良态风场与台风风场下输电塔线体系气弹模型风洞试验

2018-05-02邓洪洲段成荫徐海江

振动与冲击 2018年8期

邓洪洲，段成荫，徐海江

(同济大学建筑工程系，上海 200092)

我国东南沿海地区台风频发，严重威胁着输电线路的安全运行。2004年台风“云娜”登陆浙江，造成3 000多公里输电线路损坏[1]。然而我国《建筑结构荷载规范》[2]和输电线路行业设计规范[3-4]仅给出了良态风场下输电线路设计准则和设计方法，台风风场下结构设计无明确的规定。

由于台风变异性较大，风参数取值需要根据当地多次台风实测数据统计分析确定[5]。已有研究表明台风风场具有高湍流性[6]，平均风速剖面可用指数律拟合[7]，顺风向脉动风速谱与Von Karman谱吻合较好[8]等。由于实测数据有限，风场数值模拟成为台风研究的趋势，如赵林等[9]通过Monte-Carlo模拟方法优化了台风风场参数并用于预测极值风速。风洞试验方面，楼文娟等[10-11]开展了常规风场和台风风场下的角钢塔气弹模型风洞试验，比较了两类风场中输电塔风振响应和风振系数，结果表明台风高湍流特性引起动力风荷载增大，台风风场下输电塔顺风向响应大于B类风场下的取值。

鉴于目前台风风场下塔线体系研究较少，本文以一个500 kV五塔四线耐张段为原型，采用离散刚度法设计了塔线体系气弹模型，开展了良态风场和台风风场(以下简称两类风场)下多种风速和多个风向角的单塔及塔线体系风洞试验，比较了两类风场中单塔及塔线体系风振响应和风振系数，为台风区输电线路设计提供参考。