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高压架空输电塔线体系具有大跨、高柔的特征,在风荷载作用下塔线体系的振动响应较为剧烈,强风引起的倒塔事故时有发生,所以保证其安全运行意义重大。高压输电塔线体系是复杂的耦联体系,强风作用下塔与线之间的耦联效应对于输电塔的受力具有较大影响,但是现行架空输电线路设计规范是将塔与线分开设计的,未考虑塔线耦联效应对输电塔的不利影响。因此,对塔线体系的风致耦联效应进行深入研究具有重要的理论意义,同时也可为输电线路设计提供参考。论文首先建立了高压输电塔线体系的有限元模型,模拟了作用在塔线体系上的风速时程,然后分别对不同风速(U10=14m/s,U10=16m/s,U10=17m/s,U10=18m/s,U10=20m/s,U10=25.3m/s,U10指10m高处的风速)和不同风向角(90°、60°、45°、0°)下塔线体系的动力响应进行了分析,最后将塔线体系中输电塔的时程响应分析结果与单塔拟静力响应分析结果进行了比较。论文具体研究内容和结论如下:以90°风向角为例,对不同风速下塔线体系的动力响应进行了研究,分析表明:随风速增大,输电线振动增强、绝缘子振动增强、输电塔振动增强。塔线耦联效应对输电塔振动及构件应力具有一定的放大作用。如果定义塔线体系中输电塔的构件应力与对应单塔构件拟静力应力的比值为塔线耦联效应动力增大系数δ。以90°风向角为例,风速在U10=14m/s至U10=18m/s区间时,塔线耦联效应引起的输电塔主材构件应力虽然比拟静力结果增大较多(对应的δ在1.19和1.48之间),但应力绝对值仍在弹性范围内,塔架仍在安全状态,也即此风速区间内按照现行规范拟静力方法的设计结果是安全的;当风速在U10=19m/s至U10=25.3m/s区间内,塔线耦联效应引起的输电塔主材构件应力绝对值较大(对应的δ在1.39和1.06之间),已经接近或达到材料屈服强度,而按照传统拟静力方法的计算结果,输电塔主材构件应力绝对值仍在弹性范围内,也即在此风速区间内如果仍按照传统拟静力方法设计输电塔,将得到偏于不安全的设计结果。由于现行规范方法采用设计风速下的拟静力分析结果进行设计,因此,本文建议将设计风速下的拟静力分析结果乘以相应的塔线耦联效应动力增大系数δ以考虑塔线耦联效应对输电塔的不利影响。同时还需考虑塔线耦联效应对输电塔位移的影响。再分别对60°、45°、0°风向角不同风速下塔线体系的动力响应进行了研究,结果表明:随风速增大,输电线的振动增强;绝缘子振动增强;输电塔振动增强。随风向角减小,塔线耦联效应减弱,输电线、绝缘子及输电塔振动也减弱。在60°及45°风向角不同风速下,到风速U10=25.3m/s时,输电塔发生了破坏;在0°风向角不同风速下,到风速U10=25.3m/s时,输电塔依然没有受到破坏。在60°风向角时,需考虑耦联效应对输电塔位移的影响;在45°及0°风向角时,按现行规范计算输电塔位移即可。综合考虑上述不同风向角工况可知,在实际工程设计时,可采用规范拟静力方法计算构件应力,仅按照最不利的90°风向角进行设计风速下的输电塔主材内力计算,并将内力计算结果乘以设计风速下塔线耦联效应动力增大系数δ,根据增大调整后的内力设计构件截面。