服役输电线路风致响应及寿命预测分析

庞大的输电系统是国家最重要的基础设施之一，确保其在长期风荷载作用下的安全性和可靠性，是应该重视的关键问题。采用Abaqus建立了输电塔线体系的精细化有限元模型，对风荷载进行了模拟，考虑受压杆件失稳，通过动力计算方法分析了塔线体系响应并据此确定了其薄弱位置。进一步地，以薄弱杆件的应力时程为指标，基于Miner线性准则描述的损伤规律，采用雨流法预测了不同风速下塔线体系的寿命；随后研究了风荷载模拟关键参数对结构预测寿命的影响，对线路进行整体上的评估。结果表明：以构件失效作为塔线体系结构整体破坏的准则，可为塔线体系的寿命预测提供一定的参考；结构的预测寿命主要由薄弱构件(变坡处主材)控制；此外，风荷载模拟参数对预测寿命有较大影响，持时不同预测寿命差距较大，Kaimal谱模型预测寿命比随机Fourier谱更偏于保守；粗糙长度与预测寿命负相关。