王剑　毕继红　何旭辉　关健　乔浩玥　邵倩

摘要：應用基于滑移理论的两自由度风雨激振模型，借助Comsol软件求解水膜运动方程中的风压力系数和风摩擦力系数，通过数值求解耦合的水膜运动方程和拉索振动方程，得到了不同倾角的斜拉索表面的上水线运动规律、拉索气动力变化规律及其振动响应；通过分析三者之间的内在联系探究拉索倾斜角度对风雨激振的影响。结果表明：斜拉索倾角对于起振风速区间的影响不大；拉索横风向及顺风向振幅均随倾角的增大而减小；上水线振荡频率在拉索倾角较小时接近拉索的自振频率，而当倾角较大时远大于拉索的自振频率；上水线在拉索自振频率附近的振荡幅度随拉索倾角的增大而逐渐减弱，导致气动力变化在拉索自振频率附近的能量越来越小，致使拉索振幅不断减小。

关键词：风雨激振；斜拉索；滑移理论；水线；倾角

中图分类号：TU312⁺.1；U443.38 文献标志码：A 文章编号：1004-4523（2018）01-0057-10

DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2018.01.007

引言

斜拉桥上的倾斜拉索随着桥梁跨度的不断增大而越来越长，刚度和阻尼越来越小，在特定风雨条件下极易发生大幅度的低频振动，即风雨激振现象。国内外诸多学者通过一系列的现场观测和风洞试验研究，发现斜拉索表面上水线的形成与振荡是风雨激振现象的重要影响因素。同时，研究人员在人工降雨风洞试验中发现拉索倾斜角度的改变对其振动有明显影响，即拉索振幅随着倾角的增大而显著减小。

由于风雨激振过程中水线厚度较小、形态复杂，加之降雨的影响，难以通过现场观测和风洞试验准确测量水线的运动状态，因此有必要采用数值模拟方法进行相应的研究。……