基礎(chǔ)激勵下橋梁斜拉索振動分析與控制.pdf

1、斜拉索是斜拉橋中的主要承重結(jié)構(gòu)，它具有阻尼小、柔度大、質(zhì)量輕的特點，極易在地震激勵、風(fēng)致激勵和動載激勵等作用下產(chǎn)生大幅振動，影響橋梁結(jié)構(gòu)的安全、使用性能與壽命，因而有必要對拉索的振動采取一定的控制措施。當(dāng)荷載作用于橋梁結(jié)構(gòu)時，橋面和橋塔會按一定頻率振動，而拉索的兩端分別與橋面和橋塔相連，因而橋面和橋塔的振動為拉索施加了運動的邊界條件，帶來一定的基礎(chǔ)激勵。通過分析基礎(chǔ)激勵作用下拉索的振動機理可以在實踐中避免并減小拉索的大幅振動，防止橋梁結(jié)

2、構(gòu)的破壞。在拉索近錨固端安裝阻尼器可以提高拉索系統(tǒng)的等效阻尼比，消耗外界的輸入的能量，有效控制拉索的振動。其中，磁流變阻尼器是由智能材料組成的可調(diào)參數(shù)阻尼器，通過調(diào)節(jié)外加的直流電壓來選取不同的阻尼系數(shù)，從而很好地控制橋梁斜拉索的大幅振動，在土木工程中具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　本文運用有限元軟件ANSYS建立了斜拉橋（深圳灣公路大橋）的力學(xué)模型，通過對其進(jìn)行仿真模擬，得出了斜拉橋在地震、車輛、風(fēng)等荷載作用下橋面及橋塔上最長拉索錨固點

3、的振動響應(yīng)，將比較得出的最不利荷載施加于單根斜拉索上，從而更加真實地模擬了斜拉索在基礎(chǔ)激勵下的振動反應(yīng)特性，并在此基礎(chǔ)上研究了斜拉索的諧波共振和參數(shù)共振這兩種大幅振動，討論了各種內(nèi)部和外部因素對以上兩種拉索共振的影響。其中的影響參數(shù)包括：位移激勵幅值、初始索力、模態(tài)阻尼比及拉索傾角。最后，本文通過模擬斜拉索與磁流變阻尼器共同組成的振動控制系統(tǒng)，介紹了磁流變阻尼器的工作原理及力學(xué)模型，研究了其對拉索的振動控制機理及特性，進(jìn)一步探討了阻尼力