海島環(huán)境下大跨越輸電塔風(fēng)荷載關(guān)鍵參數(shù)特性研究

施力，潘峰，聶建波，陳成，鄭劍偉

（1.中國(guó)水利水電第四工程局有限公司國(guó)際公司，北京100070；2.中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)浙江省電力設(shè)計(jì)院有限公司，浙江 杭州 310012；3.國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司物資分公司，浙江 杭州 310003）

海島環(huán)境下大跨越輸電塔風(fēng)荷載關(guān)鍵參數(shù)特性研究

施力1，潘峰2，聶建波3，陳成2，鄭劍偉2

（1.中國(guó)水利水電第四工程局有限公司國(guó)際公司，北京100070；2.中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)浙江省電力設(shè)計(jì)院有限公司，浙江 杭州 310012；3.國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司物資分公司，浙江 杭州 310003）

220 kV舟山本島—岱山雙回輸電線路改造工程主要包括灌門大跨越、龜山大跨越和高亭大跨越三個(gè)大跨越，其中龜山大跨越處于線路的中間位置，連接秀山島和官山島，中間跨越龜山水道，大跨越耐張段長(zhǎng)度3 714 m，最大跨越檔距2 349 m，最大設(shè)計(jì)風(fēng)速44 m/s。

大跨越輸電塔是集高聳結(jié)構(gòu)和空間桿系結(jié)構(gòu)2種特征于一體的風(fēng)敏感結(jié)構(gòu)。風(fēng)荷載是主要的設(shè)計(jì)荷載之一；與常規(guī)塔相比，大跨越的檔距、導(dǎo)地線荷載、鐵塔高度等都有大幅度提高，有著特殊的風(fēng)荷載特性和規(guī)律。

國(guó)內(nèi)規(guī)范對(duì)于輸電塔動(dòng)力特性的處理主要是引入了風(fēng)振系數(shù)的概念來(lái)調(diào)整基本風(fēng)壓，從而將脈動(dòng)風(fēng)轉(zhuǎn)換為等效靜風(fēng)荷載進(jìn)行計(jì)算。《架空送電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》［1-2］（DL/T 5154-2002，以下簡(jiǎn)稱《技術(shù)規(guī)定》）中規(guī)定，當(dāng)桿塔全高超過(guò)60 m時(shí)，桿塔風(fēng)振系數(shù)應(yīng)按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》［3-4］（GB50009-2012）采用由下到上逐段增大的數(shù)值。然而荷載規(guī)范中的風(fēng)振系數(shù)計(jì)算公式僅適用于結(jié)構(gòu)外形和質(zhì)量沿高度分布均勻或規(guī)則變化的高層建筑或高聳結(jié)構(gòu)，大跨越輸電塔由于橫擔(dān)的存在使得全塔質(zhì)量和受風(fēng)面積分布不再均勻，設(shè)計(jì)時(shí)無(wú)法簡(jiǎn)單套用規(guī)范。

另外，對(duì)于風(fēng)荷載的其他一些參數(shù)（過(guò)渡區(qū)，風(fēng)高系數(shù)，體形系數(shù)，角度風(fēng)分配）等的正確選取，都給設(shè)計(jì)人員提出了新的更高的要求，有必要進(jìn)行深入細(xì)致的研究。

本文根據(jù)大跨越特定工程環(huán)境，研究適用于工程的風(fēng)速過(guò)渡區(qū)、風(fēng)壓高度變化系數(shù)；結(jié)合以往工程經(jīng)驗(yàn)，提出體型系數(shù)推薦值；參考國(guó)內(nèi)外規(guī)范，補(bǔ)充塔身與橫擔(dān)風(fēng)荷載角度風(fēng)荷載分配系數(shù)，得出大跨越塔風(fēng)荷載設(shè)計(jì)的一些結(jié)論。

1 風(fēng)速過(guò)渡區(qū)的準(zhǔn)確選取

近地風(fēng)在其行程中會(huì)遇到各種各樣的障礙物，隨著流動(dòng)風(fēng)向障礙物粗糙度的變化，風(fēng)速大小的變化也不盡一致。一般，不同地面粗糙度類別有不同的風(fēng)剖面，當(dāng)風(fēng)進(jìn)入新的風(fēng)剖面中，在達(dá)到平衡狀態(tài)前，必須經(jīng)過(guò)某一地面距離，稱為過(guò)渡區(qū)，隨著風(fēng)流程的增加，新的風(fēng)剖面將逐步形成。風(fēng)速隨地面粗糙度類別的改變?nèi)鐖D1所示。

圖1 地面粗糙度改變情況示意圖Fig.1 Changes in the roughness of the ground

一般地，在過(guò)渡區(qū)內(nèi)的風(fēng)速是逐步變化的，其風(fēng)速應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)修正。按我國(guó)目前的狀況和習(xí)慣，未具體建議風(fēng)速（風(fēng)壓）修正的方法，而是參考?xì)W美等國(guó)家的相關(guān)規(guī)范，直接選擇過(guò)渡區(qū)距離x=1 500 m進(jìn)行分析和地面粗糙度類別分類。歐美等國(guó)的相關(guān)規(guī)范條文如下：

1）澳大利亞規(guī)范x－xi≥1 500 m為過(guò)渡區(qū)；

2）英國(guó)規(guī)范認(rèn)為需要1 000 m或更長(zhǎng)的行程作為過(guò)渡區(qū)；

3）美國(guó)規(guī)范規(guī)定B類地面粗糙度類別（相當(dāng)于中國(guó)C類地面粗糙度類別）所代表的地區(qū)，在上風(fēng)方向上要有大于460 m或10倍建筑物或其他結(jié)構(gòu)物高度的距離，二者中取大值；規(guī)定A類地面粗糙度類別（相當(dāng)于中國(guó)D類地面粗糙度類別）所代表的地區(qū)，在上風(fēng)方向要有大于800 m或10倍建筑物高度的距離，二者中取大值；

4）加拿大規(guī)范B類和C類地面粗糙度類別的上風(fēng)方向至少要保持1 500 m的距離，否則要對(duì)風(fēng)壓高度變化系數(shù)進(jìn)行修正。

因此，過(guò)渡區(qū)長(zhǎng)度取1 500 m是比較合適的。從國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)［4-6］可知，基本上一致認(rèn)為在新地貌粗糙度改變點(diǎn)開(kāi)始的下游500 m距離之內(nèi)，風(fēng)速剖面線仍與上游的風(fēng)速剖面線相同。

當(dāng)風(fēng)從海面或湖面吹至陸地時(shí)，不管岸上陸地屬何種地面粗糙度，都應(yīng)從海岸邊或湖岸邊向陸地方向至少劃出500 m的距離，視此區(qū)域?qū)貯類地面粗糙度類別，以此進(jìn)行結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)設(shè)計(jì)；對(duì)于從海岸邊或湖岸邊向陸地方向500 m至1 500 m的距離范圍，其風(fēng)流程仍處于新的地面粗糙度的過(guò)渡區(qū)內(nèi)，可以仍按照A類地面粗糙度進(jìn)行設(shè)計(jì)或者進(jìn)行修正設(shè)計(jì)；而對(duì)于從海岸邊或湖岸邊向陸地方向大于1 500 m的距離范圍，結(jié)構(gòu)物按照新的地面粗糙度類別進(jìn)行設(shè)計(jì)。因此，根據(jù)本工程塔位與海岸線相對(duì)距離，取A類地面粗糙度是合理的。

2 海島地形對(duì)輸電塔風(fēng)壓的影響

風(fēng)經(jīng)過(guò)不同的地形會(huì)產(chǎn)生不同的變化，比較典型的有“爬坡效應(yīng)”、“狹管效應(yīng)”和“遮擋效應(yīng)”等。本工程大跨越高塔所處的海島地形最為顯著的是“爬坡效應(yīng)”，即當(dāng)風(fēng)從海面吹向海島后，由于遇到山坡或懸崖的阻礙會(huì)在坡頂或崖頂出現(xiàn)風(fēng)速增大的現(xiàn)象。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了大量的研究，如今較為成熟的處理方法主要有2種：虛擬接腿法與風(fēng)壓調(diào)整系數(shù)法。

虛擬接腿法顧名思義便是將塔下地形近似為塔的一部分塔腿，如圖2所示。在計(jì)算風(fēng)荷載時(shí)，定義海平面為風(fēng)壓高度起算平面，風(fēng)剖面截取地形以上部分，因此在風(fēng)壓高度變化系數(shù)的作用下，真實(shí)桿塔所受風(fēng)荷載便被放大。

圖2 虛擬接腿法示意圖Fig.2 The schematic for virtual connection leg

風(fēng)壓變化調(diào)整系數(shù)法是將地形進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，如圖3所示，用理想曲線代替實(shí)際地形，然后應(yīng)用控制變量法通過(guò)大量模擬與試驗(yàn)，考察風(fēng)在越地形過(guò)程中風(fēng)速的改變，擬合出包含高度、坡度及與目標(biāo)建筑相對(duì)位置等地形特征量與風(fēng)速增大比值之間的關(guān)系，并將風(fēng)速比轉(zhuǎn)化為風(fēng)壓比，用風(fēng)壓地形修正系數(shù)表示［7-9］。

圖3 風(fēng)壓變化調(diào)整系數(shù)示意圖Fig.3 The schematic for pressure height variation coefficients

ASCE規(guī)范在風(fēng)壓調(diào)整系數(shù)法模擬實(shí)際地形上應(yīng)用了三維模型，計(jì)算結(jié)果更為合理，因此，參考其《Guidelines For Electrical Transmission Line Structural Loading》［10］（ASCE 74-2009）中的風(fēng)壓地形修正系數(shù)取值方法，計(jì)算海島地形上大跨越輸電高塔的風(fēng)荷載，所得結(jié)果與虛擬接腿法進(jìn)行對(duì)比，如表1、圖4所示。

從對(duì)比結(jié)果可以得出：2種計(jì)算方法所得增大系數(shù)較為接近，風(fēng)壓增大系數(shù)在島平面以上100 m范圍內(nèi)自下而上逐漸減小，100 m以上部分地形引起加速效應(yīng)幾乎消失，風(fēng)壓增大系數(shù)接近為1。風(fēng)壓變化調(diào)整系數(shù)法較虛擬接腿法在100 m范圍內(nèi)考慮風(fēng)速的增大效應(yīng)更為合理，但2種計(jì)算方法所得增大系數(shù)最大相差在30%以內(nèi)，且由于大跨越輸電高塔控制風(fēng)荷載以塔身上部為主，100 m相對(duì)239.5 m高塔未到塔身一半，且最大相差30%的風(fēng)荷載偏差對(duì)全塔風(fēng)荷載作用相差不大，因此虛擬接腿法的精度在工程可接受范圍內(nèi)，但更推薦使用ASCE風(fēng)壓變化調(diào)整系數(shù)法對(duì)風(fēng)荷載進(jìn)行修正。

一般推導(dǎo)的風(fēng)壓高度變化系數(shù)μz是以B類地貌的地面粗糙度類別為基準(zhǔn)推導(dǎo)得出的，其計(jì)算公式如下：

式中，W（z）為任一粗糙度類別z高度處的風(fēng)壓值。

表1 風(fēng)壓調(diào)整系數(shù)2種方法計(jì)算結(jié)果對(duì)比表Tab.1 The results by the two methods for pressureheight variation coefficients

由于本工程設(shè)計(jì)時(shí)取用的基本風(fēng)壓值W0是根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笈_(tái)站的統(tǒng)計(jì)資料分析得出的A類地貌風(fēng)速，即W0≠WB0，此時(shí)再按照規(guī)范公式計(jì)算風(fēng)壓高度變化系數(shù)顯然是錯(cuò)誤的。無(wú)論按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》還是《架空送電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》查表，得到的μz值都不能直接代入計(jì)算桿塔風(fēng)載標(biāo)準(zhǔn)值。

風(fēng)壓高度變化系數(shù)μz實(shí)質(zhì)反應(yīng)了風(fēng)壓隨高度的變化規(guī)律，針對(duì)本工程，風(fēng)壓高度變化系數(shù)為A類地貌下z高度處風(fēng)壓值W（z）與同一地貌基準(zhǔn)高度處風(fēng)壓W0的比值，即：

圖4 風(fēng)壓調(diào)整系數(shù)2種方法計(jì)算結(jié)果對(duì)比表圖Fig.4 Comparison of the results by the two methods forpressure height variation coefficients

式中，V（z）為z高度處的風(fēng)速。

將式（3）代入式（2），得到風(fēng)壓高度變化系數(shù)μz的計(jì)算公式為：

綜上所述，本工程風(fēng)壓高度變化系數(shù)推薦選取下式：

式中，η′為海島地形風(fēng)壓高度增大系數(shù)，查表1。

3 體型系數(shù)推薦取值

《架空送電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》（DL/T 5154-2012）中規(guī)定，由圓鋼管斷面桿件組成的塔架，構(gòu)件體型系數(shù)取值為：

式中，η為塔架背風(fēng)面荷載降低系數(shù)，對(duì)于方形截面塔主要與塔架擋風(fēng)系數(shù)相關(guān)，可按《技術(shù)規(guī)定》表5.7-1查取。式（6）中對(duì)于體型系數(shù)未給出確定的計(jì)算值，而是給出了一個(gè)取值范圍0.7～1.2，這是由于塔架的體型系數(shù)受到鋼管雷諾數(shù)、表面粗糙度等多項(xiàng)因素的影響，很難給出理論解，最有效的方法仍是通過(guò)模型風(fēng)洞試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)定。查閱文獻(xiàn)資料，國(guó)內(nèi)已完成的大跨越輸電鋼管塔都是進(jìn)行了風(fēng)洞試驗(yàn)對(duì)體型系數(shù)進(jìn)行了測(cè)定。

通過(guò)天平測(cè)力試驗(yàn)，由天平測(cè)量模型在各風(fēng)向角下所受的力和力矩，通過(guò)對(duì)測(cè)力結(jié)果的適當(dāng)修正，即可得到塔架的體型系數(shù)。對(duì)于輸電塔而言，由于塔頭的形狀與塔身差異較大，應(yīng)分別測(cè)定塔身及塔頭的體型系數(shù)。表2列出了其他工程4個(gè)跨越塔風(fēng)洞試驗(yàn)測(cè)得的0°、90°風(fēng)體型系數(shù)。

表2 風(fēng)洞試驗(yàn)測(cè)得的輸電塔體型系數(shù)Tab.2 The shape factors of the transmission tower measured in wind tunnel tests

大跨越輸電塔塔身的擋風(fēng)系數(shù)通常在0.15～0.20之間，將表中體型系數(shù)進(jìn)行換算，得到0°風(fēng)向角塔身體型系數(shù)的值約為0.75，考慮到模型試驗(yàn)與實(shí)際受荷的差異，因此風(fēng)荷載體形系數(shù)推薦取0.8。

4 塔身角度風(fēng)荷載分配系數(shù)

當(dāng)風(fēng)向與塔身成夾角時(shí)，塔身所受風(fēng)荷載在垂直和順線條方向的分量隨風(fēng)向角的變化而不同。張瑚［9］（2013）研究了角度風(fēng)對(duì)轉(zhuǎn)角塔水平荷載的影響，直線塔是轉(zhuǎn)角塔的特殊情況。桿塔規(guī)定2002、2012中，只給出了0°、45°、60°和90°4個(gè)風(fēng)向角下塔身和橫擔(dān)的角度風(fēng)荷載分配系數(shù)，如表3所示，角度風(fēng)作用如圖5所示。

表3 塔身和橫擔(dān)角度風(fēng)作用下風(fēng)荷載分配系數(shù)Tab.3 Wind load distribution coefficients of the towerbody and the cross-arm under different wind actions

注：K為塔身風(fēng)載斷面形狀系數(shù)，單角鋼取1.0，對(duì)組合角鋼取1.1。

在已完成的諸多工程中多有遇到最不利風(fēng)向角為15°、30°或其他角度的情況。為此，根據(jù)IEC 60826-2003［11］（以下簡(jiǎn)稱IEC）中關(guān)于桿塔塔身風(fēng)荷載相關(guān)表述，并結(jié)合我國(guó)規(guī)范中風(fēng)向角的定義，按照IEC規(guī)范中，塔身風(fēng)荷載表達(dá)式都為：

式中，Cx、Gt分別為體形系數(shù)（風(fēng)阻系數(shù)）和風(fēng)荷載組合系數(shù)；γW根據(jù)重現(xiàn)期的不同取值，一般取為1.00；β為計(jì)算角度，β=90－θ。

圖5 角度風(fēng)作用示意圖Fig.5 Definition of the angle wind action

根據(jù)式（7）就可以計(jì)算得到塔身任意角度風(fēng)向角下塔身所受風(fēng)荷載，將0°、45°、60°和90°4個(gè)風(fēng)向角擴(kuò)展到0°～90°按15°一檔進(jìn)行細(xì)化，如表4所示。可以得出：我國(guó)桿塔設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定中0°、45°、60°和90°4個(gè)風(fēng)向角下塔身風(fēng)荷載的分量分配系數(shù)與IEC規(guī)范一致，建議本工程大跨越塔塔身風(fēng)荷載按照15°一檔進(jìn)行多角度精細(xì)化分析。

表4 塔身角度風(fēng)作用下風(fēng)荷載分配系數(shù)Tab.4 Wind load distribution coefficient of the tower-body under different wind actions

5 橫擔(dān)角度度風(fēng)荷載分配系數(shù)

根據(jù)英國(guó)BS EN 50341-2001［14］（以下簡(jiǎn)稱BS）中的定義，橫擔(dān)風(fēng)荷載表達(dá)式為：式中，風(fēng)荷載系數(shù)γW（B）根據(jù)重現(xiàn)期的不同取值，一般取為1.00；qz為z高度處鐵塔的風(fēng)壓值；Gq為陣風(fēng)系數(shù)；Gt（B）為結(jié)構(gòu)響應(yīng)系數(shù)，一般取為1.05；Cx，tc、Atc分別為垂直橫擔(dān)投影面的體形系數(shù)和投影面積，如圖6所示；BS規(guī)范的體形系數(shù)的取值與IEC規(guī)范一致。

圖6 橫擔(dān)角度風(fēng)荷載計(jì)算示意圖Fig.6 Wind load calculation for the cross-arm in different wind actions

根據(jù)式（8）計(jì)算迎風(fēng)面風(fēng)荷載，并沿X、Y方向分解，得到英國(guó)規(guī)范0°～90°風(fēng)向角下水平橫擔(dān)風(fēng)荷載分配系數(shù)結(jié)果，如表5所示；同時(shí)根據(jù)文獻(xiàn)［12，13］，表5同時(shí)也列出我國(guó)規(guī)范規(guī)定的常規(guī)鐵塔橫擔(dān)和大跨越鐵塔橫擔(dān)的風(fēng)荷載角度風(fēng)分配系數(shù)。與我國(guó)規(guī)范對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，45°、60°風(fēng)向角的風(fēng)荷載分配系數(shù)差異較大，故本文將采用CFD數(shù)值風(fēng)洞對(duì)橫擔(dān)進(jìn)行模擬，計(jì)算了X、Y向風(fēng)壓分配情況。

表5 橫擔(dān)角度風(fēng)作用下風(fēng)荷載分配系數(shù)Tab.5 Wind load distribution coefficient of the cross-arm under different wind actions

選取下橫擔(dān)為研究對(duì)象，進(jìn)行建模與劃分網(wǎng)格。圖7為建立的橫擔(dān)幾何模型，使用最小網(wǎng)格尺寸為0.1 m的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。使用來(lái)流風(fēng)速為10 m/s的均勻風(fēng)，按圖5所示風(fēng)向角與坐標(biāo)系進(jìn)行了0°、45°、60°、90°風(fēng)向角下的數(shù)值風(fēng)洞試驗(yàn)，圖8為45°、60°風(fēng)向角下橫擔(dān)表面風(fēng)壓分布情況。

圖7 橫擔(dān)CFD幾何模型示意圖Fig.7 The schematic diagram of the CFDgeometry of the cross-arm

圖8 45°、60°風(fēng)向角下橫擔(dān)風(fēng)壓分布示意圖Fig.8The wind pressure distribution for the cross-arm in 45°and 60°wind angles

提取橫擔(dān)所受風(fēng)力，如表6所示。從中可以發(fā)現(xiàn)，45°風(fēng)向角，我國(guó)規(guī)范（常規(guī)，大跨越）與CFD計(jì)算結(jié)果吻合較好，英國(guó)規(guī)范偏于保守；60°風(fēng)向角時(shí)，英國(guó)規(guī)范與CFD計(jì)算結(jié)果更加一致，我國(guó)規(guī)范取值偏小。總體變化趨勢(shì)來(lái)看，英國(guó)規(guī)范與CFD結(jié)果更為吻合。由于目前對(duì)橫擔(dān)風(fēng)荷載分配研究的文獻(xiàn)較少，CFD計(jì)算樣本數(shù)量也不夠豐富；因此，本工程桿塔設(shè)計(jì)時(shí)推薦使用《110 kV～750 kV架空輸電線路大跨越設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》［14］（報(bào)批稿）中的橫擔(dān)風(fēng)荷載分配系數(shù)，對(duì)于規(guī)范未給出的風(fēng)向角，采用英國(guó)規(guī)范的分配值。

表6 橫擔(dān)CFD數(shù)值風(fēng)洞計(jì)算結(jié)果表Tab.6 Wind load distribution coefficient of the cross-arm with CFD

6 結(jié)論

本章主要針對(duì)某海島環(huán)境下大跨越輸電高塔風(fēng)荷載的基本特性及關(guān)鍵參數(shù)的取值展開(kāi)研究，可以得到以下結(jié)論：

1）對(duì)于從海岸邊或湖岸邊向陸地方向500 m至1 500 m的距離范圍，可以仍按照A類地面粗糙度進(jìn)行設(shè)計(jì)或者進(jìn)行修正設(shè)計(jì)；而對(duì)于從海岸邊或湖岸邊向陸地方向大于1 500 m的距離范圍，結(jié)構(gòu)物按照新的地面粗糙度類別進(jìn)行設(shè)計(jì)。本工程所處大跨越塔風(fēng)荷載計(jì)算選擇A類地貌。

2）根據(jù)塔位處實(shí)際海島地形，對(duì)比虛擬接腿法與風(fēng)壓調(diào)整系數(shù)法這2個(gè)風(fēng)荷載高度變化系數(shù)修正辦法，推薦使用以美國(guó)ASCE規(guī)范公式為基礎(chǔ)的風(fēng)壓調(diào)整系數(shù)法，風(fēng)荷載高度變化系數(shù)取值公式為μz= η′·（z/10）0.24。

3）參考文獻(xiàn)資料以及已完成的大跨越輸電高塔風(fēng)洞試驗(yàn)，推薦本工程大跨越塔風(fēng)荷載體型系數(shù)取0.8。

4）參考對(duì)國(guó)外規(guī)范，建議本工程大跨越塔塔身風(fēng)荷載按照15°一檔進(jìn)行多角度精細(xì)化分析，多角度風(fēng)吹時(shí)塔身風(fēng)荷載分配系數(shù)按表4取值。

5）參考國(guó)外規(guī)范，并參考CFD數(shù)值風(fēng)洞對(duì)橫擔(dān)的模擬結(jié)果，通過(guò)對(duì)比，推薦使用《110 kV～750 kV架空輸電線路大跨越設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》（報(bào)批稿）中的橫擔(dān)風(fēng)荷載分配系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，對(duì)于規(guī)范未給出的風(fēng)向角，采用英國(guó)規(guī)范的分配值。

［1］DLT5154-2002架空送電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定［S］.北京：中國(guó)電力出版社，2002.

［2］DLT5154-2012架空送電線路桿塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定［S］.北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2012.

［3］GB50009-2001建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范［S］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.

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（編輯 馮露）

Research on the Characteristics of Main Wind Load Parameters for Long-Span Transmission Tower in Island Environment

SHI Li1，PAN Feng2，NIE Jianbo3，CHEN Cheng2，ZHENG Jianwei2
（1.Sinohydro Engineering Bureau N0.4 Co.Ltd.，Beijing 100070，China；2.Zhejiang Electric Power Design Institute，Hangzhou 310012，Zhejiang，China；3.State Grid Zhejiang Equipment&Supply Company，Hangzhou 310003，Zhejiang，China）

大跨越輸電塔是集高聳結(jié)構(gòu)和空間桿系結(jié)構(gòu)2種特征于一體的風(fēng)敏感結(jié)構(gòu)，風(fēng)與結(jié)構(gòu)的相互作用十分復(fù)雜，風(fēng)荷載是主要的設(shè)計(jì)荷載之一。以某一海島環(huán)境大跨越輸電塔為研究對(duì)象，研究了適用于工程的風(fēng)速過(guò)渡區(qū)、風(fēng)壓高度變化系數(shù)；結(jié)合以往工程經(jīng)驗(yàn)，提出體型系數(shù)的推薦取值；同時(shí)，參考國(guó)內(nèi)外規(guī)范（IEC60826、BS50341），并通過(guò)CFD模擬，得出了塔身與橫擔(dān)角度風(fēng)荷載的分配系數(shù)推薦值；通過(guò)研究，揭示了海島環(huán)境下大跨越塔的風(fēng)荷載關(guān)鍵參數(shù)的特性，結(jié)果可作為大跨越鐵塔結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)的參考。

大跨越輸電塔；風(fēng)壓調(diào)整系數(shù)；風(fēng)速過(guò)渡區(qū)；體形系數(shù)；角度風(fēng)荷載；分配系數(shù)

Due to its complex interactions between wind and structure，the long-span transmission tower belongs to windsensitive structures characteristic of high-rising and spatial truss structures，and the wind load is the main problem of the structure design.With a long-span transmission tower in an island as the subject of study，this paper studies the wind transition zone and pressure height variation coefficient.Based on the previous engineering experience，the paper proposes the recommended values of the shape factor.In addition，according to the domestic

pecification（IEC60826 and BS50341）and through CFD simulations，the partition coefficient values of wind loads for the tower-body and the cross-arm are obtained. The study reveals the wind-induced vibration characteristics of the large-crossing tower in the island environment and the results in the paper can be used as reference for the design of large-crossing transmission towers.

long-span transmission tower；pressure height variation coefficient；wind transition zone；shape factor；angle wind load；distribution coefficient

1674-3814（2015）04-0025-07

TU311

A

2014-05-28。

施力（1970—），男，本科，高工，從事水利水電施工管理等方面的研究；

潘峰（1980—），男，博士，高工，主要從事輸電塔設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)計(jì)算等方面的研究；

聶建波（1984—），男，本科，助理工程師、物流師，主要從事輸電塔材料等物資管理方面的研究；

陳成（1985—），男，碩士，工程師，主要從事輸電塔設(shè)計(jì)、分析等方面的研究；

鄭劍偉（1983—），男，助理工程師，主要從事輸電塔設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)計(jì)算等方面的研究。