資源描述：
《襄陽漢江三橋斜拉索振動控制研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、襄陽漢江三橋斜拉索振動控制研究摘要：?榱私餼魷逖艉航?三橋的斜拉索振動問題，采取理論分析和試驗研究的方法進行研究。分析斜拉索可能產(chǎn)生的振動類型，對比常見的抑制斜拉索振動措施的優(yōu)缺點，優(yōu)選出擺式杠桿質(zhì)量阻尼器（PLMD）作為阻尼減振方案；通過阻尼器優(yōu)化理論，對PLMD阻尼器的安裝位置、阻尼系數(shù)等參數(shù)進行優(yōu)化；通過現(xiàn)場實測，驗證阻尼器的實際減振效果。結果表明：安裝PLMD阻尼器后，抽樣檢查的斜拉索的阻尼對數(shù)衰減率均達到了4%以上，具有良好的減振效果。中國2/vie 關鍵詞：斜拉索；振動控制；PLMD阻尼器 中圖分類號：TB 文獻標識碼：A doi：10.1931
2、1/j.ki.1672-3198.2016.33.190 1引言 斜拉索是斜拉橋的主要受力構件，承擔著將主梁荷載傳遞給橋塔的重要作用，由于斜拉索一般采用平行鋼絲斜拉索，其初始阻比的對手衰減率值僅為8‰～9‰，且由于其長細比大，在外界風、風-雨和交通荷載作用下，容易發(fā)生大幅振動問題。而斜拉索的振動會導致斜拉索產(chǎn)生疲勞損傷積累，長期積累會形成斜拉索的安全隱患。因此，需要對斜拉索的振動進行有效的控制?！ ?項目概況 襄陽漢江三橋主橋為主跨310m的預應力混凝土雙塔雙索面斜拉橋，其斜拉索按扇形布置，斜拉索采用平行鋼絲斜拉索，鋼絲采用為抗拉強度1770MPa的7mm高強
3、度、低松弛鍍鋅鋼絲，型號分別為PESC7-199、PESC7-241、PESC7-283、PESC7-313等型號，最長拉索為173m，斜拉索共計26×2×4=208根，斜拉索在主梁端錨固采用鋼錨箱形式，錨點位于橋面以下，最大索力為7190kN。 一般斜拉橋在施工和運營階段斜拉索可能發(fā)生的振動類型有：風致渦激振動、風雨振、參數(shù)振動，其振動特征及抑振措施分析如下： ?。?）風致渦激振動是一種限幅振動，由來流風通過斜拉索斷面產(chǎn)生的周期性漩渦脫落引起，當漩渦脫落頻率接近斜拉索的某階振動頻率時，就會發(fā)生振動。在實際的斜拉索工程中，發(fā)生渦激振動的階次在不同時間是不同的，甚至
4、在同一時間不同高度時也會不同，因此其受控模態(tài)為多模態(tài)?！ 榱丝刂菩崩鞯臏u激振動，其模態(tài)阻尼比的對數(shù)衰減率δ需要大于1.5%?！ 。?）風雨振是在風-雨聯(lián)合激勵下產(chǎn)生的一種大幅振動類型，主要是因為雨水在拉索下緣形成了下雨線，改變了拉索的截面特征，從而在風的作用下產(chǎn)生的一種振動形式。風雨振的振幅很大，危害極為嚴重。 控制風雨振的控制措施一般體現(xiàn)在兩方面：①采用空氣動力學措施，比如在拉索表面設置凹坑、雙螺旋線等措施，阻止雨線的形成，一定程度上避免拉索風雨振的產(chǎn)生；②提高斜拉索的模態(tài)阻尼對數(shù)衰減率δ，當δ大于3%時，可以避免風雨振的產(chǎn)生?！ 。?）參數(shù)振動是由于斜拉橋
5、主梁振動形成的斜拉索端部位移激勵引起的，當主梁的振動頻率為拉索振動頻率的2倍時，就會發(fā)生參數(shù)振動。由于本橋為預應力混凝土主梁，主梁的振幅相對較小，發(fā)生參數(shù)振動的概率較小?！ 【C上所述，襄陽漢江三橋斜拉索可能的振動形式為渦激振動和風雨振，為了抑制上述振動，斜拉索自身設置雙螺旋線構造，一定程度上減小風雨振發(fā)生的概率，同時設置斜拉索阻尼器，使斜拉索的附加阻尼比的對數(shù)衰減率δ大于3%?！ ?襄陽漢江三橋斜拉索阻尼器設計 通過對長江斜拉索阻尼器的比選，本橋選用了擺式杠桿質(zhì)量阻尼器PLMD，該阻尼器通過杠桿放大作用，將斜拉索的振動位移放大后傳遞至阻尼耗能裝置處，可以有效提高阻
6、尼器的減振效果，是該阻尼器的最大優(yōu)點。另外該阻尼器的構造緊湊，可以適應不同傾角的拉索需要，安裝方便。阻尼器的現(xiàn)場照片如圖1所示?！ ∠宸疂h江三橋斜拉索阻尼器的設計目標為：（1）對襄樊漢江三橋中跨13～26#斜拉索、邊跨14～26#斜拉索安裝PLMD阻尼器；（2）安裝PLMD阻尼器后斜拉索前15階模態(tài)阻尼對數(shù)衰減率大于3%。 為了達到上述目標，需要對PLMD阻尼器的安裝位置比、等效阻尼系數(shù)進行優(yōu)化，并通過文獻的方法，對安裝PLMD阻尼器后斜拉索的阻尼對數(shù)衰減率進行驗證?！ ?yōu)化后的各斜拉索的安裝高度為1.5m，安裝位置比在4%～5.2%之間，以部分斜拉索為例，其安裝
7、位置比如圖2所示。 各斜拉索的最優(yōu)阻尼系數(shù)在25545N?s/m～51384N?s/m之間，以部分斜拉索為例，其最優(yōu)阻尼系數(shù)如圖3所示。 從圖2和圖3可以看出，在相同安裝位置下，隨著索號的增加，拉索的安裝位置比逐漸減小，最優(yōu)阻尼系數(shù)逐漸變大?！ “凑丈鲜龅睦碚搩?yōu)化結果，為襄樊漢江三橋設計斜拉索阻尼器?！ ?斜拉索阻尼器實際減振效果測試 所有的斜拉索阻尼器在橋梁二期恒載鋪設完畢后進行了安裝，安裝完畢后，對安裝PLMD阻尼器的斜拉索的阻尼對數(shù)衰減率進行了抽樣檢查，部分拉索檢測結果如圖4所示?！ 膱D4可以看出，安裝阻尼器之前，斜拉索的阻尼比對數(shù)衰減率在1.3%
