科技日报如何让飘了一天的大桥静下来?中工院专家回应( 二 )


风还是温柔的风 , 只是今年“攻角”可能更大 。 换言之 , 不是刮风就会涡振 。 要引起涡振的条件颇苛刻:如风向基本和桥面正交 , 形成“正攻角”;风要“平稳” , 紊流度小 , 而非风速忽高忽低 。
大跨度桥梁越来越多 , 涡振问题要重视
“我们的抗风规范 , 主要针对跨度200米以内的桥梁设计 。 跨度小的桥梁不存在明显涡振问题 。 但大跨度桥梁 , 特别是悬索桥及连续梁桥 , 都易遇涡振问题 , 因此通常采用风洞试验测试 。 ”陈政清说 。
全球自上世纪90年代起 , 就发生过多个大跨度悬浮桥的涡振 。 缘何今日存在这类涡振?陈政清认为 , 面对大跨度桥梁高阶模态涡激共振 , 存在一个亟需解决的“中国问题” , 即抗风规范应进一步完善 , 考虑大跨度桥梁的多阶涡振可能性 。
科技日报如何让飘了一天的大桥静下来?中工院专家回应
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“涡振受风和桥梁自身结构影响 。 风不能人为控制 , 但我们能从桥梁上想办法 。 ”陈政清说 。
办法主要有两种:加大阻尼比 , 或改变桥梁气动形状 。 国外内大量调查研究表明 , 多数桥梁实际阻尼比 , 低于规范阻尼比 。 因此可借助增加阻尼器 , 来增大桥梁阻尼比 。 如湖南大学研究团队考量桥梁阻尼器“长寿”因素 , 发明的电涡流阻尼器 , 能将震动转为电力消耗掉 , 变相增大阻尼比 。 同时 , 在对大跨度桥梁进行风洞试验时 , 适度调低测试阻尼比 。
桥梁结构也很重要 。 湖南杭瑞高速动力谷大桥、矮寨桥等大跨度桥梁 , 均采用桁架桥结构 , 抗涡振能力更强 。 不过 , 对已成型的桥梁 , 进行气动外形改良也是研究热点 。 这些研究包括桥位风环境数值模拟、大桥动力特性识别、健康监测系统升级及涡振大数据分析、大比例节段模型风洞试验及减振措施、风-车-桥耦合振动分析等 。