斜拉桥斜拉索表面状态对气动稳定性影响的试验研究

来源 :石家庄铁道大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:cpts
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斜拉桥是由三种基本承载构件共同承载的组合体系桥,包括梁(桥面)、塔和两端分别锚固在梁和塔上的斜拉索,由于受力性能良好、结构造型多样、抗震能力强以及施工方法成熟等优点,而成为现代大跨度桥梁工程中发展最快、应用最广泛、最具有竞争力的桥型之一。但由于斜拉桥斜拉索的质量较轻,刚度和阻尼较小,并且长细比随着斜拉桥跨度的增大而增大,导致其振动的影响逐渐明显,桥梁结构的安全性受到了危害。其中风雨激振和干索驰振与传统的振动类型相比,振幅大、破坏性强,所以非常需要深入研究。本文为了从雷诺数效应的角度分析斜拉索干索驰振发生的机理,利用光滑的斜拉索模型和不同表面粗糙度的斜拉索模型改变雷诺数效应的大小和临界雷诺数的区域,在风洞中进行了刚性模型测振试验。首先,从整体上介绍了斜拉桥斜拉索风致振动的主要类型和研究背景,并对斜拉索在风场中的流动状态抽象为的圆柱体的二维绕流这一经典问题进行了总结。其次,通过流体的相似和模型制作方面论述了斜拉索测振风洞试验的可靠性,介绍了如何定量描述表面粗糙度,还详细记录了模型制作、模型安装、试验过程中所使用到的试验设备以及试验内容和各个工况的控制雷诺数及其步长等试验过程。最后,对光滑斜拉索模型和不同表面粗糙度斜拉索模型的试验结果加以分析,得到了斜拉索模型振动的振幅和平衡位置随雷诺数的变化规律。并以雷诺数效应的角度分析干索驰振发生的机理,在临界雷诺数区域,流场的流动特性和升力系数的改变可能是致使斜拉索大幅振动的原因。
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