覆冰斜拉索馳振穩(wěn)定性研究.pdf

1、在寒冷的冬季，由于覆冰物改變了斜拉索的截面形狀，這種不穩(wěn)定的氣動(dòng)外形可能引發(fā)斜拉索發(fā)生馳振。由于馳振是一種低頻、大幅的風(fēng)致振動(dòng)，會(huì)嚴(yán)重威脅斜拉橋的安全，因此，對(duì)覆冰斜拉索的馳振穩(wěn)定性研究非常必要。
　　 首先，通過廣泛查閱國(guó)內(nèi)外關(guān)于冰型研究的文獻(xiàn)，確定了3種典型的斜拉索結(jié)冰冰型。以1:1的比例制作了6個(gè)覆冰拉索節(jié)段模型，并進(jìn)行風(fēng)洞測(cè)力試驗(yàn)，得到平均升力系數(shù)和平均阻力系數(shù)，研究了平均氣動(dòng)力系數(shù)隨風(fēng)攻角的變化規(guī)律，并通過鄧哈托馳振力

2、系數(shù)判斷可能發(fā)生馳振的風(fēng)攻角區(qū)域。結(jié)果表明：6種覆冰拉索模型的平均升力系數(shù)均有突降區(qū)，其馳振力系數(shù)遠(yuǎn)小于零，存在發(fā)生馳振的危險(xiǎn)性。
　　 其次，在風(fēng)洞試驗(yàn)測(cè)力數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，建立覆冰拉索二維單自由度理論模型。對(duì)風(fēng)洞試驗(yàn)得到的平均氣動(dòng)力系數(shù)進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，并以海南洋浦大橋的斜拉索為工程背景，通過數(shù)值計(jì)算的方法研究覆冰斜拉索的馳振響應(yīng)特性，確定其一階模態(tài)的馳振臨界風(fēng)速，并與理論公式計(jì)算得到的馳振臨界風(fēng)速進(jìn)行對(duì)比。通過改變拉索的阻尼比、

3、拉索覆冰段長(zhǎng)度等參數(shù)研究拉索馳振臨界風(fēng)速的變化規(guī)律。比較洋浦大橋不同拉索的馳振臨界風(fēng)速，研究拉索馳振臨界風(fēng)速隨不同拉索的變化規(guī)律。結(jié)果表明：拉索長(zhǎng)度越長(zhǎng)，馳振臨界風(fēng)速越小，對(duì)海南洋浦大橋最長(zhǎng)拉索而言，其一階模態(tài)的馳振臨界風(fēng)速遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)風(fēng)速；提高拉索的阻尼比，可以增加馳振臨界風(fēng)速。
　　 最后，利用CFD商業(yè)軟件平臺(tái)Fluent對(duì)新月形和D形覆冰拉索繞流流場(chǎng)進(jìn)行研究，得到覆冰拉索的平均氣動(dòng)力系數(shù)，并通過數(shù)值計(jì)算得到了海南洋浦大橋最