格構(gòu)式輸電塔及輸電塔—線體系風振響應研究輸電塔-線體系兼有質(zhì)輕、高柔、大跨和小阻尼等特點,對風荷載十分敏感。輸電線路的風致破壞現(xiàn)象時有發(fā)生。當前,對于格構(gòu)式輸電塔的具體抗風設計方法以及輸電塔-線體系的風振響應均處于研究階段,尚未建立起一個包括細節(jié)在內(nèi)且公認有效的具體實施方案,甚至關于格構(gòu)式輸電塔橫風向振動的作用機理還仍處于探討階段,尚未有統(tǒng)一定論。本文從指出并完善廣義氣動力譜理論公式的固有缺陷入手,并通過三種典型格構(gòu)式輸電塔氣動彈模型的風洞試驗,主要對格構(gòu)式輸電塔橫風向振動的作用機理、風振激勵模型、位移響應實用計算模型以及內(nèi)力響應新的計算方法等方面作了系統(tǒng)性研究。通過研究,不僅對橫風向振動的作用機理有了更為清晰的認識,同時還為格構(gòu)式輸電塔風振響應計算提供了一個參數(shù)明確、實用性強且更加方便快捷的可行性實施方案；此外,通過三種典型格構(gòu)式輸電塔-線體系的風洞試驗,對輸電塔-線體系研究對象的合理選定、中塔(氣動彈塔,下同)的風振特性及其風振響應規(guī)律等方面進行了研究,其中的部分內(nèi)容具有“首次”和“發(fā)現(xiàn)”意義。本文工作主要包括如下幾個方面：(1)明確指出了當前消除基底力矩一階振型共振貢獻理論公式的固有缺陷,并對該公式進行了理論完善。首先,明確指出當前消除基底力矩一階振型共振貢獻理論公式的固有缺陷；然后,引入理應客觀存在的且能夠體現(xiàn)輸入與輸出相關性的交叉項,明確交代了具體推導過程,從而推導出相應的計算公式；進一步,明確指出了由此公式得到的廣義力譜是已包括了氣動阻尼在內(nèi)的廣義氣動力譜,并給出物理解釋和有助于理解的理論說明。因此,可不必為此對氣動阻尼再進行評估。(2)全面且深入考究了格構(gòu)式輸電塔橫風向振動的作用機理。首次明確指出了高頻漩渦脫落在性質(zhì)上的存在性及其在量化上的可忽略性；深入并全面分析了格構(gòu)式輸電塔橫風向振動誘因,由此可知橫風向振動是由于來流風與格構(gòu)式輸電塔相互作用過程中產(chǎn)生了一種垂直于來流方向的大尺度尾流所致,從而考證了鄒良浩博士在結(jié)論層面上的研究結(jié)果；對紊流場與均勻流場試驗結(jié)果進行對比分析,進而明確指出：紊流場中誘發(fā)格構(gòu)式輸電塔橫風向振動的大尺度尾流主要是由于來流風中的脈動成分所致,而不是均勻流。這一點,使得對格構(gòu)式輸電塔橫風向振動誘因的認識又更進了一步。(3)提出了求解格構(gòu)式輸電塔構(gòu)件內(nèi)力的新途徑—“位移加載法”,建立了風振激勵模型并推導出了風振位移響應計算模型。基于本文氣動彈模型風洞試驗結(jié)果以及完善了的廣義氣動力譜計算公式,首先建立了一階廣義氣動力譜實用計算模型,同時給出了各風攻角工況下的具體擬合參數(shù)和廣義氣動力均方差系數(shù)；然后,定義“位置矩陣”和“廣義氣動力譜振型系數(shù)”這兩個關鍵性參數(shù),進而推導出了高階廣義氣動力譜模型表達式；為便于工程應用,進一步推導出了風振位移響應實用計算模型,該模型可考慮高階振型的貢獻；最后,提出了理論嚴格合理且現(xiàn)實可行的“位移加載法”求解輸電塔構(gòu)件內(nèi)力的新途徑,其突出優(yōu)點是：可完全避免傳統(tǒng)方法中需要建立等效靜力風荷載的這一步驟。(4)深入研究并發(fā)現(xiàn)了格構(gòu)式輸電塔-線體系中塔風振響應的特性及其規(guī)律。首先,通過試驗對比分析,指出了有必要將五塔四線體系作以研究中塔的風振響應；通過風洞試驗,深入并全面考察風速與弧垂這兩種可變因素分別對順風與橫風向位移響應的影響,通過分析得到了一致性的變化規(guī)律；深入考察風速對順風與橫風向位移功率譜的影響,通過分析得到了具有發(fā)現(xiàn)性質(zhì)的規(guī)律,并通過經(jīng)典理論對這一規(guī)律進行合理解釋與說明,進而給出了合理性推斷。這一規(guī)律,在輸電塔-線體系試驗研究結(jié)果層面上具有“發(fā)現(xiàn)”意義；圖列出若干不同風速下中塔的位移響應平