下击暴流作用下羊角型输电塔的风振动力响应与倒塌破坏分析

摘要

输电塔是典型的风敏感结构，易受下击暴流极端强风的影响，导致输电塔倒塌、线路受损等风害故障频发，造成巨大的经济损失。为分析下击暴流作用下输电塔倒塌破坏的原因，根据马鞍山地区一次下击暴流事故中的实测气象数据，以事故中整体倒塌破坏的羊角型直线塔为典例，建立“一塔两线”有限元分析模型，分析下击暴流0°、45°、60°、90°风向角作用下输电塔体系的动力响应，探究下击暴流不同风向角作用下羊角型直线塔-线体系的受力特点、薄弱部位及破坏机理。研究结果表明：90°风向角是直线塔-线体系抗下击暴流作用的最不利工况，是导致直线塔-线体系倒塌破坏的主要原因。下击暴流作用下羊角型直线塔-线结构体系的倒塌破坏是塔腿主、斜材失稳所引起，在抗下击暴流设计时应加强塔腿部位。

关键词

下击暴流 / 羊角型直线塔-线体系 / 风向角 / 风振响应 / 倒塌破坏

基金资助

国家自然科学基金（52278170）; 教育部新世纪人才支持计划（NCET-12-0838）; 国网安徽众兴电力设计院有限公司项目（B6128122SJ02）