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斜拉桥拉索抗振应用技术研究

作　者: 缪辉辉
导　师: 邹小燕；李闯
学　校: 重庆交通大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 斜拉索 拉索减振 气动措施 磁流变阻尼器
分类号: U443.38
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 132次
引　用: 2次
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内容摘要


斜拉索振动控制就是采取某种措施改变拉索的结构特点、形式或动力特性来阻止拉索有害振动的发生。本论文首先介绍了有关国内近些年发生的多起斜拉索振动事件及这些事件造成的危害;然后探讨了斜拉索振动的危害性与斜拉索振动控制的重要性;同时也回顾了斜拉索减振技术的现状,展望了斜拉索减振技术的发展前景和阐述了斜拉索减振应用技术的研究意义。本论文还详细的阐明了斜拉索振动的类型及各种斜拉索振动类型的机理、特点和发生条件。针对这些风致振动,研究了目前斜拉索振动控制应用技术所采用的各种措施,包括对拉索表面进行处理的气动减振措施,应用辅助索的减振措施和设置外置式机械阻尼器的减振措施。这三种减振措施各具有优缺点,各有其使用范围,但是总的说来附加阻尼器的方法相对比较经济、简便、有效的做法,因而得到了广泛的应用。本论文结合了江津观音岩长江大桥斜拉索的减振要求进行了磁流变阻尼器加缠绕螺旋线措施的减振控制研究。首先通过了对斜拉索气动措施减振的理论分析和斜拉索气动措施对比研究,确定了江津观音岩长江大桥斜拉索采用的气动措施减振方法。其次,又分析了斜拉索—MR阻尼器系统的动力特性方程和斜拉索的临界阻尼比,采用解析的方法计算出了江津观音岩大桥斜拉索的阻尼比。并得出了江津观音岩大桥斜拉索的减振方案和江津观音岩大桥斜拉索MR阻尼器系统减振控制所需要的参数。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章 绪论  9-19
  1.1 前言  9-10
  1.2 国内斜拉桥斜拉索振动典型案例  10-11
  1.3 桥梁振动的危害性  11-12
  1.4 抗振技术的应用现状及发展前景  12-15
  1.5 斜拉索磁流变阻尼器减振技术  15-17
    1.5.1 磁流变液(Magneto-rheological fluids)  15-16
    1.5.2 磁流变(MR)阻尼器  16
    1.5.3 磁流变阻尼器的研究现状  16-17
  1.6 本文的研究意义  17-18
  1.7 本论文的主要工作  18-19
第二章 斜拉索的动力特性  19-27
  2.1 引言  19
  2.2 斜拉索的弹性模量  19
  2.3 斜拉索的动力特性  19-25
  2.4 垂度、刚度的影响  25-26
    2.4.1 垂度的影响  25-26
    2.4.2 刚度的影响  26
  2.5 小结  26-27
第三章 斜拉索的风致振动  27-40
  3.1 引言  27
  3.2 斜拉索振动的类型  27-28
  3.3 斜拉索振动原理及振动特点  28-38
    3.3.1 涡激振动  28-31
    3.3.2 尾流驰振  31-32
    3.3.3 风雨激振  32-34
    3.3.4 参数振动的机理  34-37
    3.3.5 抖振  37-38
  3.4 小结  38-40
第四章 斜拉索振动控制的种类与性能  40-58
  4.1 引言  40
  4.2 辅助索减振  40-46
    4.2.1 不同形式的辅助索作用特点  42-43
    4.2.2 传统辅助索  43-44
    4.2.3 索扣阻尼器及定位器  44-45
    4.2.4 辅助索的使用要点及使用局限性  45-46
  4.3 空气动力学措施减振  46-48
    4.3.1 空气动力学措施的主要方法  46-47
    4.3.2 空气动力学措施的特点  47-48
  4.4 附加阻尼器方式  48-55
    4.4.1 引言  48
    4.4.2 减振器的选择原则  48-49
    4.4.3 高阻尼橡胶内置式减振器  49-51
    4.4.4 油阻尼器  51-52
    4.4.5 粘性剪切型阻尼器  52-53
    4.4.6 液压阻尼器  53-54
    4.4.7 磁力阻尼器  54
    4.4.8 磁流变阻尼器  54-55
  4.5 各种阻尼器性能比较  55-56
  4.6 小结  56-58
第五章 江津观音岩长江大桥斜拉索减振应用技术研究  58-83
  5.1 工程概况  58
  5.2 江津观音岩大桥斜拉索风雨振条件  58-61
    5.2.1 江津观音岩大桥气候条件  58-59
    5.2.2 江津观音岩大桥斜拉索前三阶频率计算  59-61
  5.3 斜拉索气动措施减振分析  61-65
    5.3.1 斜拉索风雨激振运动的微分方程  61-64
    5.3.2 斜拉索发生风雨激振机理讨论  64
    5.3.3 斜拉索发生风雨振气动措施理论分析  64-65
  5.4 斜拉索气动措施对比研究  65-68
    5.4.1 斜拉索表面附设螺旋肋条  65-66
    5.4.2 斜拉索表面设置平行肋条  66-67
    5.4.3 表面带凹坑或凸点的斜拉索  67-68
  5.5 江津观音岩大桥斜拉索气动措施方法及生产工艺  68-69
  5.6 斜拉索—MR 阻尼器系统分析  69-72
    5.6.1 斜拉索结构动力学基本方程  69-70
    5.6.2 斜拉索～阻尼器系统动力学方程的状态空间转换  70-72
    5.6.3 斜拉索～阻尼器系统动力学方程的数值求解  72
  5.7 斜拉索的临界阻尼比  72-74
    5.7.1 斜拉索抗风雨振动临界阻尼比的计算公式  72-73
    5.7.2 空气密度取值  73
    5.7.3 取摄氏零度海平面空气密度的斜拉索临界阻尼比  73
    5.7.4 江津观音岩长江大桥斜拉索的临界阻尼比  73-74
  5.8 江津观音岩长江大桥斜拉索减振方案  74-75
  5.9 江津观音岩大桥斜拉索MR 阻尼器减振系统  75-82
    5.9.1 MR 阻尼器系统  75-77
    5.9.2 MR 阻尼器的安装位置  77-79
    5.9.3 江津观音岩大桥斜拉索模态阻尼比计算  79-82
  5.10 小结  82-83
第六章 结论与展望  83-85
  6.1 主要结论  83-84
  6.2 需要进一步的研究工作  84-85
致谢  85-86
参考文献  86-89
在学期间发表的论著  89

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 桥梁构造 > 上部结构 > 桥塔、吊索（吊桥）、缆索
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