基于首次超越破壞的輸電塔強風易損性分析*

趙子涵 肖 凱 肖儀清 李 朝 張文通

(1.深圳職業技術學院建筑工程學院, 廣東深圳 518055; 2.廣東電網公司電力科學研究院, 廣州 510080;3.哈爾濱工業大學(深圳)土木與環境工程學院, 廣東深圳 518055)

0 引 言

電力基礎設施是我國東南沿海城市化進程中不可或缺的一部分,然而強風作用下,輸電鐵塔倒塌事故時有發生。僅2012年和2013年,臺風在我國廣東沿海地區共造成4基220 kV、14基110 kV鐵塔倒塌[1]。近幾年來,隨著全球氣候變暖,臺風在我國登陸強度呈現出的增大趨勢[2],使得沿海地區輸電線塔的臺風災害風險分析日趨重視。臺風災害風險分析包括危險性分析、易損性分析和災害損失評估[3]。其中易損性分析是指在給定風速下,結構系統或構件達到不同破壞狀態的概率。由于臺風強度和登陸路徑的可預見性,輸電塔的易損性分析,一方面可結合中尺度天氣預報系統,為臺風影響區域的輸電設施災前預警奠定基礎;另一方面也可結合臺風登陸后的實測數據,為災后結構的修復和評估提供參考依據。

結構風災易損性分析方法可以概括為定性分析[4-5]和定量分析[6-8]兩種。其中,基于概率可靠度理論的定量計算方法由于方式靈活、結果可靠,目前已在臺風災害風險分析領域廣泛采用。對于輸電線塔這類柔性結構體系,其在風、雨等環境荷載影響下的動力響應表現出了較強的隨機非線性特征。傳統的等效靜力概率評估手段不能真實地考慮結構本身在荷載激勵下的失效準則及可靠性[9]。……