李文鹏，冯砚厅

（国网河北省电力公司电力科学研究院，石家庄 050021）

风载荷是由于空气流动而作用在结构件上的压力，其随时间而波动。风载荷作用于结构件上会使结构件发生振动和变形。输电杆塔高与细的比值较大，对风载荷比较敏感［1］。为避免失稳，铁塔设计中采用较大的安全系数，但风载荷作用下倒塔的现象仍偶有发生。据统计河北省南部电网1982－2011年发生电网倒塔30起共79基，其中仅2009－2011年发生倒塔9起39基，这其中许多铁塔往往在未达到设计风速时即发生了倾倒。铁塔除受自身风载荷外，还要承受导线拉力，导线拉力受风影响很大，仅采用静载分析很难真实反映导线受力特性。

动态分析能比较真实地反映铁塔的实时受力，所得结果更加接近真实状况。要实现动态分析，首先要获得铁塔所处环境的风速谱，获取风速谱的途径主要是风洞试验，但由于计算机技术发展，数值模拟作为风洞试验的替代方法得到了快速发展［2］。目前，风速谱的数值模拟主要有线性滤波法和谐波叠加法。谐波叠加法模拟平稳高斯随机过程是采用以离散谱逼近目标随机过程，随机信号可以通过傅里叶分析变换，分解为一系列具有不同频率和幅值的正弦或其他谐波，谱密度就等于带宽划分的这些谐波幅值的平方。实际中谐波叠加法得到了更广泛的采用［3］，以下根据Shinozuka理论，采用Matlab软件编程对输电铁塔不同质点环境风速谱进行了模拟。

1 风速谱模拟原理

自然风一般包含平均风和脉动风两部分，平均风在给定时间间隔内风力大小、方向不随时间改变而改变，脉动风随时间随机变化。……