2024年09月22日 星期日
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供电类
输电线路风荷载设计参数及计算方法优化研究
发布时间:2022-05-30 点击次数:824

风荷载取值对于输电铁塔结构设计有着至关重要的影响,研究输电铁塔风荷载参数取值及计算方法是输电铁塔结构设计的基础。

现阶段,国内外输电线路相关行业规范在风荷载设计取值上仍存在明显的可改进余地,具体表现在:1)输电线路风荷载计算参数的取值模型过于简单粗放,致使塔体或导线上的风荷载偏离实际情况;2)风荷载计算模型与实际的风-结构相互作用模式相脱离,未能完 整揭示输电线路风振响应的内在机理。

以往设计中大多以低电压等级或较短跨越距离的输电线路为主,行业规范尚能满足设 计要求,问题并不突出。但是面对即将到来的高电压等级及大跨越输电线路的应用,开展 精细化输电线路风荷载计算,充分发掘风-结构相互作用的内在机理势在必行。本项目从优化输电线路风荷载设计参数、输电线路风荷载计算方法两大方面着手,旨在精细化计算输电线路风荷载。主要创新如下:

1、基于钢管塔塔身及横担节段模型风洞试验结果,首次提出了超临界 雷诺数下背风面荷载降低系数取值;同时提出了15°、75°风向角下角度风分配系数取值,完善了目前标准下的风荷载计算工况。

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2、创新研发了基于物联网技术的风速及导线风振响应多点同步检测系统,与舟山双小线路进行了650余天的风速实测,获得了大量实测数据,为风荷载调整系数和风压不均匀系数的取值提供依据。

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图3 风速及导线风振响应多点同步检测系统

3、提出了考虑地貌粗糙度类型和水平档距影响的输电线路风压不均匀系数经验公式和风荷载调整系数简化公式,完善了导线风荷载精细化计算方法。

4、提出了考虑截面尺寸、空间位置、雷诺数、干扰效应等因素影响的基于单根杆件阻力系数的钢管塔和角钢塔风荷载精细化计算方法。构件总计法解决了高端流超临界下钢管塔整体体型系数的额计算难题。

本项目成果填补了输电塔、线风荷载精细化计算的空白,提高了我国输电线路抗风防灾设计水平,提升了输电结构抗风设计的安全性和可靠性。成果整体达到国内领先水平,起中构件总计法、风压不均匀系数取值方法和机遇贝叶斯理论的模型更新方法达到国际先进水平。


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