高压输电线路风振动张力荷载的作用机理与评估方法

输电线风荷载的实质是强风下线路大幅振动对杆塔的动张力作用。随着高压输电网向多分裂、大跨度、高架空、多回路方向发展，这种作用更为显著和复杂。由于输电线结构自身特有的振动复杂性及风场的随机性与空间相关性，目前对其形成机制的认识尚未明确，尤其是缺乏完备的动张力计算理论及合理的荷载评估方法，已成为当前线路抗风研究的发展瓶颈。项目以导线风振随机动张力效应为研究对象，通过改进和完善刚性模型测力及气弹性模型动力风洞试验，逐步从单根、单相、空间多相导线三个层面，系统研究典型大跨绝缘子-导线系统的气动特性及随机动张力响应的规律；依据连续悬索动力理论，完成空间风振随机动张力荷载效应的时域理论计算及频谱解析方法的建模；继而在全面揭示动张力荷载内在形成机制、影响因素及变化规律的基础上，改进和完善了输电线路风荷载效应评估理论和抗风设计的方法。研究内容主要包括（1）输电线体型系数的刚性节段测力试验研究；（2）标准缩尺比气动弹性模型的动力风洞试验研究（3）输电线风振动张力响应的时频域理论计算方法研究。项目的完成很大程度上拓展了现有的输电线力学性能的力学计算和分析方法，也推动了国际现有的索结构力学分析理论和试验方法的基础研究。该课题的完成为解决高压输电线路抗风设计的关键问题提供新的途径。 2100433B

输电线风荷载的实质是强风下线路大幅振动对杆塔的动张力作用。随着高压输电网向多分裂、大跨度、高架空、多回路方向发展，这种作用更为显著和复杂。但由于输电线结构自身特有的振动复杂性及风场的随机性与空间相关性，目前对其形成机制的认识尚未明确，尤其是缺乏完备的动张力计算理论及合理的荷载评估方法，这已成为当前线路抗风研究的发展瓶颈。本项目以导线风振随机动张力效应为研究对象，通过改进和完善刚性模型测力及气弹性模型动力风洞试验，逐步从单根、单相、空间多相导线三个层面，系统研究典型大跨绝缘子-导线系统的气动特性及随机动张力响应的规律；依据连续悬索动力理论，完成空间风振随机动张力荷载效应的时域理论计算及频谱解析方法的建模；继而在全面揭示动张力荷载内在形成机制、影响因素及变化规律的基础上，建立输电线路风效应评估理论及等效风荷载实用计算方法。项目研究将为解决高压输电线路抗风设计的关键问题提供新的途径、建立理论与试验基础。

对于高压输电线路结构而言，风荷载是其设计控制荷载。随着我国能源发展战略的调整，特高压电网建设已经在我国展开。特高压线路有更高的对地距离、单相八分裂大截面导线以及更大的档距，使线路的风荷载有很大幅度提高。然而，由于输电线风荷载、风场的复杂性以及分裂导线复杂的振动形式，至今还没有一个完整的线路风荷载评估理论和设计方法。. 本项目拟以500kV超高压输电线路的风振现场监测和风洞试验为基础，进行以下内容的研究：强风风场的现场实测以及物理随机风场的建模；输电线风致抖振响应分析的非定常方法及响应特性研究；导线动张力对线路荷载的影响机理及计算方法；考虑间隔棒结构特性与分布形式、不同类型绝缘子特性的导线风振响应、风荷载的形成机理及分布规律。通过研究，提出考虑动力风振效应的高压输电线路风荷载评估理论，给出输电线路风荷载的精细化设计计算方法。 2100433B

红外光谱的产生和表示在分子的振动过程中，只有那些能引起分子偶极矩改变的振动，才能吸收红外辐射，从而在红外光谱中出现吸收谱带。多原子分子的振动是由许多简单的、独立的振动组合而成的。在每个独立的振动中，所有原子都是以相同相位运动，可以近似地看作谐振子振动。这种振动称为简正振动。每个简正振动具有一定的能量，故应在特有的波数位置产生吸收。由n个原子组成的多原子分子存在有3n—6个简正振动，而线型分子则为3n-5个简正振动。在简单分子中，对这些基本振动进行理论解析是可能的，但在实际的复杂有机化合物中，简正振动数目很多，而且由于倍频振动和组合频振动也会出现吸收，所以使红外光谱变得很复杂。对于所有的红外吸收谱带在理论上进行解析将是非常困难的。

因此，当红外光谱用于定性分析时，通常是利用各种特征频率吸收图表，选出与官能团和骨架构有关的吸收谱带，而且还要与待定化合物的标准光谱相比较才能得出结论。

学习振动形式，有利于掌握各种典型的红外光谱图，为准确快速解析红外光谱图有重要意义。