斜張橋ケーブルの空力振動の発生機構解明および制振対策の開発

斜拉桥拉索气动振动产生机理的阐明及振动控制措施的制定

基本信息

批准号：
05555128
负责人：
松本勝
金额：
$ 3.07万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,斜張橋ケーブルのとくに降雨を伴わない強風時に発生する振動(雨無し振動と呼ぶ)に注目し,以下の各項目について考究した。1.ケーブル姿勢と振動方向の影響ケーブルの空間的な姿勢はケーブルを水平面に投影したときの風向とケーブル軸のなす角度(水平偏角β),およびケーブルを含む鉛直面に投影したときのケーブル軸の傾き(仰角α)で表される。ケーブルの振動にはこれらの角度の他に振動方向がさらに影響する。ケーブル姿勢と振動方向を風洞内で様々に変化させ,各々の状態で振動応答を計測した結果,振動方向がケーブル周上のstagnation pointとケーブル中心を結ぶ線に直角な方向であるとき最も振動が生じやすいこと,およびケーブル姿勢の影響はβ^*=arcsin(cosα・sinβ)で代表されることが確認された。2.軸平行突起付きケーブルの応答特性軸平行突起を設けたケーブルで,特にScruton数が小さい場合には,ある限られた風速域でのみ振動が発生する特性(風速限定型)を示した。同一姿勢における突起を設けないケーブルの応答との比較により,軸平行突起はスパン方向の渦放出の非一様性(3次元性)が強められ,風速限定型の空力振動応答特性が顕在化することが見出された。また,ローリングモードの振動自由度の有無による応答への影響についても検討がなされ,突起付きケーブルではローリングモードが発生し得ることが明かとなった。。3.乱れの影響乱流中の軸平行突起付きケーブルの振動特性を検討するため,静止時および強制振動時のケーブル模型表面の非定常圧力を計測し,カルマン渦および風速限定型振動に対応する周波数成分のパワーを一様流,乱流中で比較した。その結果,乱流中ではカルマン渦のパワーが低下する反面,カルマン渦の間欠的な放出を特徴づけるより低周波数のパワーが逆に増加し,乱流中で渦放出の3次元性が強められる可能性が指摘された。

在本次研究中，我们重点研究了斜拉桥索在无雨的强风期间发生的振动（简称无雨振动），并进行了以下项目的研究。 1、电缆姿态和振动方向的影响电缆的空间姿态由电缆投影在水平面上时风向与电缆轴线的夹角（水平偏角β）决定，电缆投影在包含电缆的垂直平面由轴的倾角（仰角α）表示。除了这些角度之外，振动方向也会影响电缆振动。通过在风洞中改变缆索姿态和振动方向并测量每种条件下的振动响应，我们发现当振动方向垂直于连接缆索圆周上的驻点和经证实，这种现象很可能发生，并且电缆姿势的影响用β^*=arcsin(cosα·sinβ)来表示。 2.具有与轴平行的突起的电缆的响应特性具有与轴平行的突起的电缆，特别是当Scruton数小时，表现出仅在一定的有限风速范围内发生振动的特性（风速限制型）。与相同位置不带突出物的索的响应对比表明，平行轴线的突出物增强了跨度方向涡脱落的非均匀性（三维性），风速气动振动响应特性发现有限类型变得明显。此外，还研究了滚动模式振动自由度的有无对响应的影响，结果发现，在带有突起的电缆中可能会出现滚动模式。。 3 湍流的影响为了研究具有平行轴突起的缆索在湍流中的振动特性，我们测量了缆索模型静止时和受迫振动时表面的非定常压力，并对卡门涡旋进行了响应比较了均匀流和湍流中频率分量的功率。结果，在湍流中卡门涡流的功率减小的同时，表征卡门涡流间歇性脱落的低频功率增加，并且指出了在湍流中卡门涡流的三维性可能性变得更强。出去。