懸索橋施工貓道抗風(fēng)減振性能精細(xì)化分析和試驗研究.pdf

1、懸索橋施工貓道是施工人員機(jī)械進(jìn)行主纜施工作業(yè)的高空腳手架，是大跨度的柔性透風(fēng)索結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)剛度小，對動力作用敏感。貓道在風(fēng)荷載和施工人員行走時若產(chǎn)生較大變位，將導(dǎo)致牽引索股的扭轉(zhuǎn)、鼓絲、散絲現(xiàn)象，會影響成橋后主纜的受力甚至主纜的施工安全。隨著我國跨海連島工程的建設(shè)，惡劣施工環(huán)境中的特大跨度懸索橋及其主纜施工貓道將不斷出現(xiàn)，因此系統(tǒng)深入研究貓道的抗風(fēng)減振性能，發(fā)展行之有效的貓道抗風(fēng)減振技術(shù)，有十分重要的意義。 本文系統(tǒng)全面探討貓道對

2、風(fēng)反應(yīng)特點(diǎn)，國內(nèi)外首次進(jìn)行貓道結(jié)構(gòu)的渦振性能風(fēng)洞試驗，可知避免貓道產(chǎn)生渦激振動的側(cè)網(wǎng)臨界透風(fēng)率為70％，底網(wǎng)透風(fēng)率大小對渦振性能沒有影響，所采用的試驗方法和試驗結(jié)論對于研究類似透風(fēng)結(jié)構(gòu)的渦振性能有一定參考價值，分析貓道升力系數(shù)和阻力系數(shù)的特點(diǎn)，可知其不可能發(fā)生馳振現(xiàn)象。 采用節(jié)段模型靜力三分力風(fēng)洞試驗結(jié)果和有限元分析相結(jié)合的方法進(jìn)行貓道非線性靜風(fēng)響應(yīng)分析，根據(jù)貓道承重繩的張力和位移隨風(fēng)速的變化規(guī)律，可知貓道發(fā)生靜力扭轉(zhuǎn)發(fā)散的內(nèi)在

3、原因是由其所受的靜力三分力的特點(diǎn)決定的，國內(nèi)外首次對貓道減振構(gòu)造(包括抗風(fēng)纜系統(tǒng)、水平制振索、抗風(fēng)門架和斜索、斜拉索和外索)的抗風(fēng)性能進(jìn)行系統(tǒng)的參數(shù)化分析，得出抗風(fēng)減振構(gòu)造設(shè)計參數(shù)變化時對貓道在風(fēng)荷載作用下位移響應(yīng)及靜力扭轉(zhuǎn)發(fā)散臨界風(fēng)速的影響，為工程技術(shù)人員設(shè)置貓道減振構(gòu)造提供理論參考和依據(jù)。 在國內(nèi)外首次進(jìn)行貓道的人行側(cè)向振動分析，通過類比風(fēng)致振動中的渦激振動，提出人行側(cè)向振動的自激力特性，借鑒人行橋側(cè)向振動的研究結(jié)論，通過一

4、定修正應(yīng)用到貓道中，可計算避免發(fā)生貓道-行人同步側(cè)向振動的臨界行人數(shù)量和密度以及貓道所需的阻尼，也可估算一定行人密度時貓道的側(cè)向位移響應(yīng)。 聯(lián)結(jié)繩是一種增大貓道阻尼的簡便有效的方法，其制振效果的影響因素包括聯(lián)結(jié)繩自身的振動頻率、阻尼、質(zhì)量、聯(lián)結(jié)位置，在國內(nèi)外首次進(jìn)行聯(lián)結(jié)繩的參數(shù)化試驗研究，根據(jù)試驗結(jié)果，綜合考慮各種因素，為保證聯(lián)結(jié)繩制振效果，建議聯(lián)結(jié)繩與貓道面層之間的斜交角在40°～50°范圍內(nèi)，聯(lián)結(jié)繩的質(zhì)量在貓道面層質(zhì)量的1％