斜拉索-橫向動(dòng)力單元系統(tǒng)模態(tài)特性和減振研究.pdf

1、隨著斜拉橋跨度的增加，斜拉索的長(zhǎng)度也不斷增大，其振動(dòng)問題更加突出。僅采用氣動(dòng)和索端阻尼器措施已難以滿足斜拉索的減振要求，輔助索減振措施將成為大跨度斜拉橋超長(zhǎng)斜拉索減振措施的重要選擇。
　　 本文針對(duì)斜拉索減振措施，首先建立了拉索-任意位置、任意數(shù)目橫向動(dòng)力單元系統(tǒng)分析理論，然后運(yùn)用該理論建立了拉索-三單元Maxwell阻尼器系統(tǒng)的特征方程，最后分析了三單元Maxwell阻尼器位于拉索任意位置時(shí)的系統(tǒng)模態(tài)特性。由于三單元Maxwe

2、ll阻尼器既可模擬實(shí)際阻尼器，亦可模擬高阻尼輔助索，因此本研究成果為大跨度斜拉橋拉索的減振措施設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)和方法。
　　 本文的主要研究成果包括：
　　 （1）拉索-任意位置及數(shù)目橫向單元系統(tǒng)分析理論
　　 基于張緊弦假定，運(yùn)用傳遞函數(shù)法推導(dǎo)了拉索-任意位置、任意數(shù)目橫向單元系統(tǒng)的特征方程。將拉索和橫向單元分別作為不同的模塊分析，最后集成得到系統(tǒng)特征方程。
　　 拉索-任意位置、任意數(shù)目橫向單元系統(tǒng)

3、的特征方程是分析拉索減振問題的基礎(chǔ)理論。該傳遞函數(shù)法特征方程不再局限于某一特定的橫向動(dòng)力單元，而是適用于多種橫向單元或其組合，比如彈簧、阻尼器和集中質(zhì)量及其構(gòu)成的各種線性組合。同時(shí)亦可用于斜拉索和輔助索構(gòu)成的索網(wǎng)系統(tǒng)。
　　 （2）橫向三單元Maxwell阻尼器位于拉索任意位置時(shí)的系統(tǒng)模態(tài)特性
　　 三單元Maxwell阻尼器模型既可適用于分析阻尼器減振措施也可適用于分析輔助索減振措施，只是對(duì)串、并聯(lián)剛度的解釋角度有所不

4、同。
　　 首先運(yùn)用拉索-任意位置及數(shù)目橫向單元系統(tǒng)分析理論建立了拉索-三單元Maxwell阻尼器系統(tǒng)的特征方程，考慮到斜拉索利用剛性輔助索及高阻尼輔助索的減振問題，運(yùn)用數(shù)值方法分析了三單元Maxwell阻尼器在拉索任意位置時(shí)，系統(tǒng)的頻率和阻尼特性，并分析了阻尼系數(shù)、并聯(lián)剛度和串聯(lián)柔度對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力特性的影響，得到了三單元Maxwell阻尼器位于拉索任意位置時(shí)最優(yōu)阻尼系數(shù)。通過理論分析結(jié)果與索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的模型試驗(yàn)結(jié)果比較表明，試驗(yàn)結(jié)果在