斜拉索風振下的振動響應與控制.pdf

1、斜拉索是斜拉橋組成部件中主要的受力構(gòu)件之一，由于其柔度大、質(zhì)量小、阻尼小和自振頻率低等特點，對風荷載比較敏感，在風載作用下極易發(fā)生振動。由于風荷載對于拉索結(jié)構(gòu)來說是一種非常重要的激振源，因此有必要對這種結(jié)構(gòu)風振響應進行計算分析，并對響應進行有效的控制，這對于斜拉橋的設計與建設有重要的意義。
　　 目前大跨度張拉結(jié)構(gòu)抗風設計中風荷載的獲取主要依據(jù)于風洞試驗和現(xiàn)場實測。這兩種方法雖然可以獲得精確的風荷載時程樣本，但造價昂貴、試驗周期

2、長。本文針對這兩種方法的缺點，依據(jù)隨機振動理論中的自回歸(AR)分析原理，將目前僅應用在大剛度建筑結(jié)構(gòu)表面風速度和風荷載模擬的方法推廣到大柔度結(jié)構(gòu)表面風的模擬，得到了一種高效率和高精度模擬大柔度結(jié)構(gòu)脈動風速的方法。根據(jù)計算結(jié)構(gòu)風振響應的需要，將風速轉(zhuǎn)變?yōu)轱L荷載，利用MATLAB語言編制了模擬沿高度變化的風速程序和風荷載程序。將模擬風荷載施加到基于SAP2000有限元環(huán)境建立的斜拉索有限元模型表面，對索結(jié)構(gòu)進行時程響應分析，獲得了結(jié)構(gòu)的風

3、振響應。
　　 斜拉索在風荷載作用下產(chǎn)生較大的振動，控制索振動的常用方法是在拉索和橋面間安裝機械減振裝置，如油阻尼器，以增加拉索的模態(tài)阻尼。本文模擬了油阻尼器對結(jié)構(gòu)的風振響應的影響。模擬結(jié)果表明：加入油阻尼器后，控制點的位移響應得到明顯的抑制。
　　 本文最后在三維坐標下對有垂度的斜拉索模態(tài)阻尼比的影響因素進行了分析，包括斜拉索傾斜角、斜拉索垂度、阻尼器安裝位置、阻尼器的阻尼系數(shù)、阻尼器安裝傾角。結(jié)果表明：隨著斜拉索的傾