大跨度悬索桥的多阶模态竖向涡振与控制

论文摘要

大跨度悬索桥具有多个竖向模态密集分布的特性。在常遇风速范围内,从低到高的各阶竖向模态随风速升高而逐个发生涡振,这就是大跨度悬索桥的多阶模态涡振问题。针对这一问题开展深入研究,讨论中国公路桥梁抗风设计规范中竖向涡振容许振幅的合理性;阐述了利用节段模型风洞试验和理论分析综合预测实桥多阶模态竖向涡振响应的基本方法,得到了各模态阻尼比相等时悬索桥各阶模态竖向涡振振幅基本相等的结论,并通过特殊设计的悬索桥竖向等效气弹模型和塔科马桥涡振实测资料,验证了这一结论;指出在既有桥梁上追加气动措施或安装调谐质量减振器抑制悬索桥多阶模态涡振都有很大的难度,进而提出了在加劲梁与桥塔之间安装直接耗能阻尼器的设想,并进行了气弹模型试验验证;讨论了采用电涡流阻尼器进行半主动涡振控制的可行性。研究结果表明:在相同阻尼比条件下大跨度悬索桥各阶竖弯模态的最大涡振振幅基本相等;依据最大加速度幅值按频率比的平方增加的原理,满足人体振动舒适性的高阶竖弯模态的容许振幅必然小于低阶模态,因此要更加重视起振风速在容许行车风速(25 m·s-1)以内的高阶竖弯模态涡振;对于漂浮体系悬索桥,在加劲梁与对应桥塔之间设置阻尼器可有效抑制多阶模态涡振。

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 华旭刚,黄智文,陈政清

关键词: 桥梁工程,悬索桥,风洞试验,涡振,振动控制,阻尼器

来源: 中国公路学报 2019年10期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 公路与水路运输

单位: 湖南大学风工程试验研究中心

基金: 国家自然科学基金项目(51422806)

分类号: U441.3

DOI: 10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.10.011

页码: 115-124

总页数: 10

文件大小: 611K

下载量: 356

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