安装肋条斜拉索的涡激振动和气动力特性研究

摘要

以安装肋条斜拉索为研究对象，通过风洞试验系统研究肋条的安装方式（通长安装和间断交错安装）、尺寸和数量对斜拉索涡激振动和气动力的影响，并分析涡激振动的抑制机理.结果表明：和标准斜拉索相比，安装肋条斜拉索能有效抑制涡激振动，且间断交错安装方式的抑振效果优于通长安装方式，肋条数量为8根的控制效果优于6根和12根；增加肋条宽度和厚度都会减小涡激振动振幅；肋条斜拉索的脉动升力系数显著小于标准斜拉索，且功率谱尖峰幅值降低或不存在显著尖峰，表明间断交错肋条可以降低卡门涡脱落强度甚至完全抑制；对于气动力，在试验雷诺数范围内，安装肋条后平均气动力系数无明显雷诺数效应；相比于标准斜拉索，肋条为通长安装时均会增加斜拉索的平均阻力系数，而采用间断交错安装时，不同肋条数量、尺寸和风攻角对斜拉索的增阻减阻情况不同.当采用8根尺寸为20 mm×15mm的肋条间断交错安装时，在所有风攻角下都有良好的抑振效果，最大涡振振幅减小率可达到96.79%，且平均阻力系数均稳定在1.13附近，平均升力系数均稳定在0附近.

关键词

斜拉索 / 肋条 / 风洞试验 / 涡激振动 / 气动力特性

基金资助

河北省自然科学基金创新研究群体项目（E2022210078）; 中央引导地方科技发展资金项目（236Z5410G）; 河北省高端人才项目（Grant No.[2019] 63）; 石家庄铁道大学研究生创新资助项目（YC2023054）