输电塔足尺钢管杆件涡激振动及阻尼控制研究

摘要

钢管塔力学性能卓越，应用广泛，但其钢管杆件长细比较大，水平放置易在低风速下发生涡激共振现象。钢管构件长期振动易使钢结构疲劳损伤甚至破坏，严重影响输电塔结构正常服役安全。针对钢管塔构件涡激振动现象开展试验研究，并提出有效的阻尼控制方法。首先，开展了原尺输电塔钢管杆件气动效应研究。对槽型插板节点钢管弱轴向涡激振动响应及尾流展向特性进行分析。其次，引入尾流振子模型，探究了增加阻尼比对钢管杆涡振响应的理论抑制效果的提升。最后，根据理论计算结果开展调谐质量阻尼器(tuned mass damper, TMD)控制试验，通过加装TMD对钢管振动响应进行了控制，振幅最多可以下降95.8%,表明TMD可有效提高钢管塔在复杂风环境下的结构稳定性，保证钢管服役期间的安全。

关键词

输电塔 / 钢管 / 涡激振动 / 风洞试验 / 尾流振子模型 / 调谐质量阻尼器