【摘 要】输电塔是现代化建设中一个非常重要的技术设计，同时也是一种工程量巨大的高耸建筑，技术要求非常的严格，因为输电塔的设计是运输电系统的一个重要组成部分，俗话说牵一发而动全身，输电塔的作用就是运输电系统中的纽带环节，它的破坏就会导致整个系统的瘫痪而无法运行，所以输电塔的建设必须以安全合理坚固为第一目标。输电塔的特点就是对风的敏感性特别的强，所以本文就主要介绍了输电塔的抗风稳定性分析。

　　【关键词】输电塔体系；风载荷；动力性分析；失效形式；抗风稳定性

　　输电塔是电力运输中的一个重要部分，占有极其重要的作用，其安全性也理所当然的受到了很大的重视。所以输电塔的设计需要很严格的技术要求，其中抗风稳定性是一个非常重要的方面，因为输电塔经常受到风的影响，有时候会发生动态侧倾失稳破坏，所以输电塔的抗风稳定性分析就变的非常的重要。

　　1 风的影响

　　我国建筑的结构载荷规范中对于地面的粗糙系数进行了比较严格的规定，分为了A、B、C、D四类，比较平坦的地区是A类例如海面还有沙漠，丘陵、乡村等为B类，在拥有很多建筑物的城市为C类，建筑非常密集而且有大量高层建筑的为D类。地面上对于空气的运动阻力，使风速减慢，但是这种作用会受到高度的影响，随着高度的上升，阻力作用会越来越小，直至可以忽略，这个高度称为大气边界层高度。在此高度内的平均风速受高度影响变化为v（z）=v（10）[z/10]^x式中的v（z）为z高度的平均风速，v（10）为10米处的风速x为地面粗糙系数。脉动风速是具有零均值的随机变量，用湍流强度、脉动风功率谱等进行描述。

　　1）对建筑物起作用的风，一般有顺风向的风力作用，这一般是在建筑方面需要考虑的最主要的一种，有结构背后的横风向振动，一般在比较高的建筑是不可忽视的，还有其他建筑尾流引起的振动，负气阻尼引起的失稳振动。这些对于建筑物的影响一般为，强风会对建筑的部分强度不够的材料造成破坏，还可能会对建筑物造成一些比较大的影响，有的还会对对一些结构造成疲劳破坏，使其强度受到影响。

　　输电塔是一种高耸建筑，顺相逢，横向风都可能会对它造成一部分的影响，产生扭转或者其他的响应，由于输电塔一般都是受到顺风向，所以输电塔的顺风向响应一般是工程上最为关心的问题，对其进行静力分析，分析其的线性的变化。

　　2）失效形式。输电塔在风的破坏下有很多的失效情况，强风作用下最可能出现的就是强度破坏或失稳破坏，在输电塔结构设置不合理的情况下，在薄弱的环节很可能就会出现这种情况，严重的情况下甚至出现输电塔倒塌的现象，除此之外变形过大，疲劳破坏（主要受到脉动风的影响），气动弹性不稳定性等也是一些比较常见的失效形式，例如变形过大还有疲劳破坏虽然在一般时候不会对输电塔造成明显的损害，但是却会产生非常大的潜在危害，会在不可预知的一个时候突然坏掉。频繁的大幅度的摆动可能就会导致一些结构不能够正常工作，甚至让一些结构的横截面达到受力极限，还有比较长时间的振动都可能造成材料的疲劳累积损伤，这些也都属于疲劳破坏，所以说输电塔的稳定性分析非常必要，这对其的使用寿命有着非常重要的决定作用。

　　2 输电塔耦联体系建模

　　对输电塔的建模，某500KV超高压输电塔线路中的直线型自立式输电塔，设计如图，塔高63.3m，呼高39m，双回路设计。导线型号LGJ-630/45，地线为JL/LB1A-95/55，210kN级三伞型绝缘子。设计的水平档距为480m，垂直档距为600m，最大设计风速为30m/s。

　　3 输电塔的横隔面配置方式的抗风稳定性

　　输电塔是一种对风非常敏感的建筑结构，横膈面的设计就是输电塔为了控制风载荷的破坏，专门设计的一个结构，主要作用就是保持结构整体的稳定，传递和分配剪力还有扭矩。专业部门也对横膈面的设置进行了一些具体的要求。由于一些输电塔的横隔面的设置问题，经常导致一些问题的产生，并根据具体问题的实际表现，工程人员对于横隔板的设置方式进行了深入的研究。但是输电塔与导线的耦联作用也是横隔板的设置需要考虑的因素之一，输电塔的局部振动还有其的斜撑的面外变形，在横隔板设置时也需要进行考虑必要时候也需要进行探讨。

　　1）输电塔中的受力杆件的模拟采用BEAM24三维薄壁梁，绝缘子采用刚性单元MPC184进行模拟，导线和底线均选择LINK10杆单元。每个输电塔的固定都是采用底部4个结点进行固定约束。按照规定，在塔身坡度不可变的段上，一般只设置两个横隔面，分别设置在塔底第一段和第四塔段。单独输电塔进行的静力研究，输电塔较于原来的设置方式进行了修改，在原来的两个横隔面中间的塔段位置增加两个横隔面，不对其他位置的结构或杆件做出改变，将横隔面设置在两个塔段中间。没有增加横隔面的输电塔塔线耦联体系中，导、地线的存在均会有比较大的振动，在中间塔的塔身的没有设置横隔面的地方就会造成比较严重的局部振动，在风力较大的时候就可能将输电塔破坏甚至使输电塔倒塌。增加横隔面后的输电塔塔线耦联体系，在原输电塔是我中间两个塔段分别增设了一个横隔面，经过对模型的分析研究后发现耦联体系在没有发生塔身的局部振动。两种耦联体系模态振型进行了对比分析得出，增设横隔面前后，出现了很大的不同，塔身的局部振动得到了很好的消除，也非常好的消除了塔身的不合理振动对塔结构造成的动力失稳破坏。

　　2）两种横隔板设置方式的输电塔塔线耦联体系风振动响应分析，在给定的一个时段，空间中的一点，他的风速时程可分解为平均风和脉动风两部分，都对输电塔形成一定的风载荷。以20米高度处最大的平均风速30米/秒对两种横隔板设置方式进行比较，进行风动力响应分析。在输电塔上压杆的面外变形与压杆自身的稳定具有重要的作用，所以在研究两种横隔板的设置方式的时候对比两塔身上的受压斜撑面外变形的大小来判断两种设置方式下的稳定情况。经过比对分析后发现在增设了横隔面后，原有的受压斜撑面的变形程度大幅降低，这样就在很大程度上降低了受压斜撑面发生动力失稳的可能性。导、地线与输电塔结构的耦联作用，使输电塔在低频的线的振动下产生了局部振动，从而造成了输电塔受到了风的威胁，会使没有横隔面的斜撑面产生比较大的变形，在原来的基础上在增加两个横隔面之后，输电塔的稳定性得到了很大的提高，中间两个塔段的斜撑面的变形也就非常好的被抑制啦。

　　4 结束语

　　输电塔体系可靠度就是电力输送体系的可靠性，我国的社会经济的发展越来越迅速，人们对于能源的需要也越来越大，对其的持续性安全性的要求也越来越高，所以对于我们对输电体系的建设的要求也越来越高，所以对与输电塔在风力的影响下的能够正常工作的要求也日渐的在增大，所以输电塔的抗风稳定性分析只会越来越重要。所以在未来的发展中我们要以整个输电系统的稳定为目标，做好输电塔的设计和维护。

　　【参考文献】

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　　[4]楼文娟，孙炳楠，叶尹.高耸塔架横风向动力风效应[J].土木工程学报，1999（06）.

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