斜拉索的大幅振动问题,例如风雨振、干索驰振,是桥梁设计和研究人员关注的问题之一。为了防止风雨振的发生,在斜拉索表面设置螺旋线是一种常见措施。而在进行螺旋线直径、间距选取时,只关注其对风雨振的影响,未考虑对干索驰振的影响。为了明确不同螺旋线参数组合对风雨振、干索驰振振动特性的影响,通过风洞试验的方法,在风速6 m/s^50 m/s范围内,在有、无人工模拟降雨环境下对不同螺旋线参数组合斜拉索进行测振试验,得到斜拉索模型振幅随螺旋线参数的变化规律。研究结果表明:总体而言,设置螺旋线后,斜拉索振幅减小,但斜拉索的振幅并非随螺旋线直径单调改变,呈现先增大后减小的趋势,螺旋线直径增大到某一数值时,振幅最大,工程应用中应慎重选择螺旋线的直径;随着螺旋线间距的增大,斜拉索振幅逐渐减小,设置螺旋线后,干索驰振的振幅明显...

斜拉索作为斜拉桥的重要受力构件,其风荷载设计在桥梁抗风设计中具有重要意义。斜拉索在生产、运输和安装过程中有可能受到损伤,针对不同程度表面损伤的斜拉索,利用风洞测力试验,研究了亚临界、临界和超临界雷诺数区域损伤程度对斜拉索气动阻力的影响,并得到了表面损伤斜拉索气动阻力的计算方法。结果表明:在一定的风向范围内,斜拉索表面损伤对其气动阻力影响显著,在亚临界区,表面损伤模型阻力系数大于光滑模型;进入临界区后,表面损伤模型的阻力系数则小于光滑模型;在超临界区,二者又比较接近。随着划痕的加深,临界区起始雷诺数提前,且在临界雷诺数区,随着雷诺数的增大,阻力系数减小。对不同损伤程度斜拉索的阻力系数进行拟合,得出相应的计算公式,以方便斜拉索气动阻力的估算。

为了研究拉索气动外形对其风雨振的影响,选用4种不同直径及表面的斜拉索进行节段模型静、动力风洞模型试验研究,分析不同斜拉索风雨振的产生条件和振幅。试验结果表明,在临界姿态下,模型A,B,D都发生了雨振,模型A的振幅最小;模型C在测试风速范围内未发生雨振,仅风速较高时振幅稍大。综合考虑静风设计要求与风雨振动的制振效果的情况下,模型C应是最佳拉索截面形式。

研究了斜拉索的风致振动疲劳问题。首先，假设在任一应力循环周期内，考察点的最大与最小应力之差符合Rayleigh分布。其次，推导出斜拉索的疲劳可靠度计算公式；根据桥梁结构的疲劳目标可靠度，给出简单明了的斜拉索疲劳寿命计算公式。第三，在目前既有研究的基础上，进一步评价不同的风攻角对疲劳可靠度和疲劳寿命的影响。最后，以松花江斜拉桥中的斜拉索为实例，计算分析了在不同的风攻角情况下斜拉索上各节点应力时程和位移时程，并得出在不同风攻角下各节点的应力响应根方差。于是，根据最危险工况作为疲劳寿命评估的考察点计算出斜拉索的最短疲劳寿命，以验证其风致振动疲劳的性能。

在斜拉索表面缠绕螺旋线能有效抑制斜拉索风雨激振现象,但却改变了斜拉索的气动外形。为了研究不同螺旋线参数对斜拉索气动稳定性的影响,该试验通过自行设计的斜拉索测振试验系统,在风洞中对直径为120 mm的斜拉索模型和25种螺旋线斜拉索模型进行了刚性模型测振试验。分析了各工况下斜拉索平衡位置和平均升力系数随雷诺数的变化规律。结果表明:在相同螺旋线直径下,螺旋线缠绕间距越小,斜拉索模型的升力越小、平衡位置偏移量越小;在相同缠绕间距下,螺旋线直径越大,斜拉索模型的平均升力越小、平衡位置改变量越小;当缠绕间距越小或螺旋线直径越大,改变另一个参数对平衡位置偏移量产生的影响越小;当螺旋线缠绕间距越大,平衡位置稳定性越差。

斜拉索具有长细比大、柔度大、阻尼小等特点，其风荷载和风致振动研究具有重要工程意义。通过测力和测振风洞试验，对具有特定形状、尺寸凹痕的斜拉桥斜拉索气动力和风致振动性能进行了研究，分析了风攻角和雷诺数对具有凹痕斜拉索平均阻力系数和平均升力系数的影响规律，研究了风攻角和雷诺数对具有凹痕斜拉索临界区振动特征值（振幅和平衡位置）的影响规律，结果表明:风攻角对具有凹痕斜拉索的气动力系数随雷诺数变化曲线影响明显，30°和60°风攻角下，临界雷诺数减小，临界区宽度增加;在试验雷诺数范围内，具有凹痕斜拉索在不同风攻角下最大振幅差别较大，60°风攻角时最大，30°风攻角时最小，而平衡位置偏移最大值在各个风攻角下基本相同。

安装亮化灯具后，斜拉索的气动外形发生明显改变，可能诱发不稳定振动，从而威胁结构的安全，因此有必要对安装亮化灯具后斜拉索的气动性能进行研究.以某大跨斜拉桥为研究背景，选取3种直径的斜拉索设计三维模型，通过风洞试验得到两种灯具安装方案的阻力系数、升力系数、Strouhal数和驰振系数，据此研究安装亮化灯具后斜拉索的驰振特性及旋涡脱落特点.研究结果表明:由于方案一中铝槽的存在，发生驰振的概率较大;将灯具直接固定于拉索表面的方案二产生驰振的概率较低，但旋涡脱落强度与频率并无明显区别;风偏角对旋涡脱落频率与强度产生较大影响.研究结果可为同类型工程提供参考.

为了研究微椭圆形截面斜拉索临界雷诺数区的气动特性,以标准圆形截面斜拉索模型和微椭圆形截面斜拉索模型为研究对象,开展了考虑截面变形和风攻角变化的风洞试验,得到了不同情况下雷诺数对模型气动力系数的影响规律,同时通过对升力时程和升力频谱分析,得到了临界雷诺数及附近区域的标准圆形截面和微椭圆形截面模型尾流旋涡脱落的变化。结果表明:微椭圆形截面模型在雷诺数亚临界区时,升力系数基本不受雷诺数的影响;在临界区时,升力系数随雷诺数逐渐增大;风攻角0°~50°时,微椭圆形截面模型升力系数最大值对应的雷诺数随风攻角同步增大;微椭圆形截面模型的升力时程在TrBL0向TrBL1阶段和TrBL1向TrBL2阶段过渡中会出现双稳态现象;微椭圆形截面变形会影响斜拉索尾流区旋涡脱落情况,进而影响不同雷诺数下的St数值变化。

斜拉索作为斜拉桥的承重构件,堪称斜拉桥的生命索,其结构耐久性能直接影响斜拉桥的安全性和耐久性。文章通过调研当前现有拉索梁端预埋管的密封结构存在的问题,对当前桥梁拉索用橡胶防水罩密封结构进行优化、材料选型、试验验证等多方面的介绍,提出一种桥梁拉索新型橡胶防水罩密封结构,解决斜拉桥拉索梁端锚固区防水密封问题,大幅提高拉索使用寿命。

大跨度斜拉桥拉索的大幅振动及其控制越来越引起人们的重视,应用磁流变阻尼器进行拉索减振是一种新的探索.文中介绍在洞庭湖大桥应用磁流变阻尼器进行拉索减振的试验研究情况,得到了安装阻尼器前后拉索的动力特性,结果显示拉索系统的模态频率在安装阻尼器后增大了3%～4%,模态阻尼比无阻尼器时增大了3倍～6倍.磁流变阻尼器的减振效果经历了实际风雨振的检验,在其他拉索发生大幅振动的情况下,装有磁流变阻尼器的拉索稳定如常,其振幅减小20倍～30倍.证明该阻尼器是拉索减振的有效手段.这些对于应用磁流变阻尼器进行拉索振动控制具有一定的指导意义.