斜拉橋拉索風(fēng)雨激振機(jī)理的精細(xì)化研究

斜拉橋拉索的風(fēng)雨激振現(xiàn)象嚴(yán)重地影響斜拉橋的安全。由于涉及到氣、液、固三相之間的相互耦合，問題非常復(fù)雜，其機(jī)理至今仍未有定論。本項(xiàng)目擬深入地研究拉索表面和水線之間的相互作用力，這是正確地建立水線運(yùn)動(dòng)微分方程的前提。然后，對(duì)粘貼固定人工水線的三維拉索進(jìn)行各種工況下的表面測(cè)壓風(fēng)洞試驗(yàn)，通過周向積分得到拉索和水線的平均氣動(dòng)力系數(shù)。在均勻流場(chǎng)中，推導(dǎo)拉索(包括節(jié)段拉索和三維連續(xù)拉索)和水線的運(yùn)動(dòng)微分方程，分別建立節(jié)段拉索和三維連續(xù)拉索的風(fēng)雨激振理論分析模型，采用數(shù)值方法求解得到拉索和水線的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，進(jìn)而研究均勻流場(chǎng)中斜拉索風(fēng)雨激振的機(jī)理。最后，在紊流風(fēng)場(chǎng)中，建立節(jié)段拉索和三維連續(xù)拉索的風(fēng)雨激振理論分析模型，研究紊流對(duì)風(fēng)雨激振的影響。綜合均勻風(fēng)場(chǎng)和紊流風(fēng)場(chǎng)的研究結(jié)果，提出一種合理的斜拉索風(fēng)雨激振的機(jī)理解釋。 2100433B

大跨斜拉橋拉索的風(fēng)雨激振是當(dāng)前嚴(yán)重的工程問題，在理論上亦有很大難度。本研究首先在模擬降雨和人工模擬水線條件下對(duì)拉索模型進(jìn)行測(cè)力和測(cè)振的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，細(xì)致觀測(cè)拉索風(fēng)雨激振的條件、氣動(dòng)力和振動(dòng)特性以及影響參數(shù)，進(jìn)一步明確其機(jī)制。然后，基于國內(nèi)外已有成果和上述風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)結(jié)果，建立更合理的理論分析方法。最后，將成果用于實(shí)際橋梁工程。

激振力（exciting force）是指由回轉(zhuǎn)的不平衡質(zhì)量作為振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)源產(chǎn)生的周期性簡(jiǎn)諧振動(dòng)稱為激振力。此不平衡質(zhì)量為振動(dòng)偏振子。根據(jù)這一原理設(shè)計(jì)了滑臺(tái)式振動(dòng)成型機(jī)振動(dòng)臺(tái)。

使振動(dòng)體產(chǎn)生振動(dòng)的力。其方向或作往復(fù)變化，如液壓振動(dòng)，或作360°方向變化，如偏心塊旋轉(zhuǎn)振動(dòng)。液壓振動(dòng)的激振力決定于液壓缸內(nèi)活塞推力，與活塞面積和液體壓力有關(guān)；單軸偏心塊的激振力等于偏心塊旋轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的離心力，與偏心塊質(zhì)量、偏心距和轉(zhuǎn)速有關(guān)；雙軸式偏心塊的激振力等于兩偏心塊離心力的向量和，若兩偏心塊的初始相位對(duì)稱、轉(zhuǎn)速相等、轉(zhuǎn)向相反，則離心力時(shí)而疊加，時(shí)而抵消，形成往復(fù)定向振動(dòng)。