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《悬索桥跨径空气动力极限_项海帆》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第38卷第1期土木工程学报Vol138No112005年1月CHINACIVILENGINEERINGJOURNALJan12005悬索桥跨径的空气动力极限项海帆葛耀君(同济大学土木工程学院)摘要:桥梁建设已经进入了一个建造跨海大桥的新时代。在跨海大桥工程的可行性研究中存在许多技术方面的挑战,对于桥梁设计者来说,超大跨径悬索桥的气动稳定问题始终是必须十分关注的问题。本文首先研究超大跨径悬索桥的技术可行性及潜在的要求,然后讨论各种气动措施的性能,其中包括缆索系统的调整、中央开槽方案、垂直及水平稳定板以及振动控制措施等。从技术及航运要求出发,设计了一个接近极限跨径
2、的主跨为5000m的悬索桥方案,以此为基础研究并阐述解决其空气静动力稳定性的方法。关键词:悬索桥;气动极限;颤振;扭转发散;跨度+中图分类号:U44113文献标识码:A文章编号:1000-131X(2005)01-0060-11ONAERODYNAMICLIMITSTOSUSPENSIONBRIDGESXiangHaifanGeYaojun(TongjiUniversity)Abstract:Bridgeconstructionhasenteredintoaneweraofcrossingwiderseastraits.Anumberoftechnologic
3、alchallengeshavebeenpresentedinthefeasibilitystudiesofsea-straitcrossingprojects,inwhichtheaerodynamicstabilityproblemofextralong-spansuspensionbridgeshasalwaysbeenadominantconcerntothebridgedesigners.Thetechnicalfeasibilityandpoten-tialrequirementofultralongspanbridgesarediscussed,
4、andtheperformancesofcountermeasuresforraisingtheaerodynamicstability,includingcablesystemmodification,slotteddeckscheme,verticalandhorizontalstabilizersandothervibrationcontrolmethod,arereviewed.Atrialdesignofasuspensionbridgewitha5000mmainspan,whichisestimatedasarea-sonablelimitofs
5、panlengthforbothtechnologicalandnavigableconsiderations,isconductedtodemonstratethefeasiblesolu-tionforaerodynamicandaerostaticstability.Keywords:suspensionbridge;aerodynamiclimit;flutter;torsionaldivergence;spanlength分析。对于一个典型的悬索桥中跨,在主缆线型为抛1悬索桥跨径的技术极限物线的假设下,其最大跨径可用以下不等式表示:8nARaPwcL
6、[(1)2大跨度悬索桥的建设经历了一个相当长的发展过1+16n(1+wsPwc)程,从主跨为483m的布鲁克林桥到1937年建成的主式中:n为主缆的矢跨比;Ra为钢缆的允许应力,跨1280m的金门大桥,中间经历了漫长的54年,其实际应用取Ra=1000MPa;A为主缆钢丝总净面积;跨径增长系数为217倍。从金门大桥建成后又经历了wc为每延米主缆重量,wc=GCcA=111@7815@A=61年到1998年建成的主跨为1991m的明石海峡桥,86135AkNPm;ws为桥面系统每延米重量,包括加劲其跨径增长系数仅116倍,而另一个116倍的增长系梁恒载及桥面铺装
7、重量以及桥面活荷载。如果荷载比数将在2008年意大利墨西拿主跨为3300m的跨海大wsPwc趋近于零,则极限跨径L]能用相应的主缆矢桥中实现,中间仅相隔10年。为了保证更大跨度悬索桥的技术可行性,首先必跨比表示为以下公式:须从主缆的材料极限强度与钢材的重量着手进行静力10400m(n=1P8)92646n9400m(n=1P9)L]=µ(2)2收稿日期:2004-03-301+16n8600m(n=1P10)国家自然科学基金/九五0重大项目(59895410)资助7900m(n=1P11)第十一届国际风工程会议特邀专题研究报告式(1)可以简化为:第38卷第1期
8、巩海帆等#悬索桥跨径的空气动力极限#6
