第2章 格构式输电塔片段刚性模型测力风洞试验

2.1 引言

风洞试验目前是结构抗风研究中最主要的方法。理论分析和计算所得的结果都其要借助其来验证结果的近似程度和可靠程度。

输电塔作为送电线路重要的支撑部分，是典型的格构式空间桁架结构，轻质、高柔、小阻尼是其主要特性。输电塔常采用角钢、圆钢或组合杆件通过连接螺栓、节点板等辅件构成。输电塔复杂的几何外形和空间形式，决定了其以往的风洞试验研究多为塔架刚性模型测静态风效应^{［57，58］}和气弹模型风洞试验^{［46-48，50，51，54，55，103，104］}。

输电体系气弹模型试验多为单自由度气弹模型试验，现有气弹风洞试验多是对导线^{［103，104］}或大跨越线路^{［46，50，51，54，55］}的研究。遗憾的是，目前尚无模拟非线性作用的相似律，所以无法较好地模拟大垂度导线的非线性作用；此外，导线雷诺数效应的精确模拟也是目前难以解决的问题。近年来，国内学者^［61］通过风洞高频测力天平试验测量了三种典型的格构式塔架（输电塔、通信塔和电视塔）的顺风向、横风向和扭转向动力风荷载。但其试验模型过于简单，且针对的是整塔模型，试验获得的也是全塔的风力特性。输电塔与一般格构式塔架结构最大的区别在于其塔头部具有较大的质量和复杂的几何外形，而且由于其处于塔的顶部，对风荷载更为敏感。塔头结构处受到的风荷载更值得关注。

考虑到刚体模型荷载试验比气动弹性模型响应试验对认识荷载作用机制更为重要，本书针对输电塔结构特点，将典型500kV输电塔分为塔头、塔身和塔腿三部分。在同济大学土木工程防灾国家重点实验室TJ-1边界层风洞中，采用新的试验方法——节段模型测力方法重点分析和研究了作用于塔头、塔身结构上的风荷载及其作用机理^{［105，106］}。