襄阳汉江三桥斜拉索振动控制研究.doc

襄阳汉江三桥斜拉索振动控制研究.doc襄阳汉江三桥斜拉索振动控制研究
摘要:�榱私饩鱿逖艉航�三桥的斜拉索振动问题,采取理论分析和试验研究的方法进行研究。分析斜拉索可能产生的振动类型,对比常见的抑制斜拉索振动措施的优缺点,优选出摆式杠杆质量阻尼器(PLMD)作为阻尼减振方案;通过阻尼器优化理论,对PLMD阻尼器的安装位置、阻尼系数等参数进行优化;通过现场实测,验证阻尼器的实际减振效果。结果表明:安装PLMD阻尼器后,抽样检查的斜拉索的阻尼对数衰减率均达到了4%以上,具有良好的减振效果。
中国 2/vie
关键词:斜拉索;振动控制;PLMD阻尼器
中图分类号:TB
文献标识码:A
doi:.1672-
1 引言
斜拉索是斜拉桥的主要受力构件,承担着将主梁荷载传递给桥塔的重要作用,由于斜拉索一般采用平行钢丝斜拉索,其初始阻比的对手衰减率值仅为8‰~9‰,且由于其长细比大,在外界风、风-雨和交通荷载作用下,容易发生大幅振动问题。而斜拉索的振动会导致斜拉索产生疲劳损伤积累,长期积累会形成斜拉索的安全隐患。因此,需要对斜拉索的振动进行有效的控制。
2 项目概况
襄阳汉江三桥主桥为主跨310m的预应力混凝土双塔双索面斜拉桥,其斜拉索按扇形布置,斜拉索采用平行钢丝斜拉索,钢丝采用为抗拉强度1770MPa的7mm高强度、低松弛镀锌钢丝,型号分别为PESC7-199、PESC7-241、PESC7-283、PESC7-313等型号,最长拉索为173m,斜拉索共计26×2×4=208根,斜拉索在主梁端锚固采用钢锚箱形式,锚点位于桥面以下,最大索力为7190kN。
一般斜拉桥在施工和运营阶段斜拉索可能发生的振动类型有:风致涡激振动、风雨振、参数振动,其振动特征及抑振措施分析如下:
(1)风致涡激振动是一种限幅振动,由来流风通过斜拉索断面产生的周期性漩涡脱落引起,当漩涡脱落频率接近斜拉索的某阶振动频率时,就会发生振动。在实际的斜拉索工程中,发生涡激振动的阶次在不同时间是不同的,甚至在同一时间不同高度时也会不同,因此其受控模态为多模态。
为了控制斜拉索的涡激振动,%。
(2)风雨振是在风-雨联合激励下产生的一种大幅振动类型,主要是因为雨水在拉索下缘形成了下雨线,改变了拉索的截面特征,从而在风的作用下产生的一种振动形式。风雨振的振幅很大,危害极为严重。
控制风雨振的控制措施一般体现在两方面:①采用空气动力学措施,比如在拉索表面设置凹坑、双螺旋线等措施,阻止雨线的形成,一定程度上避免拉索风雨振的产生;②提高斜拉索的模态阻尼对数衰减率δ,当δ大于3%时,可以避免风雨振的产生。
(3)参数振动是由于斜拉桥主梁振动形成的斜拉索端部位移激励引起的,当主梁的振动频率为拉索振动频率的2倍时,就会发生参数振动。由于本桥为预应力混凝土主梁,主梁的振幅相对较小,发生参数振动的概率较小。
综上所述,襄阳汉江三桥斜拉索可能的振动形式为涡激振动和风雨振,为了抑制上述振动,斜拉索自身设置双螺旋线构造,一定程度上减小风雨振发生的概率,同时设置斜拉索阻尼器,使斜拉索的附加阻尼比的对数衰减率δ大于3%。
3 襄阳汉江三桥斜拉索阻尼器设计
通过对长江斜拉索阻尼器的比选,本桥选