دانلود مقاله ترجمه شده ارتعاش در امتداد باد مشاهده شده در یک تاور بریج معلق

چکیده

بر روی پایه­ ی بادپناه یک "تاور بریج" فولادی معلق H شکل 132 متری، نوسان تک­فرکانسی در امتداد باد تحت سرعت متوسط باد مشاهده گردید. نوسان در محدوده­ ی سرعت باد (24-13 متر بر ثانیه) و "زاویه­ ی حمله" ­ی خاصی رخ داد. 2 نوسان تک­فرکانسی غالب، یعنی 6/0 و 8/0 هرتز مشاهده شد و ویژگیهایی داشتند که مشابه ارتعاش ناشی از گردابه بود. نوسانات تک­فرکانسی 6/0 و 8/0 هرتز، به ترتیب مربوط به مود درون فاز و خارج از فاز محلی برج بودند. خارج از محدوده­ ی سرعت باد 24-13 متر بر ثانیه یا زمانی که جهت باد عمود بر برج است، پاسخهای برج، عمدتاً به واسطه­ ی پاسخهای تصادفی با روند ضربه­ای مشخص می­شوند. نوسان تک­فرکانسی برج، از این حیث که کوپله­ ی برج درون صفحه و مود جانبی شاه­ تیر، موجب افزایش قابل توجه ارتعاشات جانبی شاه ­تیر گردید، بر ارتعاش جانبی شاه ­تیر اثر گذاشت. به منظور بررسی پدیده تحت زوایای حمله­ و سرعتهای مختلف باد، آزمایش تونل باد بر روی مدل برج انجام شد. نتایج نشان می­دهند که تحت زاویه­ی حمله­ ی خاصی، بدنه­ ی شیب­دار پایه­ ی رو به باد پل، منجر به ایجاد "جاری شدن گردابه" شد، همان­گونه که به واسطه­ ی حضور نوسان تک­فرکانسی باد در جلوی وجه بادپناه برج نشان داده شد. "جاری شدن گردابه"، یک نیروی تناوبی به سمت پایه­ ی بادپناه ایجاد نمود که همزمان با فرکانس طبیعی 6/0 و 8/0 هرتز، به ترتیب در محدوده­ ی سرعت باد 17-13 متر بر ثانیه و 24-17 متر بر ثانیه رخ داده و موجب ایجاد پاسخ درون صفحه ­ای می­گردد.

1-مقدمه

همان­طور که دهانه­ های پل طویل­تر و برجها بلندتر می­شوند، آنها انعطاف­ پذیرتر شده و مستعد مرتعش شدن میشوند. برجهای فولادی که به طور گسترده­ای برای پلهای کابلی در ژاپن استفاده می­شدند، بسیار سبک­تر از پلهای فولادی بوده و در نتیجه، زمانی که ارتفاع برجها از 100 متر تجاوز می­کند، استعداد بیشتری برای ارتعاش تحت اثر باد دارند ("فوجینو" و همکاران(2012)). تاور برجهای بلند دارای دهانه­ ی طویل، در طول مرحله­ ی ساخت و ساز مستقل (خودایستایی)، اغلب ناپایداری آیرودینامیک نظیر نوسانات گردابه­ای نشان می­دهند ("فوجینو"(2002)، "فوجینو" و همکاران(2012)، "کیتاگاوا" (2004) و "لاروس"و همکاران (1998)). زمانی که فرکانس طبیعی محلی باد همزمان با فرکانس جاری شدن گردابه­ای اتفاق می­افتد، نوسانات گردابه­ای اکثراً در جهت مخالف باد رخ می­دهند که منجر به ایجاد نوسان تشدید بر روی محور ضعیف برج می­شود. برای جهت هم­ امتداد با باد، گزارشی وجود دارد که ارتعاش گردابه­ای درون خط یک تاوربرج معلق خودمتکی را توصیف می­کند("لاروس" و همکاران (1998)).به منظور کاهش اثر ارتعاش در طول فرآیند ساخت و ساز، گاهی اوقات اقدامات مقدماتی کنترل ارتعاش، نظیر "میراگر جرمی تنظیم شده"، "میراگر مایع تنظیم شده" و سیستم کنترل فعال موردنیاز هستند("فوجینو" و همکاران (2012)، "فوجینو (2002) و "کیتاگاوا" (2004)). اگرچه ممکن است که ارتعاش گردابه­ای برج، مشکل ناپایداری ایجاد نکند، ارتعاش بیش از حد بر روی برج به ویژه نوع فولادی آن در میان میرایی کم، ممکن است بر بهره­ برداری پل تأثیر گذاشته و در نهایت، منجر به خرابی ناشی از خستگی گردد...