一種覆冰輸電桿塔的風載荷計算方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于輸電線路中桿塔的設計及其結構分析領域，更具體地，涉及一種覆冰 輸電桿塔的風載荷計算方法。
【背景技術】
[0002] 作用在輸電桿塔上的載荷按性質(zhì)可分為永久載荷、可變載荷。其中可變載荷包括 風載荷、塔身上的覆冰載荷、電線和絕緣子上的覆冰載荷等，這些載荷計算正確與否，將影 響輸電桿塔設計的強度、穩(wěn)定性，進而影響到輸電線路的安全運行。
[0003] 目前在國家標準《110kV?750kV架空輸電線路設計規(guī)范》GB 50545 - 2010中給 出的桿塔風載荷標準值計算方法是先求出基準高度為l〇m時的基準風壓標準值與輸電桿 塔承受風壓的投影面積計算值的乘積，然后通過風壓高度變化系數(shù)、輸電桿塔的體型系數(shù)、 桿塔風載荷調(diào)整系數(shù)和覆冰時風載荷增大系數(shù)等一系列系數(shù)進行調(diào)節(jié)得到輸電桿塔承受 的風載荷，上述這些系數(shù)按一定條件查規(guī)范中相應的表格獲得相應數(shù)值，其中覆冰時風載 荷增大系數(shù)，5mm冰區(qū)取1. 1，10mm冰區(qū)取1. 2〇
[0004] 在上述的計算方式中，并沒有考慮輸電桿塔上不同的覆冰形狀對風載荷的影響， 只是粗略地按照兩種覆冰厚度分別乘系數(shù)；也沒有給出其他覆冰厚度時風載荷增大系數(shù)的 相應值。因此，在此種情況下計算得到的作用在覆冰輸電桿塔塔身上的風載荷與實際情況 差別比較大，據(jù)此設計的桿塔可能存在安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種覆冰輸電桿塔的風載荷 計算方法，其目的在于提供一種與實際情況中的風載荷更為吻合的算法來減小風載荷計算 的誤差，由此解決桿塔設計可能存在安全隱患的技術問題。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種覆冰輸電桿塔桿件的風載 荷計算方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：
[0007] (a)通過計算流體動力學方法，數(shù)值模擬得到覆冰輸電桿塔桿件上的升力系數(shù) Cja )、阻力系數(shù)CD(a )和扭矩系數(shù)CM(a )，其中a為覆冰風攻角；
[0008] (b)由下述公式（1)求出輸電桿塔桿件上的氣動升力Fp氣動阻力FD和氣動扭矩 M，即獲得了輸電桿塔桿件上的風載荷的三個分量；
[0009]
【主權項】
1. 一種覆冰輸電桿塔的風載荷計算方法，其特征在于，該方法包括如下步驟： (a) 通過計算流體動力學方法，數(shù)值模擬得到覆冰輸電桿塔桿件上的升力系數(shù)CJa)、 阻力系數(shù)CD(a)和扭矩系數(shù)CM(a)，其中a為覆冰風攻角； (b) 由下述公式⑴求出輸電桿塔桿件上的氣動升力Fp氣動阻力FD和氣動扭矩M，即 獲得了輸電桿塔桿件上的風載荷的三個分量；
其中P、U、D分別為空氣密度、風速和輸電桿塔桿件橫截面上的迎風寬度。
2. 如權利要求1所述的覆冰輸電桿塔桿件的風載荷計算方法，其特征在于，該計算方 法可應用于角鋼或扁鋼等輸電桿塔桿件的風載荷的計算。
3. -種覆冰輸電桿塔桿端節(jié)點的風載荷的計算方法，其特征在于，利用如權利要求1 或2中的計算方法算出桿塔桿件的風載荷矢量，將所述桿塔桿件的風載荷在桿件端部的兩 個節(jié)點上均分，均分后其中一個節(jié)點上對應于該桿件的風載荷矢量按照公式（2)來進行計 算：
其中巧"°&、$°&、Mn°de分別為桿塔桿件端部節(jié)點上的氣動升力、氣動阻力和氣動扭 矩，1為桿件長度，D為桿件橫截面上的迎風寬度。將構成同一節(jié)點的所有桿件上作用的這 部分風載荷矢量疊加即可得到該節(jié)點上的風載荷。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種覆冰輸電桿塔的風載荷計算方法，運用計算流體動力學方法，計算覆冰輸電桿塔在不同覆冰厚度時的風載荷升力系數(shù)、阻力系數(shù)和扭矩系數(shù)，然后乘以空氣密度、風速和輸電桿塔承受風壓的投影面積計算值，得到輸電桿塔承受的分布風載荷。按照本發(fā)明，可以考慮不同覆冰厚度的風載荷的計算，桿塔分段可以更細致，計算結果更接近實際應用工況，提高輸電桿塔的安全性。
【IPC分類】G06F19-00
【公開號】CN104573352
【申請?zhí)枴緾N201410837246
【發(fā)明人】彭家寧, 趙高煜, 張棟梁, 邊美華, 張興森, 盧展強, 施錦奎, 梁世榮
【申請人】廣西電網(wǎng)公司電力科學研究院, 華中科技大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月29日