[发明专利]考虑塔线耦合影响的常规输电线路设计风载荷计算方法

权利要求书

1.一种考虑塔线耦合影响的常规输电线路设计风载荷计算方法，其特征在于：具体步骤为：

S1：搭建常规输电塔的塔线体系，并获取塔线体系的常规输电塔、输电线、绝缘子串的物理参数；

S2：基于塔线耦合影响因子，根据塔线体系中杆塔等效阻尼系数δ_e；

S3：将步骤S2得到的塔线体系中杆塔等效阻尼系数δ_e来替换阻尼系数ζ₁，求取塔线体系常规输电塔的风振系数β(z)；

考虑线形与线长影响因子，计算塔线体系悬垂绝缘子串最大风偏角的风振系数β；

其中，步骤S3求取塔线体系常规输电塔的风振系数β(z)的步骤为：

S311：根据步骤S1中常规输电塔的物理参数，确定常规输电塔所在地面粗糙度类别，设定10m高度处的平均分速常规输电塔的总高度H；跟开b₁；横担个数n_c；横担平均外伸长度

S312：构建常规输电塔的风荷载的计算模型，通过水平均布荷载作用下结构的挠曲线获得常规输电塔0°风向角的1阶侧弯振型φ₁(z)；

z为实际高度值

S313：根据荷载规范引入背景分量因子B_z(z)，进而计算输电塔的脉动风荷载在水平方向的相关系数ρ_x和脉动风荷载在竖直方向的相关系数ρ_z；

根据荷载规范引入的共振分量因子R；确定地面粗糙度指数α；峰值因子g_s；10m高度处的湍流度I₁₀；b为外轮廓宽度；共振分量因子R的计算公式为：其中，ξ₁＝δ_e；n为脉动风速的频率；

S314：根据地面粗糙度类别获取背景分量因子的中间变量γ的拟合系数k_γ和a_γ；根据常规输电塔的宽度、深度得到风振系数考虑整体外形变化的修正系数θ_v；根据常规输电塔的横担平均外伸长度、总高度、横担个数得到风振系数考虑附加面积的修正系数θ_a与风振系数考虑附加质量的修正系数θ_m的乘积θ_l；

S315：简化并得到剩余塔身的风振系数考虑局部外形变化的修正系数的计算公式并计算得到对应的剩余塔身的风振系数考虑局部外形变化的修正系数的θ_b(z)；

计算得到横担的风振系数考虑局部外形变化的修正系数θ_b(z_I)和横隔面的风振系数考虑局部外形变化的修正系数θ_b(z_J)；

其中，

S316：根据塔身的实际高度值z，结合步骤S315对应得到的风振系数考虑局部外形变化的修正系数计算公式计算所述背景分量因子B_z(z)，具体计算公式为：

其中，θ_ν是风振系数考虑整体外形变化的修正系数；θ_η是风振系数考虑脉动风空间相关性的修正系数；

其中，

S317：计算风振系数β(z)；其中，g_s为峰值因子；

S4：考虑塔线耦合效应，求取塔线体系风荷载脉动折减系数ε_c；

S5：根据步骤S4得到的塔线体系风荷载脉动折减系数，对步骤S3中的塔线体系常规输电塔的风振系数、风偏角的风振系数β进行修正计算，得到塔线体系常规输电塔的修正风振系数β^*(z)和塔线体系输电线的修正风振系数β^*；

S6：基于塔线分离法，在等效振动惯性力作用下计算塔线体系中常规输电塔的设计风荷载f_ESWL(z)和输电线的设计风荷载W_X。