基于粘弹性阻尼器的斜拉桥拉索涡激振动控制研究

摘要

斜拉桥作为当今最具有发展潜力与竞争优势的桥梁形式之一，具有跨度大、结构合理、形式美观等优点。随着斜拉桥跨度不断增加，作为斜拉桥主要承重构件的斜拉索振动问题一直备受世界各国学者的关注，仅靠传统的索端机械阻尼减振措施以及气动减振措施难以满足对超长斜拉索各类风致振动控制的需求。本文基于粘弹性材料在耗能减振方面的优点，对阻尼型辅助索减振措施及碰撞调谐质量阻尼器（TunedMass Damper，简称TMD）减振措施进行了模型斜拉索涡激振动控制的风洞试验研究。本文主要研究内容如下：
　　（1）通过对所设计的两种规格的粘弹性阻尼器进行性能试验，研究了所选粘弹性材料的性能参数随加载剪切位移、加载频率改变的变化趋势，同时对粘弹性阻尼器的抗风疲劳性能进行试验研究。结果表明，粘弹性阻尼器性能参数均随剪切应变幅值的增大而呈现减小的趋势，但受加载频率影响不大，而两种阻尼器抗风疲劳性能均未满足现行规范要求。
　　（2）基于粘弹性材料的剪切耗能，提出了斜拉索-阻尼型辅助索网减振体系，并对其进行了斜拉索涡激振动减振的风洞试验研究，研究不同数量、安装位置的阻尼型辅助索对斜拉索涡激振动的控制效果影响规律。结果表明阻尼型辅助索网能够有效地减小斜拉索涡激振动幅值、同时提高涡激振动临界风速；减振性能优于无阻尼索网，减振效果达33％-60.3%。
　　（3）本文提出了分散布置碰撞TMD装置减小斜拉索涡激振动的减振方法，并通过风洞试验对比验证了使用粘弹性材料的碰撞TMD装置对斜拉索涡激振动的控制效果。试验结果表明碰撞TMD装置对斜拉索涡激振动表现出良好的减振控制效果，使用粘弹性材料作为撞击材料的碰撞TMD减振控制效果明显好于钢材作为撞击材料的碰撞TMD。

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第1章 绪 论

1.1 课题来源及研究的背景和意义

1.2 国内外斜拉索振动控制措施研究现状与分析

1.3 本文的主要研究内容

第2章 粘弹性材料及其阻尼器性能试验研究

2.1 引言

2.2 粘弹性材料及其阻尼器性能试验

2.3 试验结果与分析

2.4 本章小结

第3章 斜拉索涡激振动的阻尼型辅助索网减振研究

3.1 引言

3.2 斜拉索-阻尼型辅助索网减振体系涡激振动试验

3.3 试验结果与分析

3.4 本章小结

第4章 斜拉索涡激振动碰撞TMD控制试验研究

4.1 引言

4.2 碰撞TMD装置对斜拉索涡激振动控制试验

4.3 试验结果分析

4.4 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢