微椭圆截面斜拉索风致振动特性与机理
来源：中国血液净化杂志2019年第10期北京时间：
作者：刘庆宽, 孙一飞, 贾娅娅, 肖彬, 王晓江
单位：1. 石家庄铁道大学 风工程研究中心, 河北 石家庄 050043;2. 河北省风工程和风能利用工程技术创新中心, 河北 石家庄 050043;3. 石家庄铁道大学 土木工程学院, 河北 石家庄 050043
摘要：斜拉桥斜拉索在生产、运输、安装和运营过程中，在各种因素的作用下，有可能使得其截面形状不再是标准的圆截面，经过调研与统计，部分斜拉索具有长短轴之比接近1的微椭圆截面，研究微椭圆截面斜拉索气动力和风致振动特性具有重要工程价值。通过对3种长短轴之比（<i>L/D</i>=1.05，1.10及1.15）的微椭圆斜拉索模型进行测力和测振风洞试验，对比分析了微椭圆斜拉索与标准圆柱斜拉索的风致振动特性，研究了雷诺数、风攻角和长短轴之比对风致振动特性的影响规律，并尝试运用Den Hartog驰振准则对振动机理进行分析。研究结果表明：斜拉索的截面由标准圆变为微椭圆之后，在某些风攻角下振动更加剧烈，发生振动的雷诺数范围更宽，起振雷诺数更低；振动中心随雷诺数的变化曲线与标准圆柱斜拉索不同，并且随风攻角而异；大幅振动主要发生在临界区和超临界区，对应雷诺数为<i>Re</i>=2.5×10<sup>5</sup>~4.0×10<sup>5</sup>，风攻角则在<i>α</i>=10°~30°和<i>α</i>=60°~80°范围之内；风致振动特性随雷诺数的变化规律与长短轴之比不是简单的单调关系，而是与风攻角相关；根据Den Hartog驰振准则判断可能发生驰振的区域与试验中实际发生振动的区域吻合较好。
关键词：桥梁工程,风致振动,风洞试验,斜拉索,Den Hartog驰振准则
基金资助：国家自然科学基金项目（51778381）；河北省自然科学基金项目（E2018210044）；河北省高等学校高层次人才项目（GCC2014046）；石家庄铁道大学硕士研究生创新项目（YC2018022）
