三维连续弹性拉索风雨激振的理论建模与响应规律

本文档深入探讨了"运动水线三维连续弹性拉索风雨激振理论模型"，发表于2009年的湖南大学学报(自然科学版)第36卷第2期。作者李寿英、顾明和陈政清合作，针对实际应用中的桥梁工程问题，研究了拉索与水线在风雨激振条件下的动态交互作用。 研究者基于已有的水线气动力数据，提出了一个关键假设，即拉索与水线之间的相互作用力主要由库仑阻尼力和线性阻尼力构成。他们推导出了描述三维连续弹性拉索和三维连续水线运动的偏微分方程，并采用数值方法进行求解，以此揭示了风雨激振情况下这两种结构的响应特性。 研究发现，当三维连续拉索的大部分截面处于容易受到风速影响的区域，水线在其上会形成并位于竖向平均气动力系数的突降区，这会导致拉索发生显著的振动。拉索的振动包含了多阶固有频率成分，不仅在固有频率附近存在能量峰值，而且在5赫兹以下的其他频段也有少量能量分布。这意味着风雨激振对拉索的振动行为有复杂而广泛的影响。 此外，论文还指出，增加拉索和水线之间的库仑阻尼力可以有效地抑制拉索的风雨激振振动。当拉索的模态阻尼比达到0.5%时，这种抑制效果尤为明显，这对于设计和维护桥梁结构的稳定性具有重要的实践指导意义。 这项研究不仅提供了对三维连续弹性拉索在风雨激振条件下行为的深入理解，也为优化桥梁结构设计、提高其抗风性能以及减小风雨激振带来的潜在风险提供了科学依据。通过理论分析与实际数据的结合，该工作对提升桥梁工程领域的理论水平和技术应用具有重要价值。