斜拉索风雨振动分析及机理初探-空气动力学学报.pdf

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斜拉索风雨振动分析及机理初探-空气动力学学报

第 卷 第 期 空 气 动 力 学 学 报 , ! # $% ’! (% ’# 年 月 !#! !$%’()!*+! ,+)+! , !))* +! ,-. ’ !))* !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 文章编号: ( ) )!*/0 +/!* !))* )#0)#/)0)# 斜拉索风雨振动分析及机理初探 何向东,廖海黎 (西南交通大学土木工程学院,四川 成都 1+))+) 摘 要:将上水路对斜拉索竖向振动的影响简化为拟定常气动力随其运动状态的变化,建立了斜拉索风雨振动单 自由度分析模型;同时考虑上水路运动的耦合作用后,即发展成为二自由度分析模型。采用 2345-063778 法分别求 解两组非线性微分方程组,得出斜拉索竖向振动的振幅、外力功率的仿真时程,并据此阐述了斜拉索风雨振动发生 时系统的能量变化过程。 关键词:斜拉索;风雨振动;拟定常气动力; 法;功与能量 2345-063778 中图分类号: 文献标识码: $!++ ’ + 9 阶或高阶 2345-063778 法求解系统运动微分方程组; - 引 言 由系统运动向量及拟定常气动力的数值仿真结果,得 斜拉索风雨振动是 世纪 年代才发现的一 出在风雨振动发生过程中作用于斜拉索的阻尼力及 !) /) 种新型风致振动现象,指在一定风速范围内、由于风 拟定常气动力的功率时程及其功的总和随时间的变 雨联合作用而引起的大振幅、限速振动,这是目前已 化,从能量输入与耗散角度阐述了风雨振动的发生机 知的、斜拉索最强烈振动类型之一。风雨振动不仅使 理。 过桥者产生不安全感,而且易导致锚固端的疲劳破 . 系统运动微分方程 坏,从而降低斜拉索的使用寿命,增加桥梁的养护费 以一段直径为 、单位长度质量为 的斜拉索 用,甚至影响到大跨度斜拉桥的进一步普及与发展。 ! 因此,关于斜拉索风雨振动机理的探讨,目前已成为 节段模型为研究对象,在平均风速 #) 作用下,具有 桥梁风工程界的一个研究热点。 竖向倾角 及水平偏角 的模型方位如图 ()所 ! + 8 :;8=; 等根据现场观测及试验研究成果,认为形 示。 · 成于斜拉索表面适当位置的上水路,是风雨振动发生

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