【摘 要】
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随着国家电网建设的日益完善,特高压电网成为电力供应的主要模式,特高压直流线路目前在国内正处于大力推广阶段,因此研究用于特高压直流输电线路的T型输电塔具有非常重要的意
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随着国家电网建设的日益完善,特高压电网成为电力供应的主要模式,特高压直流线路目前在国内正处于大力推广阶段,因此研究用于特高压直流输电线路的T型输电塔具有非常重要的意义。风荷载是输电塔的主要控制荷载,由于T型输电塔具有长横担、造型复杂等结构特点,同时长横担导致扭转振型出现在第一阶,风致扭转效应显著,因此,非常有必要对T型输电塔进行风荷载和风致响应的研究。建立了T型输电塔精细模型和简化模型,采用时频域方法,研究分析输电塔的风致响应。结果表明:T型输电塔的一阶模态为扭转振型,两种模型的风致响应计算结果较为接近;对称荷载和非对称荷载作用下,长横担和羊角处的风致响应有明显变化;塔身主材主要承受弯矩影响,塔身斜材为承担扭矩的主要杆件。针对四种横担长度的T型输电塔,在均匀流和B类地貌中进行高频天平测力试验。结果表明:整塔的顺线向阻力系数在风向角10~15°达到峰值;输电塔的横担越长,扭矩脉动阻力系数越大,且随着风向角的增大而减小;基于试验数据,提出了 Y方向、X方向和扭转方向的等效风荷载的计算方法,获得了 T型输电塔基于顶部位移、基底剪力和基底弯矩等效的各节点的等效风荷载和整体风振系数。针对T型输电塔进行气弹模型的风洞试验,测试了不同风速和风向下的加速度和位移响应。结果表明:输电塔的位移、加速度响应均随风速的增大而增大,横向风振效应不能忽略;基于6个试验风速下的风洞数据,拟合获得43m/s设计风速下的风致响应和风振系数;位移、加速度响应结果与数值模拟得到的结果变化规律相似,数值模拟得到的风振系数较大,三种规范的计算结果偏为保守。针对某复杂山地进行地貌模型风洞试验,对比不同山地风场工况下T型输电塔的风荷载和风致响应。结果表明:山顶位置在各风向角下均存在显著的加速效应;峡谷位置不存在着加速效应;山腰和山脚位置在侧风风向存在一定的加速比;山顶位置,输电塔塔顶位移的风洞试验结果比平坦地貌增大约55%,中国和欧洲规范的计算结果较为保守。塔身主材的应力增大最为明显,其应力随高度增加而减小。塔头主材应力沿横担方向呈现两端小、中间大的规律。
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