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大跨度悬索桥吊索减振技术研究与应用

湖南大学学报（自然科学版） 2016年第1期43卷 1-10页

作者：陈政清雷旭华旭刚李寿英颜永先温青牛华伟湖南大学风工程试验研究中心湖南长沙410082 浙江省交通投资集团有限公司浙江杭州310014

针对大跨度悬索桥吊索频率低、阻尼小、以致容易发生风振的弱点,以舟山西堠门大桥的长细吊索风振问题为工程背景,研究了其抗风减振方法.首先通过环境激励法确定了吊索的动力特性.然后基于理论分析和风洞试验确定了分隔器减振方案,并对... 详细信息

针对大跨度悬索桥吊索频率低、阻尼小、以致容易发生风振的弱点,以舟山西堠门大桥的长细吊索风振问题为工程背景,研究了其抗风减振方法.首先通过环境激励法确定了吊索的动力特性.然后基于理论分析和风洞试验确定了分隔器减振方案,并对不同分隔器数量时的减振效果进行了对比研究.最后通过某大风天气下有无分隔器的两组吊索的实测数据结果对比验证了分隔器减振方案的有效性.试验和实测结果表明：安装分隔器后吊索的碰索现象不再发生,吊索的各阶振动均明显减小,各阶减振率达55%~95%.

关键词：大跨度悬索桥吊索风致影响分隔器完全气弹模型现场实测

大跨度悬索桥吊索风致振动多重调谐阻尼减振技术研究

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振动与冲击 2023年第5期42卷 200-204,232页

作者：柴小鹏荆国强吴肖波桥梁结构健康与安全国家重点实验室武汉430034 中铁大桥科学研究院有限公司武汉430034

为了控制大跨度悬索桥的吊索风致振动,提出了基于多重调谐质量阻尼器(multiple tuned mass dampers, MTMD)的阻尼减振技术方案,并通过理论分析进行参数优化和设计。研究南沙大桥两座主航道悬索桥吊索实际风致振动响应,分析其频谱特征和... 详细信息

为了控制大跨度悬索桥的吊索风致振动,提出了基于多重调谐质量阻尼器(multiple tuned mass dampers, MTMD)的阻尼减振技术方案,并通过理论分析进行参数优化和设计。研究南沙大桥两座主航道悬索桥吊索实际风致振动响应,分析其频谱特征和振动特性,确定振动控制的目标;建立吊索-MTMD分析模型,优化适用于吊索多模态控制的MTMD阻尼比、频率分布、安装位置、模态参与系数等参数,结果表明:不同于单一频率控制时的优化理论,用于吊索多模态控制的MTMD阻尼比提高为10%,扩展其振动控制的频率范围;通过考虑振型参与系数,优选4个分布主频:13.5 Hz和18.0 Hz安装在位置比为2.9%处,6.5 Hz和9.5 Hz安装在位置比为6.5%处,实现对吊索5~20 Hz风致振动的多模态控制;不同吊索在索力、型号和受控频率范围内,MTMD的设计参数可以采取统一设计方案。

关键词：悬索桥吊索涡激振动(WIV) 振动控制多重调谐质量阻尼器(MTMD)

阻尼器对悬索桥吊索扭转振动控制效果的数值研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2016年第11期43卷 7-12页

作者：李寿英王世峰陈政清湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室湖南长沙410082

刚性分隔器对悬索桥吊索各索股的相对振动可起到很好的控制效果,但吊索可能会发生较大的整体振动,包括平动和扭转振动.采用ANSYS有限元软件,以某桥的四索股吊索为工程背景,分别建立了3种索股-刚性分隔器-阻尼器计算模型,并进行了自由振... 详细信息

刚性分隔器对悬索桥吊索各索股的相对振动可起到很好的控制效果,但吊索可能会发生较大的整体振动,包括平动和扭转振动.采用ANSYS有限元软件,以某桥的四索股吊索为工程背景,分别建立了3种索股-刚性分隔器-阻尼器计算模型,并进行了自由振动分析,研究了理想状况下的吊索扭转模态的无量纲阻尼比曲线特征,研究了阻尼器支架刚度、阻尼器刚度对阻尼器效率的影响.研究结果表明,四索股-刚性分隔器-阻尼器体系不同扭转模态的无量纲阻尼比曲线不重合,不同扭转模态的阻尼器设计不能采用同一条无量纲阻尼比曲线进行设计;随着阻尼器支架刚度的减小,能实现的最优扭转模态阻尼比减小,对应的最优阻尼系数也减小;随着阻尼器刚度的增大,能实现的最优扭转模态阻尼比减小,对应的最优阻尼系数线性增大.

关键词：悬索桥吊索阻尼器振动控制扭转模态

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基于能量方法的塔周长吊索尾流驰振性能研究

中国公路学报 2014年第8期27卷 42-52页

作者：唐浩俊李永乐廖海黎西南交通大学桥梁工程系四川成都610031

为了研究塔周长吊索尾流驰振的性能,发展了尾流驰振的能量分析方法。针对典型的双圆柱索尾流驰振,采用能量分析方法计算了下游索的驰振不稳定区域,从气动力做功的角度分析了尾流驰振的机理,并讨论了圆周运动半径、频率及来流风速对尾流... 详细信息

为了研究塔周长吊索尾流驰振的性能,发展了尾流驰振的能量分析方法。针对典型的双圆柱索尾流驰振,采用能量分析方法计算了下游索的驰振不稳定区域,从气动力做功的角度分析了尾流驰振的机理,并讨论了圆周运动半径、频率及来流风速对尾流驰振的影响。在验证分析方法可靠性的基础上,进一步分析了桥塔尾流致塔周长吊索尾流驰振的可能性。研究结果表明:能量分析方法所得结果与经典研究较为吻合,可用于判断实际结构发生尾流驰振的可能性;塔周长吊索的自振频率较低时存在发生尾流驰振的可能性。

关键词：桥梁工程吊索能量分析方法尾流驰振动网格气动力

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大跨悬索桥吊索阻尼比影响因素分析

振动与冲击 2017年第16期36卷 79-84页

作者：李胜利张帅王东炜欧进萍郑州大学土木工程学院郑州450001 哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090

确定大跨悬索桥吊索的阻尼比及其影响因素是设计中的难点,且目前吊索流固耦合二维数值计算中吊索阻尼比取值的实际工程意义不太明确,为了利用二维流固耦合计算实际工程中吊索的风振特性,其中吊索断面刚度和阻尼的取值至关重要,为了研究... 详细信息

确定大跨悬索桥吊索的阻尼比及其影响因素是设计中的难点,且目前吊索流固耦合二维数值计算中吊索阻尼比取值的实际工程意义不太明确,为了利用二维流固耦合计算实际工程中吊索的风振特性,其中吊索断面刚度和阻尼的取值至关重要,为了研究吊索断面的阻尼特性,采用自由振动衰减法和有限元方法分析了吊索初始张力、长度、直径、风速、约束条件以及吊索位置对吊索阻尼比的影响。结果表明:吊索阻尼比随其初始张力的增大而增大,吊索阻尼比随其直径和长度的增大而减小;吊索阻尼比随风速的变化而变化;吊索两端为固定端约束时的阻尼比大于吊索两端为固定铰约束时的阻尼比;吊索的跨中阻尼比最小,从跨中向两端吊索阻尼比逐渐增大。因此在吊索流固耦合计算时,吊索阻尼比的取值随吊索初始张力、长度、直径、风速、约束条件以及吊索位置的不同而不同。

关键词：悬索桥吊索自由振动位移时程阻尼比有限元法流固耦合

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既有拱桥光彩亮化改造后吊索的涡振性能

湖南大学学报（自然科学版） 2022年第5期49卷 64-73页

作者：唐浩俊邓周全王泽文李永乐西南交通大学桥梁工程系四川成都610031 风工程四川省重点实验室四川成都610031

为确定既有拱桥亮化改造后柔性吊索的涡激共振性能,结合数值模拟和风洞试验开展了研究.针对既有吊索和新增吊索的亮化方案,对典型断面在不同来流风向下的绕流特性进行了模拟,并讨论了气动力系数和旋涡脱落行为随风向角的演变规律.然后,... 详细信息

为确定既有拱桥亮化改造后柔性吊索的涡激共振性能,结合数值模拟和风洞试验开展了研究.针对既有吊索和新增吊索的亮化方案,对典型断面在不同来流风向下的绕流特性进行了模拟,并讨论了气动力系数和旋涡脱落行为随风向角的演变规律.然后,通过节段模型风洞试验测试了吊索在不同风向角来流作用下的涡振响应,并结合数值模拟的结果对试验现象进行了分析.结果表明:在既有吊索上安装亮化灯具显著改变了其涡振性能.当来流风垂直于桥轴线时,沿索轴方向两种典型截面的旋涡脱落频率、强度有较大差异,减小了吊索整体发生涡激共振的可能;当来流风向角在30°附近时,两种典型截面的旋涡脱落特性趋于一致,增大了吊索整体发生涡激共振的可能.新增吊索更为轻柔,外包矩形灯罩后发生涡激共振的可能性很大,需要考虑必要的抑振措施.

关键词：拱桥吊索光彩亮化涡激共振数值模拟风洞试验

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考虑抗弯刚度的耦合吊索自振特性研究

华南理工大学学报（自然科学版） 2020年第7期48卷 143-154页

作者：陈炜王荣辉周浩恩甄晓霞张卓杰华南理工大学土木与交通学院广东广州510640 中交隧道工程局有限公司华南分公司广东广州510700 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室河北石家庄050043

设置减振架后,悬索桥吊索的自振特性与单根索股不同,其振动是同一吊点各索股相互作用的综合体现。为研究带减振架吊索的自振特性,提出了考虑抗弯刚度的双索股耦合系统模型。首先,推导出了系统耦合振动的理论公式,然后对自振频率进行求... 详细信息

设置减振架后,悬索桥吊索的自振特性与单根索股不同,其振动是同一吊点各索股相互作用的综合体现。为研究带减振架吊索的自振特性,提出了考虑抗弯刚度的双索股耦合系统模型。首先,推导出了系统耦合振动的理论公式,然后对自振频率进行求解后用试验及数值算例进行验证;最后,以矮寨大桥的典型吊索为工程背景,研究了索的抗弯刚度、减振架耦合位置、减振架刚度、索的长度对吊索自振特性的影响。研究结果表明:考虑索的抗弯刚度后,带减振架的吊索自振频率值明显增大,索越短,其增长幅度越大;减振架保证了两根索股同相整体振动模态的一致性,在同相整体振动模态之间存在单根索股单独振动模态(减振架位于吊索中点时成对出现)及反相振动模态;减振架位置对吊索反相振动模态的自振频率及振型有显著影响;与刚性减振架相比,弹性减振架导致反相振动模态的自振频率值降低,减振架刚度越小,其差值越大;对于不同长度的吊索,当设置的减振架刚度k≥5×10^6 N/m时,可近似视为刚性减振架。

关键词：吊索悬索桥抗弯刚度双索股耦合系统模型减振架振动模态自振特性

CFRP吊索钢管混凝土系杆拱桥模型试验研究

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土木工程学报 2006年第12期39卷 73-78页

作者：曹国辉方志周先雁湖南大学中南林业科技大学湖南长沙410004

碳纤维筋(CFRP)具有优良的物理力学性能,可作为钢管混凝土系杆拱桥中的吊索。一种CFRP筋的树脂封装型锚具也已开发,它可调整CFRP吊索索力大小,并有可能应用于CFRP吊索钢管混凝土系杆拱桥。本文的试验研究对钢管拱桥模型及钢管混凝土拱... 详细信息

碳纤维筋(CFRP)具有优良的物理力学性能,可作为钢管混凝土系杆拱桥中的吊索。一种CFRP筋的树脂封装型锚具也已开发,它可调整CFRP吊索索力大小,并有可能应用于CFRP吊索钢管混凝土系杆拱桥。本文的试验研究对钢管拱桥模型及钢管混凝土拱桥模型的受力与变形性能分别进行了测试与对比分析。在系梁施加预应力过程中,对CFRP吊索拉力、系梁与钢管拱的竖向挠曲变形及应力的变化进行了测试。与钢管混凝土拱桥相比,相近荷载作用下钢管拱桥吊索拉力较大,系梁的竖向变形较大,钢拱相应截面的压应力较大,系梁裂缝宽度较大。试验结果表明CFRP吊索钢管混凝土系杆拱桥的受力与变形性能较好,为CFRP吊索在系杆拱桥中的推广应用提供了一系列试验依据。

关键词：碳纤维吊索钢管混凝土系杆拱桥

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悬索桥吊索尾流致振非定常理论分析

湖南大学学报（自然科学版） 2020年第11期47卷 1-8页

作者：李寿英向琳琳邓羊晨风工程与桥梁工程湖南省重点实验室(湖南大学) 湖南长沙410082

为研究悬索桥吊索的尾流致振机理及准定常理论在尾流致振中的适用性,进行了一系列风洞试验,测量得到尾流索股的气动导数的空间分布情况,建立了尾流致振非定常理论分析模型,采用龙格-库塔法求解方程,得到尾流致振响应.结果表明:在5.2≤X... 详细信息

为研究悬索桥吊索的尾流致振机理及准定常理论在尾流致振中的适用性,进行了一系列风洞试验,测量得到尾流索股的气动导数的空间分布情况,建立了尾流致振非定常理论分析模型,采用龙格-库塔法求解方程,得到尾流致振响应.结果表明:在5.2≤X≤5.6,1.1≤Y≤2.1的空间区域尾流索股发生明显振动,振动频率小于结构固有频率;在一个尾流致振周期内,气动刚度力对尾流索股做正功,说明尾流致振由气动刚度控制;基于准定常理论的计算结果与非定常理论计算结果偏差较小,两种理论得到的尾流致振机理一致.

关键词：悬索桥吊索尾流致振龙格-库塔法非定常理论准定常理论