基于显示积分法的大跨越输电高塔风致振动响应研究

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输电塔塔线体系风振响应分析

输电塔塔线体系风振响应分析

随着社会经济 的发展 , 电力的需求大大增加 , 对 电
力工业 也 得 到 了迅 速发 展 , 年 来 , 造 了 大量 的输 电 近 建 塔 。输 电塔结 构 具 有 轻 质 、 柔 、 阻 尼 的 特 性 , 高 小 自振 频 率低 , 此 对 风 荷 载 的作 用 比较 敏 感 , 强 风 作 用 因 在
( ) 导线 :G 1 L J一6 0 5, 3 / 自重 2 0 g m, 径 .6k/ 外
图 1 输 电塔线体 系 A S S模型 NY
F g 1 AN YS mo e o a s s in tw rl e s se i. S d l f r n mis o e —i y t m t o n

第3 0卷第 7期




J OURNAL OF VI BRA ̄ ON AND HOCK S
输 电 塔 塔 线 体 系 风 振 响 应 分 析
谢华平 ,何敏娟
( .湘潭大学 土木工程 与力 学学 院 , 1 湘潭 4 10 ; .同济大学 建筑工程系 , 1 15 2 上海 20 9 ) 0 0 2
月“ 娜 ”台 风 在 浙 江 登 陆 , 坏 的 输 电 线 路 达 到 云 损 332k 20 4 m;05年 4月 , 于 江 苏 盯 胎 的 同 塔 双 回路 位
D vno 、 o e 等学者 I 对频域分 析方法进行 了 aepr H l s t m 9 研究 , 郭勇、 孙炳楠等 。 。 用频域方法分析了大跨越输电
wih u h s o dswe e a a y e t o tt o e l a r rn ;ta s si n twe - n y tm ;d n mi c aa tr t s y wo d : i d e gn e g r n mis o rl e s se i o i y a c h r ce i i ;wi d i d c d r s o s se n — u e e p n e n

海风环境大跨越铁塔风致响应

海风环境大跨越铁塔风致响应

表1
大跨越塔塔前六阶频率

两层横担模型
三层横担模型
备注
备注
态 频率 /Hz 周期 /s
频率 /Hz 周期 /s
1 0. 875 1. 142 X 一阶弯 0. 851 1. 175 Y 一阶弯
2
0. 88
1. 137 Y 一阶弯 0. 854 1. 171 X 一阶弯
3 1. 439 0. 695 Z 一阶扭 1. 849 0. 541 Y 二阶弯
( 3)
式中,M( z) 为结构 z 高度的集中质量; μs ( z) 为结构的 z
高度的体型系数; μz ( z) 为 z 高度的风高度系数; σy1 ( z) 为结 构 z 高度的位移均方根值; ω0 = V210 /1600 为基本风压; A( z)
为 z 高度的计算面积; g 为峰值因子,本文取 2. 2。
【关键词】 输电塔; 时程分析; 风致响应; 风振系数
【中图分类号】 TU311
【文献标识码】 B
【文章编号】 1001 - 6864( 2012) 12 - 0074 - 03
大跨越输电塔是集高耸结构和空间杆系结构两种特征 于一体的风敏感结构体系。风荷载是其主要控制荷载。目 前,国内规范针 对 大 跨 越 高 塔 的 风 振 系 数 在 相 关 设 计 规 范 中还未有详尽展开。这使得在设计大跨越输电高塔时需有 足够的工程经验。DL / T 5154 - 2002《架空送电线路杆塔结 构设计技术规定》[1]作为输电塔设计主要参考规定,要求当 杆塔全高超过 60m 时,杆塔风振系数应按 GB 50009 - 2001 《建筑结构荷载规范》[2]采用由下到上逐段增大的数值。而 荷载规范中关于风振系数的计算公式适用于结构外形和质 量沿高度分布均 匀 或 规 则 变 化 的 高 层 建 筑 或 高 耸 结 构 ,大 跨越输电高塔由于横担的存在使得全塔质量和受风面积分 布在此处有所变化,因此设计时无法简单套用规范。

大跨越输电线路微风振动分析优秀毕业论文

大跨越输电线路微风振动分析优秀毕业论文
重庆大学 硕士学位论文 大跨越输电线路微风振动分析 姓名:杨振华 申请学位级别:硕士 专业:结构工程 指导教师:晏致涛
2010-05
中文摘要
摘要
随着我国特高压输电线路的大规模建设,输电线的直径、单位长度重量都有 所增大,悬挂点高度也有所增加,使得输电线路更容易产生微风振动。而特高压 输电工程作为影响力十分大的生命线工程,若遭到破坏将导致巨大的经济损失和 其他次生灾害。本文对输电线的微风振动进行了初步的探讨与研究,主要包括: 能量平衡法的改进、利用动力学求解基于解析模型微风振动、基于三节点索单元 模型微风振动分析和考虑抗弯刚度输电线微风振动模型分析,具体如下:
I
重庆大学硕士学位论文
输电线微风振动稳态振幅在考虑抗弯刚度的情况下比未考虑抗弯刚度时计算振幅 偏大,且在低风速下误差较小,高风速下误差可达39.49%,不可忽略。
关键词:输电线;微风振动;Scanlan非线性模型;有限元法;自阻尼
II
英文摘要
Abstract
With the large-scale construction of high-voltage transmission lines in China, the wind vibration is prone to occur due to the increasing of the line diameter, the gravity per length and the suspended height. Its destruction will cause tremendous economic loss and other secondary disasters since high-voltage transmission project is an extremely important lifeline for the society. This paper is a preliminary research of the transmission line VIV, and the specific contents are as follows: the improvement of energy balance method, the solution of VIV on the basis of analytical model through utilizing Dynamics, based on three-node cable element model and based on transmission line VIV model by taking the consideration of bending stiffness analysis, the details are as follows:

特高压输电线路导、地线风致振动防治技术研究.

特高压输电线路导、地线风致振动防治技术研究.

2009特高压输电技术国际会议论文集 1特高压输电线路导、地线风致振动防治技术研究朱宽军刘胜春刘彬付东杰齐翼邸玉贤(中国电力科学研究院,北京市海淀区 100192)摘要:特高压输电线路导、地线会因风的激励而产生振动,包括:微风振动、次档距振荡、舞动、风偏等,重点对特高压线路微风振动和舞动的防治进行了研究。

微风振动因其发生频率高、振动时间长,尤其是对于特高压线路的大跨越段,微风振动将很强烈,必须进行防治,开展了特高压大跨越防振理论、试验、防振方案研究,建立了防振试验关键技术,通过模拟试验并结合已有防振经验,推荐特高压大跨越工程采用Bate 阻尼线+防振锤型式的防振方案。

特高压线路的防舞措施与其他电压等级的防舞措施应有所不同,在对特高压线路舞动机理研究的基础上,提出特高压线路可采用失谐防舞机理、稳定性舞动机理及改变冰型减轻激励的防舞机理作为防舞设计的基本理论,并基于相应防舞机理研制了失谐间隔棒、线夹回转式间隔棒、双摆防舞器等防舞装置,并建立了相应的防舞设计方法。

关键词:特高压;导、地线;微风振动;舞动;防治1 引言架空输电线路在运行过程中会因自然条件的作用而发生多种灾害事故,其中导地线的风致振动就是线路发生灾害的主要因素之一[1]。

强烈的振动会导致导线断股、金具损坏、线间短路、断线、甚至倒塔等事故,严重威胁着输电线路的安全运行[2-7]。

根据导线振动的诱因和导线振动形式的不同,可以把导线的振动现象分为以下几种类型:微风振动、次档距振荡、舞动、风偏等,其中微风振动发生最频繁,常常导致导线的疲劳断股。

舞动发生的概率较低,但一旦发生,很容易造成严重的电气和机械故障。

次档距振荡和风偏问题在线路设计时较易得到解决,而微风振动[2](尤其是大跨越段的微风振动)和舞动[4-7]防治难度大,需给予特别的重视。

特高压输电线路在运行过程中同样会面临微风振动和舞动问题,由于特高压线路具有电压等级高、档距大、挂点高、分裂数多、导线截面大等特点[3],给线路的防振、防舞带来了新的问题。

大跨高低塔斜拉桥桥塔抗风性能试验研究

大跨高低塔斜拉桥桥塔抗风性能试验研究

大跨高低塔斜拉桥桥塔抗风性能试验研究作者:郭峰康福军任勇勇来源:《西部交通科技》2023年第10期作者简介:郭峰(1979—),工程师,主要从事路桥设计与施工管理工作。

为研讨大跨径斜拉桥桥塔的抗风性能,文章以某大跨度斜拉桥为研究背景,对高桥塔进行有限元动力特性分析,并制作了缩尺比为1∶100的桥塔气动弹性模型,在模拟的均匀流、紊流场中进行风洞试验。

研究表明:桥塔在0°~60°风向角下未出现涡振,在75°和90°风向角下出现小幅顺桥向涡振和扭转涡振;桥塔在各风向角下未出现明显的抖振和驰振响应。

该研究可为桥塔裸塔状态的抗风性能研究提供参考。

斜拉桥;桥塔;风洞试验;气动弹性模型;抗风性能U443.38A4515050 引言在自然灾害中,风灾不仅发生最为频繁,而且会给结构造成巨大的破坏。

塔科马大桥因颤振而破坏后让桥梁工程师开始意识到风致振动的危害性[1]。

桥梁结构的阻尼和刚度随着桥梁结构跨径的增大及桥塔高度的增大而不断减小。

在风荷载的作用下,大跨径桥梁极易发生风致振动,出现抖振、驰振和涡激共振等现象。

桥塔是缆索结构的主要承重体系,是斜拉桥结构体系的重要组成部分,对于大跨径斜拉桥而言,桥塔的风致振动可能决定其设计和施工,尤其是当桥梁处于裸塔状态时,桥塔本身作为一种细高柔结构,对风的作用更为敏感,桥塔的抗风性能将成为设计方案比选的重要因素之一。

因此,桥塔的抗风性能开始成为人们关注的重点,相关学者针对桥塔进行了一系列的研究。

贺媛等[2]对裸塔状态下五种形式的桥塔抗风性能进行了比较分析;谢瑜轩等[3]对四川遂宁涪江六桥初步设计方案的对称A型桥塔开展了抗风性能研究;周奇等[4]针对象山港大桥在斜风下倒Y形和钻石型桥塔自立状态抖振性能进行了对比研究;杨树成[5]对大跨度桥梁的桥塔的静力三分力系数开展了研究;陶齐宇等[6]对宜宾长江大桥的H形桥塔进行了气动力系数风洞试验研究。

然而,针对大跨径斜拉桥的桥塔的抗风性能研究还是很少。

大跨越输电塔线体系风振响应频域分析及风振控制

大跨越输电塔线体系风振响应频域分析及风振控制
5 5 4 4 3 3 g、避恒 2 2 l l
∞ 如∞如∞如∞如∞如0 -2400-1800.1200-600 0 600 1200 1800 2400
水平档距/m 圈3塔顶位移影响线 Fig.3 Influence Iine of tower
700
600
500
董400
摧300
200
loo
0 -2400.1800.1200一600
图2悬吊摆系统 Fig.2 Suspended mass pendulum system
悬吊摆系统的运动方程为:
Mp二c(t)十Cp主(£)+Kpz(£)=P(t)
(4)
式中:C口是悬吊摆系统的阻尼阵,应包含塔线体系的
结构阻尼和气动阻尼,体系的气动阻尼可以根据单位
周期内悬吊摆系统能量的耗散率进行计算[7]。Mp、K
第27卷第3期 2009年06月
空气动力学学报 ACTA AERODYNAMICA SINICA
文章编号:0258—1825(2009}03—0288—08
V01.27.No.3 Jurl.,2009
大跨越输电塔线体系风振响应频域分析及风振控制
郭 勇1,孙炳楠2”,叶 尹1,楼文娟2,沈国辉2
(1.浙江省电力设计院,浙江杭州 310014;2.浙江大学.浙江杭州310027, 3.浙江大学宁波理工学院,浙江宁波 315100)
定义顺导线向为z向,垂直导线向为y向,大跨 越工程整体为三跨四基塔结构。建立塔线体系的力 学模型时,两端耐张塔可视为固定端,跨越塔、悬挂绝 缘子和输电线分别采用动力等效的梁单元、空间杆单 元与悬链线索单元D3进行模拟。全部塔线体系的空 间有限元模型共有182个单元、181个节点,其中每

湄洲湾大跨越输电塔风振系数取值讨论

湄洲湾大跨越输电塔风振系数取值讨论

赵金飞,陈允清,翁兰溪
(福建省电力勘测设计院,福建 福州 350003)
摘要:建立了莆田 LNG 项目大跨越直线铁塔的有限元模型,计算了该模型第一周期、第一振型系数,确定其
风振系数,以指导该塔的抗风设计。
关键词:大跨越直线塔;自振周期;风振系数
Abstract:This paper establishes the finite element model for the large -span tangent towers of LNG project in
本文周期计算结果为 T1=(0.036~0.038)H/姨b+B 之间,与以往的研究经验类似。 同时,由于导线布置 方式与以往的研究不同,具有特殊性。
4 风振系数的计算
述得到第一周期 T1=0.841 s, 并考虑一定的放大系 数,这个结果比式(1)计算的结果更精确。 利用上述 方法得到结构第一自振周期,依据《建筑结构荷载规 范》公式即可求得塔身不同高度的风振系数,再分层 输入铁塔计算软件,就可估算 SZK 大跨越塔的风振 系数。
结构的自振频率和振型是求解结构动力反应的 基本要素,通过求解自由振动,可得到这些数值。 由 于没有外力作用, 自振频率和振型是刚度和质量分 布的直接函数, 其结果很大程度上取决于对质量的 模拟,这种变化也将影响反应谱和强迫振动的结果。 因此, 在动力分析中应注意对质量的模拟。 在 STAAD/CHINA 中, 所有可移动方向的质量应模拟
按《建筑结构荷载规范》计算风振系数 ,根据上
( 收 稿 日 期 :2009-01-05)
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法国积极推动太阳能发电产业
美国开始建设太阳能混合燃料电站

特高压输电塔风振响应及等效风荷载研究的开题报告

特高压输电塔风振响应及等效风荷载研究的开题报告

特高压输电塔风振响应及等效风荷载研究的开题报告一、题目特高压输电塔风振响应及等效风荷载研究二、研究背景与意义随着我国经济和社会发展的不断加快,能源需求不断增长,电力输送也变得越来越重要。

特高压输电线路作为我国电网的支柱建设项目之一,正逐步覆盖全国各地。

然而,在高海拔、大跨度、复杂地质条件下,特高压输电线路受强风、雷击等自然灾害的影响,可能引起输电塔共振或塌倒等问题,对电网的稳定运行产生重大影响。

因此,对特高压输电塔风振响应及等效风荷载的研究,对于提高输电线路的抗风稳定性和可靠性具有重要意义。

三、研究内容和方法本研究拟采用数值模拟和实验测量相结合的方法,探究特高压输电塔在风荷载下的静力响应和动力响应特性,以及其等效风荷载的计算方法。

具体研究步骤如下:1.分析特高压输电塔的结构属性和使用环境,探讨风荷载对输电塔的影响机理;2.利用数值模拟方法,建立特高压输电塔的三维有限元模型,结合CFD方法模拟风场场景,计算输电塔在风荷载下的静力响应和动力响应;3.通过室内模型实验或风洞实验,对三维有限元模型进行验证和修正,确定其可靠性和准确性;4.基于数值模拟和实验结果,探讨特高压输电塔的等效风荷载计算方法,提出可靠且简便的计算公式,为输电塔的抗风设计提供参考。

四、预期结果1.通过数值模拟和实验测量,探究特高压输电塔在风荷载下的静力响应和动力响应特性,为输电塔的抗风设计提供理论依据和指导;2.为特高压输电塔的等效风荷载计算提供可靠且简便的计算方法,为输电塔的抗风设计提供参考;3.为提高特高压输电线路的抗风稳定性和可靠性,为保障电网的稳定运行做出贡献。

五、参考文献1. 唐伟等. 高塔解决高速列车和风荷载作用的准静态试验研究[J]. 铁道科学与工程学报, 2016, 13(12):2466-2471.2. 丁伟等. 风荷载下特高压输电线路及其塔架结构动力响应研究进展[J]. 中国电力教育, 2018, (11): 21-24.3. 王瑞丽, 王震. 华北地区特高压输电塔钢结构抗风性能研究[R]. 北京: 中国电力科学研究院, 2019.。

输电塔塔线体系风振响应分析

输电塔塔线体系风振响应分析

输电塔塔线体系风振响应分析摘要:输电塔线体系是国家重要的电力工程设施,也是保障人们生产生活有序进行的重要设备,输电塔线体系的稳定性和安全性直接关系到电网运行的可靠性,而风荷载是影响它们安全性的主要因素之一。

本文首先,简要介绍了我国超高压、特高压输电线路的发展前景。

接着,从输电塔线体系的分析模型、风振分析、风振控制三大块,对输电塔线体系抗风设计理论的发展进行了综述。

关键词:输电塔线体系;动力特性;风致动力响应;风致振动控制前言随着社会经济的发展以及人民物质生活水平的提高,人们在生产生活中对电力的需求大大增加,电力行业得到了迅速发展,作为电力能源输送的重要设备的输电塔如雨后春笋般建立起来,数量多而且重要性越来越高高。

输电塔线体系日趋呈现杆塔架构高、导线截面大、间隔长、负荷大、柔性强等特点。

由于铁塔柔性强、导地线和绝缘子串的几何非线性以及塔线之间、塔与基础之间的耦合作用,再加上而输电塔线体系对风与地震、恶劣天气变化和温度湿度等环境因素较为敏感,容易发生动力疲劳和失稳等现象[1]。

尤其是在强风作用下,容易发生塔架倒塌、损毁等事故。

因此,对输电塔风荷载进行研究具有重要的现实意义。

输电塔线体系是一种复杂的空间耦联体系,对其风振动力响应的分析具有一定的难度。

目前,在输电塔结构的设计中塔架和输电线是分开设计的,导线的荷载当作外力加在输电塔上,并不考虑塔线之间的耦合作用。

所以导线在脉动风作用下振动时,会产生变化的动张力。

同一输电塔两侧的动张力是不平衡的,该张力差使输电塔发生位移;而输电塔本身在风荷载的作用会移动,得导线内的张力进一步变化[2]。

如此一来,导线与输电塔形成复杂的动力耦合体系是相互影响,共同作用的。

1输电塔线体系的动力分析的模型输电塔线体系是由柔性强铁塔、导地线和绝缘子串的几何非线性以及塔线之间、塔与基础之间的一种复杂空间耦合体系。

其承受的动力作用主要是风荷载与地震作用。

输电塔线体系对风力作用极其敏感,易产生大的风致动力响应,导致动力疲劳和失稳破坏等现象。

风力发电高塔系统风致随机动力响应分析

风力发电高塔系统风致随机动力响应分析

发 电高塔 系 统这 类 复 杂多 自由度 体 系 , 其 是在 非 尤
线性 分析方 面 , 们仍 然面 临 巨大的 困难 。近 年来 , 人
将 风 力 发 电高 塔 系统 等 效 为单 自由度 体 系[ , 为 5较 ]
容 易地 获得 了结构 确 定性 动力 响应 的解 析解 。 显然 ,
中 图分 类 号 : TK8 文献 标识 码 : A 文章 编 号 : 0 44 2 (0 10 —6 60 1 0 —5 32 l) 60 9—8
牲精 度为代 价 。 同时 , 采用 的梁单 元亦 难 以全 面模 所
引 言
近年 来 , 力发 电高 塔 系统 在强 风 作用 下 倒 塌 风 毁 坏 的事故 时 有发 生 , 立 正确 的 风力 发 电高 塔 系 建 统 风致 动力 响 应分 析 方 法 , 以此 为 风力 发 电高 塔 系 统 结构设 计 提 供依 据 和 支持 , 一个 十分 重要 的研 是
发, 通过 引入物理 解 ( 耦物 理关 系) 建 立 了广义概 解 ,
率 密度 演化 方 程 , 线 性 与非 线 性 多 自由度 结 构 系 在
中 , 轮基 于多 体动力 学建 模 , 体基 于有 限元法 建 风 塔
模, 通过 轮毂 处 的 荷载 和 运 动状 态传 递 实 现二 者 耦
内外学 者在 功率谱 分 析 、 演化 方程 和 F K 方 程 等 矩 P 方 面进行 了 大量 的 、 有成效 的研究 , 得对 于线性 卓 使
系统 平稳 反应 的分 析理 论 基 本趋 于 完备 , 逐 渐应 并 用 于工 程实 际[ ]在 风力发 电研究 领域 , e e 曾 3。 “ T mp l
统 随 机 反 应 分 析 方 面 取 得 了 较 为 系 统 的 研 究 进

特高压输电塔线体系风振响应及风振疲劳性能研究的开题报告

特高压输电塔线体系风振响应及风振疲劳性能研究的开题报告

特高压输电塔线体系风振响应及风振疲劳性能研究的开题报告一、研究背景和意义特高压输电塔线体系是电力系统重要的输电通道,其安全可靠性对能源的供给和经济社会的发展具有至关重要的作用。

在输电线路建设中,传统的输电线路存在限制跨越河流、穿越城市等问题,而特高压输电线路以其覆盖范围广、线损小等优势逐步得到广泛应用。

特高压输电塔线体系的安全性、可靠性和经济性是保障输电线路正常运行的重要因素之一。

然而,特高压输电塔线体系的风振响应及风振疲劳性能却是制约其安全可靠性的重要因素。

风是导致输电线路掉线的主要原因之一。

在强风的作用下,特高压输电塔线体系会产生振动,设置在塔身上的导线也会因为受到风力的作用而发生“割线”现象,从而影响输电线路的正常运行。

因此,研究特高压输电塔线体系的风振响应及风振疲劳性能,对于提高其安全可靠性具有重要意义。

二、研究内容和目标本课题主要研究特高压输电塔线体系的风振响应及风振疲劳性能。

具体研究内容包括:1. 建立特高压输电塔的数学模型,考虑其结构和材料等因素,分析其振动特性和抗风能力。

2. 研究特高压输电塔线体系受风时的动力响应特性,包括振动加速度、位移等参数。

3. 建立特高压输电塔线体系风振疲劳计算模型,分析其疲劳损伤程度和可靠寿命。

4. 对比分析不同特高压输电塔的风振响应和风振疲劳性能,寻求设计和改进建议,加强输电塔线体系的抗风能力。

本课题旨在研究特高压输电塔线体系的风振响应及其疲劳性能,为输电塔的设计和改进提供科学依据,提高特高压输电塔线体系的安全可靠性。

三、研究方法和技术路线本课题主要采用数值模拟方法和实验测量方法,具体步骤如下:1. 建立特高压输电塔的数学模型,进行有限元分析,考虑其结构和材料等因素,确定其振动特性和抗风能力指标。

2. 构建特高压输电塔线体系的实验平台,进行风洞试验,测量塔体和导线等部位受风时的动力响应参数。

3. 基于测量数据,建立特高压输电塔线体系风振疲劳计算模型,分析其疲劳损伤程度和可靠寿命。

特大跨度桥梁抗风研究的新进展

特大跨度桥梁抗风研究的新进展

特大跨度桥梁抗风研究的新进展随着科技的不断发展,特大跨度桥梁的设计与建设已成为工程界的热点话题。

然而,风荷载作为桥梁设计中的重要因素,对特大跨度桥梁的安全性与耐久性具有重大影响。

因此,开展特大跨度桥梁抗风研究具有重要的现实意义。

本文将介绍近年来特大跨度桥梁抗风研究的新进展,以期为相关领域的研究提供参考。

在过去的几十年里,特大跨度桥梁抗风研究得到了广泛。

通过对桥梁抗风性能的深入探讨,研究者们不断发展新的理论、技术和方法,以提高桥梁的抗风能力。

如今,特大跨度桥梁抗风研究已经取得了显著的成果,为世界各地的桥梁设计提供了有力支持。

近年来,特大跨度桥梁抗风研究在理论模型、数值模拟和实验研究等方面取得了重要进展。

例如,基于CFD(计算流体动力学)技术的数值模拟方法在特大跨度桥梁抗风性能分析中得到了广泛应用。

通过模拟不同风速、风向和地形条件下的桥梁响应,研究者们可以更准确地评估桥梁的抗风性能并优化其设计方案。

在特大跨度桥梁抗风研究中,一些关键技术发挥了重要作用。

例如,通过采用高精度模型模拟桥梁的风致振动效应,可以获得更准确的响应数据。

利用多目标优化算法进行抗风优化设计,可以显著提高桥梁的抗风性能。

然而,这些技术也存在一定的局限性。

例如,CFD模拟结果的准确性和可靠性仍需进一步验证,而多目标优化算法的效率和应用范围也需要进一步拓展。

一些成功的案例为特大跨度桥梁抗风研究的可靠性提供了有力证明。

例如,中国的苏通大桥采用先进的抗风设计和施工工艺,成功地抵抗了多次强风事件,确保了桥梁的安全运行。

法国的诺曼底大桥也采用了创新性的抗风措施,成功地减少了桥面风荷载和风致振动,为特大跨度桥梁的抗风设计提供了有益的参考。

特大跨度桥梁抗风研究在理论模型、数值模拟和实验研究等方面取得了重要进展。

然而,这些研究仍存在一定的局限性,需要进一步加以完善。

未来,随着计算技术和实验设备的不断发展,特大跨度桥梁抗风研究将会有更多新的突破。

例如,利用高性能计算平台进行大规模数值模拟计算,可以进一步提高计算效率和准确性;采用先进的传感器和测试技术,可以更准确地获取桥梁在风荷载作用下的响应数据;开展更加系统和深入的实验研究,可以更全面地了解桥梁抗风性能的影响因素和变化规律。

1000kV汉江大跨越塔线体系风洞实验与风振响应分析

1000kV汉江大跨越塔线体系风洞实验与风振响应分析

风偏角β/(°) 0 15 30 45 60 75 90
Cx 2.402 2.728 2.881 2.943 3.082 3.076 2.770
Cy 0.129 −0.106 −0.165 −0.143 −0.128 −0.039 −0.065
Cmx 0.124 −0.313 −0.354 −0.428 −0.378 −0.097 0.023
抖振是输电塔风致振动中的一种,其发振风速 较低,在施工及运营期间容易发生,长时间的抖振 将对结构的疲劳、电网的安全等产生影响。由于输 电线具有较强的几何非线性,大跨越输电塔线体系 在风荷载作用下表现出复杂的振动特性[3-4],两者的 耦合作用十分显著[5-6]。与频域分析不同的是,建立 在数值积分基础上的时域分析能充分考虑结构的 非线性对大跨越输电塔线体系空气动力特性的影 响,并且能观察到结构动力响应的整个过程,能更 好揭示抖振现象的发生及演变过程,也可分析输电 塔的疲劳及可靠性。
1 000 kV 汉江大跨越塔线体系 风洞实验与风振响应分析
肖正直,李正良,汪之松,晏致涛,韩枫
(重庆大学土木工程学院,重庆市 沙坪坝区 400044)
Wind Tunnel Tests and Wind-induced Responses Analysis of 1 000 kV Hanjiang Long Span Transmission Line System
(c) 塔线体系
图 1 输电塔单塔和塔线体系模型
Fig. 1 Models of transmission tower and
transmission line system
2 风振时域分析
2.1 风场模拟
对 1 000 kV 汉江大跨越输电塔线体系进行风振

输电塔塔线体系风振响应分析_谢华平

输电塔塔线体系风振响应分析_谢华平


要: 基于风洞试验得到的输电塔线性一阶广义荷载谱 , 推导了一般性的输电塔顺风向 、 横风向脉动风荷载功
率谱公式。利用此功率谱, 模拟了塔线体系顺风向 、 横风向脉动风荷载。对输电塔线体系及单塔的动力特性进行了分析 , 分析表明, 在远低于单塔同阶振型的自振频率时 , 塔线体系中的输电塔平面外振型就会与导地线振动耦合 。对单塔及输 电塔 - 线体系进行非线性动力时程分析 , 得到了位移、 加速度和内力等响应的时程 , 对比了有、 无横风向脉动风荷载的风 振响应, 并分析了风振响应的功率谱 。 关键词: 风工程; 输电塔线体系; 动力特性; 风振响应 中图分类号: TU392. 6 文献标识码: A
[16 ]
( 1) ( 2)
, 有: 2 F tpi ( t) = C pi ( 1 / 2 ) ρ a[ U i ( t) ] Ai
( 6)
C pi 、 Ui ( t ) 、 A i 分别为第 i 段的风荷载、 式中: F ( t) 、 压 力系数、 风速和构件投影面积; ρ a 为空气密度。 将风速 ( 1) 即 Ut ( t ) = Ut + 表示为 平 均 风 速 和 脉 动 风 速 之 和, u' i ( t) , 代入式( 6 ) 得: F tpi ( t) = C pi ( 1 / 2 ) ρ a[ U2 i + 2 U i u' i ( t) + u' i ( t) 2] Ai ( 7) u' i ( t) 相对比较小, 可以忽略, 故得到 i 段脉动风荷载 如下: F pi ( t) = C pi ρ a U i u' i ( t) A i ( 8)
2 2
图1
输电塔线体系 ANSYS 模型

江阴500kV大跨越输电塔线体系模型风振控制试验研究

江阴500kV大跨越输电塔线体系模型风振控制试验研究

制 建议 。 实验 结果 表 明 , 所设 计 的控 制 系统 达 到 了很 好 的 减 振 效果 , 将 来的 安 置提 供 了准 确 的 为
理 论依 据 。
关 键 词 : 跨 越 输 电 塔 线 体 系 ; 振 控 制 ; 频 质 量 阻尼 器 大 风 调 中图分 类号 : 7 7 3 4 文献 标识 码 : A
式 () 为 : 1变
+2 1J +c1g = F( )+/(  ̄ T +CT t 1 1 c £ £2 J t z 2 T£ c J O2J )
+2TJ T c2 =一面 c +c t c JJ T
根 据 随 机 振 动 理 论 , F( ) , 令 t =e 且
塔 线 体 系 的风 振 控 制 进 行 了 风洞 试 验 研 究 。
2 T MD的减振 原 理
T MD控 制 系 统 是 在 结 构 的顶 部 或 上 部 某 层 J _惯 性 质 量 , 配 以弹 簧 和 阻尼 器 与 主 体 结 Jl n: 并 构 相 连 。 当结 构 在外 荷 载 作 用 下 产 生 振 动 时 , 会 带 动 调 频 质 量 阻尼 器 一 起 运 动 , 调 频 质 量 就 而
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别 用 M 、 C表 示 , t 为作 用 在 结 构 上 的 外 荷 载 , 装 于 结 构 上 的 T K、 P( ) 安 MD的 质 量 、 黄 刚 度 、 弹
阻尼 系 数 分 别 为 M K C 。从 而 此 单 自由度 体 系运 动 方 程 为 :
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第 l 7卷
第 3期
山 东 建 筑 工 程 学 院 学 报
Vo . 7 1 1
No 3 .
20 0 2

基于强化学习的大跨度桥梁风致振动主动控制研究

基于强化学习的大跨度桥梁风致振动主动控制研究

总第321期交 通 科 技SerialNo.321 2023第6期TransportationScience&TechnologyNo.6Dec.2023DOI10.3963/j.issn.1671 7570.2023.06.004收稿日期:2023 07 13第一作者:何佳琛(1998-),男,硕士,助理工程师。

基于强化学习的大跨度桥梁风致振动主动控制研究何佳琛(中铁第四勘察设计院集团有限公司 武汉 430063)摘 要 主动控制措施依靠外部能源供给,可有效抑制大跨度桥梁的风致振动。

为探究基于强化学习的大跨度桥梁风致振动主动控制,以苏通长江大桥为工程背景,建立风 桥 主动质量阻尼器的时域控制方程,利用深度确定性策略梯度强化学习算法(DDPG)为主动质量阻尼器设计控制律,并与利用LQR算法所设计出的主动控制系统在抑振效果层面进行对比,检验利用强化学习算法所设计的控制系统在面对随机风环境及结构参数不确定时的鲁棒性能,并以一个单自由度非线性涡振主动控制的工况说明了强化学习对非线性系统的适用性。

结果表明,利用DDPG算法设计出的主动控制律在实施时仅需要测量桥梁跨中节点的位移响应和加速度响应就能够达到与LQR算法相当的控制效果;当系统产生外部扰动或桥梁结构本身的刚度矩阵发生改变时,利用强化学习设计的ATMD仍具备令人满意的控制性能;强化学习是一个适用范围广泛的通用性框架,可用于线性或非线性系统,由于其本身的理念,其所设计出的主动控制系统,在均方值控制效果方面优于相应的峰值控制效果。

关键词 主动控制措施 强化学习 深度确定性策略梯度算法 鲁棒性 非线性系统中图分类号 U441+.3 主动控制措施依靠外部能源供给,可有效抑制大跨度桥梁的风致振动。

主动控制律是主动控制设施的设计核心,其在很大程度上决定了主动控制设施的性能及鲁棒性。

在结构振动控制领域中较常使用的主动控制律设计方法主要可分为传统控制算法和智能控制算法[1]。

大跨越高压输电塔线体系风致振动的研究与进展

大跨越高压输电塔线体系风致振动的研究与进展

状 , 后从 风致振 动 的研究 对象 、 然 风致振 动 的机理 和 风致 振 动 的分析 方 法 3个方 面 , 别探 讨 了高 压输 电塔 分
线 体 系风致 振动研 究 发展 的现状 和所 面临 的 问题 , 最后 对 塔线 体系 风致振 动研 究 的未来趋 势进 行 了展 望 .
1 高压 输 电塔 线 体 系风 致 振 动 的研 究现 状
J n.0 8 a 2 o
大 跨 越 高压 输 电塔 线体 系风 致 振 动 的研 究 与进展
郭惠勇 , 正 良 李
( 庆大学土木工程学院 , 庆 重 重 404 ) 005
摘要 : 过 对大跨 越 高压输 电塔 线体 系风致振 动 近 2 通 O年 来 国 内外研 究成 果 的 总结 , 阐述 了高压输 电塔 线体 系在 风荷 载 下结构振 动特 性研 究的发展 历 程 . 先 简要 介 绍 了高压 输 电塔 线 体 系风 致振 首
略导 线 的影 响 , 对输 电塔单 独进行 计算 , 么仅对 两输 电塔 中段 的导线 气 动力 、 要 气弹性 特性 进行 研究 , 而对 于
大跨 越高压 输 电塔 线体 系在 风荷 载下 的流 固耦合 动力 特性 及其 相应 的破坏 机理 的系 统研究 则较 少 .b 对 于 () 大跨 越体 系 , 导线 的质 量相对 于塔 架 的质量 已经 非常 可观 , 在风 荷载 下 , 导线 对 于塔架 的作 用将 居于首 位 , 而 对于 小跨度 或 中等跨 度和高 度 的输 电塔 线 体系 , 导线 对输 电塔 的影 响较 小 甚至 可 以忽 略 , 因此 , 需要 考 虑导
的研究 尚不 成熟 .
收稿 日期 :07 0 —2 20 — 4 0
基 金 项 目 : 家 自然科 学 基 金 (0 71 1E 85 国 5688 / 00 )
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To rBy I p o e p ii I t g a i n M e h d we m r v d Ex l t n e r to t o c F N BnaP NF ,E Yn,I G Y e n S NBna E G i , e Y i X N ul f,U i n g A o n
冯 炳 , 潘 峰 , 叶 尹 , 月 龙 , 炳 楠 邢 孙 2
(1 浙 江 省 电力 设 计 院 , 州 3 0 1 ; . 江 大 学 土 木 工 程 学 系 , 州 3 0 2 ) . 杭 10 2 2 浙 杭 10 7

要 : 电塔 属 于 风 敏 感 结 构 , 与 结 构 的 相 互 作 用 十 分 复 杂 , 荷 载 常 常 是 设 计 的 主 要 控 制 荷 载 。 输 风 风
Ha gh u, 1 0 7 , hn ) n z o 3 0 2 C ia
Ab t a t Wi h o l x i tr c in b t e n wid a d sr cu e t n mis n t w r b l n s t i d s n i v t c s r c : t t e c mp e ne a t ew e n n tu t r ,r s s i o e e o g o w n - e st e sr ・ h o a o i u t r s a d te wid la e o s t e ma n p o l m ft e sr cu e d sg . s d o h n i e r g b c g o n fa u e n h n o d b c me h i r b e o h t t r e i n Ba e n t e e gn e n a k r u d o u i 1 5 m i h 5 0 k r n miso o e , r c s nt lme tmo e a sa l h d a d t e v b ai n c a a tr t so hg 0 V t s s in t w r a p e ie f i ee n d lw s e tb i e n h i r t h r ce si f 8 a i e s o i c sr c u e h v e n o t ie . h i i o y o u t ai g wi d l a sa c r tl i ltd b o sd r g t e s a tu t r a e b e b an d T e t me h s r f cu t n o d wa c u ae y smu ae y c n ie n h p — t l f n i t lc reai n o i l n p c r m. i h d a t g so r v d e p ii i tg a in me h d,h n — n u e i o rl t fKama d s e t a o wi u W t t e a v n a e fi o e x l t n e rt t o t e wi d id c d h mp c o v b ai n r s o s s o r n miso o rwe e o ti e n t e t o i .T e c aa t r t s o a ip a e n 、 i r t e p n e fta s s in twe r b a n d i h i d ma n h h r c e si f Mc n d s l c me t o me i c R i lc me ta d Rms a c lr t n a i e e tly ro a s s in twe a e b e n l z d i e l d msd s a e n n p c ee a i t f r n a e ft n mis o rh v e n a a y e n a d mi .Me n o di r o e a— wh l .h n — n u e i r t n c e i n t i e e tly ro a s s in twe r lo su id a d c mp r d,e i t e wi d i d c d vb a i o mc e t f r n a e f r n miso o rwe e a s t d e n o a e r — e o a di t
第2 6卷 第 4期
2 0年 7月 01
科 技 通ห้องสมุดไป่ตู้报
B L T N O C ENC UL E I F S I E AND T CHNOL E 0GY
Vo .6 N . 1 o4 2
J1 2 0 u . 01
基 于显 示积分 法的大 跨越输 电高塔风 致 振 动 响应 研 究
(. hj n l tcP w r ei stt, aghu 3 0 1 C ia2 D p ̄ et f il n i e n ,hj n nvr t 1 Z ei gEe r o e s nI tue H nzo , 10 2, hn . ea m n o v g e r g Z ei g i sy a ci D g ni C iE n i a U e i
关键词 : 电塔 ; 输 有限元模 型 ; 风荷 载模拟 ; 时程分析 ; 风致响应 ; 风振 系数
中 图 分 类 号 : U3 l T 1 文 献 标 识 码 : A 文章 编 号 :0 1 7 1 ( 0 0 0 — 5 9 0 10 — 19 2 1 )4 0 6 — 7
Ra ndo i d-I m W n ndu e na i s n e o ng pa a m iso c d Dy m c Re po s fLo -S n Tr ns si n
本 文 以某 一 高 15m 的 5 0k 输 电 跨 越 塔 结 构 为 工 程 背 景 , 立 了详 细 的 有 限 元 计 算 模 型 , 得 了结 8 0 V 建 获 构 的 自振 动 力 特 性 。在 考 虑 节 点 风 荷 载 空 间 相 关 性 的 基 础 上 , 用 K i a 谱 对 结 构 的 风 荷 载 进 行 了准 利 a l m 确 的 数 值 模 拟 。 合 改 进 显示 积 分 法 的 优 点 . 算 得 到 了结 构 的 风 致 振 动 响 应 时 程 。 究 了结 构 位 移 平 结 计 研 均 值 、 移 均 方 根 值 和 加 速 度 均 方 根 值 的 分 布 特 点 , 时 分 析 了 结 构 各 层 的 荷 载 风 振 系 数 和 位 移 风 振 位 同 系 数 , 与 多 种 规 范 进 行 了 对 比 。通 过 研 究 , 示 了超 高 输 电铁 塔 的风 致 振 动 特 性 , 果 可作 为 输 电 塔 并 揭 结 结 构抗 风设 计 的参 考 。
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