输电线路舞动试验及塔线体系舞动疲劳性能数值模拟

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。