【摘 要】
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台风是破坏性颇为严重的自然灾害,经常会造成水泥电杆倾斜甚至倒塌。每年因台风造成水泥电杆的破坏都会使国家造成巨大的经济损失。而且水泥电杆倒塌,还可能砸伤行人或财物,
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台风是破坏性颇为严重的自然灾害,经常会造成水泥电杆倾斜甚至倒塌。每年因台风造成水泥电杆的破坏都会使国家造成巨大的经济损失。而且水泥电杆倒塌,还可能砸伤行人或财物,造成短路跳闸,导致大面积停电,甚至可能引发触电事故,所以对水泥电杆进行抗风能力检测显得尤为重要。出现水泥电杆倾斜,倒塌的主要原因是水泥电杆地基基础受到破坏。在台风作用下,水泥电杆不断摇晃并挤压地基土,从而造成地基土的塑性变形,在台风的持续作用下,塑性变形不断增大,最终导致水泥电杆倾斜甚至倒塌。本文以配电线路中的水泥电杆(不带拉线)为研究对象,提出了一种操作方便、适应性强的风载荷模拟加载装置。目前,对水泥电杆抗风能力的检测,大多只考虑静载荷的作用,而忽略了风的动态作用,而本装置将对模拟台风的动态作用提出了一个有效的解决方案。首先,为了测得水泥电杆在台风作用下的动态响应情况,本文制作了水泥电杆倾角和风速采集装置,并采集到了 2015年13号台风“苏迪罗”的风速时程和台风作用下水泥电杆倾角变化情况。其次,本文通过线性滤波法对台风风速进行模拟,得到风速时程图,然后对台风作用在水泥电杆上的风载荷进行数学建模,并得到风载荷对水泥电杆等效弯矩的计算方法,为后续的水泥电杆动态风载荷模拟加载装置的设计提供理论基础。再次,通过理解风载荷的特性,提出了两种风载荷模拟加载方案和两种水泥电杆动态风载荷模拟加载装置的结构设计方案。通过对两种结构设计方案的比较,最终确定了装置的结构设计方案并对结构的设计要点进行了分析;然后提出了动态风载荷模拟加载装置控制系统的设计要求,并完成了控制系统硬件和软件的设计和开发。最后,在福州大学南门搭建了 25x16m的试验场,并在那里对水泥电杆动态风载荷模拟加载装置的可行性进行了实验验证。实验结果表明,本文设计的动态风荷载模拟加载装置是可行的,能够有效的对电杆进行动态风荷载的模拟加载。然后针对影响水泥电杆抗风性能的因素(台风作用时长,地基土质和台风等级)设计了实验方案,并进行模拟加载实验,最后分析了实验结果。
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