刘琳娜，何杰，王志春

武汉理工大学，道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室，湖北武汉（430070）

摘要：风对悬索桥的作用是十分复杂的现象，随着桥梁结构的大跨度发展，桥梁对风作用反应的敏感和复杂逐渐成为设计的控制因素。本文章就悬索桥的三个重要组成部分——梁体，主塔以及缆索各自的风致振动研究现状和控制方法进行了分析介绍，同时探讨了悬索桥应该进一步研究的风致振动方面的问题。

关键词：悬索桥，风致振动，振动形式，控制方法

1. 引言

悬索桥以其受力性能好、跨越能力大、轻型美观，抗震能力好，而成为跨越江河、海峡港湾等交通障碍的首选桥型。由于桥梁是裸露于地球表面大气边界层内的建筑物，不可避免的会受到风的作用。而且随着桥梁理论的不断完善和施工技术的不断提高，桥梁结构型式向轻型化、长大化发展[1]，这就使风对桥梁的作用更加明显。风荷载逐渐成为悬索桥设计的主要控制荷载。然而，桥梁界对风对桥梁的作用的认识是在惨痛的历史教训中总结发展的。据不完全统计，18世纪以来，世界上至少有11座悬索桥由于风的作用而毁坏[2]。直到1940年秋，美国华盛顿州建成才4个月的Tacoma吊桥在不到20 m/s 的8级大风作用下发生破坏才引起了国际桥梁工程界和空气动力界的极大关切。

目前，世界上已修建的最大跨度的悬索桥为日本的明石海峡大桥，其主跨跨度已达到1990m，而一些跨度更大的特大跨悬索桥，如Messina海峡大桥、Gilbralter海峡大桥也己先后提上议事日程。随着我国经济的迅速发展，桥梁建设事业也得到了飞速发展，我国也己成功修建了汕头海湾大桥、广东虎门大桥、西陵长江大桥和江阴长江大桥等多座悬索桥，尤其江阴长江大桥跨度达到1385米，进入世界前列；目前还有多座大跨悬索桥在规划中，如珠江口伶仃洋跨海工程、杭州舟山大桥等。因此，二十一世纪中国的桥梁事业将有更崭新的发展。

随着悬索桥跨度的增加，结构刚度和阻尼显著下降，因此对风的作用更为敏感，从而抗风设计已逐渐成为大跨悬索桥设计中的控制因素。而对于悬索桥风致振动及其控制方法的研究也显的越来越重要了。悬索桥的风致振动在其结构上主要表现为梁体、主塔、缆索等三个构件的振动，因此本文从这三个构件的风致振动机理的研究入手，借以探讨对悬索桥各个构件的控制方法。

2. 梁体的风致振动和控制方法

由于悬索桥轻柔、大跨的性质，梁体的振动机理是最受关注的，一般来说，其主要风致振动形式有两种——对桥梁具有摧毁作用的颤振和最常见的抖振。

2.1 颤振

颤振是一种危险性的自激发散振动。对于近流线型的扁平断面可能发生类似机翼的弯扭耦合颤振。对于非流线型断面则容易发生分离流的扭转颤振[3]。上述两种颤振分析理论可以较好地解决悬索桥的颤振问题。

对桥梁结构进行颤振分析可首推Bleich，他于1948年首次将以Theodorson函数为基础

的古典耦合颤振理论——Theodorson机翼颤振理论应用于悬索桥颤振分析中。1967年，Kloppel和Thiele将Bleich悬索桥古典耦合颤振分析方法的逐次逼近过程编制成计算机程序，引入无量刚参数后制成著名的Kloppel/Thiele诺模图。1976年，Vanderput在Kloppel/Thiele 诺模图的基础上，导出了平板古典藕合颤振临界风速的简化计算公式。

由于实际断面是非流线型的， Theodorson平板古典藕合颤振理论己经不再适用。美国著名的空气动力学专家R.H.Scanlan于20世纪70年代初提出了桥梁结构的分离流颤振理论。此后中国学者谢霁明和项海帆于1985年首先提出了三维颤振分析的状态空间法，并讨论了多模态藕合颤振问题，Scanlan也建立了三维颤振分析法。

在Scanlan提出的线性自激力模型和颤振基本理论的基础上，国内外许多学者对大跨度桥梁颤振问题进行了大量的研究，并提出了许多不同的颤振分析方法，大致可以分成两种类型。第一类是基于结构的固有模态坐标，即多模态颤振分析方法，如Agar、 Namini,、Jain、陈政清等提出的颤振有限元分析方法。这些方法计算效率较高，而且分析结果具有可靠的精度，在大跨径桥梁的抗风稳定性研究中得到广泛的采用。但是，这些方法需要预先推测参与颤振的模态，分析过程中需要较大程度的人为参与，故使用比较复杂。另一类分析大跨径桥梁颤振问题的方法是基于桥梁结构有限元模型的物理坐标，通常称为直接(或全模态)颤振分析方法，如Miyata 、Yamada和葛耀君等都提出了大跨径桥梁三维颤振的全模态分析方法。这种方法人为参与较少，但计算量大，在实际桥梁的颤振分析中使用不多。

2.2 颤振控制

大跨桥梁的颤振临界风速是描述颤振性能的参数，它取决于主梁横断面外形及结构的动力特性。因此，控制桥梁颤振，也即提高桥梁临界风速的措施主要有三种：空气动力学措施，结构措施及外加机械阻尼装置措施，其中以空气动力学措施应用最为广泛。

2.2.1 空气动力学措施

就目前的应用来说，空气动力学措施在悬索桥颤振控制中的应用最为广泛。Warlaw曾对这一措施的具体实施方案作过一很好的综述，提出了原则性建议。文献[4]结合作者的成果对此研究也进行了综述。近年来，针对更大跨悬索桥方案，如3300米的Messina桥，人们提出了一些新的、更有效的颤振控制气动措施的方案。对此，文献[2]对这些措施进行了很好的总结。

2.2.2 结构措施

结构措施的主要目的是为了提高结构的刚度，增大结构的固有频率尤其是扭转频率，以提高结构的抗风稳定性。在悬索桥的抗风设计中，主要采用的结构措施如下：在悬索桥中采用短边跨、增大主缆矢度和主梁高度等；采用斜拉——悬吊协作体系的混合设计和混凝土与钢梁截面的混合设计、自锚和地锚混合的缆索承重体系以及空间索网体系等；通过调整主缆同加劲梁的相对位置和增加特定的竖向和斜向的交叉索可以达到提高结构抗扭刚度和扭转振动频率的目的，以有效地提高大跨和特大跨悬索桥的抗风稳定性[5]。

2.2.3 机械阻尼措施

梁体控制的机械阻尼措施可分为被动控制和半主动控制措施两种。

(1) 被动控制

控制悬索桥颤振的被动阻尼器措施主要包括调质阻尼器()以及多重调谐质量阻尼

器(M)。

是在主结构上附加一个由质量块、弹簧、阻尼组成的子振动系统，主系统发生振动时，通过参数设计，主结构的振动转移到子系统中，使主系统振动衰减。日本东京大学的J.Nobuto等人首先研究了调质阻尼器()对桥梁的颤振控制[18]，通过数值方法和简单的试验证明了提高桥梁颤振临界风速的有效性。在此基础上，近年来，顾明、吴炜、项海帆以广东虎门大桥为背景，在同济大学TJ-1边界层风洞中进行了被动调质阻尼器对颤振控制的研究，得出了一些新的结论：能有效地提高桥梁的颤振临界风速；对低阻尼桥的控制效果优于高阻尼桥；对较“钝”主梁断面的桥的控制效果优于较“流线”主梁断面的桥；的频率及阻尼设置对控制效果均有影响，前者大于后者[6]。

M由几个小的组成。往往只针对桥梁的某阶振型进行振动控制，对于频率偏离最优频率比稍远的模态，的抑制效果就显著降低，尤其对于模态密集的大跨度悬索桥，因而有必要研究如何提高的抑制范围。将M用于桥梁抖振的控制，算例[7]表明其具有更好的鲁棒性和可靠性。但M用于桥梁多模态耦合颤振控制，目前国外尚未有此研究，我国学者曾宪武，韩大建等将M引入到桥梁颤振控制中，从理论上研究了桥梁多模态耦合颤振M控制的有效性和可靠性，计算结果表明采用M 可以有效地提高桥梁颤振被动控制的鲁棒性，具有较高的可靠性能。当M的广义质量惯性矩比较大时，适当选取频率带宽，M的最大颤振控制效率甚至可以超过普通 的控制效率[8]。

(2)半主动控制

众所周知，阻尼器和主结构的频率比是影响控制效率的最主要的因素，而其它因素(比如阻尼器的阻尼等)对控制效率的影响则相对小得多。桥梁在风的作用下，由于气动刚度的作用，桥梁的振动频率会飘离固有频率。另一方面，桥梁风振现象非常复杂，通过风洞实验并不能准确掌握振动参数随风速的变化[9]。这些因素均会使得被动控制桥梁风振的鲁棒性不尽如人意。鉴于此，顾明、陈苏人、张志成等提出了桥梁风振半主动控制的概念，从控制目标，半主动控制器和控制策略等方面研究了半主动调质阻尼器对大跨桥梁风振的控制。最后以国内一座大跨悬索桥为例，说明了该方法的优越性[10]。结果表明，这种利用半主动用于控制悬索桥的风致振动，有很好的鲁棒性和控制效果。特别在控制振动参数不确定的桥梁的风振时，其控制效果和鲁棒性要远远优于被动最优。

2.3 抖振

抖振是由短周期的脉动风引起的强迫振动。根据紊流产生原因的不同，抖振又可分为来流紊流抖振和特征紊流抖振[11]。对于桥梁结构一般建在空旷的地形上，受上游结构尾流的影响较小，结构本身尾流中的紊流影响也较小。因此桥梁结构抖振主要考虑不规则的来流紊流。

近四十多年来，国内外学者对大气紊流引起的桥梁结构抖振响应进行了大量的研究，概括起来，主要有三种，即Y. K. Lin随机抖振理论、Davenport抖振理论、Scanlan颤抖振理论。上述分析方法都是在频域中进行的，由于其简单、实用和有效等特点，桥梁结构的颤振和抖振频域分析一直以来都被广泛应用。由于频域分析方法不能全面地反映结构的非线性行为，尤其是风与结构相互作用的非线性效应，并且在频域中研究紊流对桥梁颤振稳定性的影响也存在着较大的难度，国外学者如Lin，Bucher，Kovacs，Boonyapinyo，Miyata, Chen 和Matsumto等以及国内学者如周述华、刘春华、曹映泓等纷纷提出了大跨径桥梁颤抖振的

时域分析方法。该方法通过风速时程曲线的模拟、抖振力和自激气动力的时域化表达以及结构的三维有限元动力分析，求解结构的气动响应的时程曲线，以此进行结构的抗风性能评价。该方法考虑因素比较全面，但计算量非常大，而且在自激气动力的时域处理上尚存在问题，因此在实际桥梁中广泛使用还有待进一步的改进和完善。

2.4 抖振控制

抖振控制同样有空气动力学措施及机械阻尼器措施。空气动力学措施包括两个内容：一是在大跨桥梁的初步设计阶段通过“抖振选型”来选择主梁基本断面；二是在通过在主梁上增设风嘴等措施来改善其抖振性能。而机械阻尼器目前主要是调质阻尼器。

2.4.1 空气动力学措施

空气动力学措施包括两个内容：一是在大跨桥梁的初步设计阶段通过“抖振选型”来选择主梁基本断面；二是在通过在主梁上增设风嘴等措施来改善其抖振性能。

在大跨桥梁的初步设计阶段，通过“气动选型”可以选择一个具有较好气动性能的主梁的基本断面。过去的“气动选型”主要依据颤振性能进行主梁断面选择。但实际情况是，提供选型的数种断面常都能满足该桥的颤振设计要求。根据这一情况，顾明、项海帆等提出在这些满足颤振性能要求的断面中进一步依据抖振性能再作断面选择的设想，这就是“抖振选型”的概念[12]。依据这一概念，在初步设计阶段尚无该桥动力特性分析结果的条件下建立了“抖振选型”的方法[13][14]。这一方法己用于广东虎门大桥和江阴长江公路大桥这两座大跨悬索桥的气动选型研究。

2.4.2机械阻尼装置措施

控制悬索桥抖振的机械阻尼器措施主要包括调质阻尼器()以及多重调谐质量阻尼器(M)。

(1) 对抖振的控制

用机械阻尼措施对梁体抖振进行控制目前主要是用调质阻尼器()，对此，国外已有数个工程实例。但从有关文献来看，的设计主要还是基于其基本原理，而没有针对大跨桥梁抖振控制的特点进行的分析和设计。我国学者顾明、项海帆等在这方面进行了以下工作[15]：(1)对弯扭耦合抖振的控制，并用此方法分析了上海南浦大桥的弯扭耦合抖振控制。(2)对单向弯曲(或竖向弯曲、或侧向弯曲)或扭转抖振的控制。文献[14~17]深入研究了控制大跨桥梁的抖振。

另外，曾宪武，韩大建等提出了一种新型的调谐质量阻尼器(D)，具有竖向和扭转两个频率，与普通相比，可以同时实现对桥梁主梁竖向和扭转振动的控制[19]。作者以一座斜拉桥为例，分析了频率和阻尼比对减振效率的影响，并评价了D对桥梁耦合抖振的双重制振性能，结果表明，与普通相比，D对桥梁抖振具有更高的减振效率。但由于D构造处理比要复杂，扭转频率的实现需要通过调整D的质量分布实现，较为麻烦，另外D与相似，控制效率对参数失调较敏感，控制的鲁棒性较差，关于D在桥梁抖振控制中的应用还需进一步进行研究。

(2) M对桥梁抖振控制的研究

与对颤振的控制一样， 不能在结构振动频率和阻尼的变化的情况下保持最优。偏离最优频率到一定量值时，控制效率大大下降。自T.Igusa等提出M来控制频率飘移

系统的振动的概念以来，许多研究人员对其基本方法进行了理论分析。但直至作者的工作之前，尚未见对桥梁风振控制的研究。文献[20]以杨浦大桥为工程背景，首先根据风洞试验测到的气动导数及对车辆荷载的分析确定了结构抖振主要频率的变化范围，然后在这一范围中以主梁最大位移根方差为目标函数，建立了分析了M系统的中心频率比、频率带宽比以及系统中各TM D的质量分布、阻尼比的最优取值的方法。

3. 索塔风致振动和控制方法

3.1 振动形式

悬索桥主塔的塔柱，因一般呈矩形截面，高度常达跨度的1/ 3~1/ 10，故发生于主塔的风致振动现象一般为弛振和完全剥离型的涡激共振[21]。

3.1.1驰振

驰振是具有特殊横截面形状的细长结构的不稳定风致振动，这些截面形状如矩形、D 形等，比如悬索桥的主塔、裹冰的电缆或在风雨共同作用下的斜拉桥拉索，由于其原来的圆形截面受到改变而不再保持为圆形截面，因而容易发生驰振现象。根据来流的不同，驰振一般可分为横流驰振和尾流弛振[11]。

横流驰振是由升力曲线(或升力矩曲线)的负斜率所引起的发散性自激振动。横流驰振一般发生在具有棱角的非流线型截面的柔性轻质结构中，悬索桥结构中的拉索和吊杆最有可能发生横流驰振。横流驰振研究中最常用的方法是DenHartog提出的单自由度线性驰振理论。根据这一理论，DenHartog提出了结构驰振失稳的判据。此外，Parkinson提出了单自由度非线性驰振理论，Blevins建立了两自由度非线性驰振理论。当后一结构处于前一结构的尾流中时，后一结构由于受到前一结构波动尾流的激发而引起的振动称为尾流驰振。尾流驰振可以发生在包括流线型(圆形)截面在内的任意形式截而的结构中。与横流驰振相比，尾流驰振研究成果较少一般采用Simpson尾流驰振分析方法。

3.1.2 涡激振动

当钝体截面受到均匀流的作用时，截面背后的周期性漩涡脱落将产生周期变化的空气作用力——涡激力。当被绕流的物体是一个振动体系时，周期性的涡激力将引起体系的涡激振动，并且在漩涡脱落频率和结构自振频率一致时将产生涡激共振。VonKarman等人首先用涡激振动解释桥梁的风振现象。Scanlan在基于Von der put振子运动方程的基础上，提出了运用于大跨度柔性桥梁的涡激振动分析方法。

工程应用中，除了以上有关涡激共振的性质外，人们更关心的是涡振振幅的计算问题。至今，涡激力的经典解析表达式主要有四种：简谐力模型、升力振子模型、经验线性模型和经验非线性模型。

3.2 主塔的控制方法

对于驰振，可以通过采用例角、增大索塔刚度等结构措施或设置来抑制，相对比较容易。索塔的振动以涡激振动为主，由于激振风速较低，索塔自振周期较长，且在施工过程中动力特性不断变化，故主塔的振动以涡振为主，由于激振风速较低，索塔自振周期较长，且在施工过程中动力特性不断变化，故对振动控制方案提出了更高的要求。因此，目前对主塔进行控制主要是对其涡激振动进行控制。采取的制振措施主要为空气动力学措施和机械阻

尼措施。

3.2.1 空气动力学措施

空气动力学措施主要包括两个方面的内容：

(1)改变塔柱断面形式。塔柱的断面形式影响绕过塔柱的气流形态，变化塔柱的断面形式将改变气流状态，从而改变激振力。

(2)附加空气力装置。若因其他原因导致塔柱的矩形断面不能改变时，可附加空气力装置制振，如在东京葛饰高低单柱塔(桥面以上高塔高65 m，低塔高29 m)曲线斜拉桥知形断面塔柱四周，从塔顶至主塔高的1/3处安装了圆弧形抑流板(Desflector)抑制驰振，塔高1/3以下则将抑流板联结起来，成为封闭断面。

3.2.2 机械阻尼措施

3.2.2.1 主塔的被动控制

(1) 滑块摩擦和油阻尼器

与成桥状态相比，主塔在施工架设期间的抗风稳定性问题更加突出，1973年建成的跨度712 m的关门桥主塔施工时，将塔柱用超过100 m长的钢丝绳和滑块相连，通过滑块和滑台间的摩擦加大塔柱的阻尼，减小或消除涡激共振；1983年建成的跨度770 m的因岛大桥主塔施工时一个主塔采用了滑块摩擦，而另一个主塔却采用了油阻尼器代替了滑块，这种方法一直延用在1985年建成的跨度876 m的大鸣门桥及本州四国连络线中的许多斜拉桥和悬索桥的主塔架设中[21]。

(2) 调谐质量阻尼器()

主塔制振时，有时很难找到放置滑块或油阻尼器的位置，连接用的钢丝绳太长，又会大大降低制振效果同时也希望不因主塔较短施工架设期的抗风稳定性要求，而大幅度地改变塔柱的断面，再加之随着振动控制技术的进步，主塔施工架设中开始逐渐采用体积小，可安放在塔柱内的调谐质量阻尼器。首先应用在1985年建成的、跨度405 m的名港西大桥122 m 高的主塔施工架设中，其后包括明石海峡大桥、来岛大桥等多座大跨度悬索桥、斜拉桥的主塔施工架设，并延用至成桥运营期。东神户大桥主塔施工架设中，根据拟制振的振型采用了3种调谐质量阻尼器，而且还试验了调谐液柱阻尼器( TLCD)，亦具有良好的制振效果。3.2.2.2 主塔的主动控制

随着桥梁索塔施工的进展，高度相应地增加，其固有频率也在改变。因此，施工过程中，就要相应地移动的设置位置，并调整其固有频率。相对而言，主动控制方式性能较高，不仅仍可进一步实现小型化，同时，也具有只需改变控制程序，即可与索塔的固有频率做出相应的调整之优点。1991年2月~1992年4月在日本东京的“虹”悬索桥索塔施工过程中，作为减振措施，首次在桥梁工程中采用了主动控制系统——主动质量阻尼器AMD。但是，该系统只对一阶振型进行控制。而其他振型是由来控制的。这一方式，又在白鸟大桥、鹤见航桥、明石海峡大桥和名港大桥中被采用，均是以悬索桥主塔施工中的涡激振动为控制对象，均采用AMD装置，没有按塔的施工状况相应地调整振子的固有频率，因而没有将与主动控制的优点完美地结合起来，若能使得振子的固有频率与塔的最不利振动频率同步，从其振动控制性能来说，是能够满足施工阶段的一般要求的[18]。

就目前的情况来说，在日本，对大跨度悬索桥的索塔振动进行减振控制己较普遍，而在国内还很少见到相关的研究，因此，对主塔进行风振控制还有待进一步探讨。

4. 拉索的风致振动和控制方法

4.1 振动形式

由于悬索桥柔性大、阻尼小且质量轻，这就使得结构对风的敏感程度越来越高。尤其悬索桥上的缆索构件，极易在风的激励下产生振动，其中典型的几种风致振动有：

(1)卡门(Karman)涡激共振：当风流经圆形的拉索时，在其尾流中将出现交替脱落的旋涡。当拉索的卡门旋涡脱落的频率接近索横风向振动的某阶固有频率时，将激起拉索该阶频率的横风向振动。

(2)尾流驰振：当拉索在来流风方向前后排列时，在前排拉索的尾流区形成一个不稳定驰振区，由于前后拉索的固有频率相近，如果后排拉索位于驰振区内，其振幅就会不断加大，直至达到一个稳态大振幅的极限环。

(3)结冰索的驰振：索表面结冰而形成驰振不稳定气动外形，引发拉索驰振，它与结冰电缆的驰振机理相同。

(4)风雨激振：风雨激振是指在风雨共同作用下，倾斜拉索发生的低频率、大幅度的振动。这种振动产生的机理很复杂，目前对其产生机理尚未有充分的认识[31][32]。

这些振动现象或引起拉索中应力的交替变化，造成索股疲劳，或导致行人的不安，甚至使人们对索承重大跨桥梁的安全性产生怀疑。因此，如何有效地防止或抑制包括风雨激振在内的拉索振动现象，开始成为结构工程师讨论的热门问题。

4.2 控制研究

目前有关拉索的振动控制研究大多针对斜拉桥的斜拉索，而对于悬索桥的缆索进行振动控制的研究并不多见。当然也有利用阻尼器对悬索桥的缆索进行减振的工程实践。比如索扣阻尼器是针对并排的拉索易发生尾流驰振而设计，可同时提供刚度和阻尼。由于它特别适用于并排靠近的拉索，因此它应用于悬索索桥的吊索上具有独特的优势，明石海峡大桥吊索上所采用就是剪切型索扣阻尼器[33]。因此，对于悬索桥的拉索进行风振控制还需要进一步的研究。

5. 结语

鉴于悬索桥风致振动机理和控制方法的不足，应对其成桥后和施工状态下的风振理论及控制进行进一步的研究，主要有：

①空气振动的控制理论、控制措施、装置及相应的试验研究；

②数值模拟风洞及空气的动力稳定性计算的计算机仿真技术研究;

③大跨度桥梁结构体系的空气动力稳定性研究及相应的全桥模型实验;

④施工阶段空气动力稳定性研究及相应试验;

⑤空气动力参数的识别方法、评价及相应的风洞试验。

以上问题的研究和解决势必为悬索桥的建造产生直接的指导作用，使桥梁的振动控制研究更加科学、经济、可靠。

参考文献

[1] 伊藤学，川田忠树，超长大桥梁建设的序幕——技术者的新挑战，刘健新译，第一版，北京：人民交通出版社，2002 ，132-153

[2] 周孟波，悬索桥手册，第一版，北京：人民交通出版社，2003，80-95，386-398

[3] 张新军，大跨度桥梁三维非线性颤振分析，博十学位论文，同济大学博士学位论文，2000

[4] 顾明，大跨桥梁风振控制的气动及机械措施，结构工程学的研究现状和趋势，上海：同济大学出版社，1995，102-108

[5] 张新军，桥梁风工程研究的现状及展望，公路，2005年9月，第9期

[6] 顾明，吴炜，项海帆，大跨桥梁颤振控制的试验研究，同济大学学报，V ol.24，No.2，Apr.1996

[7] Hashash Y M A, Whittle A J. Ground movement prediction for deep excavations in soft clay [J]. Geotech Engrg, ASCE, 1996, 122(6)：85-92.

[8] 曾宪武，韩大建，基于多模态耦合颤振理论桥梁颤振M控制鲁棒性分析，工程力学，V ol.22，No.4，Aug.2005

[9] Conti E，Grillaud G，Jacob J, et al。Wind effects on Normandie cable-stayed bridge：Comparison between full aeroelastic model tests and quasi-steady analytical approah。J.Wind Engr.&Indust. Aerodyn. 1996，65: 1-201

[10] 顾明，陈苏人，张志成，大跨桥梁风致振动的半主动控制，振动工程学报，V ol.15，No.4，Dec.2002

[11] 《公路桥梁抗风设计指南》编写组，公路桥梁抗风设计指南，北京：人民交通出版社，1996

[12] Gu M，Xiang H F，Buffeting-based selection of long-span bridges，Selected Papers of Tongji University, 1994,102-108

[13] 顾明，项海帆，大跨悬吊桥梁抖振选型的一个实用方法，同济大学学报(结构、桥梁版)，1994 ，11-16

[14] Gu M,，Xiang H F，Lin Z X.，Flutter- and buffeting-based selection for long-span bridges.，J.Wind Eng.&Indus. Aerodyn.，1988

[15] 顾明，项海帆，大跨桥梁的颤振及抖振控制，中国科学基金，No.3，1999

[16] Gu M, Xiang H F.，Optimization of for suppressing buffeting response of long-span bridges.，J. of Wind Eng.&Induct. Aerodm.，1992, 42：1383-1392

[17] 顾明，项海帆，被动对大跨斜拉桥风致抖振的控制，土木工程学报，V ol.26，No.2：-69，1993

[18] 金毅，朱淼岩，安志宏，桥梁结构风致振动控制发展综述，辽宁建材，No.4，2005

[19] 曾宪武，韩大建，双频率调谐质量阻尼器在桥梁抖振控制中的应用，华南理工大学学报，V ol.33，No.9，September，2005

[20] 顾明，陈苏人，项海帆，用于杨浦大桥抖振控制的M的研究，振动工程学报，1998，V ol.11，No.1：1-9

[21] 刘健新，鲍卫刚，主塔的风致振动控制，公路，No.2，Feb.2003

[22] A. Larsen. Aerodynamics of the Tacoma Narrows Bridge—60 Years Later. SEI(IABSE). Nov. 2000

[23] H. F. Xiang and Y. J. Ge. Refinement on aerodynamic stability analysis of super long-span bridges. APCWE V. Japan,2001

[24] F. Brancaleoni. The construction phase and its aerodynamic issues[C]. In: Larsen. A (ed), Aerodynamics of larges bridges. Copenhagen, Balkema, Rotterd, 1992, 147-157

[25] A. Larsen. Prediction of aeroelastic stability of suspension bridges during erection[C]. Proc. 9thICWE, V o1.2, New Dethi,1995. 917-927.

[26] Speray. D Kenmon. S. V olume Probes: Interactive Data Exploration on Arbitrary Grids[J]. Computer Graphics, 1990, 24(5): 5~12

[27] Li. Li, Zhu Peiye. ANSS-An Integrated Software Systerm for Computational Aerodynamics[C]. Proceedings of the Russian-Chinese Symposium of Aerodynamics and Flight Dynamics, Moscow, 1997

[28] Zasso. A, Cigada. A, Negri. S. Flutter derivatives identification through full bridge aeroelastic model transfer function analysis. J.Wind Eng. Ind. Aerodyn, 1996, 60: 17-33

[29] Yozo Fujino. Vibration and control of long-span bridge[A]. Advances in Structural Dynamics[C]. Oxford: Elsevier Science Ltd, 2000, 55-56

[30] Xiang Hai-fan, Ge Yao- jun. Refinement on aerodynamic stability analysis of super long-span bridges[J]. JWE, 2001, (): 65- 72

[31] Matsumoto M.，Yamagishi M.，Aoki J. & Shirashi N. Various Mechanism of Inclined Cable Aerodynamics. Wind Engineering Retrospect and Prospect Papers for the 9th International Conference. New Delphi. 1995：759~770

[32] 刘慈军，斜拉桥拉索风致振动研究，博十学位论文，上海：同济大学1999.

[33] 孙利民，周海俊，陈艾荣，索承重大跨桥梁拉索的振动控制装置种类与性能，国外桥梁，No.4，2001

Study On The Wind-induced Vibration And Controlling

Method Of Suspension Bridge

Liu Linna, He Jie, Wang Zhichun

The major lab of road and bridge and structural engineering of Hubei province, Wuhan university

of technology, Wuhan(430070)

Abstract

The effect that wind puts on suspention bridge is a fairly complicate phennmonen. With the development of long-span bridge, the sensibility and complication of the response when a bridge is excited by winds has become the controlling factor of design. In this article, we talk about wind-induced vibration and controlling method based on three important part of suspention bridge ,including girder, king- tower and cable .In the meantime ,we also try to find whatelse should be further researhed in the field of the wind-induced vibration of suspention bridge.

Keywords: suspention bridge, wind-induced vibration, form of vibration, controlling method下载本文