懸索橋大尺寸主纜施工期馳振性能數(shù)值模擬與風(fēng)洞試驗研究.pdf

1、主纜作為大跨懸索橋的重要傳力構(gòu)件，施工過程中在強風(fēng)作用下可能會發(fā)生馳振，這種大幅振蕩會嚴重影響施工安全和施工工期。目前大跨懸索橋主纜有兩種架設(shè)方法：平頂型和尖頂型，采用這兩種架設(shè)方法時由于主纜施工期的斷面不同，主纜的馳振性能會有所差異。同時，施工期的貓道距離主纜較近，對主纜存在氣動干擾效應(yīng)，可能會影響主纜的馳振性能?；诖耍疚囊阅炒罂鐝綉宜鳂驗楣こ瘫尘?，進行了如下研究工作：
　　1.選取了了尖頂型施工方法時具有不同斷面形狀的六個

2、典型主纜工況進行研究。首先，采用風(fēng)洞試驗和CFD（計算流體力學(xué)）數(shù)值模擬相結(jié)合的方法得到了一個尖頂型主纜的氣動力系數(shù)：
　?。?）為保證數(shù)值模擬結(jié)果的準確性，對數(shù)值模擬時網(wǎng)格尺寸和主纜斷面粗糙凹凸對計算結(jié)果的影響進行了研究；
　?。?）采用3D打印技術(shù)制作主纜節(jié)段模型，通過風(fēng)洞試驗的方法得到該主纜在不同風(fēng)攻角時的氣動力系數(shù)；
　?。?）將數(shù)值模擬和風(fēng)洞試驗結(jié)果進行對比分析。然后，采用數(shù)值模擬的方法得到六個主纜的氣動力系

3、數(shù)。最后，利用Den Hartog判據(jù)對尖頂型主纜施工期馳振性能進行了分析。結(jié)果表明：網(wǎng)格尺寸和模型表面粗糙凹凸對數(shù)值模擬結(jié)果有一定影響，應(yīng)選取合理的網(wǎng)格尺寸和計算模型；數(shù)值模擬結(jié)果和風(fēng)洞試驗結(jié)果基本吻合，可以采用數(shù)值模擬方法進行馳振分析；六個尖頂型主纜中的五個都有可能發(fā)生馳振，這可能是施工期主纜發(fā)生大幅振蕩的重要原因。
　　2.首先采用數(shù)值模擬方法得到了平頂型施工方法時具有不同斷面形狀的六個典型主纜不同風(fēng)攻角時的氣動力系數(shù)。采用

4、和尖頂型主纜研究同樣的風(fēng)洞試驗方法得到三個平頂型主纜的氣動力系數(shù)，并和數(shù)值模擬方法的相應(yīng)結(jié)果進行對比驗證。最后利用Den Hartog判據(jù)對平頂型主纜施工期馳振性能進行了分析。結(jié)果表明：隨著施工進度的變化，平頂型主纜的馳振力系數(shù)為負值的風(fēng)攻角數(shù)量呈上升趨勢，因此平頂型主纜發(fā)生馳振的可能性隨施工的進行逐漸增大。
　　3.為研究貓道對主纜的氣動干擾效應(yīng)，選取尖頂型和平頂型兩種施工方案中共五種工況進行研究。首先利用風(fēng)洞試驗方法分別得到不