不同流場下不銹鋼管輸電塔塔身氣動力特性

  根據(jù)不銹鋼管輸電塔塔身高度處的典型節(jié)段截面尺寸，設計制作不同密實度和寬高比的塔身節(jié)段模型及迎風面單片桁架模型.分別在均勻?qū)恿鲌龊途鶆蛲牧鲌鱿麻_展高頻測力風洞試驗，獲得迎風面單片桁架體型系數(shù)、背風面荷載降低系數(shù)和塔身節(jié)段體型系數(shù)等氣動力參數(shù).結(jié)果表明，高湍流度來流條件會導致單片桁架體型系數(shù)的減小以及背風面荷載降低系數(shù)的增大，從而導致不銹鋼管塔塔身節(jié)段體型系數(shù)較接近.對于單片鋼管桁架體型系數(shù)，中國規(guī)范推薦取值總體小于試驗值，且當密實度較小時偏小程度較明顯，建議規(guī)范考慮密實度對單片鋼管桁架體型系數(shù)的影響，適當提高單片鋼管桁架體型系數(shù)；對于背風面荷載降低系數(shù)，中國規(guī)范取值大于試驗值，也大于英國規(guī)范取值，建議中國規(guī)范對鋼管輸電塔背風面荷載降低系數(shù)做部分調(diào)整。

  目前特高壓、遠距離輸電線路配套保障已經(jīng)成為中國能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略中的關鍵因素.鋼管輸電塔與傳統(tǒng)的角鋼輸電塔相比，具有構(gòu)件體型系數(shù)較小、相同截面積下回轉(zhuǎn)半徑比更大、構(gòu)造相對簡單、用鋼量較為節(jié)省等優(yōu)點，因而在目前的輸電線路建設中得到了越來越廣泛的應用。對典型格構(gòu)式塔架進行高頻天平測力試驗，得到在不同試驗風速下的整體體型系數(shù)；測試全塔氣動彈性模型的體型系數(shù)；研究2類風場下鋼管塔的整體體型系數(shù)，建議對均勻?qū)恿鲌鱿芦@得的體型系數(shù)進行修正.以上研究主要側(cè)重于輸電塔全塔的整體體型系數(shù).在實際輸電塔結(jié)構(gòu)中，塔身各節(jié)段的密實度（即塔架迎風面構(gòu)件的投影面積與塔架輪廓面積的比值）存在較大變化，從而會導致背風面桿件所受到的尾流干擾等發(fā)生較大變化，因此有必要對輸電塔塔身節(jié)段氣動力特性進行深入研究。對角鋼輸電塔節(jié)段模型進行同步測壓試驗，得到體型系數(shù)沿桿件展長的分布規(guī)律；對格構(gòu)式塔架塔身節(jié)段進行高頻天平測力試驗；研究不銹鋼管輸電塔體型系數(shù)沿輸電塔高度方向的變化，認為輸電塔各節(jié)段體型系數(shù)存在差異，呈現(xiàn)隨高度增加而逐漸減小的趨勢，但并未討論密實度對各節(jié)段體型系數(shù)的影響；對不同密實度和寬高比的格構(gòu)式角鋼塔塔身節(jié)段進行測力試驗；在均勻?qū)恿鲌鱿聦Σ煌瑢捀弑鹊匿摴茌旊娝M行風洞試驗，研究不同寬高比對不銹鋼管輸電塔背風面荷載降低系數(shù)的影響，但未考慮塔身側(cè)面桿件的影響。研究風向角對不銹鋼管輸電塔塔身節(jié)段氣動力系數(shù)的影響.目前，探討多參數(shù)（密實度、寬高比、雷諾數(shù)等）對鋼管輸電塔塔身節(jié)段氣動力影響的研究尚不多見.來流條件同樣會影響節(jié)段模型測力試驗結(jié)果。在不同湍流度下對格構(gòu)式角鋼塔進行測力試驗，認為風場對塔架結(jié)構(gòu)的平均風力系數(shù)影響較小。認為湍流度可以減緩橋梁斷面體型系數(shù)的雷諾數(shù)效應。總結(jié)了工程結(jié)構(gòu)雷諾數(shù)效應的進展，目前，國內(nèi)外鋼管輸電塔荷載規(guī)范，考慮了雷諾數(shù)對體型系數(shù)的影響，但均未討論湍流度的影響.而圓桿構(gòu)件體型系數(shù)對湍流度較為敏感且實際風環(huán)境具有較大的湍流度，湍流度的影響不容忽視.此外，對比國內(nèi)外規(guī)范可知，中國規(guī)范[14]對于單片鋼管桁架體型系數(shù)的建議取值與國外規(guī)范，的建議取值較接近，而背風面荷載降低系數(shù)和塔身節(jié)段體型系數(shù)的建議取值均存在一定偏差，取值的合理性與準確性有待進一步檢驗。以不銹鋼管輸電塔塔身的某一典型節(jié)段為研究對象，設計制作不同密實度和寬高比的鋼管塔塔身節(jié)段模型，并設計制作對應密實度的單片迎風面桁架；在均勻?qū)恿鲌龊途鶆蛲牧鲌鱿聦ι鲜鰟傂阅Ｐ瓦M行高頻天平測力試驗，獲得迎風面單片桁架體型系數(shù)、背風面荷載降低系數(shù)和塔身節(jié)段體型系數(shù)等氣動力參數(shù)；與國內(nèi)外鋼管輸電塔設計規(guī)范進行對比，提出氣動力參數(shù)的建議取值；此外對湍流作用下鋼管輸電塔氣動力的影響機制進行深入研究。