输电线路是国家生命工程的重要组成部分,而输电塔是线路中的主要支撑结构,输电塔的安全与国家经济以及人民的生活息息相关。输电塔是风敏感结构,输电塔线体系由于迎风面积大,在强风作用下塔线耦合作用强,使得输电塔的风振响应和受力情况更为复杂。本文以广东省湛江-赤坎甲乙线220kV输电线路中的一塔两线体系为研究对象,从气弹模型风洞试验以及有限元非线性动力时程分析两方面着手,对输电单塔以及塔线体系进行多工况下的风振响应特性分析和极限风荷载作用下的倒塔分析,探讨塔线耦合作用对输电塔风振响应的影响规律以及塔线体系的风致破坏机理,对输电塔的结构设计和进一步预防输电塔的失稳破坏提供一定的参考。本文的主要内容和结论包括:(1)根据空气动力学相似理论,采用离散刚度法设计制作了塔线体系气弹模型,验证了模型的动力特性。进行了多工况下的风洞试验,得到了塔线体系气弹性响应和极限风荷载作用下的破坏情况。(2)通过分析试验测得的结构的位移和加速度风振响应结果,得到了输电单塔和塔线体系的加速度功率谱密度的变化规律,发现塔线的耦合作用使得90°风向角时输电塔顺风向发生强烈的耦合共振响应,建议结构设计时加强输电塔垂直于线路的方向。(3)进行了塔线体系的有限元非线性动力时程分析,提取了导/地线、绝缘子、主材杆件动内力等结果,对比分析了有限元结果的准确性和精度,并研究了塔线体系在各风向角下的失效路径与倒塔情况,发现临近倒塔时,压弯弹塑性失稳的杆件占主要部分,输电塔杆件压弯弹塑性失稳是造成输电塔倒塔的关键因素。(4)研究了输电塔局部屈服状态对其动力特性的影响,计算了输电塔在竖向力以及水平力同时作用下的荷载-动力特性变化关系,说明可以根据输电塔动力特性的变化来监测输电塔的失稳程度。