螺旋线参数对斜拉索气动性能影响的风洞试验研究

"薛晓锋，李加武，白桦，王莹. 螺旋线参数对斜拉索气动性能影响的试验研究[J]. 振动与冲击, 2013, Vol.32 No.20." 这篇论文深入探讨了斜拉索在受到风力作用时的气动性能，特别是当斜拉索表面缠绕螺旋线以抑制风雨振现象时的影响。斜拉索是桥梁结构中的关键元素，它们在风载下可能会发生振动，这种振动被称为风雨振，可能对桥梁的稳定性和安全性构成威胁。研究人员在前人的基础上，设计并制作了三维拉索节段模型，用于模拟实际的斜拉索。 在试验中，研究人员在长安大学的风洞设施中进行了一系列实验，利用皮托管测量风速，电子压力扫描阀获取压力数据，通过数据转换采集系统收集信息，并使用自编程序进行数据分析。他们主要关注的是螺旋线参数（如螺高和螺距）如何改变斜拉索的气动性能。实验结果揭示了一些关键发现： 1. 在拉索模型自由端2厘米处安装端板能有效模拟二维流场条件，这对于理解和分析风压分布至关重要。 2. 不同的螺旋线参数并没有改变斜拉索表面的平均风压分布形态，这意味着无论螺旋线如何配置，风压的整体分布模式保持相对稳定。 3. 然而，螺旋线附近的风压出现了不规则的突变，这可能是由于螺旋线改变了风流过拉索表面的方式，产生了局部湍流或涡旋。 4. 最后，研究还发现风阻系数（衡量物体在风中阻力的指标）随着螺高减小和螺距增大而减小。这意味着更疏松的螺旋线布置能降低风阻，从而可能减少风雨振的发生。 这些发现对于桥梁工程的设计和安全评估具有重要意义。通过调整螺旋线参数，工程师可以优化斜拉索的气动特性，降低风雨振的风险，提高桥梁在强风条件下的稳定性。此外，这项工作也为未来对斜拉索风致振动的控制策略提供了理论依据和实证支持。