DB34T 3705-2020 斜拉橋鋼絞線拉索減振設計指南

34DB34/T3705—2020斜拉橋鋼絞線拉索減振設計指南Vibrationreductiondesignguideforstrandstaycableofcable-stayedbridge2020-11-27發(fā)布2020-12-27實施安徽省市場監(jiān)督管理局發(fā)布I本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定12當鋼絞線拉索索端沿索弦長方向的振動激勵頻率接近拉索固有頻率的等級ⅠⅡⅢⅠⅠⅠⅢⅡⅡ4.2.1各類鋼絞線拉索的抗風性能目標等級為Ⅰ級時，振幅3ⅠⅡⅢ//5.2.1鋼絞線拉索的振動可分為索平面外振動與索平面內振動兩種形式。其中，索平面內振動又可分5.2.2鋼絞線拉索發(fā)生索平面外振動時，其振動頻率fop可按式（1）n2n2lfopFm···········································fop——鋼絞線拉索的第n階面外模態(tài)頻率（Hz5.2.3鋼絞線拉索發(fā)生索平面內對稱振動時，其振動頻率fip可按式（2式（4）計fip····································································0.001720.12543.1444n1=0.00539.4239n3 nπEAmglcosc2/F3 n——振型階數，可取1、3、5、7、9.4λ——與拉索狀態(tài)有關的系數，按式（4）計算；A——鋼絞線拉索截面面積（m2αc——鋼絞線拉索的傾角(°);5.2.4鋼絞線拉索發(fā)生索平面內反對稱振動時，其振動頻率fip可按式（5）計算：nFn·············································mfip2l·············································mn——振型階數，可取2、4、6、8、10.5.3.1鋼絞線拉索的阻尼比ζs應根據實測數據結果確定；缺5.3.2鋼絞線拉索的梁端與塔端同時安裝阻尼器時，拉索的附加阻尼值應考慮梁端與塔端阻尼器效應5.4.1當鋼絞線拉索斷面的馳振力系數Cg<0，或鋼絞線拉索受cgCgDωρ——空氣密度（kg/m3），一般取為1.25kgCg——鋼絞線拉索斷面的馳振力系數，CBCC，一般可通過風洞試驗或虛擬風洞試驗gDLD），5），.tt=006D.DDDD5.5.2鋼絞線拉索的尾流馳振臨界風速Uwg可按式（7）計算，動試驗或氣動彈性模型試驗直接獲得。節(jié)段模型振動試驗或氣動彈性模型試驗應符合JTG/T3360-01UwgCwgfiDcmsmsD······································Cwg——與拉索中心距有關的常數，當沿風向上下游索中心距2～6倍索直徑時取25，6～10倍fi——鋼絞線拉索第i階振動頻率（HzUwgwgUd······························································5.5.4當尾流馳振穩(wěn)定性檢驗不滿足要求時，6ymaxDc·····························tc）；C——升力系數標準差，對于圓柱形構件一般取0.45；Sc——Scruton數，Sc=mζs/(f——拉索基頻；ρ——空氣密度（kg/m3），一般取為1.25kg/渦激共振起振風速、鎖定區(qū)間以及振動振幅，并以5.6.5當鋼絞線拉索的渦激共振不滿足檢驗要求時，可通過改變基本氣動外形、附加氣動措施或阻尼5.7.1鋼絞線拉索應檢驗發(fā)生風雨激振的可能性，在缺乏試驗條件時，鋼絞線拉索不發(fā)生風雨激振的）～ Sc5 5.7.2當鋼絞線拉索的風雨激振檢驗不滿足要求時，可采取氣動措施或增設阻尼措施予以改善，外套5.8.1當鋼絞線拉索垂直于弦長方向的索端激勵與拉索固有頻率接近或一致時，應進行鋼絞線拉索線a)發(fā)生線性內部共振時，拉索索端垂直弦長方向的運動引起的鋼絞線最大振動響應主要為相應7 yBy1max——第一階面內振動最大振幅（myB——索端垂直于拉索弦長方向相對運動的幅值（mBxHxB(t)BxyB(tyB(t)AAHyb)當索端激勵振幅較大時，可通過數5.8.2當鋼絞線拉索沿弦長方向的索端激勵為拉索固有頻率的FmaxF································)2FmaxF································=fb1 2fc F——鋼絞線拉索索力（Nβfb——外激勵頻率（Hzfc——鋼絞線拉索固有振動頻率（Hz），X0——恒載索力下鋼絞線拉索線彈性伸長量（m），可按X0=Fl/EA計算；804Xl0A1max——斜拉索的第一階共振穩(wěn)態(tài)響應6.1.1鋼絞線拉索的減振設計除應符合本文件的規(guī)定外，6.1.3鋼絞線拉索振動控制目標應同時限定非發(fā)散振動的振動幅值，應控制渦激共振、線性內部共振6.2.1鋼絞線拉索可通過附加螺旋線或表面加工等 a）螺旋線布置立面圖b）螺旋線布置橫斷面圖注：螺旋線外形對拉索的風阻系數有較大的影響，不適宜的風雨激振9斜拉索阻尼器支架阻尼器6.3.3鋼絞線拉索附加阻尼器后，應6.3.4鋼絞線拉索附加阻尼器的設計宜綜合考慮阻尼器安裝位置、阻尼器剛度、阻尼非線性、斜拉索垂度與傾角等因素影響。當采用黏滯性阻尼器時，阻尼系數c可按式（17）和式（18）確定： cx cx），ωF斜拉索mmxxllFxxcxc——阻尼器安裝位置距較近索端的距離（m）；ω注：阻尼器安裝位置、阻尼器剛度、阻尼非線性、拉索垂度與傾角等是影成通用阻尼器設計曲線如圖7所示。由于式中沒有考慮阻尼器剛度、阻尼非線性、斜拉索垂度與傾角等因素， xc/lcx nc6.3.5為保證鋼絞線拉索在安裝阻尼器后能達到目標的附加阻尼值，同時兼顧拉索的美觀性與施工安7.1.2阻尼器宜設置與健康監(jiān)測系統(tǒng)相接的接口，可實時記錄和跟蹤阻尼器的位移、阻尼力、油缸壓7.1.3鋼絞線拉索設置減振阻尼器時，應考慮檢修、維護、更換的要求，并應避免阻尼器發(fā)生損壞時7.2.1阻尼器的工作環(huán)境溫度宜為-20℃~65℃,相對濕度可為0～100％。7.2.3阻尼器