大跨越輸電塔線體系的風振響應及振動控制研究.pdf

1、大跨越輸電塔線體系作為高壓電能輸送的載體，是重要的生命線工程。與通常的架空線路相比，大跨越塔線體系具有塔體結構高、跨度大的特點，塔體的高柔特性決定了風荷載是其主要動力荷載，而塔線間的相互作用，使這類體系在風載作用下的振動響應十分復雜。 本文以規(guī)劃中的世界第一高塔—舟山大跨越輸電塔為工程背景，建立了塔線耦合體系的空間有限元模型，分別采用梁單元、桿單元、懸鏈線索單元對輸電塔、絕緣子和輸電線進行了精確的模擬。同時采用離散剛度法設計制作

2、了塔線體系的氣動彈性模型，并在紊流風場中，進行了多個風向角、多個風速下的單塔和塔線體系氣彈模型風洞試驗。 通過對塔線體系風振響應的時域分析和試驗研究，將輸電塔的響應分解為共振分量與背景分量，并分別考慮了塔線耦合作用對這兩部分分量的影響。針對背景與共振響應各自的特征，進一步提出了塔線體系的簡化計算方法：背景分量的計算可以應用準靜態(tài)假定，采用方差分析法得出；通過建立塔線體系的等效計算模型—懸吊擺系統(tǒng)，使共振分量的計算獲得簡化。以簡化

3、方法為基礎，采用頻域方法對塔線體系的風振響應進行了計算。通過對計算結果的分析，得出了一些重要的結論，對塔線體系的實際工程設計具有重要的指導意義。 針對塔線體系的動力特性，采用被動耗能裝置—粘彈性阻尼器對體系的風振響應進行了振動控制研究，重點討論了阻尼器的位置優(yōu)化問題。利用本文提出的改進適應性權重：代間比較權重，并將遺傳算法與劣出優(yōu)入算法相結合，形成了一種多目標優(yōu)化的混合遺傳算法。選取塔線體系脈動位移的H2和H∞范數、阻尼器的總量