《雷暴衝擊風下輸電塔風荷載特性與風振回響研究》是依託華南理工大學，由劉慕廣擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：雷暴衝擊風下輸電塔風荷載特性與風振回響研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉慕廣
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
雷暴衝擊風是短時間內沖向地面並沿雷暴中心向外圍迅速擴散的高強氣流，其最大風速出現在近地面附近，對輸電線塔具有極強的破壞性。目前針對雷暴衝擊風下輸電塔風荷載和風振性能的研究較少，包括我國在內的大多數國家的荷載規範基本上仍採用常態大氣邊界層剖面風荷載作為設計荷載，並未體現雷暴衝擊風的作用。本項目通過輸電塔氣彈模型風洞試驗，在邊界層風洞中模擬雷暴衝擊風風場，採用新的位移測試技術對輸電線塔雷暴衝擊風作用下的風振特性進行系統的研究，分析不同類型的輸電塔在衝擊風作用下的風振回響規律。基於輸電塔氣彈模型整體位移回響的測量結果，進行氣動阻尼參數和作用於結構上的氣動荷載識別，研究輸電塔結構氣動阻尼隨風速的變化規律和氣動荷載的分布特徵與作用機理，建立輸電塔結構三維靜力等效風荷載的新的試驗分析方法，為輸電塔抗衝擊風設計提供理論依據和設計指導。
結題摘要
雷暴衝擊風的最大風速出現在近地面附近，對輸電線塔具有極強的破壞性。當前針對雷暴衝擊風下輸電塔風荷載和風振性能的研究較少，導致輸電塔的風毀事故時有發生。包括我國在內的大多數國家的荷載規範基本上仍採用常態大氣邊界層剖面風荷載作為設計荷載，並未體現雷暴衝擊風的作用。本項目採用自主開發的雷暴衝擊風模擬裝置，在常規邊界層風洞中實現了雷暴衝擊風的模擬。基於輸電塔氣彈模型風洞試驗，採用非接觸位移測試技術對輸電線塔在衝擊風場下的風振特性進行了系統研究。總結了不同類型的輸電塔在不同尺度衝擊風作用下的風振回響規律，並對比分析了常規風場和衝擊風場下塔頭、塔高等因素對輸電塔風振回響的影響。基於輸電塔氣彈模型位移回響的測量結果，研究輸電塔氣動荷載的分布特徵，類比於荷載回響相關法，建立了輸電塔結構三維靜力等效風荷載的新的試驗分析方法。研究結果表明，衝擊風下的輸電塔風振回響與常規風場下的回響並未有明顯區別，均以一階模態振動為主。不過，由於衝擊風的低湍流度特徵導致脈動回響偏小。輸電塔風振回響隨高度和風速的增大而增大，同時隨風向角變化呈現規律性的特徵，最大風振回響基本發生在15o～30o。風場和塔高相近的條件下，乾字型塔樓的平均和脈動回響均高於貓頭型輸電塔。輸電塔的等效靜風荷載成分組成說明，對於鏤空的輸電塔結構，其平均荷載占有絕對優勢，背景回響和共振回響占次要地位。
