斜拉索風(fēng)振下的振動(dòng)響應(yīng)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(diǎn)，對(duì)風(fēng)荷載比較敏感，在風(fēng)載作用下極易發(fā)生振動(dòng)。由于風(fēng)荷載對(duì)于拉索結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)是一種非常重要的激振源，因此有必要對(duì)這種結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)進(jìn)行計(jì)算分析，并對(duì)響應(yīng)進(jìn)行有效的控制，這對(duì)于斜拉橋的設(shè)計(jì)與建設(shè)有重要的意義。
　　 目前大跨度張拉結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)中風(fēng)荷載的獲取主要依據(jù)于風(fēng)洞試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)。這兩種方法雖然可以獲得精確的風(fēng)荷載時(shí)程樣本，但造價(jià)昂貴、試驗(yàn)周期

2、長(zhǎng)。本文針對(duì)這兩種方法的缺點(diǎn)，依據(jù)隨機(jī)振動(dòng)理論中的自回歸(AR)分析原理，將目前僅應(yīng)用在大剛度建筑結(jié)構(gòu)表面風(fēng)速度和風(fēng)荷載模擬的方法推廣到大柔度結(jié)構(gòu)表面風(fēng)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(dòng)風(fēng)速的方法。根據(jù)計(jì)算結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)的需要，將風(fēng)速轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)荷載，利用MATLAB語(yǔ)言編制了模擬沿高度變化的風(fēng)速程序和風(fēng)荷載程序。將模擬風(fēng)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(duì)索結(jié)構(gòu)進(jìn)行時(shí)程響應(yīng)分析，獲得了結(jié)構(gòu)的風(fēng)

3、振響應(yīng)。
　　 斜拉索在風(fēng)荷載作用下產(chǎn)生較大的振動(dòng)，控制索振動(dòng)的常用方法是在拉索和橋面間安裝機(jī)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(duì)結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)的影響。模擬結(jié)果表明：加入油阻尼器后，控制點(diǎn)的位移響應(yīng)得到明顯的抑制。
　　 本文最后在三維坐標(biāo)下對(duì)有垂度的斜拉索模態(tài)阻尼比的影響因素進(jìn)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