[发明专利]一种输电塔体型系数的现场实测装置和测试方法

说明书

本发明公开了一种输电塔体型系数的现场实测装置和测试方法。输电塔的四个塔脚底部均固定有塔脚板，将输电塔与刚性底板固接；刚性底板在四个端面均等距固定有多根刚性支撑杆，每根刚性支撑杆顶部均装有压力计；在地面的刚性地基上表面固接有刚性环梁，刚性底板与刚性地基之间布置有多个钢珠，安装时各刚性支撑杆顶部的压力计与刚性环梁保持间隙；在输电塔一侧安装风速仪安装杆，在风速仪安装杆上均布有多个风速仪。风速仪测试获得平均风速和来流风向角，压力计获得输电塔的总体风荷载，计算得到输电塔在任意风向下的体型系数。本发明避免了模型风洞试验由于雷诺数不匹配所导致的体型系数无法应用于实塔的问题。

技术领域

本发明涉及风荷载的测试技术，尤其是涉及一种输电塔体型系数的现场实测装置和测试方法。

背景技术

随着电力系统的高速发展，架空输电线路得到大规模的建设。输电塔是输电线路的重要组成部分，其体型复杂，形式多样。风荷载是输电塔的主要控制荷载，在设计中体型系数是非常关键的设计参数。通常采用风洞试验获得输电塔的体型系数，即通过制作缩尺模型进行测力试验。由于输电塔实物高度通常为20m～200m，而模型高度通常为0.2m～1m，因此风洞试验的模型缩尺比一般为 1:20～1:1000之间，而常见的缩尺比约为1:100。在将模型风洞试验的体型系数结果应用到输电塔实物时，需要考虑由于模型试验的缩尺比和风速比带来的雷诺数效应。即由于模型试验和原型的雷诺数不一致，从而导致模型试验获得的体型系数难于推广到输电塔实物上，不同雷诺数下输电塔的体型系数会有一定的差异，尤其对于圆截面杆件的输电线，雷诺数效应比较显著。

目前，对于输电塔体型系数的雷诺数效应，没有行之有效的方法来考虑。其原因为输电塔为格构式结构，杆件之间的干扰效应复杂，风场非常复杂；另一方面，缺乏输电塔实物体型系数的数据。查询国内外的文献而言，未有输电塔实物体型系数现场测试的报道。因此，非常有必要开发基于现场实测的输电塔体型系数测试装置，获得的输电塔体型系数现场实测结果对输电塔结构设计和雷诺数效应研究均具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种输电塔体型系数的现场实测装置和测试方法，可直接获得不同来流风速、不同来流湍流度和不同来流风向角下输电塔实物的体型系数，避免了模型风洞试验由于雷诺数不匹配导致的体型系数无法应用于实塔的问题，为输电塔的抗风设计提供依据。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一、一种输电塔体型系数的现场实测装置

输电塔的四个塔脚底部均固定有塔脚板，通过长螺杆将输电塔与刚性底板固接；刚性底板在四个端面均等距固定有多根刚性支撑杆，每根刚性支撑杆顶部均装有压力计；在地面的刚性地基上表面固接有刚性环梁，刚性底板(4)与刚性地基之间布置有多个钢珠，安装时各刚性支撑杆顶部的压力计与刚性环梁保持间隙；在输电塔一侧安装风速仪安装杆，在风速仪安装杆上均布有多个风速仪。

所述压力计与刚性环梁保持间隙为5mm～1cm。

所述风速仪安装杆与输电塔一侧的距离为10m～50m。

所述风速仪个数为3～7个，相邻风速仪间距为5m～10m。

所述刚性底板与刚性地基之间布置有多个钢珠，大小相同，钢珠数量为刚性底板与刚性地基之间的摩擦力可以忽略。

二、一种输电塔体型系数的现场实测装置的测试方法，该方法的步骤如下：

1)整个试验装置布置于平原上，周边直径1km范围内没有高度大于20m的建筑物或构筑物；