国外某桥风致振动的抑制措施

1、| 维普资讯 h ttp:/11国外某桥风致振动的抑制描施 沈庆龙国外某桥风致振动的抑制措施沈庆龙（中铁大桥局集团第二工程有限公司，江苏南亲210015）摘 要：国外某桥主跨HH224 m连续钢桁拱为中旗式別性拱柔性梁结构征宣装钢梁过程中部分吊杆发生 隅激振踰，逊过对朗桁拱吊杆增谦诙向水平拉杆及横向联结系利将H形蔽面改为世形誠面的抑畅擀施.减小F吊 杆朋貝由抡度撻高了屈振发展风速.有效抑制了吊杆的风致振踰，关霞词：烟梅拱；儡吊杆：謁湫攧动；驕振；抑摭猎老中图井类号：LH4乩睥丈HE标主码：文章塢号： T恥7佃004951-001】一 03| 维普资讯 h ttp:/| 维普资讯 h ttp:/

2、1概述国外某桥位于平原地区.桥梁全怏1 126 m*主 桥为（14-2X 112 + 2+3X224+2+ 2X 112+1） m， 三联共七孔钢桁架公路桥梁，耳中两联2X112 m 为连续钢桁梁主跨3X224 m为连续钢桁拱，钢桁 拱为中承式刚性拱柔性梁结构+釆用带竖杆的华伦 式桁架拱，主拱线形采用二次拋物线，拱跨224 m, 矢高47 矢跨比1/4. 7ftD拱肋为桁架结构，跨中处 吊杆怏45. 7 m,原吊杆采用H形断商钢梁在安 装过程中，在微风或大凤不同的风速下，妥装的吊杆 出现较大振晃有时1报有时儿根同吋发生涡激摄 动,并发出响声涡振时经目测，最大扭振转角为士 15（最短吊杆）-20

3、最长吊杆儿 通过检杳览 现，部分吊杆端部翼缘板多处出现疲劳裂纹，为此需 对施工过程仪成桥运营狀态的抗凤安全性和吊杆的 风致振动进行分析整治&施工中的大桥见图*图1大新在施工中2 三大拱吊杆出现断裂原因分析通过研究分析认为，吊杆端部出现裂纹的主要 原因是H酩斷面气动性能较差，自振频率较低、吊 杆在低凤速风荷戟柞用下.产生r大幅度涡激撮动 及驰振*虽然设计中在吊杆胆板上设置了大鼠的通 风孔，徂未达到大幅度减少涡徼掘动的日的。吊杆 在凤载作用下使吊杆沿具长度承受均布扭矩的柞 用”吊杆端部断面承受很大的扭矩，因而麹端断面剪 应力最大匚吊杆断面的扭转运动是左右反宜，断面 最大剪应力也随看反向，从而形成交

4、变剪痕力，该交 变剪应力在吊杆断面边缘形成近等值的交变拉应 力。庄涡激振动扭转情况下，杆件边缘的疲劳应力 大于容许应力值吊杆端部出现裂纹口5抑制吊杆凤致振动的措施幣治方案中首先考虑保证结构的使用寿命大 幅度降低吊杆振动。由于三大拱主体结构均已安装 完毕，所有构件的设计均是按现有吊杆结构形式计 人重疑进行受力分析讣算的，为保证除吊杆以外的 枝它桁架杆件的安全，所采用的吊杆病霑幣治方案. 必须遵循只能适当増加或碱少吊杆审童，而用能过 多堆加吊杼甫址的偉则进行处理首先对已发生裂 纹病害的吊杆构件全部匪新加丁制造予以更换，同 时为进一步提高吊杆两端的安全储备全桥吊杆覘 部增加拼接板进行加固另外对钢桁拱

5、吊杆抑振措 施采用组合方案，按以下3种惜施进行r实施；（1）在全桥吊杆高度范围内布置s道纵向水平 拉杆竽距离分布水平拉杆布置示意见图鑒 木方 案是利用钢筋制成拉杆，型钢制成锚固结构毎层拉 杆的两端分别锚固在拱朋下弦杆上，有效地控制了 吊杆振动.抑振效果非常明显增加的结构物軼小， 它不影响桁架其它构件的受力，不降低全桥的使用 寿命及安全度，而且后朋维修.更换经挤方贬（2上下游吊杆间增加橫向联结系，即在毎孔 较丘的11根吊杆间增设橫向联结系，苴中跨中3根 最民帕杆设置双层横向联结系，其它为单层横联 横向联结系对抑制吊杆撮动有所帮助，特别是町增| 维普资讯 h ttp:/| 维普资讯 h ttp:/

6、牧 BMi2&08-G3-7作巻简卉沈庶血门晦3 几男，丁理师昇9珂年毕业于曲南交通丈孑桥梁专业*| 维普资讯 h ttp:/12姑邪桥梁0陽年增利1| 维普资讯 h ttp:/| 维普资讯 h ttp:/图1 纵向水乎拉杆布置示運大吊杆的横向起振风速，抑制横向振动非常有效.横向联結系布宜示怠脳图34静动力特性试验通过对钢桁拱吊杆增设水平拉杆及横向联结系 和改变吊杆截面外形3种措施后，为验正桥跨结构 的宴际工柞状况、设计理论、计算方法和设计中的各 种假定的正确性与合理性，为设计和施工积累资料, 200了年9月对该桥进行了静动力特性试验.主要 针对钢桁拱整体结构及吊杆进行试验4+1静載试验静载试

7、验采用三轴载車汽车(300 kN)分级加 载荷载效率不小于6和不大于1” 1。本次试验主 要是对试验孔L/2.3L/4.L/4断面对应的吊杆进行 试验a42动载试验拱肋吊杆5韭肋JI卜L卿1双层橫联图3權向联结系布示竄 将全桥吊杆原H形截面改变为矩形截面, 以增大截面的弯曲和扭转刚度。矩形截血在风载作 用时的代动性能比H形较隹*风致振动掘幅相对较 小，它可提高弯曲扭转频率，减小弯曲振幅和扭转扳 幅*可提高弯曲扭转掘动的发展风速。改制后的吊 杆外形见图心动载试验包描脉动试验、无障碍行车和有障碍 行车试验。脉动试验是通过在桥上布賈高灵敏度的 传感器，长时闾记录结构庇环境讖励引起的振动然 后进行谱分

8、析，求出结构自振特性即桥梁的各阶自 振频率对应的阻尼比_无障码行车试验采用1辆 (300 kN)载重汽车以10-80 km/h的匀速通过大 桥，测屋跨中挠度及冲击系数。有障碍行车试验采 用I辆(300 kN)载重汽车分别以5-30 km/h的 车速从试验跨中越过盹mm高的三角木测量跨中 吊杆的冲击系数。4.J试验结果(D试验跨最大加载工况下齐挠度实测与计算值比校见表La 1主拱&桥面播度实离与计鼻值比鞍图4 改制后的吊杆外聒圈IAr圈曲ffi而 拱桥拱桥拱忻/4/2L/L3-570,07-700.067230.74-25O.8截面应加-枝验基敷实测值理论值上藕杆-7.0一乩1 亠9“ 40.

9、9S0.75一3. & -4.84. B一4B6 79 LOO2)L/2跨中加载工况，上下弦杆应力实测值 与计算值见表鸥表2拱脚各詢试戡面实利应力试验跨脉动测试分析，拱圈展桥面各阶频 率、阻尼比见表3.从无障碍行车和有障碍行车试验说叨越障行| 维普资讯 h ttp:/国外臬桥凤致振动的抑制措施 沈庆龙黒3试睑跨主撫实渕1频率阻尼比橫向限尼比肌尼比1.460.0170. 9030 027桥面1. 489队01o. g阳0. 027弔沖击系数偏大，桥梁振动强烈保持桥面铺装的平 整，对桥架结构的工作狀态很重婆。试验第果显示拱圈及桥面竖向、横向频率及阻 尼比在正甜范围内，说明桥梁构件具冇足够的强度 和

10、刚度大桥満足设计荷载等级耍求匚W行车试验跨中吊杆应力冲击系数测试结果 见表4.5 结语大跨度刚性拱柔性梁的用杆由于较大的长细 比、不甚大的轴力以及吊杆斷面形状这3种因最，决 足了极易产生涡振和驰振.本桥将原H形吊杆截13養4跨中吊杵冲击霍数无障砰行车行车旌度km h 1冲击系数101.095L8420JD2.5130J. NJ5lr 7fi40L 16201, 7550L 125601. 1230L970L 1801.35面改为矩形截面及添加纵橫向水平支撑相互连接丫 减小吊杆的自由怏度，较大提苗吊杆固有频率从而 提閒涡振发展凤速，这无疑是一个可供选杼的抑扳 措施.本桥通过荷载试验结果坷理论计算

11、对比分析 说明，在结构的应力、挠度及自振特性等方面实测号 理论计算貝有良好的吻合性，桥梁构件具有足够的 强度和刚度.満足设计荷载等级要求。| 维普资讯 h ttp:/| 维普资讯 h ttp:/Suppressing Measures for Wind-InducedVibration of a Foreign BridgeSHEN dinglongf Fhe 2nd Enginecrinf； Co., Ltd., China Zhontie Major Bridge Engineerin启 Graup, Nanjing 210015, China)Abstract: The continuo

12、us steel truss arch for the 3X 224-m main spans of a foreign bridge ts a half-through rigid arch and flexible girder structure. Tn the process of erection of the steel truss girder of the bridge the vortex-induced vibration occurred on part of the suspenders of the steel ttujJs iitrh” By applying the suppressing TneasureM of adding longitudtnal horiiontal tie members and lateral br&eing system to the suspenders of the arch and alternating the H-shape sections of th* suspenders into the rectangular ones th 亡 free length of the suspenders was red need s the vortex shedding w