覆冰导线舞动作用下输电塔破坏机理的试验研究

以某转角耐张塔为研究对象,基于模型相似理论,设计制作了覆冰导线模型和弹性边界条件下的大比例输电塔节段模型,并根据覆冰导线舞动特征,研制了用于模拟导线舞动的动力加载装置。同时,结合实际线路舞动时的特征参数,于试验室条件下进行了覆冰塔线体系舞动事故的反演,并根据试验测得的构件动应力幅值,计算了输电塔构件在导线舞动作用下的疲劳寿命。研究结果表明:该输电塔在导线舞动作用下的失效并非由构件承载力不足和疲劳损伤而造成的,其原因在于构件连接螺栓在导线舞动产生的大幅动张力作用下发生松动,使部分构件的内力重分配,导致某些杆件受力过大而发生破坏,从而引发了输电塔的失稳甚至倒塌。

输电塔线体系舞动响应特征试验

为深入考察输电塔线体系在覆冰导线舞动作用下的动态响应特征,以在舞动事故中横担严重破坏的某塔线体系为研究对象,基于模型动力相似原理,设计制作了弹性边界条件下的大比例输电塔节段模型和能够模拟不同覆冰参数的导线模型,并研制开发了模拟覆冰导线舞动的试验加载装置.在此基础上,在试验室条件下再现了导线舞动时的动张力和运动特征,并进行了不同参数下的输电塔线体系舞动试验,研究了覆冰厚度、舞动幅值以及频率对塔线体系响应特征的影响.试验结果表明:导线舞动不会激发输电塔的共振;塔线体系舞动响应会随舞动幅值、覆冰厚度和舞动频率的增大而增大;与导线动张力和构件应变相比,输电塔的振动响应对舞动幅值和频率的变化更为敏感.