担需要固定在塔身上进行风洞试验，因此，无法直接对某一对横担的风荷载 进行测试，只能对横担连同支撑它的塔身节段一起测试。为从塔身和横担的合力中剔除塔 身风荷载，得到真正作用在横担上的风荷载，还需要对塔身风荷载进行单独测试。而后用塔 身连同横担的合力减去塔身部分的风荷载，得到横担上作用的真实风荷载。
[0065] 横担风荷载按照体轴系给出，规定0度风偏角时Y轴正向指向来流，即此时模型受 到的阻力为正值，X轴向右，体轴系及风向角的规定如附图1所示。
[0066] 首先测试迎风面体型系数。将塔身+横担的某一单片模型连接于测力天平上（测 力天平固定于风洞偏角机构上），另一塔身+横担的单片模型以一定间距固定在风洞偏角 机构上，所述间距由横担模型图纸确定，所述模型图纸根据设计要求确定，并确保前后两片 模型相邻而不相接触，在0°~90°范围内测定塔身+横担的单片模型在迎风工况下的风 荷载。这一工况下的风洞试验示意图如附图3所示。
[0067] 再将塔身的某一单片模型连接于测力天平上（测力天平固定于风洞偏角机构 上），另一塔身单片模型同样以一定间距固定在风洞偏角机构上，所述间距由横担模型图 纸确定，所述模型图纸根据设计要求确定，并确保前后两片模型相邻而不相接触，在0°~ 90°范围内测定塔身单片模型在迎风工况下的风荷载。这一工况下的风洞试验示意图如附 图4所示。
[0068] 再用塔身+横担的单片模型在迎风工况下的风荷载减去塔身单片模型在迎风工 况下的风荷载，得到横担迎风面在体轴下的各个风向角的风荷载Fxl、Fyl。将风荷载值代入 到公式（1)中得到体轴下的力系数Cxl、Cyl，将力系数代入公式（2)得到横担在各个风向角 下的迎风面体型系数C dmMB)。
[0069] Cx = Fx/ (0. 5 P U2S) ；Cy = Fy/ (0. 5 P U2S) (1)
[0070] 通过计算的横担迎风面体型系数如下表1 :
[0071] 表 1
[0072]
[0073] 而后测试背风面体型系数。将塔身+横担的某一单片模型连接于测力天平上（测 力天平固定于风洞偏角机构上），另一塔身+横担的单片模型以一定间距固定在风洞偏角 机构上，所述间距由横担模型图纸确定，所述模型图纸根据设计要求确定，并确保前后两片 模型相邻而不相接触，在90°~180°范围内测定塔身+横担的单片模型在背风工况下的 风荷载。这一工况下的风洞试验示意图如附图5所示。
[0074] 再将塔身的某一单片模型连接于测力天平上（测力天平固定于风洞偏角机构 上），另一塔身单片模型同样一定间距固定在风洞偏角机构上，所述间距由横担模型图纸 确定，所述模型图纸根据设计要求确定，并确保前后两片模型相邻而不相接触，在90°~ 180°范围内测定塔身单片模型在背风工况下的风荷载。这一工况下的风洞试验示意图如 附图6所示。
[0075] 再用塔身+横担的单片模型在背风工况下的风荷载减去塔身单片模型在背风工 况下的风荷载，得到横担背风面在体轴下的各个风向角的风荷载F xl、Fyl。将风荷载值代入 到公式（1)中得到体轴下的力系数Cxl、C yl，将力系数代入公式（2)得到横担在各个风向角 下的背风面体型系数CdmMB)。
[0076] μ s = CD = -Cxsin β -Cycos β (2)
[0077] 通过计算的横担背风面体型系数如下表2 :
[0078] 表 2
[0079]
[0081] 将通过风洞试验获取的横担背风面体型系数与迎风面体型系数代入到公式（3) 中，得到该种类型横担在不同风向角下的背风面荷载降低系数η如下表3所示：
[0082] 表 3
[0083]
[0085] 最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所 属领域的普通技术人员尽管参照上述实施例应当理解：依然可以对本发明的【具体实施方式】 进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申 请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
【主权项】
1. 一种确定输电杆培横担背风面荷载降低系数的方法，所述方法基于风洞试验确定； 其特征在于；所述方法包括W下步骤： (1) 制作风洞模型； (2) 分离横担风荷载； (3) 确定横担体型系数； (4) 确定横担迎风面体型系数； (5) 确定横担背风面体型系数； (6) 确定横担背风面荷载降低系数。2. 如权利要求1所述的一种确定输电杆培横担背风面荷载降低系数的方法，其特征在 于：所述步骤（1)的制作过程为： 选定待测试的横担试验段； 根据风洞试验段的断面尺寸和横担试验段尺寸，确定模型制作的几何缩尺比。3. 如权利要求2所述的一种确定输电杆培横担背风面荷载降低系数的方法，其特征 在于：所述模型包括将杆培的培身分成前后两个单片和横担分成前后左右四个单片；在所 述培身和横担的单片上设有螺栓孔，便于采用不同的组合拼装方案对各个单片模型进行组 装。4. 如权利要求3所述的一种确定输电杆培横担背风面荷载降低系数的方法，其特征在 于；所述模型的几何缩尺比小于等于1 ;1〇。5. 如权利要求1所述的一种确定输电杆培横担背风面荷载降低系数的方法，其特征在 于：所述步骤（2)的横担风荷载通过培身和横担的整体风荷载减去培身的风荷载得到其作 用的真实风荷载。6. 如权利要求4所述的一种确定输电杆培横担背风面荷载降低系数的方法，其特征在 于：所述步骤（3)中的横担体型系数通过下式确定： U S 二 Cd 二-CxSin P -CyCOS P 其中，由于模型测力试验在均匀流场中进行，故阻力系数Cd即为相应塔段的平均体型 系数Us;模型对应的体轴坐标系下的力系数。、Cy;目为风洞试验的风向角。7. 如权利要求6所述的一种确定输电杆培横担背风面荷载降低系数的方法，其特征在 于；所述模型对应的体轴坐标系下的力系数。和Cy分别通过下式确定： Cx = Fx/ (0. 5 P 护巧 Cy = F/(0. 5口护巧 其中，Fy、Fy为模型横担上对应的体轴坐标系下的真实风荷载；U为参考的来流风速m/ S ; P为空气密度kg/m3 ;S为模型参考面积m2 ;B为参考长度m。8. 如权利要求7所述的一种确定输电杆培横担背风面荷载降低系数的方法，其特征在 于：所述步骤（4)中横担迎风面体型系数的确定过程为： 确定在0°~90°范围内测定培身和横担整体的单片模型在迎风工况下的风荷载； 确定在0°~90°范围内测定培身单片模型在迎风工况下的风荷载； 确定横担迎风面在体轴下的各个风向角的风荷载Fyi和Fyi ; 确定体轴下的力系数。1、Cyi和横担在各个风向角下的迎风面体型系数CdtaiMD。9. 如权利要求8所述的一种确定输电杆培横担背风面荷载降低系数的方法，其特征在 于；所述在0°~90°范围内测定培身和横担整体的单片模型在迎风工况下的风荷载的确 定过程为： 将培身和横担整体的一单片模型W-定间距固定在风洞偏角机构上，所述间距由横担 模型图纸确定；将培身和横担整体的另一单片模型连接于固定在风洞偏角机构上的测力天 平上，两片模型相邻而不相接触从而进行测试； 所述在0°~90°范围内测定培身单片模型在迎风工况下的风荷载的确定过程为：将 培身的一单片模型W-定间距固定在风洞偏角机构上，所述间距由横担模型图纸确定，将 另一培身单片模型连接于固定在风洞偏角机构上测力天平上，两片模型相邻而不相接触而 进行测试； 用培身和横担整体的单片模型在迎风工况下的风荷载减去培身单片模型在迎风工况 下的风荷载，得到横担迎风面在体轴下的各个风向角的风荷载Fyi、Fyi ; 通过所述步骤（3)确定得到体轴下的力系数。1、Cyi和横担在各个风向角下的迎风面 体型系数Cd(迎风面）。10. 如权利要求7所述的一种确定输电杆培横担背风面荷载降低系数的方法，其特征 在于；所述步骤巧）中横担背风面体型系数的确定过程为： 确定在90°~180°范围内测定培身和横担整体的单片模型在背风工况下的风荷载； 确定在90°~180°范围内测定培身单片模型在迎风工况下的风荷载； 确定横担迎风面在体轴下各个风向角的风荷载F、2和Fy2 ; 确定体轴下的力系数。2、Cy2和横担迎风面各个风向角体型系数。11. 如权利要求10所述的一种确定输电杆培横担背风面荷载降低系数的方法，其特征 在于；所述在90°~180°范围内测定培身和横担整体的单片模型在背风工况下的风荷载 的确定过程为：将培身和横担整体的一单片模型W-定间距固定在风洞偏角机构上，所述 间距由横担模型图纸确定；将另一培身和横担整体的单片模型连接于固定在风洞偏角机构 上测力天平上，两片模型相邻而不相接触从而进行测试； 所述在90°~180°范围内测定培身单片模型在迎风工况下的风荷载确定过程为；将 培身的一单片模型W-定间距固定在风洞偏角机构上，所述间距由横担模型图纸确定；将 另一培身单片模型连接于固定在风洞偏角机构上测力天平上，两片模型相邻而不相接触从 而进行测试； 用培身和横担整体的单片模型在迎风工况下的风荷载减去培身单片模型在迎风工况 下的风荷载，得到横担迎风面在体轴下各个风向角的风荷载F、2和Fy2 ; 通过所述步骤（3)得到体轴下的力系数Cx2、Cy2和横担迎风面各个风向角体型系数CdfS 风面）。12. 如权利要求1所述的一种确定输电杆培横担背风面荷载降低系数的方法，其特征 在于；所述步骤化）中的横担背风面荷载降低系数通过下式确定：其中，为横担迎风面各个风向角体型系数；Cdm风BD为横担迎风面各个风向角 体型系数。13. 如权利要求7所述的一种确定输电杆培横担背风面荷载降低系数的方法，其特征
【专利摘要】本发明涉及一种确定输电杆塔横担背风面荷载降低系数的方法，所述方法基于风洞试验确定；所述方法包括以下步骤：制作风洞模型；分离横担风荷载；确定横担体型系数；确定横担迎风面体型系数；确定横担背风面体型系数；确定横担背风面荷载降低系数。所述方法可提供基于风洞试验的更为准确的横担背风面荷载降低系数。
【IPC分类】G06F19/00, G06F17/50
【公开号】CN105590013
【申请号】CN201410563265
【发明人】张宏杰, 杨风利, 韩军科, 杨靖波
【申请人】国家电网公司, 中国电力科学研究院, 江苏省电力公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2014年10月21日