钢管塔力学性能卓越,应用广泛,但其钢管杆件长细比较大,水平放置易在低风速下发生涡激共振现象。钢管构件长期振动易使钢结构疲劳损伤甚至破坏,严重影响输电塔结构正常服役安全。针对钢管塔构件涡激振动现象开展试验研究,并提出有效的阻尼控制方法。首先,开展了原尺输电塔钢管杆件气动效应研究。对槽型插板节点钢管弱轴向涡激振动响应及尾流展向特性进行分析。其次,引入尾流振子模型,探究了增加阻尼比对钢管杆涡振响应的理论抑制效果的提升。最后,根据理论计算结果开展调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)控制试验,通过加装TMD对钢管振动响应进行了控制,振幅最多可以下降95.8%,表明TMD可有效提高钢管塔在复杂风环境下的结构稳定性,保证钢管服役期间的安全。
钢管塔力学性能卓越,在电网中应用广泛。其中钢管塔主要钢管构件长细比较大,低风速下易涡激振动,进而引起结构疲劳损伤,引起连接处损坏,严重影响结构的安全性与耐久性。针对目前钢管塔杆件涡振理论研究不充分现状,基于Van Der Pol式尾流振子模型进行结构计算,采用中心差分法解模型耦合方程,编制圆钢管涡激振动计算程序并设计风洞试验验证其准确性,旨在研究圆钢管的涡激振动特性,为钢管塔涡振预测及控制提供理论依据。试验与数值计算结果的比较表明,该文建立的尾流振子模型能够较好地拟合钢管的位移,由于理论模型采用理想铰接约束,试验测得的涡振锁定区较短,且锁定频率低于理论值。
