提高超窄桥面加劲梁悬索桥颤振稳定的措施研究(3)

21第 l 00年 2期

提高超窄桥面加劲梁悬索桥颤振稳定的措施研究

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继续增加梁高。3 3改变梁宽 .

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为了研究加劲梁梁宽对典型自振基频的影响，梁宽由 1变化到 2 主缆垂跨比取 1 1, 2m 4 m,/ 1考虑梁高变化引起质量、主缆拉力变化影响，缆应力保持不主变。图 6给出了临界风速提高百分比与梁宽变化的关系。随着梁宽的增加，缆拉力、梁受力随之加大，主横丑I皿

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主桁弦杆轴力均基本不变，然而，主缆、加劲梁、面用桥钢量必然增加。根据主缆和加劲梁的造价比，引入了加权用钢量变量，直接反映桥梁造价的变化。图 7以

图 7换算用钢量随梁宽变化关系

给出了换算用钢量变化百分比随梁宽变化曲线。l 2l 0一

从图 6图 7可见， 1 .为基准，宽增加至、以 5 6m梁

2 后，界风速可提高 9 3%,用钢量却增加 4m临 .4但 3%。由此可见，过增加梁宽来提高结构颤振稳定 3通

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性可能会带来整体造价的大幅度提高，若仅仅通过加大梁宽来提高临界风速是不经济的。3 4设置抗风缆 .

通过架设抗风缆可以提高桥梁的颤振稳定，国内很多小跨度悬索

桥均采用此方案。但由于架设风缆会影响到桥梁美观且施工难度较大，目前国内大跨度悬

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图 6临界风速随梁宽变化关系

索桥尚无采用的先例。抗风缆的形式分为三种：平行式、外张式和内收式，图 8所示。如

(平行式 a )

(外张式 b )

( c )内收式

图 8抗风缆布置的三种形式

为了便于比较，三种风缆形式的风缆张力均按将3%主缆力施加， 0垂跨比均取 1 3,究三种方案对/0研

根据有限元分析结果，采用风缆扭转基频可有一定的提高，但竖弯基频提高幅度较大，对颤振临界风速有一定的折减作用。各方案中，行式风缆临界风速平提高幅度最大，也仅提高约 7。然而，于增加抗但%由风缆，颤振临界风速还会受到风缆恢复力的影响，风缆

颤振稳定的影响。表 1给出了各方案典型振动频率的提高百分比。从表 1可见，三种方案竖向弯曲基频提

高幅度均较大，转基频提高幅度均较小。外张式方扭案对横向弯曲提高幅度最大，最大可提高 4 .%。平 02行式方案对竖向弯曲提高幅度最大，大可提高最4 .%。平行式方案对扭转基频提高幅度最大，大 03最可提高 1.%。 25表 1各方案典型振动频率提高百分比 %

对升力、扭转有一定的抵抗作用，可增加颤振临界风应速。一些简易桥的风缆，有初张力，面基本没有扭没桥

转刚度，缆也没有提高扭转基频，事实表明风缆很风但有效。可见，采用二维理论计算中频率的简单函数解

释增加风缆后悬索桥的颤振已不适宜，理论上对风从缆恢复力对颤振临界风速影响进行分析存在困难，也应通过风洞试验确定。在实际工程中，跨悬索桥采大用风缆存在施工不便的不利条件，且施加初张力后，还

会引起主缆缆力的增加，而影响桥塔、继锚碇工程量的增加。

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