[发明专利]一种确定输电线路铁塔横担风荷载的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种确定风荷载的方法，更具体涉及一种确定输电线路铁塔横担风荷载的方法。

背景技术：

随着世界各国工业迅猛发展,电力需求越来越迫切,输电塔作为一种重要运输电力的工程结构,在设计中,存在许多不确定因素,如风荷载的确定、结构制作安装的误差、材料的变异等,对其进行极限承载力计算和可靠性分析非常重要。

对于铁塔设计而言，风荷载是其主要的外荷载之一，因此风荷载的计算非常重要。目前铁塔中横担风荷载计算主要参考《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》(DL/T5154-2002)，规范中给出了如横担设计常用4个风向的风荷载分配方法，具体如附表1所示。规范中仅给出了4个风向的横担风荷载计算方法，对于特殊铁塔设计而言没有涵盖特殊的设计角度风，公式的适用性不强，因此有必要进一步精确横担的风荷载计算方法。

发明内容：

本发明的目的是提供一种确定输电线路铁塔横担风荷载的方法，该方法考虑不同角度风的影响，具有更好的适用性和更高的精度。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种确定输电线路铁塔横担风荷载的方法，所述方法通过风洞试验实现；所述方法包括以下步骤：

(1)获取参数；

(2)确定不同角度风下的横担风荷载分配系数K_θ；

(3)确定风垂直于横担正面吹时，横担风荷载标准值W_sc；

(4)确定横担沿风向的风荷载标准值W_θ。

本发明提供的一种确定输电线路铁塔横担风荷载的方法，所述步骤(1)中的参数包括风向与平行导线地线方向的夹角θ和风向角计算公式系数。

本发明提供的一种确定输电线路铁塔横担风荷载的方法，所述风向角计算公式系数包括a和b；所述风向角计算公式系数a为-0.04—-0.06；所述风向角计算公式系数b为0.9—1。

本发明提供的另一优选的一种确定输电线路铁塔横担风荷载的方法，所述步骤(2)的横担风荷载分配系数K_θ通过下式确定：

K_θ＝asinθ+bcosθ

其中，θ为风向与平行导线地线方向的夹角；a、b为风向角计算公式系数。

本发明提供的再一优选的一种确定输电线路铁塔横担风荷载的方法，所述步骤(3)中的横担风荷载标准值W_sc通过基准风压标准值、构件体形系数、杆塔构件覆冰风荷载增大系数、迎风面构件的投影面积、塔架背风面荷载降低系数和塔架背风面荷载降低系数确定。

本发明提供的又一优选的一种确定输电线路铁塔横担风荷载的方法，所述步骤(4)风荷载标准值W_θ通过分配在横线路方向的横担风荷载W_x＝K_θsinθW_sc和分配在顺线路方向的横担风荷载W_y＝K_θcosθW_sc确定。

本发明提供的又一优选的一种确定输电线路铁塔横担风荷载的方法，风荷载标准值W_θ通过下式确定：

W_θ＝K_θW_sc

其中，K_θ为不同角度风下的横担风荷载分配系数；W_sc为风垂直于横担正面吹时，横担风荷载标准值。

本发明提供的又一优选的一种确定输电线路铁塔横担风荷载的方法，所述风洞试验通过横担模型、应变式五分量杆式天平和实现天平六个力分量信号的同步采集的信号采集系统进行试验。

本发明提供的又一优选的一种确定输电线路铁塔横担风荷载的方法，其特征在于：所述横担模型为几何相似比为1:5的双回路输电铁塔横担模型，所述模型全宽达2.24m，高度0.9m；

所述模型下端按照输电铁塔原型制作补偿模型，包括高30cm的上补偿模型和高30cm的下补偿模型。

本发明提供的又一优选的一种确定输电线路铁塔横担风荷载的方法，其特征在于：通过所述风洞试验测出的系数包括任意风向角θ作用下三角塔横担的整体体型系数μ_st和风顺线向作用于横担时的横担体型系数μ_sc；

不同风向角下的风荷载分配系数K_θ通过下式确定：