長懸臂輸電塔具有橫擔(dān)水平長度大的特性。來流紊流易引起風(fēng)壓分布的不對(duì)稱，同時(shí)塔頭構(gòu)造復(fù)雜，構(gòu)件周圍特征湍流明顯，會(huì)產(chǎn)生一定的動(dòng)態(tài)扭轉(zhuǎn)風(fēng)荷載。以沿海地區(qū)某500kV