输电塔风振响应双调谐质量阻尼器优化控制研究∗
2020-01-02刘石张志强黄国栋温作鹏楼文娟
刘石 张志强 黄国栋 温作鹏 楼文娟
(1.广东电科院能源技术有限责任公司 广州510080;2.广东电网有限责任公司电力科学研究院 广州510080;3.广东电网有限责任公司湛江供电局 524005;4.浙江大学建筑工程学院 杭州310058)
引言
输电塔是电力系统的重要结构,其安全性对现代社会正常运转至关重要。强风引起的输电线路的破坏在我国时有发生[1,2],造成了严重的经济损失。因此,采用有效的风振控制措施以降低输电塔风振响应,对减少输电线路的破坏、保障电力安全具有重要意义。
调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)作为一种常见的减振装置,在桥梁、高层建筑风振控制方面已有较多研究[3,4],而在输电塔的抗风设计中研究相对较晚。袁俊等[5]针对加装TMD的大跨越钢管塔展开研究,结果表明TMD 对输电塔动力响应的控制效果略优于粘弹性阻尼器。雷旭等[6]针对输电塔气弹模型设计小型电涡流TMD,并展开风洞试验研究,验证了 TMD 对输电塔不同方向的减振效果。
但TMD 存在减振效果对主结构频率摄动较为敏感的缺点。而研究表明,结构频率会受风速、温度、锈蚀等因素影响而变化[7,8]。此外在输电塔结构长期服役过程中,其结构可能有所损伤导致频率变动。因此,设计一种对结构频率摄动具有较强鲁棒性的阻尼器显得尤为重要。
多重调谐质量阻尼器(multiple tuned mass damper,MTMD)因其具有分布频率,对主结构有较强的减振鲁棒性,许多学者对此进行了研究[9-11]。但 MTMD 构造较为复杂,应用不便。在众多MTMD 形式中,双调谐质量阻尼器(double tuned mass damper,DTMD)由于其相对简单的构造与较强的鲁棒性具有较好的应用前景。……
