斜拉橋拉索振動控制理論分析.pdf

1、拉索的高強度、輕質(zhì)量使其成為高效的結(jié)構(gòu)構(gòu)造之一,然而拉索是柔性的且固有頻率很低。因此，在外部作用力和支座移動下，拉索極易產(chǎn)生大幅度的振動,如尾流馳振、參數(shù)共振、渦激共振和風(fēng)雨振等；在斜拉橋中，拉索的振動會使拉索錨固端產(chǎn)生微小的裂縫,且會使拉索的保護系統(tǒng)受到破壞，甚至導(dǎo)致拉索失效及對橋梁安全運營構(gòu)成極大威脅。因此，研究拉索振動的機理及其振動控制措施對于斜拉橋的建設(shè)和維護具有重要意義。對于超細長拉索而言，采用被動控制、半主動控制來抑制其振動

2、具有一定的局限性。目前，雖然主動控制尚存有一些問題，但它仍然是抑制拉索振動的一種有效的選擇方法,本文主要是通過軸向支座移動來實施小垂度拉索的主動控制。
　　本文是在國家自然科學(xué)基金項目的資助下完成的，主要研究了小垂度拉索的軸向振動控制，并對其進行了仿真分析。主要研究內(nèi)容如下：
　　(1)在綜合大量國內(nèi)外文獻的基礎(chǔ)上，介紹了結(jié)構(gòu)振動控制的概念，對國內(nèi)外有關(guān)斜拉橋拉索振動及其控制的研究現(xiàn)狀和進展進行了回顧與總結(jié)。
　　(2

3、)介紹了目前常用的主動控制算法：極點配置、經(jīng)典線性最優(yōu)控制、瞬時最優(yōu)控制、獨立模態(tài)控制、滑動模態(tài)控制、￥H狀態(tài)反饋控制及最優(yōu)多項式控制等算法。
　　(3)為了抑制小垂度拉索的振動，本文主要思路是通過拉索一端固定，拉索另一端通過作動器來實現(xiàn)的時變移動支座且沿著拉索軸向移動，從而達到施加軸向主動控制力的作用；利用模態(tài)降階理論和Lagrange方程建立了小垂度拉索平面內(nèi)振動的軸向單模態(tài)和多模態(tài)主動控制模型。
　　(4)根據(jù)小垂度拉