風(fēng)雨荷載下輸電塔體系的動力響應(yīng)分析.pdf

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1、88低溫建筑技術(shù)2014年第1期(總第187期)風(fēng)雨荷載下輸電塔體系的動力響應(yīng)分析邵勇超，王毅，李占軍(河南省安豐建筑裝飾工程有限公司，鄭州450008)【摘要】通過數(shù)值模擬輸電塔體系，利用諧波疊加法和Kaimal譜，完成了脈動風(fēng)速時程的模擬和雨荷載模擬，最后利用ansys在時域內(nèi)分析輸電塔風(fēng)雨荷載作用下的動力響應(yīng)規(guī)律。分析表明：脈動風(fēng)和降雨對輸電塔體系位移響應(yīng)都有明顯影響，且脈動雨工況較平均雨工況下對位移響應(yīng)量更加明顯。【關(guān)鍵詞】輸電塔結(jié)構(gòu)；功率譜；動力響應(yīng)【中圖分類號】TU312．1【文獻標識碼】B【文章編號】1001-6864(2014}01—0088—03高壓

2、輸電塔是應(yīng)用極廣的一類高聳結(jié)構(gòu)，在風(fēng)雨載仍局限于風(fēng)荷載，但沒有考慮雨荷載的影響。由此荷載共同作用下容易損傷甚至倒塌。2004年8月在可見，現(xiàn)有輸電塔風(fēng)(雨)致動力響應(yīng)的研究還有很多浙江省登陸的臺風(fēng)“云娜”，造成了長達3342km輸電不足，風(fēng)雨對輸電塔線體系的影響研究還處于初級階線路的損壞；2005年4月，由于受到強風(fēng)的影響，江蘇段，還需進一步深入研究才能揭示破壞的機理。盯胎的同塔雙回路500kV雙江線發(fā)生倒塔事故，給社本文在以往的研究基礎(chǔ)上，通過建立風(fēng)雨荷載的會經(jīng)濟造成嚴重損失；2005年6月，國家“西電東送”數(shù)值模型和輸電塔有限元模型，模擬計算得到平均和華東、江蘇“

3、北電南送”的重要通道江蘇泅陽500kV風(fēng)、脈動風(fēng)以及風(fēng)雨荷載共同激勵等不同工況下的輸任上5237線發(fā)生風(fēng)致一次性倒塌l0基輸電塔的事電塔的動力響應(yīng)，并分析其動力響應(yīng)規(guī)律。故。因此，綜合考慮平均風(fēng)、脈動風(fēng)以及降雨對輸1理論模型建立電塔體系的影響，變得尤為重要。1．1風(fēng)荷載模型目前，國內(nèi)外學(xué)者主要從結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)分析、數(shù)瞬時風(fēng)一般可以分為隨高度變化的平均風(fēng)和隨值分析和試驗等方面對輸電塔體系的防災(zāi)機理進行時間變化的脈動風(fēng)。在風(fēng)荷載的建立過程中通常假研究。Battista和Yasui"等利用有限元方法，在時域設(shè)為具有零均值的高斯平穩(wěn)隨機過程，因此風(fēng)的模擬范圍分析了輸電塔線體系的

4、風(fēng)振響應(yīng)。Diana通過實際上是脈動風(fēng)的模擬。平均風(fēng)速和脈動風(fēng)速之和對輸電線路體系進行有限元分析，得到了大量的高強可以用來描述任一點，任一高度的風(fēng)速度，表達式為：度風(fēng)致影響下輸電塔體系的響應(yīng)數(shù)據(jù)，這為輸電塔設(shè)(，t)=(：)+(，t)(1)計提出一些參考建議。李宏男等提出了輸電塔體式中，()為平均風(fēng)速；u(z，f)為脈動風(fēng)速。系的多質(zhì)點模型，并利用能量分析原理輸電塔體系動(1)平均風(fēng)。大氣邊界層內(nèi)風(fēng)速和邊界層屬性力響應(yīng)特征。鄧洪洲等分析了時域內(nèi)舟山輸電塔表現(xiàn)為明顯的垂直梯度變化，對于風(fēng)場沿邊界層高度線耦合體系的順風(fēng)向風(fēng)振響應(yīng)，同時對輸電塔線體系運動變化規(guī)律主要根據(jù)平均

5、風(fēng)速剖面這一指標判斷。模型進行了風(fēng)洞試驗。然而，這些研究涉及的環(huán)境荷一般情況下，平均風(fēng)速隨高度的增加而增大，可以利(2)增設(shè)塔吊預(yù)埋鋼筋，確保塔吊工作的穩(wěn)定題。通過對施工過程的有效控制，可以實現(xiàn)塔身外觀性。翻模用塔吊進行提升，對塔身上下部分同時施質(zhì)量好、塔身垂直精準度好的工程目標。因此在確定工。施工時在塔底承臺上預(yù)埋塔吊鋼筋，澆筑完塔吊施工方案時，我們要把施工的進度要求、施工技術(shù)、經(jīng)基礎(chǔ)后再預(yù)埋必要的塔吊固件，進一步保證塔吊工作濟效益、安全質(zhì)量等各種因素有機的結(jié)合起來進行多過程中的穩(wěn)定。因為該高塔比較高，因此塔吊在長期方案的比較，從而確定出高聳類構(gòu)筑物的最佳施工的工作

6、中將會產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)變形，目前工程中最有方案。效的防止變形方法就是增設(shè)預(yù)埋件，進而保證塔吊工作時的穩(wěn)定性，排除了塔吊安全隱患?！臼崭迦掌凇?013—10-31【作者簡介】于秉坤(1976一)，男，哈爾濱人，高級工程師，研(3)通過黑龍江省農(nóng)墾總局九三分局多普勒天究方向：建筑工程。氣雷達塔工程，可以得知在高聳氣象塔的施工中，利用翻模技術(shù)能夠很好的解決塔身高、跨徑大的施工問邵勇超等：風(fēng)雨荷載下輸電塔體系的動力響應(yīng)分析89用指數(shù)風(fēng)剖面表示沿高度變化的規(guī)律，其表達式為：Q345鋼，其他輔助材均為Q235鋼，因此在進行模擬時各桿件均采用BEAM188梁單元進行模擬。其中，主器=

7、((2)節(jié)點剛性連接，次節(jié)點鉸接。式中，(：)為離地面高度z處的平均風(fēng)速；(z)為離地面高度(通常取=10m)處的平均風(fēng)速；為地面粗糙度系數(shù)。(2)脈動風(fēng)。本文對于輸電塔沿高度變化方向的變化采用的Kaimal風(fēng)速譜：一一f1+5os9(3)Ⅱ式中oc=~z／V(z)為無量綱Monin坐標；n為頻率；圖1輸電塔模擬結(jié)構(gòu)圖z為高度坐標；(：)為平均風(fēng)速。(3)各模擬點風(fēng)速時程。諧波疊加法是要用三2．2脈動風(fēng)速模擬角級數(shù)疊加的方法模擬平穩(wěn)高斯隨機過程。在這一本文采用諧波疊加法模擬作用于輸電塔的脈動過程中如果需要模擬／7,個點的風(fēng)速時程，得到的n個風(fēng)速時程。