输电塔—线结构体系振动响应研究综述
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置 的应ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ用 研 究 尚待 开展 。
１ 理 论研 究
输 电塔一线体系是 由高 耸的杆 塔结 构和 导线 连接组 成 的一
种高柔度结构 ， 可归结 为张力索塔结 构。在地震 、 、 风 雨和浮 冰等 环境荷载作用下 ， 动力反应表现为 明显 的随 机性 和几何 非线 结构
性特 征。 目前 ， 国内外学者 主要从 结构动力 响应 分析 、 塔线耦 联 作用和结构设计等方面研究输 电塔一线体 系响应机理。
也对一些具体情况 如绝 缘子 断裂 、 覆冰 输 电塔 等进 行研 究 ， 高 于外界多种 因素作 用可 能会发 生 断裂 ， 对 致使 导线跌 落 ， 导线下 在
压输 电塔 的设 计提 供了可供参考 的简化计算方 法 。与此 同时 ， 国 落过程 中将对输 电线 路产生持续 的动 力冲击作用 ， 用有 限元方 采 并对导线 的跌 落过程 进行模 拟。直线跨越塔 内外 也已开展 了一些输 电塔线体系 的减振 研究 ， 但主要 是采用 调 法建立 了塔线模 型 ， 频质量阻尼器 （ ＭＤ） Ｔ 装置及 ＭＲ阻尼器 ， 其他各类减振手段 和装 的有 限元模型见 图 １ 。
ＬＩ Ｓ － Ｎ ｈｕ ｙｉ
Ａｂｔａ ｔ ｓｒ ｃ：Ｔｈ ｗｏｓｒｃｕ ｅ ｔ ｌｎ ｉ ｅ ｕａｉｙ ａ ｄ ｐａ ｅ ｕａｉｙｗｅｅ ｃｌｕａｅ ｄ ａ ａｙｅ ｅｐ ｃｉｅｙ ｈ ｎ ｔｅｔ ｅｕｔ ｒ ｅｔ ｔｕ ｔｒｓｗｉ ｐａ ｒ ｇ ｌｒｔ ｎ ｌｎ ｒｇ ｌｒｔ ｒ ａｃ ｌｔｄ ａ ｎ ｌｓｄ ｒｓ ｅ ｔ ｌ，ｔ ｅ ｈ ｗｏ ｒｓ ｌ ｗｅｅ ｈ ｒ ｎ ｖ ｓ
问题 。
关键词 ： 电塔线体 系， 输 塔线耦联 ， 风振反 应， 风洞试验 ， 风振控制
中 图分 类 号 ： ９ ＴＵ３９ 文 献标 识 码 ： Ａ
邓洪 洲、 司瑞娟 等ｌ 针对 特高压 大跨 越输 电塔跨 越档距 大 、 ４ Ｊ 高压输 电塔一 线体系是高负荷 电能输送 的载体 ， 是重要 的生 从 导线排列方 式 、 结构动力 特 命线工程 。通常情 况下 ， 电塔一线体 系对 地震 和风 、 线 浮冰 塔 体高且 负荷重 的特点 ， 材料选取 、 输 导 ０ Ｖ特高压 双 回路跨 越输 电 等环境荷载 的反应敏感 ， 容易发生振动疲 劳损伤 和极 端条件 下的 性 以及 风振响应等几个方面对 １０ ０ｋ 动态倒塌破坏 ， 的破坏会 导致 供 电系统 的瘫痪 ， 大地 影 响人 塔进行分析 ， 它 极 总结 了所 研究 塔 形的动 力特 点 ， 其 风振 系数进行 对 们的生活秩序 、 生产建设 和抗震 救灾工作 ＿ 。 目前 国 内很多学 者 了计算 和讨论 ， １ ｊ 并根据动力特性 分析提 出了结构设计 中风振系数 对输电塔线体系的耦合振动进行 了多方 面 的研究 ， 输 电塔在 地 的取值方 法。 对 沈 国辉等 ＿ 以某大跨越输 电塔 为例 ， 电线路 中的绝缘子 由 ５ Ｊ 输 震、 风载及雷暴冲击风 等 动力荷 载作用 下 的结构 响应 分析 ， 同时
．
田利 、 李宏男 等＿ 基于大跨越输 电塔线 体系这样 复杂 的空间 ２ Ｊ
图 １ 直 线 跨 越 塔 的 有 限 元 模 型
耦联体系 ， 系 自由度 庞大 ， 电塔 的高柔 特性 和导 （ ） 体 输 地 线具 有
强几何非线性 ， 并且导 （ ） 地 线找形 计算 复杂 的特 点 ， 针对 不 同场 ２ 试 验研 究 地类型提出了考 虑导线影响的跨度界 限值 ， 提 出了高压 输 电塔 并 高压输 电塔的动力 响应 的试验研究 还不多 ， 近年来才开展 是 线耦联 体系的简化抗 震计算方法。 起 来 的 ， 要 包 括 地 震 模 拟 振 动 台 试 验 、 洞 试 验 和 现 场 实 测 等 主 风
输 电塔 一 线 结 构 体 系 振 动 响 应 研 究 综 述
谢 刘
摘
王 军 黄 高 琼
要 ： 绍 了输 电塔 线体 系振 动的基本特 点， 介 并对 塔线体系振 动响应的理论和试 验研 究进展进 行 了综合论述 ， 重点 阐
述 了考 虑输 电塔线体 系耦联作用下 的体 系设 计及振 动响应、 试验研 究成果 以及 减振控制方法 ， 出了今 后应重点解决 的 提
第３ ６卷 第 ２ ２期 ２０ １０ 年 ８ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨ Ｉ ＴＥＣＴＵＲ１
Ｖ０． ． ２ １３６Ｎｏ ２
Ａｕ ． ２ １ ｇ ００
・７ ・ ７
文章 编 号 ：０ ９６２ ｛０ ０）２０ ７ —２ １０ ８ ５２ １ ２ —０ ７０
Ｔｈｅ ａ ｌ ｓｓ ｏ ｈｅ ｉ ｐｏ ｔ ｎ ｅ ｏ ｈｅ ｐｌ ｅ ｕ ａ ｉｙ ｉ ｈｅ ｄ ｓ ｇ ｏ ａ ｌｂ ｉｄ ｎｇ ｎａ ｙ ｉ ｆ ｔ ｍ ｒ ａ ｃ ｆ ｔ ａ ｒ ｇ ｌ ｒ ｔ ｎ ｔ ｅ ｉ ｎ ｆ ｔ ｌ ｕ ｌ ｉ ｓ ｎ
王昕 、 楼文娟和徐伟等 Ｊ 于 Ｃ ｅ 基 ｈｎ和 Ｌ ｔｈｏｄ的冲击风 风 ｅｃｆｒ
场模 型和准定 常假设 ， 出了作用 于输 电塔 的雷暴移动 冲击风风 提
研究手段 。 李宏男等 ＿进 行的输 电塔一线体 系模 拟地震 振动 台试验 ， ６ Ｊ 选
荷 载模 型。对某一实 际工程 中的典型 输 电塔 结构 建立 空 间有 限 用具有不 同代表性 的地震 动作为输入 ， 模拟 了不 同场地条 件下导 元模型 ， 分析 冲击 风风荷 载对 输 电塔 的作 用特 性 ， 到了 冲击 风 线对输电塔侧 向和 纵 向振动 地震反 应 的影 响程度 。试 验模 拟在 得 作用过程 中输 电塔总体风荷载 随时间变化 ， 出现作用方 向基本 验证理论计算模型 、 并 导线对输 电塔地震反 应 的影 响以及理论计 算 相 反 的两 个 峰 值 。 结 果的合理等方面取得 了理想 的试验 效果 。
１ 理 论研 究
输 电塔一线体系是 由高 耸的杆 塔结 构和 导线 连接组 成 的一
种高柔度结构 ， 可归结 为张力索塔结 构。在地震 、 、 风 雨和浮 冰等 环境荷载作用下 ， 动力反应表现为 明显 的随 机性 和几何 非线 结构
性特 征。 目前 ， 国内外学者 主要从 结构动力 响应 分析 、 塔线耦 联 作用和结构设计等方面研究输 电塔一线体 系响应机理。
也对一些具体情况 如绝 缘子 断裂 、 覆冰 输 电塔 等进 行研 究 ， 高 于外界多种 因素作 用可 能会发 生 断裂 ， 对 致使 导线跌 落 ， 导线下 在
压输 电塔 的设 计提 供了可供参考 的简化计算方 法 。与此 同时 ， 国 落过程 中将对输 电线 路产生持续 的动 力冲击作用 ， 用有 限元方 采 并对导线 的跌 落过程 进行模 拟。直线跨越塔 内外 也已开展 了一些输 电塔线体系 的减振 研究 ， 但主要 是采用 调 法建立 了塔线模 型 ， 频质量阻尼器 （ ＭＤ） Ｔ 装置及 ＭＲ阻尼器 ， 其他各类减振手段 和装 的有 限元模型见 图 １ 。
ＬＩ Ｓ － Ｎ ｈｕ ｙｉ
Ａｂｔａ ｔ ｓｒ ｃ：Ｔｈ ｗｏｓｒｃｕ ｅ ｔ ｌｎ ｉ ｅ ｕａｉｙ ａ ｄ ｐａ ｅ ｕａｉｙｗｅｅ ｃｌｕａｅ ｄ ａ ａｙｅ ｅｐ ｃｉｅｙ ｈ ｎ ｔｅｔ ｅｕｔ ｒ ｅｔ ｔｕ ｔｒｓｗｉ ｐａ ｒ ｇ ｌｒｔ ｎ ｌｎ ｒｇ ｌｒｔ ｒ ａｃ ｌｔｄ ａ ｎ ｌｓｄ ｒｓ ｅ ｔ ｌ，ｔ ｅ ｈ ｗｏ ｒｓ ｌ ｗｅｅ ｈ ｒ ｎ ｖ ｓ
问题 。
关键词 ： 电塔线体 系， 输 塔线耦联 ， 风振反 应， 风洞试验 ， 风振控制
中 图分 类 号 ： ９ ＴＵ３９ 文 献标 识 码 ： Ａ
邓洪 洲、 司瑞娟 等ｌ 针对 特高压 大跨 越输 电塔跨 越档距 大 、 ４ Ｊ 高压输 电塔一 线体系是高负荷 电能输送 的载体 ， 是重要 的生 从 导线排列方 式 、 结构动力 特 命线工程 。通常情 况下 ， 电塔一线体 系对 地震 和风 、 线 浮冰 塔 体高且 负荷重 的特点 ， 材料选取 、 输 导 ０ Ｖ特高压 双 回路跨 越输 电 等环境荷载 的反应敏感 ， 容易发生振动疲 劳损伤 和极 端条件 下的 性 以及 风振响应等几个方面对 １０ ０ｋ 动态倒塌破坏 ， 的破坏会 导致 供 电系统 的瘫痪 ， 大地 影 响人 塔进行分析 ， 它 极 总结 了所 研究 塔 形的动 力特 点 ， 其 风振 系数进行 对 们的生活秩序 、 生产建设 和抗震 救灾工作 ＿ 。 目前 国 内很多学 者 了计算 和讨论 ， １ ｊ 并根据动力特性 分析提 出了结构设计 中风振系数 对输电塔线体系的耦合振动进行 了多方 面 的研究 ， 输 电塔在 地 的取值方 法。 对 沈 国辉等 ＿ 以某大跨越输 电塔 为例 ， 电线路 中的绝缘子 由 ５ Ｊ 输 震、 风载及雷暴冲击风 等 动力荷 载作用 下 的结构 响应 分析 ， 同时
．
田利 、 李宏男 等＿ 基于大跨越输 电塔线 体系这样 复杂 的空间 ２ Ｊ
图 １ 直 线 跨 越 塔 的 有 限 元 模 型
耦联体系 ， 系 自由度 庞大 ， 电塔 的高柔 特性 和导 （ ） 体 输 地 线具 有
强几何非线性 ， 并且导 （ ） 地 线找形 计算 复杂 的特 点 ， 针对 不 同场 ２ 试 验研 究 地类型提出了考 虑导线影响的跨度界 限值 ， 提 出了高压 输 电塔 并 高压输 电塔的动力 响应 的试验研究 还不多 ， 近年来才开展 是 线耦联 体系的简化抗 震计算方法。 起 来 的 ， 要 包 括 地 震 模 拟 振 动 台 试 验 、 洞 试 验 和 现 场 实 测 等 主 风
输 电塔 一 线 结 构 体 系 振 动 响 应 研 究 综 述
谢 刘
摘
王 军 黄 高 琼
要 ： 绍 了输 电塔 线体 系振 动的基本特 点， 介 并对 塔线体系振 动响应的理论和试 验研 究进展进 行 了综合论述 ， 重点 阐
述 了考 虑输 电塔线体 系耦联作用下 的体 系设 计及振 动响应、 试验研 究成果 以及 减振控制方法 ， 出了今 后应重点解决 的 提
第３ ６卷 第 ２ ２期 ２０ １０ 年 ８ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨ Ｉ ＴＥＣＴＵＲ１
Ｖ０． ． ２ １３６Ｎｏ ２
Ａｕ ． ２ １ ｇ ００
・７ ・ ７
文章 编 号 ：０ ９６２ ｛０ ０）２０ ７ —２ １０ ８ ５２ １ ２ —０ ７０
Ｔｈｅ ａ ｌ ｓｓ ｏ ｈｅ ｉ ｐｏ ｔ ｎ ｅ ｏ ｈｅ ｐｌ ｅ ｕ ａ ｉｙ ｉ ｈｅ ｄ ｓ ｇ ｏ ａ ｌｂ ｉｄ ｎｇ ｎａ ｙ ｉ ｆ ｔ ｍ ｒ ａ ｃ ｆ ｔ ａ ｒ ｇ ｌ ｒ ｔ ｎ ｔ ｅ ｉ ｎ ｆ ｔ ｌ ｕ ｌ ｉ ｓ ｎ
王昕 、 楼文娟和徐伟等 Ｊ 于 Ｃ ｅ 基 ｈｎ和 Ｌ ｔｈｏｄ的冲击风 风 ｅｃｆｒ
场模 型和准定 常假设 ， 出了作用 于输 电塔 的雷暴移动 冲击风风 提
研究手段 。 李宏男等 ＿进 行的输 电塔一线体 系模 拟地震 振动 台试验 ， ６ Ｊ 选
荷 载模 型。对某一实 际工程 中的典型 输 电塔 结构 建立 空 间有 限 用具有不 同代表性 的地震 动作为输入 ， 模拟 了不 同场地条 件下导 元模型 ， 分析 冲击 风风荷 载对 输 电塔 的作 用特 性 ， 到了 冲击 风 线对输电塔侧 向和 纵 向振动 地震反 应 的影 响程度 。试 验模 拟在 得 作用过程 中输 电塔总体风荷载 随时间变化 ， 出现作用方 向基本 验证理论计算模型 、 并 导线对输 电塔地震反 应 的影 响以及理论计 算 相 反 的两 个 峰 值 。 结 果的合理等方面取得 了理想 的试验 效果 。