随着我国电力的不断发展,架空输电线路电压等级与容量在不断提高,这使得输电塔线体系中输电塔的高度与跨度也在不断增加,加之近年来极端天气下击暴流风致使输电塔线体系发生破坏,因此研究输电塔在下击暴流风作用下的结构响应具有重要的意义。本文首先基于鼓型塔的气弹模型风洞试验对比研究输电塔在B类风场和下击暴流等三类不同风场下的加速度响应、应力响应和位移响应,随后采用数值模拟方法来研究塔在不同风场下输电塔的受力情况,对比分析鼓型塔风振响应的试验与数值结果差异。由于不同类型的输电塔在风荷载作用下的结构响应不同,故另外采用数值方法分析了酒杯型塔的结构响应,并与鼓型塔进行比较分析。本文的主要内容概括如下:(1)基于相似理论与风场调试,进行输电塔气弹模型的风洞试验,研究不同风场下输电塔的加速度响应、应力响应与位移响应。通过风洞试验模拟了1:50大比例下两类稳定下击暴流风场,这两类下击暴流风场分别为最大风速处于70m高度处的下击暴流风场(下击暴流风1)和最大风速处于90m高度处的下击暴流风场(下击暴流风2)。由各风场下输电塔试验结果可见:下击暴流风1所引起的两轴向加速度脉动响应大于下击暴流风2所引起的加速度脉动响应,B类风场下输电塔两轴向加速度脉动响应处于两类下击暴流风之间。下击暴流风1作用下输电塔构件应力均值响应和峰值响应与下击暴流风2作用下构件应力均值响应和峰值响应趋于相等,两类下击暴流风作用下输电塔构件应力均值响应和峰值响应均大于B类风场作用下的响应;B类风场作用下输电塔构件应力脉动响应最大,其次为下击暴流风1作用下的响应,最小为下击暴流风2作用下的响应。两类下击暴流风下塔顶位移均值响应和峰值响应趋于相等且都大于B类风场下塔顶位移均值响应和峰值响应;B类风场作用下塔顶位移脉动响应大于两类下击暴流风作用下塔顶位移脉动响应,下击暴流风1作用下塔顶位移脉动响应略大于下击暴流风2作用下塔顶位移脉动响应。B类风场下输电塔各高度处位移风振系数大于两类下击暴流风下各高度处位移风振系数,其中两类下击暴流风下各高度处位移风振系数趋于相等,且由试验计算出塔顶位移风振系数均小于由高耸规范所计算出的风振系数。(2)采用线性滤波法模拟不同高度处的风速时程并转化风荷载时程而后将其施加在输电塔结构上,研究分析不同风场下输电塔结构响应并与试验值作对比。根据分析结果可得:B类风场下,输电塔加速度脉动响应的试验值小于模拟值,输电塔构件应力均值响应、脉动响应与峰值响应的试验值明显大于数值模拟值,输电塔构件位移均值响应、脉动响应与峰值响应的试验值明显大于数值模拟值。两类下击暴流风下,输电塔构件应力峰值响应的试验值明显大于数值模拟值且随着风速的增大两者之间的差值越来越大,输电塔构件位移峰值响应均大于模拟风场下的位移峰值响应且随着风速的增大两者之间的差值越变越大。(3)两类输电塔数值结果表明,B类风场下输电塔主材应力与斜材应力沿着高度变化规律明显不同,其中鼓型塔的主材沿着高度应力不断增加而酒杯型塔的主材沿着高度应力逐渐减小,鼓型塔的斜材应力大小波动变化而酒杯型塔的斜材在塔腿与K形节点处应力较大且塔身处应力沿着高度逐渐增大。另外,鼓型输电塔两轴向位移峰值响应随着高度的增加呈线性变化而酒杯型输电塔两轴向位移峰值响应随着高度的增加呈抛物线变化,其中酒杯型输电塔在其塔头高度范围内随着高度的增大其位移峰值的增大值比鼓型输电塔塔头高度范围内位移峰值的增大值更大,说明了酒杯型输电塔塔头对风的作用更为敏感。