[发明专利]带电线锥形电杆风载荷作用下基础抗倾覆试验方法

摘要

本发明涉及一种带电线锥形电杆风载荷作用下基础抗倾覆模拟试验方法：首先基于谐波合成法和达文谱（Davenport谱）获得特定风等级的动态风速值，然后分别计算风力作用下锥形电杆和电线所分布风载荷对地面的等效力矩，得出等效总力矩，再根据电杆等效力加载点距离地面的高度值确定加载点的等效力，最后进行抗倾覆测试；本发明还提供一种带电线锥形电杆风载荷作用下基础抗倾覆模拟试验装置。本发明采用单点施加等效力的方法来测试带电线锥形电杆在一定风速作用下基础的抗倾覆能力，该方法具有操作简单、耗时少，成本低、模拟精确的优点。 1

主权项

1.一种带电线锥形电杆风载荷作用下基础抗倾覆试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：基于谐波合成法和达文谱计算特定风等级P的风速时程v(t)：

式中，S(ω₀＝0)＝0，ω_n＝nΔω，n＝0,1,…,N‑1，Δω＝Nω_u，N为风速点的个数，ω_u为截断频率，为[0,2π]上均匀分布、相互独立的随机相位角，t表示时间，U₀为特定风等级的平均风速，达文谱S(ω_n)的表达式为：

式中，x＝1200f/U₁₀，U₁₀为10m高度处的平均风速，f为不超过ω_u的脉动风频率，k为地面粗糙度系数；

步骤S2：基于所述风速时程v(t)，计算风压时程w₀(t)：

步骤S3：计算锥形电杆风载荷相对地面的等效弯矩时程，即提出顶部直径为d，锥度为α，杆高为H，电杆埋深为h的锥形电杆风载荷对地面的等效弯矩时程M₁(t)：

求积分可得：

式中，β为与杆高有关的风振系数，μ_s为与电杆横截面形状有关的风荷载体型系数，μ_z为与风场环境有关的风压高度变化系数；

步骤S4：计算电线上所受风载荷相对于地面的等效弯矩时程M₂(t)：

M₂(t)＝nλμ_xDLw₀(t)(H‑h)

式中：D为电线计算外径，L为电杆水平档距，n为电杆架设电线根数，λ为与风速有关的风压不均匀系数系数，μ_x为与电线外径大小有关的风荷载体型系数；

步骤S5：确定电杆确定加载点的等效力矩时程F(t)：

其中，为电杆力加载点距离地面的高度值；

步骤S6：在电杆上安装倾角传感器，保证倾角传感器的测量方向与等效力的方向一致，并记录下倾角传感器的初始值；

步骤S7：电杆基础抗倾覆测试：在电杆加载点施加等效力矩时程，用倾角传感器实时测量电杆倾角值，并减去倾角传感器的初始值，得到电杆倾角的变化范围；当电杆倾角的变化在允许范围内，则表明电杆基础在P级风载荷作用下是牢靠的；当电杆倾角的变化大于最大允许值时，则说明电杆基础是不牢靠的，在P级风载荷作用下可能会发生倒杆现象。