斜拉索的風(fēng)雨激振與索橋塔耦合參數(shù)振動研究.pdf

1、近年來，由于鋼材料的性能提高，大量全張力構(gòu)件被應(yīng)用于建筑、橋梁等結(jié)構(gòu)物當(dāng)中，而張緊索作為其中的主要形式得到了廣泛的應(yīng)用。風(fēng)雨激振與索橋耦合參數(shù)振動由于其振動幅值較大、危害較為嚴(yán)重而成為橋梁工程界十分關(guān)注的問題。本文主要對這兩方面的內(nèi)容進(jìn)行了深入研究，主要內(nèi)容包括以下幾個方面：
　　 1.簡單介紹了幾種常見的拉索的風(fēng)致振動，分別介紹了風(fēng)雨激振及索橋塔耦合參數(shù)振動的振動特點(diǎn)、研究方法以及目前的研究現(xiàn)狀。
　　 2.分別在拉索

2、的兩種初始靜態(tài)垂度曲線方程下建立了拉索風(fēng)雨激振的空間力學(xué)模型。在對水線的處理中，主要采用兩種處理方式，便于后續(xù)對比性工作的進(jìn)行。一是假設(shè)水線按正弦規(guī)律運(yùn)動，其頻率和拉索一階固有頻率相等；二是對水線進(jìn)行受力分析，假定水線與拉索表面間存在的阻尼力為庫侖阻尼力的形式，列出其運(yùn)動學(xué)方程。然后對不同的靜態(tài)曲線拉索與不同的水線方程進(jìn)行組合分別進(jìn)行求解，得到了拉索在不同風(fēng)速的情況下的跨中的面內(nèi)、面外位移時間歷程曲線以及它們的幅頻曲線。計算結(jié)果表明：在

3、四種模型組合情況下，拉索均以單模態(tài)振動為主，且面內(nèi)振動的幅值約為面外振動的十倍，為拉索安全的主要威脅；拉索的振動幅度隨風(fēng)速的增大而先增大后減小，隨庫侖阻尼力增大而普遍減小，并且水線的平衡位置也同時發(fā)生變化；在水線質(zhì)量約為0.16kg/m時水線的計算平衡位置與實驗數(shù)據(jù)較為接近；但在運(yùn)動水線的情況下，普遍的最大振動風(fēng)速有所降低，更容易出現(xiàn)風(fēng)雨激振現(xiàn)象，但同時運(yùn)動水線的情況下，拉索的振動幅值也有所降低，這主要是因為水線的振動幅度受到了風(fēng)力及外

4、部因素的限制，而未能達(dá)到如假定般大小。
　　 3.在考慮橋塔的整體振動特性及索橋連接處的邊界條件不完全等同于簡支梁的情況下，研究斜拉橋索-橋-塔耦合參數(shù)振動系統(tǒng)的振動特性，并對比性地研究了在橋面正弦激勵、不平順激勵、風(fēng)雨激勵以及不平順同風(fēng)雨聯(lián)合激勵下的斜拉橋橋塔，拉索和橋面的響應(yīng)，及其同橋面的初始響應(yīng)、橋面的剛度與塔的剛度比、索的固有頻率與橋面的固有頻率比等相關(guān)參數(shù)的關(guān)系，同時研究了在拉索受到風(fēng)雨激勵條件下時的耦合系統(tǒng)的振動特性