斜拉索-阻尼器系統(tǒng)數(shù)值分析與試驗研究.pdf

1、斜拉索由于質量輕、柔度大和阻尼小等特點，在外界環(huán)境或支座的激勵下容易發(fā)生各種形式的振動。拉索的橫向振動不僅會引起錨固端的疲勞或腐蝕保護系統(tǒng)的破壞，甚至危及橋梁結構的安全。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雨激振在內的拉索振動現(xiàn)象。在拉索靠近梁端位置安裝阻尼器來控制拉索的振動，在工程中得到了廣泛的應用。盡管如此，為了準確設計拉索減振方案，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)、阻尼器運動部分質量、阻尼器內

2、剛度和支撐剛度以及拉索垂度和傾角對減振效果的影響，而以往的研究未能全面考慮這些參數(shù)的影響和缺乏試驗驗證。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)學模型，分析了拉索垂度、阻尼系數(shù)、阻尼器內剛度和阻尼器安裝位置對系統(tǒng)動力特性的影響；建立了考慮橡膠套靴影響的拉索.阻尼器系統(tǒng)數(shù)學模型，分析了套靴阻尼系數(shù)、套靴剛度和位置變化對系統(tǒng)阻尼比的影響。結果表明，在近梁端安裝阻尼器的情況下，梁端套靴會減小系統(tǒng)可獲

3、得的最大阻尼比，塔端套靴會增大系統(tǒng)可獲得的最大阻尼比；最后，建立數(shù)學模型，采用伽遼金法對采用雙端(梁端和塔端)阻尼器進行拉索的振動控制進行了初步研究，表明采用雙端阻尼器策略時系統(tǒng)可獲得的阻尼比近似為設置單端阻尼器時的線性疊加。
　　 (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)值計算對統(tǒng)一公式進行了對

4、比驗證。
　　 (3)以蘇通大橋最長斜拉索為原型，按照動力相似準則，在實驗室搭建了一根長18.75 m的1:31縮尺模型索；設計和制作了模型阻尼器，采用非接觸視頻監(jiān)測技術及橢圓濾波和希爾伯特變換的模態(tài)參數(shù)識別方法，完成了考慮阻尼器阻尼系數(shù)、阻尼器內剛度、阻尼器支撐剛度和阻尼器運動部分質量影響的拉索減振試驗研究。結果表明，垂度主要對一階模態(tài)產生影響，對高階模態(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減小系統(tǒng)可獲得的阻