雷暴沖擊風(fēng)風(fēng)場(chǎng)中輸電塔的風(fēng)振響應(yīng)及輸電線路風(fēng)偏研究.pdf

1、雷暴沖擊風(fēng)（下?lián)舯┝鳎┦抢妆┻^程中一股強(qiáng)烈的下?lián)魵饬?，在地面或接近壁面處產(chǎn)生極高風(fēng)速，造成了大量建筑結(jié)構(gòu)物的破壞。目前，雷暴沖擊風(fēng)的研究重點(diǎn)主要集中在穩(wěn)態(tài)雷暴風(fēng)的風(fēng)場(chǎng)特性上，對(duì)于非穩(wěn)態(tài)雷暴風(fēng)風(fēng)場(chǎng)、雷暴沖擊風(fēng)的風(fēng)荷載及風(fēng)致響應(yīng)的研究則較少。論文對(duì)雷暴沖擊風(fēng)風(fēng)場(chǎng)、雷暴沖擊風(fēng)下的鐵塔風(fēng)效應(yīng)及輸電線路風(fēng)偏進(jìn)行了相關(guān)研究。
　　在風(fēng)場(chǎng)研究中，通過雷暴沖擊風(fēng)試驗(yàn)設(shè)備，測(cè)試了不同地面粗糙高度下穩(wěn)態(tài)雷暴沖擊風(fēng)風(fēng)場(chǎng)以及地面粗糙高度為0.3679m時(shí)

2、的非穩(wěn)態(tài)雷暴沖擊風(fēng)的風(fēng)場(chǎng)，得出了穩(wěn)態(tài)雷暴沖擊風(fēng)水平風(fēng)速及其湍流強(qiáng)度、豎向風(fēng)速及其湍流強(qiáng)度沿豎向的剖面，研究了各參量隨地面粗糙高度、徑向位置的變化規(guī)律。獲得了非穩(wěn)態(tài)雷暴沖擊風(fēng)的不同高度處的水平風(fēng)速時(shí)程曲線和最大風(fēng)速剖面，并分析了水平風(fēng)速時(shí)程曲線隨高度的變化規(guī)律、兩類雷暴沖擊風(fēng)最大風(fēng)速剖面的異同。研究表明地面粗糙高度能提高水平風(fēng)速出現(xiàn)的高度，非穩(wěn)態(tài)雷暴沖擊風(fēng)的運(yùn)動(dòng)能形成風(fēng)場(chǎng)加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)。
　　分析發(fā)現(xiàn)，經(jīng)典的DSHM（Determi

3、nisticstochastichybridmethod，DSHM）在運(yùn)用過程中有自身使用條件的限制，論文在此基礎(chǔ)上提出了改進(jìn)的DSHM，采用CFD或風(fēng)洞試驗(yàn)獲得的非穩(wěn)態(tài)雷暴沖擊風(fēng)下的結(jié)構(gòu)受力平均荷載時(shí)程，結(jié)合DSHM給出的脈動(dòng)成分調(diào)制疊加方法，獲得了結(jié)構(gòu)在非穩(wěn)態(tài)雷暴沖擊風(fēng)下的總風(fēng)荷載時(shí)程。
　　在對(duì)于具有橫向結(jié)構(gòu)特征的導(dǎo)線的非穩(wěn)態(tài)雷暴風(fēng)致風(fēng)偏研究中，采用基于Fluent動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)的CFD數(shù)值模擬放，模擬了導(dǎo)線在非穩(wěn)態(tài)雷暴沖擊風(fēng)運(yùn)

4、動(dòng)過程中的平均風(fēng)荷載時(shí)程，再采用改進(jìn)的DSHM生成了總荷載時(shí)程，利用Ansys分析了導(dǎo)線在非穩(wěn)態(tài)雷暴風(fēng)場(chǎng)中的風(fēng)偏，并據(jù)此與規(guī)范的風(fēng)偏結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)，雷暴風(fēng)下的結(jié)果大于規(guī)范的風(fēng)偏結(jié)果，需對(duì)風(fēng)壓不均勻系數(shù)進(jìn)行修正。
　　在對(duì)于具有豎向結(jié)構(gòu)特征的輸電塔，由測(cè)力試驗(yàn)得到了穩(wěn)態(tài)、非穩(wěn)態(tài)雷暴沖擊風(fēng)下輸電塔各段的風(fēng)荷載。分析了在穩(wěn)態(tài)雷暴沖擊風(fēng)中風(fēng)荷載隨徑向位置以及高度的分布規(guī)律，得到了輸電塔相應(yīng)的靜力響應(yīng)特征;對(duì)非穩(wěn)態(tài)雷暴沖擊風(fēng)下各工況下風(fēng)

5、荷載峰值隨旋轉(zhuǎn)角的變化規(guī)律進(jìn)行了分析，通過改進(jìn)的DSHM得到了非穩(wěn)態(tài)雷暴風(fēng)下的輸電塔各段的風(fēng)荷載時(shí)程，并據(jù)此分析了輸電塔的準(zhǔn)靜態(tài)響應(yīng)與風(fēng)振響應(yīng)。將考慮非穩(wěn)態(tài)荷載時(shí)程的脈動(dòng)成分影響后的風(fēng)振響應(yīng)最大值和非穩(wěn)態(tài)雷暴風(fēng)下的準(zhǔn)靜態(tài)響應(yīng)最大值之比定義為風(fēng)振系數(shù)。y=0Djet位置0°旋轉(zhuǎn)角位置，體軸x向的風(fēng)振系數(shù)底部節(jié)段較大為1.51，塔頂較小為1.21，90°時(shí)，體軸y向的底部節(jié)段與塔頂風(fēng)振系數(shù)相差不大，分別為1.41和1.47。規(guī)范下的位移響應(yīng)