[发明专利]横担及其连接塔身气动力系数的风洞测试装置及其方法

说明书

本发明公开了一种横担及其连接塔身气动力系数的风洞测试装置及其方法，旨在解决现有技术中不能单独给出左横担、右横担和横担连接塔身的气动力系数的技术问题。所述装置包括下沉钢隔板、左横担测力天平、塔身测力天平、右横担测力天平、左横担试件、横担塔身段试件、右横担试件、塔身上补偿段和塔身下补偿段；所述方法包括如下步骤：通过调整装置的结构，分别测量试件和支撑杆的气动力系数、支撑杆的气动力系数，将两次测量结果相减得到试件的气动力系数。本发明能够消除天平测试中试件支撑杆气动力的影响，精确获得横担及其连接塔身的气动力系数，为输电塔横担及其连接塔身的抗风设计提供依据。

技术领域

本发明涉及一种横担及其连接塔身气动力系数的风洞测试装置及其方法，属于风荷载测试技术领域。

背景技术

我国电力资源分布不均衡，电力资源在西部地区比较丰富，而中东部地区电力需求量非常大。为满足各地区的用电供需关系，需要大力发展电力输送系统，因此架空输电线路的建设体量和规模越来越大。风荷载是输电塔的主要控制荷载之一，准确获得输电塔各组件的气动力系数是输电塔结构设计的关键，以往针对输电塔身气动力系数如阻力系数和升力系数的研究较多，而对于输电塔塔头部位风荷载的研究相对较少。塔头主要由水平向的横担和竖向的塔身组成，在设计中横担和塔身是分开输入荷载的，因此需要单独确定左横担、右横担及其连接塔身的气动力系数。

输电塔横担和横担塔身段的气动力系数受其本身形状、相互气动干扰以及来流风向的影响，风洞试验可以人为控制来流的风向、风速等风场条件，对实物所处风场具有良好的还原性，同时利用缩尺模型制作可模拟不同形状和尺寸的横担及其连接塔身。现有技术已经给出了分段测试输电塔各截断的气动力系数、测试输电塔整体的风荷载、测试两个横担气动力系数等的风荷载测试方法，但是现有方法没有去除支撑杆件的气动力影响等影响因素，均不能单独给出左横担、右横担和横担连接塔身的气动力系数，不利于输电塔研究。

发明内容

为了解决现有技术中不能单独给出左横担、右横担和横担连接塔身的气动力系数的问题，本发明提出了一种横担及其连接塔身气动力系数的风洞测试装置及其方法，能够消除天平测试中试件支撑杆气动力的影响，精确获得横担及其连接塔身的气动力系数，为输电塔横担及其连接塔身的抗风设计提供依据。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术手段：

第一方面，本发明提出了一种横担及其连接塔身气动力系数的风洞测试装置，包括下沉钢隔板、左横担测力天平、塔身测力天平、右横担测力天平、左横担试件、横担塔身段试件、右横担试件、塔身上补偿段和塔身下补偿段；

所述下沉钢隔板固定在建筑风洞的风洞转盘下方，左横担测力天平、塔身测力天平和右横担测力天平按照从左到右的顺序等间距的布置在下沉钢隔板上，左横担测力天平、横担塔身段测力天平和右横担测力天平的顶面与风洞转盘的上缘处于同一水平面；左横担试件、横担塔身段试件和右横担试件分别利用左横担试件支撑杆、横担塔身段试件支撑杆、右横担试件支撑杆安装在左横担测力天平、塔身测力天平和右横担测力天平上；塔身上补偿段通过补偿段支撑杆安装于风洞转盘上，塔身下补偿段也安装于风洞转盘上；左横担试件、横担塔身段试件和右横担试件的底面位于在同一水平面上，横担塔身段试件、塔身上补偿段和塔身下补偿段位于同一竖直平面上。

结合第一方面，进一步的，所述左横担试件、横担塔身段试件、右横担试件的组成杆件为角钢、圆钢或角钢和圆钢的组合。

结合第一方面，进一步的，所述横担塔身段试件、塔身上补偿段和塔身下补偿段的横截面为等腰梯形，横担塔身段试件的上底与塔身上补偿段的下底长度一样，横担塔身段试件的下底与塔身下补偿段的上底长度一样。

第二方面，本发明提出了一种基于第一方面所述横担及其连接塔身气动力系数的风洞测试装置的风洞测试方法，包括如下步骤：