自然风作用下大跨钢桁拱桥刚性长吊杆减振措施研究

摘要

随着我国交通运输事业的迅速发展,高速铁路的大量建设,为了跨越江河天堑,作为其控制性工程的大跨度桥梁也大量出现。钢桁拱桥因其刚度相对较大,在铁路建设中也逐渐越来越多地使用。然而大跨度钢桁拱桥刚性长吊杆因其自身的特点对自然风作用较为敏感,容易发生风致振动破坏,故对其采取合理的减振措施对桥梁的运营安全有着重要意义。
　　 本文以京沪高铁某大桥为工程实例,对刚性长吊杆的减振措施进行了研究分析,主要工作如下:
　　 (1)对国内外的钢拱桥发展历史及自然风作用下发生风毁的拱桥进行了总结,简要介绍了风对桥梁结构的静力及动力作用,吊杆结构的弛振与涡激振动理论,以及结构减振措施的研究现状。
　　 (2)基于有限元理论利用ANSYS软件对该大桥建立全桥有限元模型,并进行全桥动力特性分析,建立节段模型计算出最长吊杆的基阶频率。
　　 (3)通过对对最长吊杆的风洞试验与理论分析,得出其在自然风作用下有发生弛振与涡振的可能性,并分析总结其风致振动的影响因素。比较分析了主动控制措施、改变气动外形方法、安装调质阻尼器方法和顺桥向不同位置增设拉杆的方法,对各种措施的减振效果进行了研究。结果表明各种措施都在一定程度上减小了吊杆的风致振动,对将来同类桥梁的吊杆结构设计具有一定的借鉴和指导意义。