斜拉桥拉索振动及其减振措施

斜拉桥拉索施工过程中的减振措施
斜拉桥，又称为斜臂桥或变角桥，是一种普遍使用的桥梁技术，广泛应用于桥梁、道路、铁路和其他基础设施工程中。

斜拉桥拉索施工是斜拉桥构造特点之一，也是斜拉桥施工中技术成本、工程期限和安全性的关键因素。

由于斜拉桥拉索施工过程中拉索受施工操作影响会产生振动，严重影响施工安全，因此必须有规范的拉索减振技术。

首先，要控制施工单元的拉索施工及拉索减振措施。

施工单元中的拉索应是由有资质的桥梁施工企业拉索，严格按照标准施工工艺要求，并必须进行全面的拉索减振措施，如增加拉索的空间布置，安装减振装置，降低拉索施工吊装负荷和爬行速度，用减振绳或者拉力控制装置控制拉索施工吊装负荷，以及安装消除拉索振动后果的缓冲减振器等。

其次，在施工单元内，禁止进行噪声高的构件施工活动，或是需要调节拉索张力的施工活动，以减少拉索振动。

还应确保拉索的加装质量，以满足使用要求，并采取相应的拉索减振措施，实现拉索减振效果。

此外，还应控制施工现场的振动污染，安装振动减振措施，如增加振动减振设施，采用减振材料，加装垫层材料，采用隔振产品，控制施工噪声，并严格控制施工机械的运行速度，采取行走静音技术等，以减少施工振动污染。

另外，还要注意施工现场的施工管理，结合实际情况，定期进行桥梁施工检查，确定拉索的质量，并采取相应的减振措施。

并在施工
过程中，做好安全防护措施，确保施工人员的安全，以确保施工安全。

总之，斜拉桥拉索施工过程中的减振措施非常重要，施工企业应在施工前全面分析、设计施工技术措施，并在施工过程中实施有效的减振措施，以确保工程质量和施工安全。

科技・ 黯 ・ 争鸣
Ｓ ｃ 科 ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆ 技 Ｔ ｅ ｃ ｈ 视 ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ 界 Ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ
斜拉桥拉索振动问题及振动抑制措施
陈 兵 祝 金 伟 （ 同济大 学土 木工 程 防灾 国家重点 实验 室 ， 中国 上海 ２ ０ ０ ０ ９ ２ ）
施 的应用范围和有效性进行 了介 绍
ห้องสมุดไป่ตู้
【 关键词 】 斜拉桥 ； 拉 索； 振 动； 振 动抑制措施
ＣＨＥＮ Ｂｉ ｎ ｇ． ＺＨ Ｕ Ｊ ｉ ｎ— ｗｅ ｉ
（ Ｓ ｔ ａ ｔ ｅ Ｋｅ ｙ Ｌａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｆ ｏ ｒ Ｄｉ ｓ ａ ｓ ｔ ｅ ｒ Ｒｅ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｔ ｏ ｎ ｇ ｊ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ ０ ９ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
【 Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ］ Ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｐ ａ ｎ ｆ ｏ ｃ ａ ｂ ｌ ｅ — ｓ ｔ ａ ｙ ｅ ｄ ｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ ， ｔ ｈ ｅ ｉ ｓ ｓ ｕ ｅ ｏ ｆ ｖ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｃ ａ ｂ ｌ ｅ ｓ ｉ ｓ ｂ ｅ ｃ ｏ ｍ ｉ ｎ ｇ ｆ ｕ ｒ ｔ ｈ ｅ ｒ ｓ ｅ ｒ ｉ ｏ ｕ ｓ ． Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ， ｔ ｈ ｅ
一
和桥塔 的 自 身振动会导致拉索两端相对位移 的变化 ． 从而激发拉索振 动。
２ ． ２ 机 械 控 制 措 施
机械控制措施指在拉索外部增加阻尼器来提高结构阻尼。 阻尼 器 按 照工作方式分为有被动式 、 半主动式和 主动式 三种 。被动式是最 常 拉索摭动 规 和传统 的形式 ． 即简单的在拉索的适 当部位安装 固定工作参数 的阻 尼器 ： 主动 、 半主动式是指阻尼器的工作参数并不 固定 ， 能 随振 动形式 的不 同而变化 被动式阻尼器对拉索的小 幅高频振动有 良 好 的抑制作 图 １ 拉 索 振动 分 类 用， 包 括拉索 的涡振 、 抖振 、 参数振动。 但其对 于拉索风雨激振 、 驰振等 并且 随着拉索长度 的增加 ． 被动式阻尼器 的 涡振 （ ｖ ｏ ｉ ￣ ｅ ｘ ｓ ｈ ｅ ｄ ｄ ｉ ｎ ｇ ） 是 由于风 的旋 涡在拉索表 面脱 落而引起 的 大幅低 频振动作用不大 ． 拉索振动。 其在发展初期表现为强迫振动 ， 但随着振 幅的增加 ． 拉索运 相对效率也 随之下降 。 目前关 于阻尼器 的研究主要集中在主动 、 半 主动式 阻尼 器对拉 索 动对旋涡脱落和涡激力产生反馈影响 ． 使其具有部分的 自激特性 据 驰振 的抑制效果方面。 陈政清Ｉ Ｉ 在岳阳洞庭湖大桥上进行了 相关研究及现 场实测 ． 拉索 涡振一般 以高阶振动模态 出现 ． 发生 的风 风雨激振 、 磁流变阻尼器试验 ． 经过 三年的使用 ． 证 明它能可靠有效地抑 制拉 索 速范围很广 ， 振动幅值不大 ， 通常情况下不会对斜 拉桥造成 大的损害 。 驰振 （ ｇ ａ ｌ ｌ ｏ ｐ ｉ ｎ ｇ ） 是一种 具有 自激特 征的单 自由度振 动形式 ， 可以 的风雨振 动。 ＿ ３ 空气动力 学控制措施 分为尾流驰振和横流驰振 尾流驰振指拉索受前方结构物波动尾流的 ２ 空气动力学措施 指对拉索表面进行处 理（ 粗糙度改变 、 截 面外形 激发而引起的振动 ． 横流驰振则是 由于升力曲线的负斜率所 引起 的发 ． 从 而改善拉索 的风振性能 ， 其主要原理是通过改变拉索周围流 散性振动 驰振具有发散性 是各类拉索风致振动中最 为危险 的振动 改变） 场特性或破坏 斜拉索表面水线 的形成来达到对拉索 风雨激振及风振 形式 ． 在工程上有必要对其采取针对性 的抑振措施 抖振 （ ｂ ｕ ｆ ｆ ｅ ｔ ｉ ｎ ｇ ） 是由自 然风 中的紊流成分引起 的顺风 向响应。拉 的抑振作用 多年的工程应用经验表 明．空气动力学控制措施对拉索风振 、 风 索 的抖振 是一种限幅 的强迫 振动 ． 具有 发生风速低 、 频 率大ｐ １ 等特 征 ， 雨激振的抑制效果非常好 ． 且其具有 费用低 、 几乎不需维护的优 点。 目 容易造成拉索连接处 的疲劳破坏 前主要 的运用形式有在拉索表面设置纵 向肋条 （ 或开 凹槽 ） 、 在拉索 表 拉 索风雨 激振 （ ｗ ｉ ｎ ｄ — ｒ ａ ｉ ｎ — ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ — ｖ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ０ ｎ ） 是在 风和雨 的联 合 表面设置椭圆环 、 在拉索表面安装鳍 、 在拉索表 面缠绕螺 作用下拉索发生 的大 幅振动形式 。风雨激振发生时 ． 雨水会 在拉索表 面压制 凹坑 、 面形成 稳定的水线 ．沿倾斜 的拉索 向下 流动 １ ９ ８ ６ 年．日 本学 者在 旋线或间隔缠绕带状物等 目 前． 学者们对空气动力学控制措施 的研究 主要 集中在对抑振机 Ｍｅ ｉ ｋ ｏ — Ｎ ｉ ｓ ｈ ｉ ｌ ４ Ｊ 大桥上首次观察到这一发生在风雨天气的拉索大幅振动 李 文勃 、 林志兴【 ｓ 认 为在拉索表明 现象 ． 并将 其命名 为风 雨激振 ． 迄 今国 内外多座 大跨度斜拉桥 的拉索 理 的探究 以及新的气动外形的尝试 。 增加 了气 动措施 ．其作用类 似于安装阻尼器来 增加拉索 的机械阻尼 均发生过这种振动形式 比。Ｍ ｔ ｍｏ ｔ ０ 【 啊｝ 究 了表面带 凸出的拉索 ， 认 为这种 （ 下转第 １ ４ ５页 ） 索端位移激励振 动 由于拉索两端连接着 主梁 和桥塔 ． 因此主梁

拉索变成 了气动 不稳定 结构 。
二 、 拉 索 的 减振 措 施 ｌ ＿ 气 动 控制 法 空 气 动 力 学 措 施 主 要 是 通 过 采 用 不 同 的 方 法 改 变拉 索 的 剖 面 形 状 来 改 善 其 空 气动 力 学 特 性 ，从 而 减 少或 抑 制 拉 索 的 风 雨 激 振 。 因为 风 雨激 振 的发 生 主 要 是 由 于 拉 索 表 明 水 线 的 形 成 而 引起 的 ， 所 以 改 变拉 索 表 面特 性 如 粗 糙 度 等 可 以防 止 水 线 的 形成 ， 使 拉 索 的 气 定 稳 定 性 得 到 了保 证 ，从 而 抑 制 了 风 雨 激 振 。 目前 主 要 有 以下 几 种 方 法 ：（ １ ） 在 拉 索 表 面 的Ｐ Ｅ套管 上 沿轴 向 开设 凹 槽 或 增 加 Ｕ型 套 。 该方 法 可 以控 制 雨 水 在 拉 索 表 面 的轴 向流 动 ，可 以 避 免 因 为 积 水 改 变 拉 索 截 面 形 状 而 形 成 水 线 。对 于 这种 方
近 年 来 ，由 于经 济 建 设及 施工 工 艺 的 飞速 发 展 ， 交 通 事 业 的建 设 日新 月 异 ， 各 类 结 构 防 震 减 灾 工 作 日益 受 到 世 界 各 国 的重 视 。 桥 梁 作 为 重 要 的 交 通 枢 纽 和 生 命 线 工 程 ，其 各 类 桥 型 应 运 而 生 。 在 各 类 桥
的 现 象称 为尾 流 驰 振 。
３ ． 风 雨激 振
减少不同拉索长度的垂度的振动 。就结构性状 和动
力特 性 而 言 ， 辅 助 索 可 以 为 拉 索 提 供 中间 支撑 ， 减 少 了拉 索 的有 效 长度 ， 从 而增 大 了拉 索 的 固有 频 率 。 辅助 索 经 过 科 学 的 设 置 安 装 ， 可 明显 地 提 高拉 索 的 基 本频 率 ，减 小 了 基 本 模 态 振 型 下 的 拉 索 随 全桥 模 态 发生 内 部共 振 的 可 能 性 。 设 置 辅 助 索 的 另 一 个 作

减轻斜拉桥共振的措施现代斜拉桥的跨度越来越大 ,这一发展趋势也对拉索的要求越来越高. 对于斜拉桥的减振 ,这里主要考虑拉索的振动. 由于斜拉索质量小、柔性大、阻尼小 ,在风和拉索锚固端运动的作用下 ,会发生强烈的横向振动. 随着斜拉桥跨度的增大 ,拉索的风雨激振、轴向流激振已经成为世界桥梁抗风研究领域的重点研究课题。

拉索的风致振动 ,据目前研究 ,可分为以下几类:卡曼涡激共振、尾流驰振、结冰索的驰振、风雨激振、轴向流激振、斜拉索振动引起索端接头部分疲劳 ,在索锚接合处产生疲劳裂纹 ,破坏索的防腐蚀系统 ,严重的还会造成索失效 ,索的振动还会引起行人的不舒适 ,对桥的安全性产生怀疑. 当前对斜拉索的振动控制以空气动力学减振和机械减振为主要措施. 空气动力学减振措施主要通过改变拉索的剖面形状来改善拉索与雨水线组合外形的空气动力学性能. 在目前尚无分析方法的情况下 ,主要通过风洞试验来提出和验证这种减振措施的具体方案;机械减振措施通过在拉索上附加阻尼器或辅助索等机械装置 ,增加拉索的等效阻尼或形成有干扰效应的索网 ,提高索网的频率 ,达到抑制振动的目的。

斜拉索的空气动力学减振措施 ,主要有以下几种: ①采用多边形截面的拉索以防止形成水线而引起拉索不稳定振动. 目前此种方案仍在研究未投入使用. ②在拉索表面沿轴向开设凹槽 ,拉索不会因雨水积聚改变拉索截面外形而形成雨水线. ③在索表面打凹孔 ,即进行表面处理 ,可破坏雨水线和轴向流的形成 ,抑制轴向流激振、风雨激振. ④在拉索表面沿轴向螺旋缠绕带状物或间隔缠绕带状物. 这是一种传统的建筑物抗风振的减振措施. 这种减振措施主要用于减缓涡致振动 ,破坏或减小脱落旋涡的相关性 ,减弱拉索风雨激振和轴向流激振、还有一些诸如在拉索上间隔套上厚椭圆环、在索模型表面每隔 30o粘一根细杆等破坏雨水线形成的减振措施. 空气动力学减振措施应用、维修保养简便 ,不需附加其它设备 ,效果明显、费用较低 ,是拉索减振措施的重点发展方向之一.斜拉索的机械减振控制措施 ,主要有以下几种: ①辅助索或称二次索方法. 其作用是减小索的有效长度 ,提高索的固有频率 ,另外使各索之间产生耦合、牵制作用. 这种方法的结构较复杂 ,辅助索和主索之间联接扣受力大 ,容易疲劳损坏。

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梁工程界和风工程界研究人员关注的焦点。
本文分析了 斜拉索的可能振动类型和索的静、 动力特性， 分别对斜拉 索的参数振动与 线性内部共振、 风雨激振的振动机理进行初步分析， 对斜 拉索减振对策措施进行研究， 系统、 全面提出斜拉索减振设计原则和设计 方法。以苏通大桥工程实践为背景， 进行相关试验、 研究、 分析， 确定苏 通大桥斜拉索结构特性和具体减振方案， 为工程建设提供帮助， 同时也为
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ｂｎｆ ｓ ｉｒ ｅｔｏ ｃｂ ｖ ｒｉ ｃｎ ｏ ｄｓ ｎ ｃｎｔ ｃｏ． ｅｅｔ ｌ ｐｏ ｃ ｎ ｌ ｉ ａｏ ｏｔ ｌ ｅｉ ａｄ ｓ ｔｎ ｉ ｉ ａ ｒ ｓ ａ ｅ ｔｎ ｒ ， ｇ ｎ ｏ ｒ ｉ ｍ ｊ ｂ ｕ

48世界桥梁2020年第48卷第3期(总第205期)长安街西延永定河大桥斜拉索风雨振及减振措施研究张为刘庆宽刘小兵2(1.北京市市政工程设计研究总院有限公司，北京100082； 2.石家庄铁道大学风工程研究中心，河北石家庄050043)摘要：为明确长安街西延永定河大桥斜拉索的风雨振特性，提出有效的减振措施；进行斜拉索风雨振计算分析，并通过风洞试验分析风速和雨强对斜拉索风雨振的影响；研究不同阻尼比和斜拉索表面缠绕双螺旋线的减振效果$结果表明：该桥大部分斜拉索在不采取减振措施的情况下有发生风雨振的可能;斜拉索风雨振的振幅随着风速的增大先增大后减小，随着雨强的增大逐渐减小；增大阻尼比能有效减小斜拉索风雨振的振幅。

建议该桥斜拉索安装阻尼器时，阻尼比不小于0.9%；当螺旋线的直径为1.2mm时，单根螺旋线的间距取6倍的斜拉索直径；当单根螺旋线的间距为12倍的斜拉索直径时，螺旋线的直径取20mm$关键词：斜拉索；风雨振；风洞试验；风速；雨强；减振措施；阻尼比；螺旋线中图分类号：U443.38；U441.3文献标志码：A文章编号：1671—7767(2020)03—0048—051引言随着现代斜拉桥跨度的不断增大，斜拉索作为主要受力构件，其长度不断增加，刚度不断减小，风振问题日益突出$在斜拉索的各种振动形式中，风雨振由于具有振幅大和破坏严重的特点受到了国内外设计和研究人员的高度关注$斜拉索风雨振最早于20世纪在日本的名港西大桥上被观测到$此后，在美国的弗雷德•哈特曼桥(Fred Hartman Bridge)%英国的塞文二桥(Sec­ond Severn Bridge)、法国的布鲁东纳桥(Brotonne Bridge)%德国的科尔布兰特桥(KoehlZrant Bridge)以及我国的杨浦大桥、南京长江二桥、岳阳洞庭湖大桥等国内外多座大桥上均观测到了这种振动现象$长期频繁的大幅度斜拉索风雨振不仅会降低钢丝的抗疲劳性能，也可能导致索锚连接处开裂，破坏其防腐系统$Hikami、Flamand、顾明和李永乐等通过风洞试验分析了风速、风向角及斜拉索频率等参数对风雨振的影响，找出了风雨振易发生的条件(14$许林汕等5在高精度降雨环境下发现斜拉索风雨振根据风速和雨量可分为4个区间。

斜拉桥拉索施工过程中的减振措施斜拉桥是近几十年来发展迅速的一种新型跨越建筑。

它与传统桥梁相比具有明显的优势，能有效减少土地占用，美化城市景观，受到建筑工程商和业主的青睐。

然而，斜拉桥的施工工艺复杂，主要采用拉索施工，这种施工方式容易引起建筑物的振动，对周围环境和居民造成噪音污染，严重影响环境质量，保护健康，提高斜拉桥施工安全性和质量，应引起重视。

第一，选用减振技术。

斜拉桥拉索施工过程中，采用减振技术可以减少建筑物振动，减弱噪声。

采用减震技术可以有效减少结构振动，降低噪声对环境的影响。

施工中采用减振材料，如粘接辅助材料，增加横梁悬挑支点的抵抗振动性能，消除支点因受力而产生的振动，减少悬索桥下部结构振动。

第二，采用隔音技术。

建设斜拉桥前，可在距施工地点5km内搭建隔音机构，以减少施工现场噪声污染。

根据影响区域的不同，在施工现场可以采用拉索撑架安装振动减少装置。

在高风险区域采用隔声技术，采用隔音结构修建屏除噪声，使施工现场的噪音控制在安全的水平，不影响环境质量。

第三，采用遥控式运行系统。

采用远程控制系统，减少施工现场的作业时间，从而减少振动噪声。

使用远程控制系统，可以最大限度地减少施工现场人员的活动，从而减少现场噪声。

建设斜拉桥过程中，可以在施工现场安装机器人，采用远程控制系统，进行加固和施工，减少现场作业。

第四，采用先进声学设备。

在建设斜拉桥施工现场，可以采用声学设备，有效控制施工噪音，进行声学监控，确保施工噪声控制在安全的范围内。

施工现场应采取有效的措施，安装先进的声学设备，控制施工噪声，保护环境。

另外，在施工期间，可以采用先进的振动抑制设备，减少施工对环境的污染，有效抑制结构振动，提高施工安全性和质量。

施工斜拉桥拉索后，可以采取一系列减振措施，以提高施工质量，保护环境，降低噪声污染。

首先，在拉索施工过程中应采用合理的减振技术，采用隔音技术，使施工现场的噪声控制在安全的水平，不影响环境质量；其次，采用遥控式运行系统，减少施工现场人员的活动，最大限度地减少施工现场噪声污染；最后，应采用先进的声学技术，安装先进声学设备，控制施工噪声，以减少施工对环境的污染。

图 6.3 阻尼器的支架安装
建议阻尼器采用如下设置方案（见图 6.2），可保证附加阻尼器后，拉索的阻尼值 达到 0.04 以上，此时拉索梁端阻尼器的阻尼系数见表 6.2。
孙利民 · 34·
斜拉桥拉索减振动控制 阻尼器安装源自度 竖向距梁端锚固 中心 1.4m
阻尼器安装高度 竖向距梁端锚固 中心 2.3m
阻尼器安装高度 竖向距梁端锚固 中心 1.4m
图 6.4 阻尼器设置方案
表 6.2 阻尼器最小安装长度（目标! = 0.04） 索 号 z1 z2 z3 z4 z5 z6 z7 z8 z9 z10 z11 z12 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 索长 L(m) 104.190 103.419 105.462 108.891 113.469 119.017 125.374 132.406 139.985 148.005 156.369 164.997 89.221 82.856 78.394 75.926 75.530 77.168 80.657 85.711 阻尼器 阻尼器最 拉索与水 阻尼器的最 建议安 阻尼器优化 建议阻尼 实际对数 系数 c 衰减率(! ) 的效率 小安装长 平面的夹 小安装高度 装高度 阻尼系数 c (kN·s/m) (kN·s/m) (折减后) 系数 度!! (m) 角(°) ℎ!"# (m) （m） 0.5 2.521 62.69 2.24 164.529 0.041 0.5 2.502 56.28 2.08 150.388 0.044 0.5 2.551 50.15 1.96 143.897 0.047 0.5 2.634 44.37 1.84 139.622 150 0.049 2.3 0.5 2.745 39.02 1.73 159.841 0.052 0.5 2.879 34.16 1.62 169.925 0.056 0.5 3.033 29.78 1.51 180.164 0.059 0.5 3.203 25.87 1.40 278.397 0.040 0.5 3.386 22.38 1.29 249.792 250 0.043 0.5 3.580 19.28 1.18 226.856 0.047 1.4 0.5 3.783 16.53 1.08 191.759 0.050 0.5 3.992 14.07 0.97 129.675 0.056 0.5 2.158 83.40 2.14 162.503 0.043 0.5 2.004 79.14 1.97 185.813 0.045 0.5 1.896 71.66 1.80 177.677 0.050 2.3 150 0.5 1.837 62.93 1.64 166.275 0.055 0.5 1.827 53.73 1.47 150.618 0.061 0.5 1.867 44.66 1.31 221.665 0.040 0.5 1.951 36.20 1.15 195.743 0.047 1.4 0.5 2.073 28.62 0.99 166.821 0.055

小议斜拉索风致振动以及减振措施何训华1高飞2（1 西南交大土木设计有限公司广州根公司广州 510610）（2 南昌市公路勘察设计院南昌 330077）摘要：本文介绍了斜拉索风致振动的基本原因和类型、部分减振原理和特点。

关键词：桥梁工程；风振控制；涡激共振；抖振；参数振动；弛振；尾流弛振；风- 雨振；0 前言随着现代桥跨结构朝着高大、轻柔、低阻尼趋势发展，发展超长、大跨径柔性桥梁是国际上的一种趋势，因此国内外近几年修建的斜拉桥跨度日渐增大，拉索也日渐长大，密索体系斜拉桥已经成为倾向。

众所周知，拉索是斜拉桥的极其重要组成部分，桥跨结构的恒载与活载大部分通过拉索传递到塔柱。

但是由于拉索质量小、柔度大、自身阻尼小，在风的激励下会发生多种类型的强烈振动，从而影响到桥跨结构的安全；因此如何将拉索的风振控制在安全范围受到桥梁结构工程师们的广泛关注。

1 斜拉索振动的基本原因以及类型由于斜拉索的结构阻尼很小，而结构阻尼对气动力稳定性至关重要，所以拉索本身就难以稳定。

在不同的外因条件下拉索将发生不同频率和振幅的“索振”，而且发振频度和振幅随着外因的改变而变化。

虽然引起拉索振动的原因很多，但其主要原因是风，即索振基本为风激振动。

从斜拉索的振动类型来看一般有以下几种：1.1经典涡激共振（Vortex-induced resonance）当稳定的层流风吹过拉索时气流绕过断面分离而产生周期性交替的漩涡脱落从而形成涡漩尾迹（又称卡门涡街），由于涡脱频率是和风速成正比，当其频率与拉索的自振频率一致时，将发生涡激共振。

涡激共振是斜拉索最为常见的一种低风速下的风致振动；属于低风速下的强迫振动，对结构来说一般发生在Vcr=3m／s-10m／s范围内（即3-5级蒲福风力）。

但是涡激能量输入有限，不会产生大幅度的拉索振动（Amax≤0.5D），值得注意的是:涡振发振频度很高，易造成拉索的疲劳损伤。

1.2抖振（Buffeting）由于自然风的阵风脉动和紊流引起拉索的强迫振动。

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。

斜拉桥拉索振动分析及减振研究发布时间：2022-07-18T01:40:10.385Z 来源：《科学与技术》2022年第5期第3月作者：李昊[导读] 斜拉索作为斜拉桥主要的承重构件，极易受到外部环境影响发生多种有害振动李昊华北水利水电大学,河南省郑州市450045摘要：斜拉索作为斜拉桥主要的承重构件，极易受到外部环境影响发生多种有害振动。

为了有效解决斜拉索长期且频繁的振动问题，文章系统介绍了斜拉索主要振动类型、振动特点以及振动机理。

同时，进一步阐述了常用的斜拉索减振措施，并分别探讨了不同减振措施的优缺点，为斜拉索减振技术发展提供参考。

关键词：斜拉索，拉索振动，振动控制1. 概况随着我国桥梁建造技术水平的进步，斜拉桥的跨度不断增大[1]，目前我国已有7座斜拉桥跨径位居世界前10，其中，沪通长江大桥与苏通长江大桥分别位列世界第二位和第三位。

斜拉索作为斜拉桥主要的承重构件，具有大柔度、小频率、低阻尼等特点。

近年来，斜拉索的长度随着斜拉桥跨径的增大而增大，斜拉索的频域和刚度进一步降低，使其极易受到外部环境荷载激励的影响而发生多种有害振动，例如涡振，风雨振，驰振以及参数振动[2-4]。

长期且频繁的拉索振动严重危害桥梁和拉索的安全，并容易造成人群的恐慌。

因此，为了保证桥梁结构的整体安全，提高斜拉索减振技术是十分必要的。

2. 斜拉索振动及振动机理2.1 涡激振动拉索涡振是指在低风速、无雨环境下，气流通过拉索表面后出现交替脱落的漩涡，当涡脱频率接近拉索的某阶固有频率时，将会引起拉索涡激振动（图1所示）。

拉索的涡振在振动前期表现为强迫振动，但随着振幅的增加，拉索的运动将方向影响旋涡脱落和涡激力，使其具有部分的自激特性。

斜拉索涡振振幅可按下式近似计算[5]:式中：ymax为涡激振动的振幅，St为Strouhal数，，圆柱构件一般取0.2，Dc表示拉索的直径，为升力系数标准差。

随着拉索长度不断的增大，拉索的固有频率进一步降低，导致拉索极易发生高阶模态或多个高阶模态共同参与的涡激振动，其发生的风速范围较广，但振幅较小，通常情况下对拉索造成的影响不大。

大跨斜拉桥拉索安全性能加固方案拉索振动影响着斜拉索使用的持续时间，长时间拉索的大幅振动会使由单根钢丝组成的拉索产生反复应力变化从而导致其因疲惫而断裂，由于组成拉索的单根钢丝都会相互交叠，对于两个接触的面来说，小振幅的相对滑动有可能会发生微动损伤，其损伤方式有可能是微动腐蚀、微动摩损或者微动疲惫，斜拉索所采纳的高强度钢丝对微动的损伤非常敏感，也会使其疲惫寿命快速削减。

一、大跨径斜拉桥拉索致振的缘由大跨径斜拉桥的拉索由于其自身阻尼较小且相对比较瘦长，特别简单产生各种形式的振动。

现今，人们对拉索典型的振动形式的理解有以下四种：1.尾流驰振斜拉桥在施工过程中经常会削减每一根拉索的张拉力来便利施工，由距离很近并且相互平行的2根或更多拉索共同构成的拉索组，由于上风向的拉索尾流作用导致下风向的拉索会产生更强的风致振动，这种振动叫做“尾流驰振”。

由于2排拉索固有的频率大致相同，这时候后排的拉索将受会到前排拉索的尾流而激发，会形成不稳定的驰振区在其尾流区域，假如后排的拉索恰巧处于驰振的区域,那么共振幅度会不断的增大，大到一个极限程度为止。

此外，拉索之间的距离在10～20倍拉索的直径这样一个范围内，是可以看到尾流颤振的振动现象。

通常认为将拉索的对数衰减率达到0.05以上就可以抑制拉索的尾流驰振。

2.涡激振动拉索的一种常见的振动形式是“涡激振动”，由于涡激振动的发振所需风速较低，所以使拉索很简单产生长时间连续不断的振动，这样拉索的使用寿命就会大大缩短。

讨论表明，作为带有自激性质的一种强迫振动，涡激振动有以下特征：是在较低风速区发生的一种有限振幅的振动；响应对断面外形的微小变化很敏感；在某一风速区域内发生，并会产生一种“锁定”现象；最大振幅对阻尼有很大的依靠性等。

桥梁工程师认为要想取得相对较好的减震效果，就需要要将拉索的对数衰减率掌握到到0.01～0.015范围内。

3.参数振动拉索在桥梁以总体弯曲频率振动并且该频率与某根拉索固有频率成肯定倍数关系的时候会产生参数振动。

发 生 尾 流 驰 振 的 临界 风 速 可 近似 表 示 为 ：
面的位置 。研究表明将 圆形的拉索断面改为多边形断面可以
改 变 拉 索 的 气 动性 能 。
（ ）表面缠绕螺旋线 ４
＝
Ｄ （ 筹管 理Biblioteka 实 验教 学 、教 学管 理 。
（ ２ ）
在 拉索表面沿轴向缠绕带状物或 间隔缠绕带状物 ，这是
增 加 拉 索 阻尼 是 控 制 拉 索 振 动 最 直 接 和 最 有 效 的 方法 。 就 目前 而 言 ，实桥 所 采 用 的拉 索 减 振 阻 尼器 按 阻 尼 介 质 的 不 同 ，大 致 可 以分 为 ：高 阻 尼 橡 胶 阻 尼 器 、 油 压 阻 尼 器 、粘 性 剪切型阻尼器和磁流变阻尼器 。
１ ．卡 曼 涡激 共振
空 气 动 力 学 措 施 主 要 从 斜 拉 索 在 风 雨 天 气 里 产 生大 幅 振 动 的机 理 出发 ，在 拉 索 套 管 上 增 加 突 起 、 开 设 凹孔 或 凹槽 、 缠 绕 螺 旋 缀 条 等 措施 改变 斜 拉 索 的表 面 形 状 ， 到 干 扰 水 流 ， 起
第 １ １期
陶 红梅 等 ：斜 拉 桥 斜 拉 索 的风 致 振 动 形 态 及 减 震 措 施 分 析
２３ Ｏ
以 前 主 要 用 于 减 小 涡 激 振 动 ， 坏 或 减小 脱落 旋 涡 的 相 关 性 。 破 （ ） 表 面 设 置椭 圆 环 或在 拉 索表 面 安 装 鳍 ５ 在 倾 斜 柱 体 上 间 隔套 上 厚 椭 圆环 ， 环 的 平 面 平 行 来 流 方
少 了 拉 索 自 由长 度 ，提 高 了整 个 索 面 的 刚 度 ，另 外 使 拉索 之 间 产 生耦 合 作 用 ，形 成 有 干 扰 效 应 的索 网或 用 高 阻尼 材 料 做 辅 助 索 以提 高 系 统 阻 尼 ，达 到 抑 制 拉 索 风 雨 激 振 、 参 数 共 振 等 振 动 的 目 的 ， 因而 非 常 有 效 。

斜拉桥地震响应分析及减震措施摘要：针对斜拉桥这种桥型在我国桥梁建设中得到大量应用的现状，以及近年来频繁发生的地震灾害，分析比较了斜拉桥的地震响应特点，总结了斜拉桥的主要震害形式以及特点，根据斜拉桥抗震设计的基本原则和标准，提出斜拉桥的三种减震措施，分别是基础隔震、耗能减震、被动调谐减振。

关键词：斜拉桥；地震；减震措施0 引言我国是一个地震频发的国家，目前的科技手段无法准确预测地震的发生，能感觉到轻微震动的强震波一般只到达十秒钟，人们很难在如此短的时间内撤离，地震给人类带来了毁灭性的灾难。

桥梁工程是地震灾区的交通生命线，桥梁的倒塌使救援队伍和救援物资无法及时到达灾区，给救援工作带来很大困难。

因此，提高桥梁的抗震能力是桥梁工程抗震设计的目标和重要研究课题之一。

1 斜拉桥地震响应分析1.1 斜拉桥的地震响应特点地震发生后，桥址基础的振动会刺激桥梁各构件的振动。

地基与地基土共同作用，形成多自由度的强迫振动。

振动过程中每个构件都会产生加速度并产生惯性力。

桥梁在惯性力的作用下产生内力和变形。

当振动进一步加剧时，结构将发生屈服，进而倒塌。

地震作用下斜拉桥的自振特性和动力响应特性可归纳为：（1）自振频率小，周期长。

半浮式和全浮式体系斜拉桥的一阶纵向振型自振周期可长达数十秒，但大多数梁桥的自振周期小于2秒，其自振频率小，周期长，因此斜拉桥可以吸收更多的地震能量，因此斜拉桥在地震中不易破坏。

（2）低阻尼。

斜拉桥的阻尼一般在0.01 ~ 0.03之间，而梁桥的阻尼一般在0.05 ~ 0.3之间。

阻尼越小，振动衰减越慢。

（3）塔、梁、索、基础的振动特性差异较大。

斜拉桥主梁的振动模式会随着斜拉索的数量和索力的大小而变化。

而斜拉桥的塔架刚度较大，主梁刚度相对较小，两者的振动特性差异较大。

斜拉桥是一种自锚定结构，可建在基础薄弱的地方。

在地震作用下，基础的振动特性也与桥塔有很大的不同。

（4）大跨径斜拉桥的地震动力激励与一般小跨径斜拉桥不同。

斜拉索减振制振措施摘要：通过对国内外斜拉桥拉索振动控制资料的搜集整理，研究斜拉索减振原理及措施，总结出目前桥梁工程中比较关心的斜拉索阻尼器的应用及其减振机理，经过对比分析，给出常用斜拉索阻尼器的设计参数及设计性能表，便于工程应用中关于斜拉索的减振器的选择。

关键词：桥梁工程斜拉索阻尼器减振机理Abstract: Through collecting and tidying the vibration control information of stay cables domestic and international, studied the stay-cables damping principle and measures, summed up the application and damping mechanism of present bridge engineering comparative concerned stay-cables damper, through contrast analysis get the design parameters and design performance table of stay cabls damper commonly used, facilitate engineering application of shock absorber of stay-cables choic.Key words: bridge egineeringstay cablesdampervibration attenuation0前言大跨径斜拉桥的拉索由于长细比大，因而固有频率和模态阻尼比很低，在外部激励下极易振动。

特别是风雨激振时拉索会发生令人吃惊的大幅振动。

目前，拉索的大幅振动已成为斜拉桥建造中亟待研究解决的关键问题之一，深入进行斜拉索振动及减振机理的研究，寻求经济、合理、美观的减振措施和装置是必须面临的一个重要而紧迫的任务。

斜拉桥拉索施工过程中的减振措施
斜拉桥是一种复合结构桥梁，其特点是建筑体积小、重量轻、结构复杂，它在满足建筑功能的同时，还具有良好的美观性和建筑效果。

斜拉桥的施工过程虽然简单，但也伴随着较大的振动，如何有效地减少施工过程中的振动，既保证了施工安全，又完善了施工效果，是施工过程中必须考虑的一个重要问题。

斜拉桥拉索施工过程中的减振技术主要有：抑制技术、缓冲技术、减振技术和调整技术。

首先，采用抑制技术来减振，主要是把致动器作用点和拉索受力点之间用橡胶支撑件、隔振器或其他材料做成一个缓冲层来隔离，从而减弱两者的连接，大大减少了拉索施工过程中的振动。

其次，采用缓冲技术来减振，主要是利用缓冲材料的弹性特性，把致动器和拉索受力点的振动，通过缓冲材料的弹性系数进行吸收，使拉索受力点的振动能量得到有效消减。

第三，采用减振技术来减振，主要是在施工过程中加装消振器，消振器能够把拉索受力点和致动器产生的振动能量吸收掉，从而有效地减少拉索施工过程中的振动。

最后，采用调整技术来减振，它主要是充分考虑施工过程中拉索的位置、结构特点以及索力变化等因素，以降低施工过程中的结构应变，从而减少拉索施工过程中的振动。

此外，在斜拉桥拉索施工过程中，还应注意拉索施工质量，采用高性能的拉索材料，使拉索拉伸时不会产生大幅度的变化，使拉索施
工过程中的振动受到抑制，有效地减少拉索施工过程中的振动。

以上就是斜拉桥拉索施工过程中的减振措施，这些技术要有效运用，可以大大减少施工过程中的振动，提高施工质量和安全性能。

当然，在斜拉桥施工过程中还要注意规范施工流程，这样也有助于提高施工质量和安全性能。

总之，斜拉桥拉索施工过程中的减振技术，在保证施工质量和安全性能的同时，也将提高施工效率。

斜拉桥拉索施工过程中的减振措施
斜拉桥施工阶段主要发生的振动是拉索的施加紧力的时候，结构自身的振动，以及机
械设备的运动所产生的震动。

为减弱这些振动，我们可以采取一些措施来消减振动的影响。

首先，施工部门需要对拉索钢杆进行天然加强处理，以减少在紧缩施工过程中所产生
的振动。

在施工期间，紧缩力应施加在钢杆中，使其具有立体式紧缩功能，而不是仅仅施
加在表面，从而减少钢杆的振动幅度。

其次，在施工期间应使用有效的减振设备，以减少其他机械设备所产生的震动，例如
紧缩机。

这些设备应配备有效的隔振技术，以减少机器的振动，减少对斜拉桥的影响。

再次，施工过程中应适时休息，以减少拉索施工过程中所产生的振动和震动。

施工期间，避免长时间连续使用拉索，运用适当的垫木、橡胶垫子等，有效的减少振动、消除振
动传播和减少结构破坏。

最后，施工期间也要检查紧固件，以预防紧固件解紧，使拉索变形，这有可能产生不
必要的震动。

斜拉桥施工过程中，需要结合上述思路，采取一系列措施，以减少施工过程中的振动
和震动，消除其对斜拉桥的伤害效果，保护斜拉桥的安全及稳定性。