摘要：基于计算流体动力学(CFD)方法,得到了山脉迎风面输电线路横向和竖向平均风速,研究了线路架设位置、杆塔呼称高、山脉坡度三种因素对输电线路风速的影响。建立了跨越山脉的四档输电线路有限元模型,分别利用山地风速和平地风速计算线路风偏响应,得到风偏角增大百分比。同时利用响应面方法建立了三种因素和风偏角增大百分比的二次回归方程。研究表明:当线路越靠近山脊,杆塔呼称高越高,线路风偏越严重。对于架设在山脉总高度3/4以下的线路,设计时可以适当减小设计风速,既保证线路风偏安全性又可提高经济性;架设在山脉总高度3/4以上的线路,应适当增大设计风速,以提高输电线路风偏安全性。

摘要：次档距振荡是风的尾流效应引起多分裂导线在次档距范围内振动现象,成为危害输电线路安全稳定运行的一种主要灾害。为了减轻输电线路次档距振荡,提出并设计一种新型阻尼间隔棒。首先通过建立振动平衡方程分析新型阻尼间隔棒的吸振和减振机理,详细探究阻尼比、固有频率比和质量比的变化对其减振性能的影响规律,同时利用数值方法建立新型阻尼间隔棒–分裂导线体系的有限元模型,研究新型阻尼间隔棒对次档距振荡的减振效果,通过与普通间隔棒的减振效果对比发现,安装新型阻尼间隔棒的中间档距导线中点水平和竖向位移大幅减小,新型阻尼间隔棒对输电线路次档距振荡具有明显的减振作用。最后对新型阻尼间隔棒的结构参数和安装位置进行优化和设计,给出新型阻尼间隔棒的重球质量、弹簧刚度和阻尼系数的取值以及阻尼间隔棒的不等间距安装布置方案。

摘要：为了揭示输电线路导线覆冰形成的原因和覆冰机理,通过对已有文献系统分析,指出导线覆冰是热力学、流体力学和电流电场耦合作用的结果。在国内外已有的覆冰模型基础上,针对雨凇覆冰过程,通过引入碰撞系数、冻结系数和收集系数给出了导线均匀覆冰和非均匀覆冰的覆冰质量和覆冰厚度预测模型,研究了在不同过冷却水滴中值体积直径、风速以及导线直径情况下覆冰质量随时间的变化规律。研究结果表明:与已有的覆冰模型相比较,所给出的模型能够获得满意的预测结果,该模型可为输电线路冰灾分析和覆冰设计提供有价值的参考。

摘要：大连市金石滩悬索桥全长198m,主桥是24m+60m+24m的自锚式混凝土悬索桥,为中国首座此类桥梁.计算实例证明弹性理论适合于中小跨度的自锚式悬索桥的设计和计算.不计主梁轴力,结构的其余内力与地锚式悬索桥的差值在10%以内.拱度和混凝土的收缩、徐变的影响比较明显.与相应的水平加劲梁和不考虑收缩、徐变影响的计算结果比较,差值均在20%以上.分析所得结论对于同类桥梁的设计和研究具有一定的参考价值.

摘要：采用流固耦合理论计算输电导线的风振响应,既考虑风作用在导线上的荷载,也考虑导线形变引起表面风压改变及其对流场的影响.通过建立传统钢芯铝绞导线(ACSR)和碳纤维复合芯导线(ACCC)数值风洞模型,将两种导线在考虑流固耦合作用下的风振响应进行了对比分析.研究表明,相同档距和截面面积基本相同的情况下,碳纤维复合芯导线风振响应小于传统钢芯铝绞导线,并且相对不容易出现尾流失稳的现象.研究成果可为新型ACCC输电线路抗风设计提供有价值的参考,考虑流固耦合效应更接近导线在风场中运动的实际情况.

摘要：研究了典型孤立山脉地形因素(山脉长度、山脉坡度)对输电线路风速及风偏响应特性的影响.采用CFD数值模拟得到山脉中输电线路沿线各点横向和竖向平均风速,分析了山脉长度、山脉坡度对输电线路各点平均风速的影响.再根据风向的不同建立了两跨和三跨输电线路有限元模型,分别利用数值模拟风速和规范设计风速计算了线路各点位移,得到风偏角增大百分比.研究结果表明:数值模拟结果普遍大于规范设计值.当风向为顺山脉时,山脉入口处线路风速最大,竖向风速可以忽略不计.山脉越长风偏角增大百分比越小,且随着坡度的减小先增大后减小.当风向为垂直山脉时,竖向风速不宜忽略,山脉越长,山体底部直径越大风偏角增大百分比越大.竖向风速在底部直径大于600m时可以忽略.因此当山脉长度和坡度在某一范围内,按规范来进行输电线路的风偏设计是偏于不安全的.本文的研究结果可为实际山脉地形条件下的输电线路风偏设计提供有价值的参考.

摘要：研究了三种地形因素(山脉长度、山脉坡度、山脉间距)对峡谷和垭口中输电线路风速及风偏响应特性的影响。采用CFD数值模拟得到峡谷和垭口中输电线路沿线各点横向和竖向平均风速,分析了山脉长度、山脉坡度、山脉间距对输电线路各点平均风速的影响。建立了跨越峡谷和垭口的三跨输电线路有限元模型,分别利用数值模拟风速和平地风速计算了线路各点位移,得到风偏角增大百分比。利用响应面方法建立了三种地形因素和风偏角增大百分比的二次回归方程,分析了地形因素对风偏角的影响规律。研究表明:峡谷和垭口对横向风的加速效果明显,山脉入口处风速最大,对竖向风速加速效应不显著。山脉越长且山脉间距越大,风偏角增大百分比越小,随着山脉坡度的减小呈先增大后减小趋势。三种地形因素对风偏角增大百分比影响的灵敏度从大到小依次为山脉长度、间距和坡度。该研究结果可为峡谷和垭口地形条件下的输电线路抗风偏设计提供有价值的参考。

摘要：为揭示输电线路覆冰舞动机理,开展了覆冰导线舞动风洞试验,通过变化风速、风向、弧垂等参数研究了柔性覆冰导线舞动特性。研究表明:覆冰导线在风荷载作用下变形到平衡位置,并围绕平衡位置以多阶模态进行振动。覆冰导线顺风向平均变形和振幅最大,并随着风速的增大而增大。采用数值模拟方法建立了三塔四线耦合体系模型,给出了塔线体系舞动响应。计算结果显示:覆冰导线距离初始位置2 m处的平衡位置开始舞动,导线振幅不断增大,舞动轨迹呈椭圆形,导线竖直向振幅明显大于横向振幅。同时基于疲劳累积损伤准则进一步评估了输电杆塔关键节点的舞动疲劳损伤和疲劳寿命。研究发现酒杯塔线体系在舞动过程中上下曲臂交点位置是最易发生疲劳破坏的关键节点,在输电塔的设计过程中应充分考虑上下曲臂交点处的构件疲劳损伤,最后给出了输电塔主要关键节点的舞动疲劳使用寿命。

摘要：为了提高服役期输电塔抵御极端气象灾害的能力,保证输电线路的安全稳定运行,以220 kV典型输电塔为例,利用有限元方法对其进行了抗风极限承载力研究,分析强风作用下输电塔的倒塌机理和破坏模式。针对输电塔的失效模式,提出了一种输电塔无损加固方案,通过建立不同长细比主材角钢构件的有限元模型,对加固前后主材的轴压承载力进行了数值模拟,并对输电塔整塔薄弱部位主材进行了加固设计,研究了加固后输电塔的极限抗风承载力。研究表明,加固后的主材角钢承载力大幅提升,最高可达37.2%。输电塔的薄弱部位主材加固后的局部刚度提升较大,输电塔的塔顶位移和最大应力与未加固前相比均显著降低,铁塔极限承载力大幅提升,输电塔的设计重要性系数由1.15提升至1.35,提出的加固方法可为同类型输电塔的抗风加固设计提供重要参考。

摘要：基于随机响应面法建立了高压输电铁塔灵敏度分析模型.利用BoxBehnken设计法,选取风速和覆冰厚度作为灵敏度参数,用随机响应面法将其隐式的灵敏度响应函数转换成显式函数,利用有限元计算结果验证所得显示函数正确性,并得到风速、覆冰厚度对输电铁塔不同位置的响应面图,可以直观分析出灵敏度及其变化.利用得到的显示函数,可以数值化风速及覆冰厚度对输电铁塔的影响率及变化率.证明响应面法在输电铁塔有限元模型灵敏度分析方面的应用价值,为以后更多交叉响应参数的灵敏度计算提供参考.