鳊鱼洲长江大桥矩形钢箱梁涡振性能及控制措施研究

李志国，黄林，高贵，李世文，宁伯伟

(1.西南交通大学 风工程试验研究中心，四川 成都610031；2.风工程四川省重点实验室，四川 成都610031；3.武九铁路客运专线湖北有限责任公司，湖北 武汉430201；4.中铁大桥勘测设计院集团有限公司，湖北 武汉430050)

随着经济和社会的发展，在世界范围内，人们对大跨度铁路桥梁的需求也日渐增长。由于刚度上的更高要求，跨越大江大河的铁路桥多以斜拉桥为主，其主梁形式也多采用钢桁架梁。相对于公路斜拉桥中普遍采用的钢箱梁，钢桁梁的重量更大，建造和维护成本也更高，开发适合铁路斜拉桥使用的钢箱梁具备很大的市场前景。由于公路斜拉桥采用的扁平钢箱梁的刚度无法满足大跨度铁路斜拉桥的设计要求，因此为了保障主梁刚度，箱形断面需要设计为宽高比较小(宽高比在5-7)的矩形断面。已有研究表明[1−4]，对于大部分外形具有典型钝体特征的结构，例如矩形钢箱梁，当气流流经这些钝体结构时，会产生流动分离形成周期性脱落的漩涡，并产生周期性的非定常气动力，当其频率与结构模态频率接近时，就会引起涡激共振现象。因此，当宽高比大于5的矩形断面应用在大跨度斜拉桥时，会发生涡激振动现象。涡激振动现象是大跨度桥梁在低风速下出现的一种风致振动现象，丹麦大贝尔特东桥与中国西堠门大桥等均出现过涡振现象。尽管涡激振动不会像颤振一样带来灾难性的发散振动，但其发生在常遇低风速范围，出现频率较高，振幅较大，除了影响正常交通外，还可能导致构件的疲劳损伤。……