CFRP 斜拉索与钢索风雨激振振动特性对比研究-论文.pdf

《CFRP 斜拉索与钢索风雨激振振动特性对比研究-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第3O卷第4期结构工程师v。1．30．N。．42014年8月StructuralEngineersAug．2014CFRP斜拉索与钢索风雨激振振动特性对比研究刘荣桂高莉娜曹植谢桂华蔡东升陈蓓(江苏大学土木工程与力学学院，镇江212013)摘要为探讨碳纤维复合材料(CFRP)索发生风雨激振时的振动特性，基于现场观测及风洞试验结果，运用空气动力学理论建立拉索的动力学方程，采用自编程序进行了数值分析和计算。在此基础上，探讨了拉索风雨激振的致振机理和主要参数对风雨激励下拉索结构响应的影响；分别采用等轴向刚度和等强度准

2、则换索准则推导了碳纤维复合材料(CFRP)索风雨激振的计算模型，并与钢索的计算结果进行了对比分析。结果表明：拉索的风雨激振主要与风速、水线的振幅、阻尼比等因素有关；相同条件下，按等强度准则设计的CFRP索在抑制风雨激振方面性能比钢索更加优越。关键词CFRP斜拉索，风雨激振，理论分析，数值计算，参数对比AComparativeStudyofWind·rain-inducedVibrationCharacteristicsoftheCFRPCableandtheSteelCableLIURongguiGAOLin

3、aCAOZhiXIEGuihuaCAIDongshengCHENPei(FacultyofCivilEngineeringandMechanics，JiangsuUniversity，Zhenjiang212013，China)AbstractInordertoinvestigatethewind—raininducedvibrationcharacteristicsofthecarbonfiberreinforcedplastic(CFRP)cable，fieldobservationsandtheresu

4、ltsofwindtunneltestswerepresented．BasedOftheaerodynamics．thecabledynamicswascalculated．Theexcitingincentivetheoreticalbasisandthewind—rain—inducedvibrationmechanismwereexploredthroughnumericalanalyses．Theinfluenceofthemainparametersforcablevibrationwasdiscu

5、ssed．AcomparisonwasperformedbetweentheresultsfromtheCFRPcableandthesteelcable．Boththeaxialstiffnesscriterionandstrengthcriterioncablewereusedformodelestablish—ment．Itshowsthatthecablewind—rainvibrationhasrelationshipwithwindspeed，waterlineamplitudeanddampin

6、gratio．Atthesamecondition，theCFRPcablethatwasdesignedaccordingtothestrengthcriterionhasabetterperformanceinsuppressingwind·rainvibration．KeywordsCFRPcable，wind．rain-inducedvibration，theoreticalanalysis，numericalcalculation，parametercomparison风雨激振现象后，随后便进行了风

7、洞试验，重现了1引言该现象。陈政清等通过对洞庭湖大桥进行风雨激振现场观测试验，得出了拉索振动的大幅振斜拉索的风雨激振现象在大跨斜拉桥设计中动总是由某一阶模态控制，并且降雨是大幅风雨越来越引起人们的关注，许多学者在风雨激振激振的必要条件。Yamaguchi建立了索上水流论分析和减振研究等方面做了相关的研究和的两自由度方程，进行了数值模拟，总结了圆柱体讨。Hikami与Shiraishi在日本名港西大桥发现的三分力系数随风攻角的变化规律。刘慈军收稿日期：2012—11—30基金项目：国家自然科学基金资助项目(51

8、078170)联系作者。E-mail：liurg@ujs．edu．caStructuralEngineersVo1．30，No．4·68·StructuralAnalysis等_4认为水线特定位置是引起拉索大幅振动的+2~Joy+2y—Fy一m主要因素。Matsumoto认为拉索上部形成的水+A1RaCOCOS[amsin(cot)+00]COS()}(1)线和拉索背风面的轴向流是拉索发生振动不稳定