8月17日上午

朋友圈就被一条视频刷屏

称苏通大桥有根“斜拉索”被台风刮断

再加上苏通大桥上午临时封闭

一时间

大家都被台风“温比亚”的威力所震撼

其实上呢,今天清晨的交通管制是由于台风过境桥面风力大而造成的;而苏通大桥上断裂的“拉索”其实是它的阻尼器。经过专家检测,阻尼器脱落,不影响斜拉索的安全性能,桥面可以安全通行,大家尽可放心。

螺栓滑丝脱落的阻尼器

当然啦,为进一步保障驾乘人员的安全出行,苏通大桥方面第一时间就组织了技术力量前往现场进行观察与抢修。加之天气情况逐渐好转,上午11时30分,苏通大桥已开放通行。

什么是阻尼器?

阻尼器是一种利用阻尼特性来减缓机械振动及消耗动能的装置。常用在汽车的悬吊系统及摩托车中,有些脚踏车上也有。据业内人士介绍,桥梁阻尼器也是类似设备,主要对斜拉索起到减震作用。

什么是拉索?

拉索是一种细长型桥梁构件,以钢材为原材料,以混凝土为桥面的铺设材料,斜拉桥的受力特点和本身所用材料的物理特点的优势结合起来,使整个桥梁的重心稳稳地落在了索塔上,就形成了稳固的桥体。不过拉索极其容易在强风下引起明显振动。

强风对拉索的影响?

由于拉索的特殊性,在强风作用下,振动类型非常复杂,主要有以下几种:

(1)涡激共振

在风的作用下,风绕过圆柱体后,在尾流中将出现交替脱落的漩涡。周期性的涡激力将引起拉索的涡激振动,当漩涡脱落频率和拉索固有频率一致时,将发生涡激共振。涡激共振有以下特征:

涡激共振是一种有限振幅的振动;

涡激共振只在一个或几个风速区域内发生,存在风速锁定区;

涡激共振响应对断面形状的微小变化很敏感。

(2)风雨激振

在风和雨的共同作用下,由于拉索表面水线的出现,改变了拉索的截面形状,使其失去在气流中的稳定性,由此使得拉索很容易发生一种大幅振动。这种振动就称为风雨激振(也称风雨振),这也是斜拉索风致振动中最强烈的一种。由于风雨振是结构、风、雨三者相互作用产生的结果,使得风雨振的振动机理比较复杂。风雨振动特征有:

拉索风雨振的振幅远大于其他风致振动的振幅,大多数情况下拉索风雨振的振幅幅值能达到2倍索直径,个别甚至达到5倍左右索直径,有的可能会导致相邻拉索相互碰撞。

发生风雨振的拉索频率一般在0.3~3Hz之间,多模态同时被激励,频率成分较多。

(3)尾流驰振

相互平行布置的两根拉索,由于上风向拉索的尾流作用而使下风向拉索产生更大的风致振动现象。尾流驰振一般表现为拉索的一阶振动,其具体特征有:

拉索间隔一般为(2~5)或(10~20)倍的拉索直径

增大阻尼可有效抑制振动

(4)拉索抖振

在风的脉动力、上游构造物尾流的脉动力、或风绕流结构的紊流脉动力的作用下,拉索发生的一种随机振动现象。抖振是一种限幅振动,不像尾流驰振和风雨激振那样具有自激和发散的特性,不会引起灾难性的破坏。但是由于发生抖振响应的风速低、频率高,因此会使拉索在接头或者端部等构件细部发生局部疲劳破坏。同样,增加阻尼可以有效地抑制抖振现象。

(5)裹冰拉索风致振动

在我国北方、或者南方冻雨多发地区,拉索表面易产生覆雪或积冰,也会导致拉索外形的极大改变,从而导致拉索驰振等不利风致振动发生。

减振措施

针对拉索的各种风致振动,工程上已有各种各样的减振措施,主要为阻尼减振措施、气动减振措施以及结构性措施。

(1)阻尼减振措施

由于空间限制和桥梁美观性要求,拉索阻尼器一般安装在拉索的下端。阻尼器通过自身能量的消耗,将拉索的振动能量进行消耗。这种方法对多种振动都能起到明显的减弱效果。

(图片来源自网络)

(2)气动减振措施

风雨振一般与拉索表面的水线有关,因此螺旋线能够一定程度的阻碍水线的形成。也有通过在拉索表面处理出凹坑外形的措施,同样具有一定的破坏水线形成的作用。

(3) 结构措施

设置辅助索,如法国诺曼底大桥即采用此类措施。

法国诺曼底大桥的辅助索措施

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