大跨越輸電塔線體系動(dòng)力特性及風(fēng)振響應(yīng)分析.pdf

1、輸電塔是一種工程數(shù)量巨大而且很重要的高聳結(jié)構(gòu).作為重要生命線工程的電力設(shè)施,輸電線系統(tǒng)的破壞會(huì)導(dǎo)致供電系統(tǒng)的癱瘓,這不僅嚴(yán)重地影響人們的生產(chǎn)建設(shè)、生活秩序,而且可能會(huì)引發(fā)火災(zāi)等次生災(zāi)害,給社會(huì)和人民生命財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重的后果.在建的江陰長江500kV大跨越輸電塔線體系,跨越塔高346.5m,過江段跨度2300m,創(chuàng)下了輸電塔高度和跨度兩項(xiàng)世界之最.該文以此為工程背景,對它的動(dòng)力特性和風(fēng)振響應(yīng)進(jìn)行了研究,得到了一些對實(shí)際工程抗風(fēng)設(shè)計(jì)具有參考意

2、義的結(jié)論.主要工作包括:針對大跨越輸電塔線體系,建立了一個(gè)精確的索-桿空間非線性有限元模型,在計(jì)算中考慮了塔-線-絕緣子之間的耦合作用,使整個(gè)模型與實(shí)際情況更符合.并以在自重和輸電線初始內(nèi)力作用下非線性靜力分析的結(jié)果作為初始態(tài),對整個(gè)體系進(jìn)行了模態(tài)分析和風(fēng)振響應(yīng)的時(shí)程分析.通過模態(tài)分析得到大跨越輸電塔線體系的頻率和振型等動(dòng)力特性,并通過與單塔、單根導(dǎo)線、塔線無絕緣子等多種情形的結(jié)果相比較,分析了體系中輸電塔、絕緣子、輸電線三者之間的相互

3、影響.然后采用時(shí)程分析方法,計(jì)算整個(gè)大跨越輸電塔線體系在模擬的風(fēng)荷載作用下的風(fēng)振響應(yīng)及其頻譜特性.最后,在同濟(jì)大學(xué)土木工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室風(fēng)工程館TJ-3邊界層風(fēng)洞進(jìn)行了大跨越輸電塔線體系模型風(fēng)洞試驗(yàn),分別測試了單塔和塔線體系模型的自振特性以及在均勻流場和紊流場中的風(fēng)振響應(yīng),并將試驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了相互比較驗(yàn)證.同時(shí)還試驗(yàn)了多種振動(dòng)控制方案,測試了在均勻流場和紊流場中對模型風(fēng)振響應(yīng)的控制效果,驗(yàn)證了在大跨越輸電塔線體系中采用TMD