1、基于現(xiàn)場(chǎng)觀察到的國(guó)內(nèi)某特大跨度懸索橋吊索的風(fēng)致振動(dòng)現(xiàn)象，定性分析排除了尾流馳振、渦激共振及風(fēng)雨激振。理論論述、數(shù)值模擬和簡(jiǎn)化風(fēng)洞試驗(yàn)依次證明這是一種主纜抖振引起的吊索共振。由于吊索密集的固有頻率和結(jié)構(gòu)抖振的廣譜特性，隨機(jī)風(fēng)場(chǎng)激起的主纜隨機(jī)抖振含有豐富的模態(tài)成份，當(dāng)主纜具有一定抖振能量的振動(dòng)頻率與吊索固有頻率充分接近時(shí)就會(huì)激發(fā)吊索的共振。因此，從來(lái)流紊流風(fēng)場(chǎng)中獲得能量的是主纜而非吊索自身。與主纜的模態(tài)質(zhì)量相比，一根或幾根吊索的模態(tài)質(zhì)量很小

2、，因此吊索大幅振動(dòng)吸收的能量并不會(huì)對(duì)主纜的振動(dòng)帶來(lái)實(shí)質(zhì)性的影響，從而可形成一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的能量供給機(jī)制。分析結(jié)果表明吊索的共振幅值對(duì)其固有頻率、風(fēng)速和阻尼比敏感。另一方面，每根吊索四根鋼絲繩間的氣動(dòng)干擾，將使吊索振動(dòng)進(jìn)一步復(fù)雜化并導(dǎo)致四支鋼絲繩振動(dòng)的不完全同步。此外，在主纜上加設(shè)多重調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(MTMD)抑制主纜在吊索自然頻率附近的振動(dòng)，間接抑制吊索的振動(dòng)具有很好的效果。論文的主要工作和結(jié)論如下：
　　（1）首先介紹了橋梁風(fēng)荷載

3、效應(yīng)、拉索風(fēng)致振動(dòng)類型和拉索振動(dòng)的控制措施。比較了現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)到吊索風(fēng)致振動(dòng)現(xiàn)象和與既有拉索振動(dòng)類型的特點(diǎn)，定性排除了尾流馳振、渦激共振、風(fēng)雨激振和橋塔尾流引起振動(dòng)的可能性。建立大橋有限元模型，細(xì)化吊索單元，進(jìn)行全橋有限元?jiǎng)恿μ匦苑治?，提取吊索的振?dòng)模態(tài)。結(jié)果顯示吊索的自然頻率較低且分布密集，且在很小的頻率區(qū)間內(nèi)會(huì)同時(shí)出現(xiàn)大量主纜和吊索的振動(dòng)模態(tài)，存在纜索系統(tǒng)內(nèi)共振的可能性。
　?。?）采用諧波合成法模擬了該橋主梁和主纜處的抖振脈動(dòng)風(fēng)

4、場(chǎng)。分析作用在該橋上的抖振力荷載，僅在主梁和主纜上施加抖振脈動(dòng)風(fēng)荷載。為了避免定性分析造成困惑，忽略吊索自身所受風(fēng)荷載。數(shù)值模擬全橋的抖振時(shí)程，提取吊索中點(diǎn)、與主纜連接上端點(diǎn)及與主梁連接下端點(diǎn)的橫向位移時(shí)程，并進(jìn)行頻譜分析。分析得到這種振動(dòng)的機(jī)理是自然風(fēng)作用在主纜上產(chǎn)生振動(dòng)的能量傳遞到吊索，引起吊索的振動(dòng)，而非吊索自身從來(lái)流紊流風(fēng)場(chǎng)獲得能量的。繪制長(zhǎng)吊索和主纜的橫向振動(dòng)形態(tài)圖，說(shuō)明引起吊索共振的是主纜微?。ú豢刹煊X(jué)）的高階振動(dòng)。吊索振動(dòng)

5、的劇烈程度與其沿主梁的位置（吊索的固有頻率：長(zhǎng)度和材料特性等）、風(fēng)速和阻尼比等因素有關(guān)，與吊索離散精度和細(xì)化吊索在全橋的分布范圍關(guān)系不大。導(dǎo)致每根吊索四支鋼絲繩振動(dòng)不同步的原因是其間的氣動(dòng)干擾，包括準(zhǔn)定常剪切流和非定常特征紊流（或規(guī)則渦脫）。
　　（3）建立主纜-吊索系統(tǒng)的簡(jiǎn)化模型，通過(guò)主纜和吊索模型自振測(cè)試各自的阻尼比。由自由拍振將共振頻率調(diào)至目標(biāo)頻率。利用格柵生成脈動(dòng)風(fēng)場(chǎng)，進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)。采用有機(jī)玻璃罩封閉吊索，比較吊索受風(fēng)與否

6、對(duì)系統(tǒng)共振的影響。試驗(yàn)結(jié)果顯示無(wú)論吊索封閉與否，在所有的測(cè)試風(fēng)速下，纜索系統(tǒng)內(nèi)共振都存在。驗(yàn)證了纜索系統(tǒng)風(fēng)致內(nèi)共振的存在。
　　（4）基于該吊索振動(dòng)機(jī)理提出一種全新的減振措施，即在主纜上加設(shè)MTMD，通過(guò)抑制主纜在吊索共振頻率處的振動(dòng)來(lái)抑制吊索的振動(dòng)?？紤]質(zhì)量比、阻尼比、頻率比及安裝位置和數(shù)量的影響，并與吊索端部加設(shè)阻尼器減振效果進(jìn)行比較。數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明主纜上加設(shè) MTMD對(duì)長(zhǎng)吊索振動(dòng)具有較好的控制效果，且不受結(jié)構(gòu)阻尼和風(fēng)速的影