输电线路导地线最小设计间距理论公式研究及参数化验证

导线瞬时脱冰产生的显著竖向振动可能会导致导地线间闪络及电气结构损坏等严重事故,威胁电力系统的安全运行。为了设计合理的导地线间距,需准确计算导线脱冰后的最大跳跃高度,采用非线性有限元方法开展的导线脱冰跳跃分析可精确获取跳跃高度等动力响应,但因其存在建模复杂、计算效率低等特点而难以大规模开展工程应用。为此基于能量守恒定律推导了导线脱冰跳跃高度计算公式,通过引入跳跃高度衰减系数φ来考虑阻尼效应,提出了输电线路导地线最小设计间距的参考公式。将非线性有限元方法应用于导线脱冰跳跃高度分析,在冰厚、跨距、高差、档数、初始张力及阻尼比等参数空间内,对理论计算公式的准确性进行了参数化分析。研究结果表明,针对不同的线路和结构参数组合,即冰厚、跨距、高差、档数、初始张力及阻尼比,理论公式与仿真计算结果均吻合较好,该公式具有一定的普适性,可为输电线路导地线间距设计提供参考。     

计入风重耦合效应高耸结构顺风向响应分析

风重耦合效应是指高耸结构侧向变形受到风和重力共同影响而引起结构静力和动力响应发生变化的现象。为了研究风重耦合效应的作用机理,利用结构几何非线性动力方程和等效线性随机振动理论求解。计算结果表明,重刚比是影响风重耦合效应最重要的参数,其值越大,结构振动固有频率越小,结构响应越大。当结构重刚比较小时,地面粗糙度、结构固有阻尼和平均风速对风重耦合效应影响不大。当重刚比较大时,风重耦合效应随结构固有阻尼和平均风速的增大而减小。     

钱江四桥健康监测特征指标趋势分析

基于趋势分析方法研究了环境变化及运行情况对桥梁健康监测特征指标的影响,以提高损伤检测所使用的特征指标的准确性.以钱江四桥实时健康监测为工程实例,建立了桥梁主跨结构的三维有限元模型并获得了动力特性,采用统计模式分析方法,利用实测数据建立了大量的桥梁结构特征指标趋势模板,包括共振峰频率（桥梁动力指纹）随运行时间区段、风速变化的趋势模板,以及拱脚应变、吊杆和预应力索拉力、系梁挠度等特征指标的温度模式、时间模式.模式分析结果表明,各类指标与环境及运行时间段具有明显的相关性,例如拱脚应变与环境温度的相关性较大,若不剔除环境因素会掩盖损伤引起的变化.     

雷暴冲击风对输电塔的作用特征

基于Chen和Letchford的冲击风风场模型和准定常假设,提出了作用于输电塔的雷暴移动冲击风风荷载模型。对某一实际工程中的典型输电塔结构建立空间有限元模型,分析冲击风风荷载对输电塔的作用特性,得到了冲击风作用过程中输电塔构件内力及其随时间的变化,并与设计中采用的典型大气边界层风荷载作用进行了比较;对冲击风风场模型参数进行了敏感性分析,研究了风场变化对输电塔作用的影响。     

考虑风速风向分布的干煤棚结构风振疲劳分析

针对大跨开敞式干煤棚结构在风荷载作用下易发生风致疲劳破坏的问题,基于干煤棚结构的多点同步测压风洞试验结果,结合Miner疲劳线性累积损伤理论,分别采用雨流法、等效应力法、等效窄带法和等效宽带法等时域与频域内多种方法,计算得到干煤棚网架的风致疲劳损伤结果. 通过建立风速风向联合概率密度函数,考虑煤棚所在地实际风速风向联合分布特性对风致疲劳损伤分析的影响,利用高强螺栓应力经验公式,估算网架结构球节点的疲劳损伤. 结果表明,等效宽带法是频域法中较精确的疲劳损伤计算方法. 与其他风向角相比,干煤棚网架结构在40°~60°斜风向作用下更容易引发疲劳损伤. 在考虑风速风向联合分布的条件下,螺栓球节点的年均累积疲劳损伤比杆件本身更显著.     

椭球面屋盖与圆锥面玻璃幕墙的风压分布特征

结合杭州大剧院主体结构风压分布的风洞试验研究 ,详细介绍了风洞试验及数据处理方法 ,讨论了在不同风向角下椭球面屋盖和圆锥面玻璃幕墙的风压分布 ,并与荷载规范中类似结构的风压分布进行了比较。为了便于整体结构设计 ,根据结构的实际情况对椭球面和圆锥面进行分块并给出相应的分块风压数据 ,根据各风向角下的风压分布特征给出了整体结构抗风设计的最不利风向角。     

背景孔隙对开孔结构风致内压响应的影响

通过理论分析与风洞试验研究背景孔隙对开孔结构风致内压响应的影响。利用伯努利方程导出了考虑背景孔隙的内压传播方程,通过数值算例分析了层流与紊流中背景孔隙的附加阻尼特性,并给出了紊流风场中背景孔隙对内压脉动影响的量化指标。设计制作了具有不同开孔率和背景孔隙率的低层建筑刚性模型进行边界层风洞试验,采用同步测压方法捕捉了内压稳态响应,验证了内压的空间完全相关性,试验得到的均方根内压系数与理论分析结果较为相符。研究结果表明本文推导的方程能准确的预测背景孔隙对风致内压响应的影响,能为工程抗风设计提供有效的理论依据。     

基坑开挖过程中围护支撑应力的监测方法

在杭州市西湖文化广场基坑围护支撑应力的监测中,提出了温度影响修正系数、温度应力的计算方法及采用实测的混凝土弹性模量换算应力。工程实测验证了该测试方法的合理性。     

输电线路跳线风偏响应分析及手册计算方法修正

为降低输电线路跳线风偏带来的安全隐患,保证电力传输安全,需要准确估计其风偏动力响应。现有《电力工程高压送电线路设计手册》中的跳线风偏计算方法忽略了风荷载的脉动放大效应,以此设计的线路可能偏不安全。通过建立某高压输电线路有限元耦联模型,采用非线性有限元方法计算了直引、绕引跳线的风偏响应,并与手册计算方法进行了对比分析,指出了手册计算方法的不足。在此基础上,采用等效静力风荷载代替跳线水平风载,通过引入风荷载调整系数β_c来考虑风载的脉动放大效应,对手册计算方法进行了修正。研究结果表明:手册计算方法忽略了脉动风荷载放大效应,会严重低估跳线风偏响应,与有限元仿真结果对比最大误差约37%;修正方法计算得到的跳线风偏响应与有限元结果非常接近。本文提出的修正方法可用于精细化估算跳线风偏响应。     

多种覆冰形状导线风荷载增大系数研究北大核心CSCD

根据导线风阻力的计算原理推导了覆冰导线风荷载增大系数。基于覆冰导线的气动力系数风洞试验结果,分别计算了不同覆冰厚度、不同覆冰种类的圆截面覆冰导线、新月形覆冰导线和D形覆冰导线的风荷载增大系数,给出了便于工程设计和校核使用的覆冰导线风荷载增大系数的取值用表。结果表明,3种覆冰形状导线的风荷载增大系数均受实际覆冰厚度与覆冰种类的影响,其值随覆冰厚度的增大而增大、随覆冰密度的增大而减小。理想圆截面覆冰导线的风荷载增大系数在覆冰密度较小时的部分工况大于规范取值,在覆冰密度较大时均小于规范取值。新月形和D形覆冰导线的风荷载增大系数还与对应风攻角下的阻力系数有关,两者的风荷载增大系数取值在多数风攻角下小于规范取值。