气动翼板控制悬索桥颤振的能量机理

摘要

从能量的角度研究气动翼板控制悬索桥颤振的物理机理。基于弯扭二模态耦合颤振系统，分别推导了由作用在主梁上的气弹力产生的能量和由结构阻尼耗散能量的闭合解。对于在主梁上方迎风侧和背风侧安装一对固定气动翼板的大跨悬索桥，基于理论平板气动导数，推导了由作用在气动翼板上的气弹力产生能量的闭合解。以某跨海工程的大跨悬索桥设计方案为例，运用风洞模型试验和能量方法研究了气动翼板控的制振效果，然后运用能量方法研究了气动翼板控制悬索桥颤振的能量机理。结果表明：作用在气动翼板的气弹力产生的能量为负值，这部分能量能够抵消大部分作用在主梁上的气弹力产生的能量，从而桥梁的颤振临界风速得到提高。