中外规范关于输电线路风荷载的比较研究

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1、中外规范关于输电线路风荷载的比较研究广丙送变电建设公司广丙南宁摘要：随着全球化的不断深入，各类海外工程设计项目的数量有了大幅的增加。了解世界各国输电线路风荷载的相关规范要求，对于我国输电线路风荷载技术的提升有极大的指导意义。木文将我国的基木风速、风荷载调整系数、风压高度系数变化等与美国、英国等国家规范的输电线路风荷载相对比，希望能为我国的输电线路规范提供一定的参考意见。关键词：中外规范；输电线路；风荷载；比较研究输电塔是十分典型的高耸建筑结构，有着柔度大、阻力小、自重轻等特点，是一种十分明显的风敏感结构。近

2、年来，随着全球气候的不断恶化，输电线路的防护受到了越来越多的关注，而风荷载对于输电线路的影响也引起了更大的重视。一、基木风速与风压(一)基木风速在确定最大设计风速时，我国的新规范是：按照该地区气象台站lOmin时距离年平均最大风速为样木，概率模型使用极值I型分布。其余规范与新规范的标准高度都是10m，并按照Gumbal极值1型的分布来统计分析每年最大的风速，从而确定基木风速，但其中的标准参数规范各有不同。其中，我国的B类地貌(α=0.16)，与IEC中的B类地貌(α=0.16)、英国

3、的BS8100中的III类地貌(α=0.165)、以及美国的ASCE中的C类地貌(α=0.143)基木相近。其中，除了英国的BS8100中存在5类地貌外，其余都是分为4类地貌。IEC规范、英国的BSB8100规范、以及美国的ASCE规范分别规定lOmin、lh以及3sec为平均风速时距。(二)风压我岡规范中的杆塔风载的规定标准值计算公式为：W=Wo·μz·μs·βz·Af其中Wo是基本风压值；μz是风

4、压高度的变化系数，-•般可按照地面的粗糙的B类地貌来进行计算；Af为塔杆承受的风力压力迎风面积；μs为构件的风荷载体型系数；βz为塔杆的风振系数。美国规范的计算公式为：F=γw·Q·Kzt·Kz·Cf·V²50·G·A其中F是风向的风荷载；Q是空气的密度Kzt是地形地貌对于风荷载的影响系数;γw是风荷载S现期的调整系数;Kz是风荷载高度的变化系数;Cf是风力系数

5、；V50是50年重现期内3s的阵风风速；G是阵风的响应系数；A是构件承受风力压力的投影面积。在风荷载的计算中，对于不Ml体型系数，其规范的计算方法都有所不同。二、计算举例（一）基本参数以某500kv线路的双冋路直线角钢塔Z1为分析对象，对其风荷载值进行了计算对比。艽基本参数为：地线型号：GJ-120（外径14.5mm）;导线型号:LHAGJ-630/45（外径为33.6mm）;水平档距:Lh=750m；设计风速为27m/s;呼称高度为51m。其角钢塔及横担的主要材料为Q345高强钢，下横担主材为180X18

6、H和180X16H,中横担主材为180xl8H和180xl6H,上横担主材为180xl6H和180xl4Ho杆塔塔身变坡一下的主材都是双角钢2180X14H。（二）塔身的风荷载比较按照各国规范对其风压分段的风荷载进行计算，计算结果如图1所示。其中ASCE与IEC都是选取50年一遇的风压值来计算。由图可知，各国风压变化趋势基本一致，只是横担处由于其迎风面积加大，因此形成一个风压突变。可以看出，在高度较低时，我国规范的计算结果相对于国外规范偏小，但高度较高吋又明显人于其他规范。究其原因，主要是由于我国规范计算风

7、振系数吋，使用的是由下至上渐渐加大的风振系数，而iL加权值高于1.6。美国使用的是不变化的阵风系数，英国的BS8100与IEC都是使用了变化幅度较小的风振系数。（三）导地线的风荷载比较我国新规范中指出：500kV、750kV的输电线路及该线路大跨越重现期，应该选取50年，设计风速最小为27m/s。而与之相比，美国规范使用的是3s吋距，进行风速换算后的设计风速为38.18;英国则是使用lh时距，进行风速换算后的设计风速为25.19m/s。我国的风荷载计算结果与IEC及英国规范下计算得出的风荷载较为相近，但比美

8、国大5%左石。而II我国对于最小风速冇一定的规定，即50年重现期吋的风速低于27m/s吋，我国的大部分地区的500kV输电线路的设计风速的重现期大多在50年以上甚至长达100年，因此有一定的安全余度。图1各分段高度风压变化图三、总结本文对输电线路风荷载的中外规范进行了对比研究，总结分析，其对比结果主要有以下几点：（一）我国规范的线形风荷载计算值相较于美国ASCE奋些偏大，但与英国BS8100以及IEC计算结果较为