基于能量法的下击暴流作用下输电塔线体系失效倒塌研究

魏文晖，周 翔，邓 晨，吉柏锋

(武汉理工大学 道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室，湖北 武汉 430070)

0 引 言

伴随着中国经济的高速发展，输电塔的数量迅速增长，其安全与稳定成为了人们关注的焦点。导致输电塔故障的原因中，很大一部分是由于极端天气的影响[1]。由于输电塔属于高柔结构，对风敏感且钢结构的阻尼相对较小，因此风成为了输电塔结构的主要灾害作用[2]，大风等极端气象灾害在短时间内会造成多条输电线路故障，甚至引发大面积停电事故。

下击暴流作为一种近地面附近的灾害性强下沉气流[3]，在以往的研究中，虽然有学者分析了输电塔在下击暴流作用下的风致失效，如瞿伟廉等[4]基于对边界层风和下击暴流风荷载引起的弯矩效应分析，利用最小二乘拟合承载能力模型，分析了下击暴流与近地面风下结构的薄弱位置与结构破坏的范围；Shehata等[5-6]采用框架单元和二维弯曲梁单元对塔和导线、地线进行建模，在进行输电塔的结构设计时应考虑高强度风荷载(HIW)的重要性；Lin等[7]对某输电线路和支护结构进行了1∶100的气动弹性模型试验研究，分析了边界层风与下击暴流作用下输电塔结构响应的区别，认为塔体对下击暴流的响应峰值明显大于边界层风强迫的响应峰值。下击暴流荷载至今都没有形成一个比较统一的模型[8]。输电塔在下击暴流作用下的结构响应及动力稳定性等特性已经成为亟待解决的问题。

基于上述……