带水路斜拉索气动特性的CFD模拟研究

雨中斜拉桥拉索表面的水滴容易在风的吹拂下形成水线,而索面上侧水路显著改变了斜拉索的气动特性,是斜拉索发生雨振的主要原因。基于计算机流体动力学方法,针对索面水路大小、水路在索面附着位置的不同,对斜拉索气动特性的影响进行了数值模拟研究。研究结果表明,当索面附着水路与风向成70°～90°夹角时,最容易引发斜拉索的风雨激振。     

斜拉桥索的风振现象及天津慈海斜拉桥的抑振措施

斜拉桥的斜拉索对风荷载作用十分敏感,在风单独作用和风、雨共同作用下会发生振动。通过介绍世界几座著名桥梁斜拉索的风振实例及其抑振措施,对斜拉索的几种风致振动进行分析和总结。对斜拉桥拉索最可能发生的尾流驰振和风雨振的产生条件、振动特性、发生机理及抑振措施进行分析,最后对天津慈海桥进行分析,并论述慈海桥可能发生的三种风致振动现象,提出了三种抑振方法。     

斜拉索风致振动减震措施分析

斜拉索是斜拉桥的关键部位和主要承重部件。索的大柔度、小质量和小阻尼等特点,极易在风、雨、地震及交通等荷载作用下发生振动。文章对斜拉索的风致振动形态进行了分析,并介绍了一些常用的减震措施,为今后进一步的研究提供了基础。     

斜拉索风雨振动现象及风洞试验

斜拉索的风雨振动简称雨振,已经成为斜拉桥抗风设计中倍受关注的问题之一。文中介绍了雨振现象和发振机理,并且着重通过风洞试验模拟斜拉索的雨振现象,研究了一些影响雨振的因素和斜拉索雨振振幅的关系,可以为斜拉桥的抗风设计提供一定的依据     

斜拉桥拉索风雨激振理论分析的一个新方法

首先对人工雨线拉索模型进行了风洞实验,测量了气动力系数。建立了斜拉桥拉索风雨激振理论分析的一个新方法,基于此方法和试验所得的气动力系数,探讨了水线在拉索表面的周向振荡对拉索风雨激振所起的作用,以及拉索风雨激振的机理。最后将计算结果和有关文献中的试验结果进行了对比,它们基本一致。     

悬挑式张弦罩棚结构的风致疲劳分析

悬挑式张弦梁结构是由传统张弦梁结构改进的高效空间结构,其单榀张弦梁结构由上拉索、弦杆以及下抗风索组合而成。由于此类结构的风致振动效应显著,有必要研究其风致疲劳效应的影响。为研究悬挑式张弦罩棚结构的风致疲劳损伤,以某体育场罩棚为研究对象,采用几何缩尺比为1∶150的ABS塑料刚性模型进行B类风场下的风洞试验,得到各测点的风压时程数据,转化为有限元模型的节点风荷载进行风致振动响应分析并得到拉索的应力时程。利用雨流计数法对拉索的应力时程进行统计计数,并结合EuroCode2中所推荐的拉索S-N曲线,采用Miner准则对拉索的疲劳损伤进行线性累积,从而对该悬挑式张弦梁结构中的拉索进行疲劳损伤评估。结果表明：拉索构件的风致疲劳损伤随风向角变化明显,最不利风向角在180°附近;由于拉索构件的几何非线性特性,其疲劳损伤随风速变化呈非线性增长趋势。     

风荷载作用下斜拉桥拉索疲劳可靠性分析

以某斜拉桥为研究背景,对风载作用下斜拉桥拉索疲劳可靠性和疲劳损伤进行分析。首先依据当地风速统计资料获得桥梁模拟点的风速时程,对影响桥梁抖振作用下的风荷载进行计算;然后采用自编的风桥动力响应程序,得到风荷载作用下部分斜拉索的应力时程;基于构件累积损伤理论,得到拉索的疲劳可靠度和疲劳损伤。结果表明:风荷载对长索的损伤影响程度较短索大,抖振作用下,拉索的可靠度都满足使用要求,疲劳寿命满足设计要求,拉索不会破坏。     

输电线路铁塔面内预应力拉索抗风加固及设计参数影响研究

结合输电塔的结构特征、风致响应特点及荷载特性,提出了一种自立式输电塔塔身平面内预应力拉索加固技术和设计方法。以2020年“黑格比”台风中倒塌的330ZM3-40塔为研究对象,首先开展了拉索预应力对铁塔构件的内力影响及风振响应分析,随后开展了拉索预应力、截面面积、阻尼系数及倾角等设计参数对铁塔风振响应的影响分析。研究表明,经合理设计,在塔身增设多层平面内交叉拉索,可有效降低铁塔在风荷载作用下位移响应及铁塔内力;拉索截面是确保输电塔风振响应效果的关键因素,拉索截面一般应大于100 mm²;拉索预应力不宜大于150 MPa,确保铁塔构件内力增屈比不超过5%;拉索安装倾角按40°～60°布置较为合适;为了更好地控制输电塔的风振响应,应额外增加拉索体系的阻尼,计算表明阻尼比合理取值范围为5%～20%。     

一种新型拉索体系——双群锚干风（SQGF）体系

本文介绍一种适用于由布置在外套管内的平行钢绞线束组成的拉索新型体系。它的主要性能特点是：１）可单根更换钢绞线，但对群锚的夹片无特殊苛刻的要求。２）可安全可靠地将拉索锚固在任何一种梁的底部。３）对外套管鼓入干风同时抽出管内湿空气的防护系统使钢绞线索处于可监测和控制的可靠状态下。     

考虑脉动风影响的斜拉索在支点激励下的非线性振动

应用柔性拉索的非线性振动响应计算理论,提出考虑横向脉动风荷载作用及支点激励的拉索非线性振动计算方法。以力学特性不同的两种斜拉索为对象,通过数值方法分析横风作用和支点激励下的钢索、CFRP拉索非线性振动响应,比较支点激励频率、风速、阻尼器对参数振动响应的影响。结果表明,在拉索基频f1以及两倍基频2f1的支点位移激励下,脉动风虽然导致拉索出现不规则的竖向和横向水平振动轨迹,但不会改变拉索的参数振动特性;横向风荷载对参数振动具有空气阻尼力的效应;总体上CFRP拉索的参数振动振幅小于钢索,特别当拉索跨度比较大时,CFRP拉索的振幅将明显低于同跨度的钢索;黏性阻尼装置的减振效果与拉索的结构条件有关,当拉索的无量纲参数λ(Irvine参数)较大时,阻尼器的减振效果不明显,反之当λ较小时阻尼器有一定的减振效果。     

斜拉索的参数振动

对斜拉桥拉索的参数振动问题建立了非线性力学模型 ,并进行了数值计算分析。指出了拉索参数振动的可能性 ,并对其特征进行了研究。对桥面振动而导致的拉索振动提出了一种新的抑振装置 ,计算结果表明具有较好的减振效果     

斜拉桥索-桥耦合非线性参数振动数值研究

考虑拉索垂度及几何非线性的影响 ,建立了斜拉桥拉索与桥面耦合振动的非线性参数振动精细模型 ,用龙格 库塔直接积分方法对典型拉索进行了数值求解。研究结果表明 ,拉索与桥面的耦合参数振动特性与索的垂度、振动频率、倾斜角度等有关。并阐明了本文模型的实用性     

带减振架的吊索索力测试研究

对索力测试频率法进行了研究，采用集中荷载作用下的长索受迫振动模型模拟了带减振架的吊索振动问题，利用Laplace变换推导出带减振架的吊索索力和基频直接的关系，并应用于工程实际，具有较高的推广价值。     

索结构中拉索张力测量的原理与方法

如何确定施工和使用过程中拉索结构的索张力大小是工程设计人员面临的重大问题。阐述了压力表测定千斤顶液压法、压力传感器直接测定法、拉索频率测定法、振动法、三点弯曲法以及弹性磁学法等测量拉索张力方法的原理以及应用。并比较了几种方法的优缺点,说明了各自的适用范围。     

索振动控制及其工程应用

介绍了索在风荷载作用下的振动形式、振动控制策略以及应用于索振动控制的几种阻尼器的特点及工程应用。     

观音岩长江大桥拉索抗风雨振措施方案研究

在综合分析和总结国内外多座斜拉桥的拉索抗风雨振措施的基础上,分析和研究了重庆江津观音岩长江大桥的拉索抗风雨振措施,为大桥的抗风雨振措施设计提供参考。     

斜拉桥参数共振问题的数值研究

本文对斜拉桥拉索参数共振问题建立了多自由度数学模型,并对其进行了数值积分求解.通过对数值结果的分析指出,在一定条件下,拉索可能由于桥面振动的激发而发生参数共振现象,对桥梁的安全性带来不利影响.在对多个算例进行数值求解的基础上,本文进一步讨论了阻尼等的影响以及抑制拉索参数共振的可能的途径.     

带减震器斜拉索的索力影响和计算

介绍了目前拉索减震的一些措施,以及在拉索的端部安装减震器后对斜拉索索力的影响,基于能量守恒定律,推导出带减震器的斜拉索索力的计算式,为斜拉索的减震提供了广泛的研究空间.     

斜拉索风雨振现场观测与振动控制

介绍了斜拉索风雨振现场观测与振动控制研究的情况。在湖南岳阳洞庭湖大桥上建立了风雨振观测系统，并连续4年进行了长时间现场观测，在风速、风向、雨量等参数对风雨振的影响规律与拉索风雨振振动形态方面有了新的发现。提出了一种多模态振动控制的参数优化方法。进行了拉索一磁流变阻尼器系统的减振性能仿真研究与现场试验研究，全面评估了磁流变阻尼器的实际减振性能。开发了一套磁流变式拉索减振系统，并于2002年在该大桥全桥实施，3年来显示了良好的减振效果。同时针对城市桥梁磁流变减振系统的低压供电线路最易受到人为破坏的问题，设计开发了一种永磁可调式磁流变阻尼器（PMAA—MR），并将其成功应用于湖南长沙洪山庙大桥的拉索减振。     

列车荷载作用下铁路斜拉桥索-梁相关振动研究

为了研究大跨度铁路斜拉桥的索-梁相关振动,基于拉索非线性振动理论,开发了有限元索动力单元,该单元在静力计算中为普通直杆单元,动力特性计算中可以计算拉索局部自振频率,动力时程计算中可以计算拉索非线性振动与整体结构振动的相互作用;编制了计算程序,建立了大跨度铁路斜拉桥有限元模型,同时使用索动力单元模拟斜拉索,最后研究了列车通过斜拉桥时梁、塔的带动下拉索发生索-梁相关振动的特性。结果表明:对于大跨度铁路斜拉桥,列车在设计速度范围内通过桥梁时索-梁相关振动不会导致拉索产生大幅振动。