500kV同塔多回输电塔的风荷载研究

论文摘要

风荷载是同塔多回输电铁塔的主要控制荷载,合理确定风荷载对保证输电铁塔设计的安全、经济和可靠,具有非常重要的意义。500kV同塔多回输电塔与常规输电塔有较大差别,主要表现为超长的横担、质量分布的突变和较高的整塔高度,导致风荷载的效应复杂,现有设计规范没有相应的计算方法规定。本文以典型的同塔多回路输电塔为例,分析其动力特性,进行气动弹性模型风洞试验研究其风致响应特征。进行均匀流和B类地貌的高频天平测力风洞试验,计算输电塔各部分的气动力系数和体型系数。基于试验数据和准定常假设进行了风致响应计算,计算得到塔身和塔臂的风振系数。与现行的输电塔设计规范进行对比,获得体型系数、风振系数、角度风吹荷载分配系数等参数的合理计算方法。通过以上分析可知,横风向风振效应的发生机理主要为来流绕格构式塔架各构件相互干扰形成的尾流引起。输电塔的气动力系数在15°风向角下最大,90度风向角时最小。对于B类地貌的气动力数据不进行雷诺数的修正,而均匀流下的气动力数据引入0.7的雷诺数修正系数。试验获得的0°、90°风向体型系数与现行规范计算结果基本一致,试验和计算获得的塔身风振系数与规范值比较接近,但横担的风振系数规范的规定相对偏保守。0°、90°风向角下规范不考虑横向风振,而试验计算得到的横向风荷载约占顺风向风荷载的10-30%,规范不考虑横向风振偏不安全。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 输电线路的结构介绍
• 1.3 输电塔风荷载和风致响应的研究现状
• 1.4 同塔多回路输电塔风荷载计算和研究的不足之处
• 1.5 本文的主要内容
• 第二章 输电塔的气弹模型风洞试验研究
• 2.1 输电塔的动力特性分析
• 2.2 输电塔气弹模型的设计和制作
• 2.3 模型动力标定试验
• 2.4 风洞流场模拟
• 2.5 测振试验及结果
• 2.6 多种横担组合输电塔的风洞试验
• 2.7 本章小结
• 第三章 输电塔的高频天平测力风洞试验研究
• 3.1 测试设备和测试内容
• 3.2 高频天平的测力结果
• 3.3 均匀流场气动力参数的雷诺数修正
• 3.4 输电塔各部位的阻力系数和体型系数
• 3.5 本章小结
• 第四章 输电塔风致响应的计算分析研究
• 4.1 基于气弹模型风洞试验的风振系数计算
• 4.2 基于高频天平测力试验的风致响应计算
• 4.3 基于准定常假设的输电塔风致响应
• 4.4 本章小结
• 第五章 风荷载与现行输电塔设计规范的比较
• 5.1 体型系数与设计规范的比较
• 5.2 风振系数与设计规范的比较
• 5.3 角度风吹及横向风振影响
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与建议
• 6.1 本文主要结论
• 6.2 下一步研究工作的建议
• 参考文献