輸電塔風振響應雙調諧質量阻尼器優化控制研究?

劉石 張志強 黃國棟 溫作鵬 樓文娟

(1.廣東電科院能源技術有限責任公司 廣州510080；2.廣東電網有限責任公司電力科學研究院 廣州510080；3.廣東電網有限責任公司湛江供電局 524005；4.浙江大學建筑工程學院 杭州310058)

引言

輸電塔是電力系統的重要結構，其安全性對現代社會正常運轉至關重要。強風引起的輸電線路的破壞在我國時有發生[1，2]，造成了嚴重的經濟損失。因此，采用有效的風振控制措施以降低輸電塔風振響應，對減少輸電線路的破壞、保障電力安全具有重要意義。

調諧質量阻尼器(tuned mass damper，TMD)作為一種常見的減振裝置，在橋梁、高層建筑風振控制方面已有較多研究[3，4]，而在輸電塔的抗風設計中研究相對較晚。袁俊等[5]針對加裝TMD的大跨越鋼管塔展開研究，結果表明TMD 對輸電塔動力響應的控制效果略優于粘彈性阻尼器。雷旭等[6]針對輸電塔氣彈模型設計小型電渦流TMD，并展開風洞試驗研究，驗證了 TMD 對輸電塔不同方向的減振效果。

但TMD 存在減振效果對主結構頻率攝動較為敏感的缺點。而研究表明，結構頻率會受風速、溫度、銹蝕等因素影響而變化[7，8]。此外在輸電塔結構長期服役過程中，其結構可能有所損傷導致頻率變動。因此，設計一種對結構頻率攝動具有較強魯棒性的阻尼器顯得尤為重要。

多重調諧質量阻尼器(multiple tuned mass damper，MTMD)因其具有分布頻率，對主結構有較強的減振魯棒性，許多學者對此進行了研究[9-11]。但 MTMD 構造較為復雜，應用不便。在眾多MTMD 形式中，雙調諧質量阻尼器(double tuned mass damper，DTMD)由于其相對簡單的構造與較強的魯棒性具有較好的應用前景。……