输电塔线体系作为高压电能输送的载体,是重要的生命线工程。输电塔线体系兼有高柔、大跨等特点,具有非常强的几何非线性,对风载荷十分敏感。输电塔常常因为风致振动产生倒塌破坏现象。输电塔与输电线的振动又相互影响,使输电塔线体系在风载荷作用下的振动更加复杂。分析输电塔线体系风致振动响应特性,并对风振控制方法进行研究具有十分重要的意义。本文基于110KV高压输电塔项目,主要研究内容如下:(1)研究了输电塔线体系ANSYS精细化建模方案,以三维梁单元和杆单元分别模拟输电塔和输电线,并以悬链线力学模型验证输电线模拟的准确性,建立了输电塔线体系的“三塔两线”有限元模型。分析了风荷载的基本属性,研究了脉动风载荷的数值模拟方法。选用指数风剖面模拟平均风,利用Davenport谱模拟脉动风,通过线性滤波法编MATLAB程序模拟得到输电塔线体系所处风场脉动风速时程样本,以风速时程计算了塔线体系所受风载荷。(2)基于有限元模型分析了单塔及塔线体系的动力特性,结果表明输电塔平面外振型受塔线耦合效应比较明显,塔线耦合效应对输电塔线体系平面内振型影响较小。基于非线性时程算法计算了输电塔线体系在0°和90°风向角下的风振响应,分析了塔线体系响应特点和塔线耦合作用方式。各风向角情况下塔线体系塔顶位移响应均方根均远大于单塔情况,且90°风向角情况下塔线体系塔顶位移背景响应分量大大增加,塔线耦合效应远大于0°风向角情况。输电塔和输电线的平面内耦合效应通过输电线端部动张力差实现。输电塔主材应力受塔线体系耦合效应的影响与塔顶位移类似。输电塔塔身第二层为主材应力最大处,所受压应力较大,为倒塌危险位置。(3)建立了输电塔多质点简化模型,在简化模型基础上研究调谐质量阻尼器的减振特点。针对输电塔响应特点对调谐质量阻尼器参数进行优化,获得最佳减振效果,并分析了双向TMD设计方案。结果表明,调谐质量阻尼器对输电塔的振动控制有较好的控制效果。塔顶加速度减振效果明显优于塔顶位移,塔身主材应力减振效果与塔顶位移相近,且0°风向角各响应量减振效果均大于90°风向角。(4)分析了粘弹性阻尼器对输电塔的风振控制效果。针对输电塔第一阶振型,利用LQR最优控制算法对粘弹性阻尼器进行参数优化,可以得到接近主动控制装置的结构振动控制效果。粘弹性阻尼器参数进行优化后,塔顶位移可以达到很好的减振效果,加速度减振效果明显大于位移减振效果,塔身最大应力减振率则与塔顶位移减振率相近。利用粒子群算法进行阻尼器布置方式优化之后,粘弹性阻尼器安装个数仅为阻尼器满布状态的41.6%,但输电塔各响应量减振率就能达到阻尼器满布状态的90%以上,被动控制装置的合理布置能大大提高阻尼器的利用效率。(5)基于输电塔线体系风振响应特点,研究了输电塔线之间阻尼器设计方案。设计一种粘弹性阻尼器,通过控制输电线大幅振动来减小输电塔与输电线之间的振动传递。分析了输电线-阻尼器减振方法和阻尼器通用设计曲线,确定了控制输电线面内、面外振动的阻尼器最佳参数选取原则。结果表明,输电线振动减小能有效降低输电塔振动。各风向角下输电塔塔顶位移和塔身主材应力减振效果均非常明显。阻尼器增加了输电线的模态阻尼比,降低了输电线前几阶共振响应,使其对输电塔的影响被有效降低。90°风向角下输电塔Y向位移和输电线端部动张力差功率谱在各共振频率点处均明显降低,输电塔Y向振动与输电线振动互相耦合影响,在阻尼器作用下振动相互传递效果被有效降低。