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桥面激励下斜拉索振动及其抑振研究

曾智勇  
【摘要】: 本文将详细介绍斜拉索振动的基本概念以及斜拉索的动力响应特性进,简要阐述斜拉索参数共振的机理以及斜拉索的振动控制。通过对斜拉索运动方程的推导,可以得出目前在斜拉索振动特性研究中,既能充分反映工程实际又充分反映斜拉索振动特性的张紧弦索模型。 基于张紧弦模型,本文对附加线性阻尼器的张紧弦自由振动的复特征值问题的解析式进行详细分析,得出安装阻尼器后拉索振动频率的变化以及小频移下阻尼器模态阻尼比的近似解析表达式,同时对斜拉索阻尼器是否存刚度进行对比分析,得出在阻尼器安装点距离拉索锚固点很近的情况下,阻尼器刚度对斜拉索—阻尼器系统模态阻尼比的影响。 目前斜拉索振动及其控制得到了国内外学者的大量关注。在已有的研究中,研究者通常假设阻尼器的支座与斜拉索的锚固平面分离,并且阻尼器的支座是固定不动的,对于桥面振动激励下,斜拉索阻尼器应该是与桥面共同振动的,因此,本文推导得出了桥面激励下弦索横向振动位移解析式,并提出了新的更符合工程实际的考虑桥面与阻尼器耦合的系统模型,通过复模态分析方法,得到了在桥面位移激励下,附加外部阻尼器的张紧弦索在考虑桥面-阻尼器耦合下的近似解,近似解由复特征值的超越方程下得到的模态阻尼比来表示,同时对阻尼器是否具有刚度进行了分别讨论,得到了在阻尼器安装点距拉索锚固点很近的情况下,考虑桥面—阻尼器耦合,将使拉索—阻尼器系统的模态阻尼比受拉索倾角、阻尼器位置影响;阻尼器的刚度也将显著影响阻尼器通用优化设计曲线,通过斜拉索数值算例的验证,进一步说明了本文重点研究的新模型在阻尼器设计中的重要性。


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