斜拉橋拉索振動(dòng)控制理論分析.pdf

1、拉索的高強(qiáng)度、輕質(zhì)量使其成為高效的結(jié)構(gòu)構(gòu)造之一,然而拉索是柔性的且固有頻率很低。因此，在外部作用力和支座移動(dòng)下，拉索極易產(chǎn)生大幅度的振動(dòng),如尾流馳振、參數(shù)共振、渦激共振和風(fēng)雨振等；在斜拉橋中，拉索的振動(dòng)會(huì)使拉索錨固端產(chǎn)生微小的裂縫,且會(huì)使拉索的保護(hù)系統(tǒng)受到破壞，甚至導(dǎo)致拉索失效及對(duì)橋梁安全運(yùn)營(yíng)構(gòu)成極大威脅。因此，研究拉索振動(dòng)的機(jī)理及其振動(dòng)控制措施對(duì)于斜拉橋的建設(shè)和維護(hù)具有重要意義。對(duì)于超細(xì)長(zhǎng)拉索而言，采用被動(dòng)控制、半主動(dòng)控制來抑制其振動(dòng)

2、具有一定的局限性。目前，雖然主動(dòng)控制尚存有一些問題，但它仍然是抑制拉索振動(dòng)的一種有效的選擇方法,本文主要是通過軸向支座移動(dòng)來實(shí)施小垂度拉索的主動(dòng)控制。
　　本文是在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的資助下完成的，主要研究了小垂度拉索的軸向振動(dòng)控制，并對(duì)其進(jìn)行了仿真分析。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　(1)在綜合大量國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，介紹了結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制的概念，對(duì)國(guó)內(nèi)外有關(guān)斜拉橋拉索振動(dòng)及其控制的研究現(xiàn)狀和進(jìn)展進(jìn)行了回顧與總結(jié)。
　　(2

3、)介紹了目前常用的主動(dòng)控制算法：極點(diǎn)配置、經(jīng)典線性最優(yōu)控制、瞬時(shí)最優(yōu)控制、獨(dú)立模態(tài)控制、滑動(dòng)模態(tài)控制、￥H狀態(tài)反饋控制及最優(yōu)多項(xiàng)式控制等算法。
　　(3)為了抑制小垂度拉索的振動(dòng)，本文主要思路是通過拉索一端固定，拉索另一端通過作動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)的時(shí)變移動(dòng)支座且沿著拉索軸向移動(dòng)，從而達(dá)到施加軸向主動(dòng)控制力的作用；利用模態(tài)降階理論和Lagrange方程建立了小垂度拉索平面內(nèi)振動(dòng)的軸向單模態(tài)和多模態(tài)主動(dòng)控制模型。
　　(4)根據(jù)小垂度拉