【摘 要】
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输电塔线体系是山地地形中最常见的构筑物,山地风场的变化对输电线路的安全运行有着很大的影响。从输电线路本身的设计来看,我国现行规范都是塔、线各自独立设计,而实际情况是两者存在耦合效应。微地形下的塔线耦合效应和破坏模式尚不明确,是导致输电塔风致倒塌的一大因素。这也使得输电线路的安全运行具有诸多安全隐患。因此提出微地形下塔线耦合和破坏模式具有重要的意义。微地形指的是大地形下局部狭小的特殊地形,风流经此地
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输电塔线体系是山地地形中最常见的构筑物,山地风场的变化对输电线路的安全运行有着很大的影响。从输电线路本身的设计来看,我国现行规范都是塔、线各自独立设计,而实际情况是两者存在耦合效应。微地形下的塔线耦合效应和破坏模式尚不明确,是导致输电塔风致倒塌的一大因素。这也使得输电线路的安全运行具有诸多安全隐患。因此提出微地形下塔线耦合和破坏模式具有重要的意义。微地形指的是大地形下局部狭小的特殊地形,风流经此地时,受到复杂山地地形的影响,会产生加速效应,从而导致修筑与此地的输电塔线体系所承受的风压增大。因此国内外著名学者针对山地地形提出了风压修正公式来对山地风场的风压进行修正。通过资料收集了解微地形下风场特性,分析对比各国规范和国内外著名学者对于山地风场下的风压调整公式。总结出适用于本文研究对象的风压调整公式。为下文微地形下输电塔线体系的动力响应的荷载输入提供依据。利用ANSYS建立塔线耦联体系和非耦联体系模型,其中非耦联体系模型不考虑输电线与输电塔之间的耦合作用,在塔线耦联体系的有限元模型中将输电塔与输电线分离,将绝缘子上端与输电塔连接处改为铰支座,将输电线所受的风荷载和自身的重力以节点力的形式施加在输电塔上。研究在不同工况下输电塔线的耦合作用。对于单山,本文研究不同坡度和风向角对塔线体系耦合作用的影响。通过有限元计算分析两种体系在山地不同坡度下风致响应的异同。通过对比分析可知:非耦联体系输电塔风致响应要大于耦联体系,而且随着坡度的增大两种体系输电塔的风致响应在不断变大,两种体系输电塔风致响应的差值也在不断变大。对不同风向角下输电塔线体系的耦合效应进行有限元分析,结果表明:y向风场（顺导线方向）下输电塔风致响应要小于x向风场（垂直导线方向）,但是两种体系输电塔的风致响应的差值要大于x向风场。对单山不同工况下输电塔的稳定性进行分析,其结果表明:在山地坡度较高的x向风场下非耦联体系输电塔更容易在反弯点处发生失稳破坏和塔顶刚度失效。对于双山,本文通过有限元计算分析不同跨度和风速对塔线体系耦合作用的影响,通过对比分析可知:在双山不同跨度下,非耦联体系输电塔风致响应要大于耦联体系,而且随着跨度的增大两种体系输电塔的风致响应在不断变大,两种体系输电塔风致响应的差值也在不断变大。对不同风速下输电塔线体系的耦合效应进行有限元分析,结果表明:随着风速的增大,两种体系输电塔的风致响应在不断变大,两种体系输电塔的风致响应的差值也在不断变大。对双山不同工况下输电塔的稳定性进行分析,其结果表明:非耦联体系输电塔在风速和档距较大的情况下更容易在反弯点处发生失稳破坏和塔顶刚度失效。图[83];表[85];参[93]
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