一種帶氣動控制措施的懸索橋吊索的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種帶氣動控制措施的懸索橋吊索，在懸索橋吊索的外表面纏繞一根或數根螺旋線，螺旋線的纏繞方向與吊索原有的旋轉方向相同。所述螺旋線的間距為吊索捻距的整數倍，螺旋線的直徑為吊索公稱直徑的0.02~0.2倍，螺旋線材料為復合纖維、鋼絲、鋼絲束或其他材料。本發明纏繞在吊索表面的螺旋線還破壞了風荷載沿吊索軸線方向的相關性，使得同一時刻吊索不同截面上受到的風荷載不相同，從而可以降低作用在吊索上的總體風荷載。螺旋線的纏繞工藝簡單，只需對現有鋼絲繩的生產工藝作簡單的調整即可。
【專利說明】一種帶氣動控制措施的懸索橋吊索
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種帶氣動控制措施的懸索橋吊索。
【背景技術】
[0002]在大跨度橋梁中，懸索橋以跨越能力大和外形美觀等優點得到了迅速發展和廣泛應用。隨著科學技術的進步，現代大跨度纜索承重橋的跨徑大幅度增長。在已建成的大跨度橋梁中，主跨超千米的懸索橋有20余座，主跨超700m的斜拉橋有10余座。另外，國內外有數座跨越海峽的超大跨度纜索承重橋正在規劃中。
[0003]跨度的增大，使得風對橋梁的作用凸顯出來，風荷載逐漸成為懸索橋設計的主要控制荷載之一。在懸索橋結構中，吊索是聯系主纜與主梁的傳力結構，是懸索橋的主要構件之一，擔負著將橋面各種荷載傳遞到主纜的重任。懸索橋的吊索常成對出現，由于并列的吊索柔度大、質量輕和阻尼低，在風荷載作用下，處在下游的吊索會因為上游索尾流的干擾而發生渦激振動、尾流馳振和尾流顫振。
[0004]渦激振動是一種有限振幅的振動，振幅雖然不大，但發生頻率高，會造成吊索的疲勞問題。后兩種風致振動是自激發散型振動，對吊索的危害大。日本的明石海峽大橋的長吊索就發生了劇烈的尾流顫振，振幅達到吊索直徑的8倍，造成了吊索阻尼器的損壞。國內外其他懸索橋上也常發生吊索的尾流干擾振動。
[0005]目前在懸索橋上使用的吊索分為鋼絲繩吊索和平行鋼絲吊索，吊索的尾流干擾振動會造成索錨固區損傷、索阻尼器破壞、索表面防護系統損壞以及索疲勞破壞等問題，嚴重威脅大橋的安全性。
[0006]為了抑制尾流干擾振動，工程上常采用聯結器、輔助索、減振阻尼器和空氣動力學減振措施等方法。但這些措施的減振效果并不是很好。安裝了聯結器的拉索可能會發生新的氣動失穩現象。輔助索和聯結器可能產生疲勞破壞，并且會影響橋梁美觀，吊索也會發生大幅振動。提高結構阻尼可提高了尾流干擾振動的起振風速，但振動仍會在更高的風速下發生。因此還需研究能抑制并列吊索大幅尾流干擾振動的新措施。
【發明內容】
[0007]針對現有技術存在的缺陷，本發明的目的是提供一種帶氣動控制措施的懸索橋吊索，這種吊索通過其表面的氣動減振措施改變吊索周圍的流態結構，從而達到抑制大幅尾流振動發生，提高吊索和懸索橋的安全性。
[0008]為達到上述目的，本發明采用如下技術方案:
一種帶氣動控制措施的懸索橋吊索，在懸索橋吊索的外表面纏繞一根或數根螺旋線，螺旋線的纏繞方向與吊索原有的旋轉方向相同。所述螺旋線的間距為吊索捻距的整數倍，螺旋線的直徑為吊索公稱直徑的0.02、.2倍，螺旋線材料為復合纖維、鋼絲、鋼絲束或其他材料。
[0009]與現有技術相比，本發明的優點在于: 本發明附加的螺旋線改變了吊索的橫截面形狀，突起的螺旋線會破壞來流風作用下上游索尾流區漩渦脫落的周期性，進而破壞了作用在下游吊索上的風荷載的規律性，破壞了尾流干擾振動的發生條件，從而達到抑制和減小渦激振動、尾流馳振和尾流顫振的作用。纏繞在吊索表面的螺旋線還破壞了風荷載沿吊索軸線方向的相關性，使得同一時刻吊索不同截面上受到的風荷載不相同，從而可以降低作用在吊索上的總體風荷載。螺旋線的纏繞工藝簡單，只需對現有鋼絲繩的生產工藝作簡單的調整即可。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明纏繞一根螺旋線的鋼絲繩吊索的橫截面圖。
[0011]圖2為本發明纏繞一根螺旋線的鋼絲繩吊索的側面圖。
[0012]圖3為本發明纏繞兩根螺旋線的鋼絲繩吊索的橫截面圖。
[0013]圖4為本發明纏繞兩根螺旋線的鋼絲繩吊索的側面圖。
[0014]圖5為本發明纏繞四根螺旋線的鋼絲繩吊索的橫截面圖。
[0015]圖6為本發明纏繞四根螺旋線的鋼絲繩吊索的側面圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖，對本發明的具體實施例作進一步的說明。
[0017]實施例1
如圖1和圖2所示，一種帶氣動控制措施的懸索橋吊索，在懸索橋吊索的外表面纏繞一根螺旋線，螺旋線的纏繞方向與吊索原有的旋轉方向相同。螺旋線的直徑為吊索公稱直徑的0.02倍，螺旋線材料為復合纖維。
[0018]實施例2
如圖3和圖4所示，一種帶氣動控制措施的懸索橋吊索，在懸索橋吊索的外表面纏繞兩根螺旋線，螺旋線的纏繞方向與吊索原有的旋轉方向相同。所述螺旋線的間距為吊索捻距的整數倍，螺旋線的直徑為吊索公稱直徑的0.1倍，螺旋線材料為鋼絲。
[0019]實施例3
如圖5和圖6所示，一種帶氣動控制措施的懸索橋吊索，在懸索橋吊索的外表面纏繞四根螺旋線，螺旋線的纏繞方向與吊索原有的旋轉方向相同。所述螺旋線的間距為吊索捻距的整數倍，螺旋線的直徑為吊索公稱直徑的0.2倍，螺旋線材料為鋼絲束。
【權利要求】
1.一種帶氣動控制措施的懸索橋吊索，其特征在于，在懸索橋吊索的外表面纏繞一根或數根螺旋線，螺旋線的纏繞方向與吊索原有的旋轉方向相同。
2.根據權利要求1所述的帶氣動控制措施的懸索橋吊索，其特征在于，所述螺旋線的間距為吊索捻距的整數倍，螺旋線的直徑為吊索公稱直徑的0.02、.2倍，螺旋線材料為復合纖維、鋼絲或鋼絲束。
【文檔編號】E01D19/16GK104233957SQ201410473678
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月17日 優先權日:2014年9月17日
【發明者】杜曉慶, 孫雅慧, 曾靜麗, 李俊軍 申請人:上海大學