斜拉索覆冰形態(tài)試驗(yàn)研究

馮一凡，毛 毳

（天津城建大學(xué) 土木工程學(xué)院，天津 300384）

低溫環(huán)境下，斜拉索表面易形成偏心覆冰，使斜拉索由圓形截面變成非圓截面，在風(fēng)激勵(lì)作用下產(chǎn)生低頻大幅振動(dòng)，稱為斜拉索覆冰馳振[1].斜拉索覆冰馳振會(huì)誘發(fā)拉索外部PE管開裂進(jìn)而引發(fā)斜拉索與錨固系統(tǒng)的銹蝕破壞[2-3]，威脅橋梁安全.

斜拉索覆冰馳振引申于輸電線覆冰馳振，目前所采用的覆冰模型多為新月型、扇型覆冰等[4]，但沒有相關(guān)試驗(yàn)針對(duì)斜拉索覆冰形態(tài)進(jìn)行研究，因此本文研究斜拉索覆冰形態(tài)及覆冰規(guī)律具有重大意義.

1 斜拉索覆冰的研究現(xiàn)狀

斜拉索覆冰屬于自然現(xiàn)象，按照氣象條件一般將覆冰分為雨凇覆冰、霧凇覆冰和混合凇覆冰[5].雨凇覆冰指空氣中的過冷卻水滴降落到斜拉索外表面上，并在接觸的一瞬間喪失熱量凝結(jié)成冰；霧凇覆冰是指漂浮在空氣中的水蒸氣在溫度、氣壓等氣象條件下以雪霜的形式凝結(jié)在斜拉索表面[6]；混合淞覆冰則是前兩種覆冰方式交替進(jìn)行的一種混合型覆冰.由于冰在拉索上有較強(qiáng)的黏合力，且冰密度大于雪霜密度，所以雨凇覆冰屬于危害最大的覆冰.本文對(duì)雨凇覆冰進(jìn)行研究.

國內(nèi)外針對(duì)斜拉索覆冰的研究較少，主要原因是受技術(shù)與材料的限制，20世紀(jì)斜拉橋跨徑不大，斜拉索不容易產(chǎn)生振動(dòng).近年來隨著斜拉橋跨徑的增大，斜拉索覆冰振動(dòng)逐漸得到各國科學(xué)界的重視.歐洲學(xué)者C.Demartino等利用冰風(fēng)洞對(duì)斜拉索進(jìn)行覆冰，分……