斜拉索-阻尼器系統(tǒng)數(shù)值分析與試驗(yàn)研究.pdf

1、斜拉索由于質(zhì)量輕、柔度大和阻尼小等特點(diǎn)，在外界環(huán)境或支座的激勵(lì)下容易發(fā)生各種形式的振動(dòng)。拉索的橫向振動(dòng)不僅會(huì)引起錨固端的疲勞或腐蝕保護(hù)系統(tǒng)的破壞，甚至危及橋梁結(jié)構(gòu)的安全。因此，已建和在建的大跨度斜拉橋必須要考慮和解決包括風(fēng)雨激振在內(nèi)的拉索振動(dòng)現(xiàn)象。在拉索靠近梁端位置安裝阻尼器來控制拉索的振動(dòng)，在工程中得到了廣泛的應(yīng)用。盡管如此，為了準(zhǔn)確設(shè)計(jì)拉索減振方案，選用合適的阻尼器，必須全面考慮阻尼器安裝位置、阻尼系數(shù)、阻尼器運(yùn)動(dòng)部分質(zhì)量、阻尼器內(nèi)

2、剛度和支撐剛度以及拉索垂度和傾角對(duì)減振效果的影響，而以往的研究未能全面考慮這些參數(shù)的影響和缺乏試驗(yàn)驗(yàn)證。本文具體展開的研究工作如下：
　　 (1)通過采用斜拉索-線粘性阻尼器系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，分析了拉索垂度、阻尼系數(shù)、阻尼器內(nèi)剛度和阻尼器安裝位置對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力特性的影響；建立了考慮橡膠套靴影響的拉索.阻尼器系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，分析了套靴阻尼系數(shù)、套靴剛度和位置變化對(duì)系統(tǒng)阻尼比的影響。結(jié)果表明，在近梁端安裝阻尼器的情況下，梁端套靴會(huì)減小系統(tǒng)可獲

3、得的最大阻尼比，塔端套靴會(huì)增大系統(tǒng)可獲得的最大阻尼比；最后，建立數(shù)學(xué)模型，采用伽遼金法對(duì)采用雙端(梁端和塔端)阻尼器進(jìn)行拉索的振動(dòng)控制進(jìn)行了初步研究，表明采用雙端阻尼器策略時(shí)系統(tǒng)可獲得的阻尼比近似為設(shè)置單端阻尼器時(shí)的線性疊加。
　　 (2)介紹了拉索-磁流變阻尼器系統(tǒng)模態(tài)阻尼的統(tǒng)一公式，基于公式全面分析了拉索參數(shù)和阻尼器參數(shù)對(duì)系統(tǒng)最大阻尼比和最優(yōu)阻尼系數(shù)的影響，然后采用斜拉索-線粘性阻尼器系統(tǒng)模型，通過數(shù)值計(jì)算對(duì)統(tǒng)一公式進(jìn)行了對(duì)

4、比驗(yàn)證。
　　 (3)以蘇通大橋最長(zhǎng)斜拉索為原型，按照動(dòng)力相似準(zhǔn)則，在實(shí)驗(yàn)室搭建了一根長(zhǎng)18.75 m的1:31縮尺模型索；設(shè)計(jì)和制作了模型阻尼器，采用非接觸視頻監(jiān)測(cè)技術(shù)及橢圓濾波和希爾伯特變換的模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法，完成了考慮阻尼器阻尼系數(shù)、阻尼器內(nèi)剛度、阻尼器支撐剛度和阻尼器運(yùn)動(dòng)部分質(zhì)量影響的拉索減振試驗(yàn)研究。結(jié)果表明，垂度主要對(duì)一階模態(tài)產(chǎn)生影響，對(duì)高階模態(tài)的影響幾乎可以忽略。阻尼器剛度的存在和支撐剛度的弱化會(huì)減小系統(tǒng)可獲得的阻