斜拉橋索振動(dòng)及減振裝置研究.pdf

1、斜拉橋具有較好的跨越能力,因而在近些年來得到了廣泛的應(yīng)用。斜拉橋及橋上的拉索易在風(fēng)雨激勵(lì)、地震以及車載等外部載荷作用下產(chǎn)生振動(dòng),嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生橋梁事故,因此探尋合理有效的方法來減小斜拉橋和拉索振動(dòng)已經(jīng)成為重要的研究課題。 本文首先根據(jù)有限單元法理論,利用ANSYS軟件選用LINK10和BEAM4單元對(duì)斜拉橋的拉索、主梁和橋塔等構(gòu)件進(jìn)行模擬,建立斜拉橋整橋有限元模型并對(duì)其動(dòng)力特性進(jìn)行分析,得出斜拉橋固有頻率及相應(yīng)的振型。發(fā)現(xiàn)斜拉橋易

2、于產(chǎn)生大幅振動(dòng),同時(shí)也發(fā)現(xiàn)斜拉橋的振動(dòng)具有明顯的三維性。 本文對(duì)拉索的構(gòu)造方法、振動(dòng)形態(tài)進(jìn)行了分析,并將單根拉索的動(dòng)力特性與由四根和七根鋼絞線構(gòu)成的拉索分別進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)在斜拉橋的建模過程及拉索動(dòng)力特性分析過程中,可以用單根拉索來模擬由多根鋼絞線構(gòu)成的拉索。將利用解析法計(jì)算出的拉索固有頻率與選用LINK10單元模擬單根拉索分析得到的拉索固有頻率進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)最大相對(duì)誤差不超過10％,從而進(jìn)一步說明可以用單根拉索來模擬多根鋼絞線構(gòu)

3、成的拉索。 通過比較在斜拉橋上廣泛采用的多種拉索減振方法,設(shè)計(jì)出基于高阻尼橡膠的減振裝置。針對(duì)不同型號(hào)的高阻尼橡膠圈,設(shè)計(jì)出四因素三水平的正交實(shí)驗(yàn)方案,完成橡膠圈的動(dòng)力特性研究,選擇合適的橡膠圈作為減振裝置的重要構(gòu)件。本文對(duì)安裝減振裝置前后拉索節(jié)點(diǎn)的振動(dòng)位移進(jìn)行了模擬和比較,發(fā)現(xiàn)拉索減振裝置的減振效果明顯。通過改變拉索減振裝置的安裝位置,可以看出在一定范圍內(nèi),隨著安裝位置的提高,減振效果越來越好。 本論文利用有限元軟件,