单塔模型在塔-线体系风致动力响应中的适用性研究

摘要

以质量单元模拟输电线的质量，以弹簧单元作为边界条件模拟输电线平面内、外等效刚度，建立了输电塔线体系的单塔简化模型。以河北省唐山市乐亭县某一自立式钢管输电塔为工程背景，分别采用所建立的单塔简化模型和传统的三塔两线模型进行结构风致动力响应计算，通过对比两者在不同风向角、不同输电线初始水平张力和不同输电线跨度下结构的风致动力响应，研究单塔简化模型的适用性。结果表明：在0°、45°和90°风向角下，保持输电线跨度不变，输电线两端初始水平张力在基准值基础上分别增加20%和减少20%时，两种计算模型所得结构在不同高度处的位移响应均方根和最大主材应力均方根基本吻合，且均呈现出随着输电塔高度的增加，二者偏差增大的规律；在不同输电线跨度下，两种计算模型所得结构动力响应的偏差随着输电线跨度增加而增大，其中位移响应均方根偏差较主材应力均方根偏差受跨度影响更显著，因此提出的单塔简化模型适用于跨度小于700 m的输电塔线体系风致动力响应计算。另外，在塔高较小的输电塔线体系中，提出的单塔简化模型具有较高的计算精度。

关键词

输电塔 / 单塔简化模型 / 三塔两线模型 / 初始水平张力 / 风致动力响应

基金资助

国家自然科学基金资助项目(51278314); 河北省自然科学基金资助项目(E2019210031); 中央引导地方科技发展资金资助项目(206Z5401G); 北京交通大学“结构风工程与城市风环境北京市重点实验室”开放课题(2023-1)