輸電塔風(fēng)致響應(yīng)和等效風(fēng)荷載的理論與試驗(yàn)研究.pdf

1、輸電塔線體系是重要的生命線工程，近年來(lái)隨著電力行業(yè)的發(fā)展，輸電塔被大量興建。輸電塔對(duì)風(fēng)荷載很敏感，風(fēng)荷載往往是輸電塔的控制荷載，因此對(duì)輸電塔的風(fēng)致響應(yīng)和等效風(fēng)荷載進(jìn)行研究具有重要意義。
　　 本文以典型的輸電塔為例，首先對(duì)其進(jìn)行理論計(jì)算分析?；跍?zhǔn)定常假設(shè)，采用時(shí)域法和頻域法計(jì)算輸電塔的順風(fēng)向風(fēng)致響應(yīng)，比較采用不同方法時(shí)的時(shí)域和頻域計(jì)算結(jié)果。采用GLF法、模態(tài)分解法和LRC法加慣性力方法計(jì)算輸電塔的順風(fēng)向等效風(fēng)荷載。然后對(duì)某長(zhǎng)塔

2、臂輸電塔進(jìn)行高頻動(dòng)態(tài)天平(HFFB)試驗(yàn)，基于HFFB試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算三個(gè)方向的風(fēng)致響應(yīng)，并提出作用于輸電塔各節(jié)點(diǎn)上的三維等效風(fēng)荷載計(jì)算理論和方法，最后將基于該等效風(fēng)荷載的響應(yīng)結(jié)果與基于準(zhǔn)定常假設(shè)等效風(fēng)荷載的結(jié)果以及規(guī)范的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。
　　 通過(guò)以上分析可知，在風(fēng)速時(shí)程模擬方法，利用諧波疊加法(WAWS)和自回歸(AR)法均可以模擬風(fēng)場(chǎng)，根據(jù)模擬出的風(fēng)速時(shí)程進(jìn)行風(fēng)振分析可以得到一致的響應(yīng)結(jié)果，其中WAWS基于本征正交分解(PO

3、D)法的計(jì)算效率最高，算法穩(wěn)定，推薦使用。在頻域內(nèi)，采用平方和開(kāi)方(SRSS)法、完全二項(xiàng)式(CQC)法及背景加共振法計(jì)算輸電塔順風(fēng)向風(fēng)致響應(yīng)時(shí)，SRSS法的計(jì)算結(jié)果與CQC法有一定的差異，說(shuō)明模態(tài)交叉項(xiàng)的貢獻(xiàn)不可忽略。基于HFFB試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以計(jì)算得到輸電塔的順風(fēng)向、橫風(fēng)向及扭轉(zhuǎn)向響應(yīng)，試驗(yàn)得到的順風(fēng)向響應(yīng)與理論計(jì)算比偏大。同時(shí)，基于分段估計(jì)法得到的三維風(fēng)荷載功率譜，計(jì)算得到輸電塔基于節(jié)點(diǎn)集中力的三維等效風(fēng)荷載，與規(guī)范計(jì)算結(jié)果比較發(fā)現(xiàn)本