輸電塔線體系風載動力分析及穩(wěn)定性研究.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展、人民環(huán)保意識的增強以及科技日新月異的提高，電力工業(yè)發(fā)生了翻天覆地的改變，其中電力供應逐步形成高壓、超高壓的輸電發(fā)展方式。輸電塔架隨著不斷升級的電網(wǎng)一步步向大跨度、高聳的方向急速發(fā)展。一般情況下，由于擁有跨距大、柔性強以及塔體高等特點，輸電塔線體系對風、地震、線路覆冰、風雨交加等自然荷載反應敏感。就輸電塔線體系而言，輸電線的存在會影響塔架本身的動態(tài)特性、風振響應。因此，有必要對輸電塔線結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性、風振作用下的動

2、力響應情況以及輸電塔在覆冰狀態(tài)下的穩(wěn)定性等問題進行研究，以得到一些對理論研究及實際應用都具有參考價值的結(jié)論。本論文的主要研究工作如下:
　　1)基于AR模型，采用Kaimal脈動風速譜，利用Matlab軟件編制模擬空間脈動風程序，實現(xiàn)空間點的風速時程模擬，并進一步得到輸電塔線體系沿不同高度的風載時程計算樣本，為體系的風振響應計算提供條件。
　　2)根據(jù)輸電桿塔的工程結(jié)構(gòu)以及受力特點，采用桁、梁混合單元模型進行有限元建模;基于

3、懸鏈線找形原理，在ANSYS分析軟件中采用找形分析法實現(xiàn)輸電線的找形，完成單塔雙線及雙塔三線的塔線體系的有限元建模，并分別對三種模型進行模態(tài)分析，對比研究其動態(tài)特性，得到結(jié)論:桿塔自呼稱高度位置以下為相對薄弱部位，橫擔部分剛度較大;導線和地線的自振頻率非常接近;輸電線對輸電塔動態(tài)特性影響具有方向性，縱向影響較大，而橫向幾乎無影響，單塔首階自振振動模態(tài)為橫向彎曲振動，單塔雙線以及雙塔三線模型中輸電塔的首階振型均為縱向彎曲振動，分析輸電塔的

4、動態(tài)特性時不應忽略輸電線的影響;相比單塔雙線模型，雙塔三線模型更接近實際情況，自振頻率相對較小，計算結(jié)果更為可信。
　　3)結(jié)合第二章的風載時程樣本，利用ANSYS中的Newmark-β算法計算了在順風向脈動風作用下單塔以及雙塔三線模型的動力響應，對比響應結(jié)果發(fā)現(xiàn):與單塔相比，塔線體系位移均方根在不同程度上有所增加，但加速度均方根有不同程度的降低，該結(jié)論與風洞試驗結(jié)果一致。
　　4)利用特征值屈曲分析得到在若干種工況下（風載