论文部分内容阅读
随着我国经济的不断发展,各行各业对电力的需求越来越大。高压输电塔是我国电力能源输送的一个重要组成部分,故高压输电塔的结构本身的安全问题应该引起人们足够的重视。影响高压输电塔运行安全因素主要有气象条件,岩土工程及基础设计,气温的高低对弧垂影响,结冰厚度对塔承重影响,基础对塔稳定性影响,风速对塔的影响等。在结构设计时,需要着重考虑风荷载。输电塔出现倒塔的情况近年来时有发生,而其中由风荷载导致的倒塔占了绝大多数,这些事故将对国家建设造成非常严重的影响。有大量的学者研究表明:高压输电塔结构本身在风荷载作用下风振十分复杂,目前未能得到其解析解,不论是破坏机理还是理论设计,目前都仍然处在不成熟阶段,所以对输电线路尤其是输电杆塔在风荷载下的风振研究非常迫切。输电塔体系风荷载的现场实测往往难以实现,所以目前对于该结构体系常常采用气动弹性模型风洞试验的方法来分析结构的风致响应。本文通过考虑某直线塔截面并进行设计制作缩尺气动弹性模型,之后进行风洞试验,对其风致响应进行研究将其结果与时域分析进行对比。主要内容如下:(1)综合考虑模型制作与结果分析的准确性,最终选用离散刚度法制作气弹模型,对高压输电塔气弹模型通过静力拉伸试验进行结构动力特性测试,获取了结构的自振频率和固有阻尼。将进行风洞试验测得的结构风致加速度运用随机减量法(RDT)结合HHT变换,可以识别出气弹模型的总阻尼,从而计算出输电塔模型的气动阻尼,并研究了气动阻尼随风速和各风向角下变化规律。(2)在B类风场、台风风场两类风场下,采用不同风速、多个风向角对输电塔进行风洞试验。分析了输电塔结构在两种不同风场下不同风速的顺风向与横风向加速度响应,并计算分析得到结构的风振系数。(3)通过高频天平测力试验,获取输电塔结构的体型系数并与规范进行对比。建立ANSYS有限元模型,通过谐波合成法生成无条件稳定的随机脉动风荷载并加载在结构上,采用瞬态动力学求解的办法进行时域分析,从而获取结构的加速度响应,并计算结构的风振系数。通过对比风洞试验与ANSYS时域分析结果以及相关规范,可以为输电塔结构设计提供参考。