斜拉索-阻尼器系统的动力特性分析

斜拉桥拉索的大幅振动越来越引起人们的关注 ,目前减振的主要手段是安装阻尼器 .本文推导了由模态坐标表示的斜拉索 阻尼器系统运动方程 ,对拉索垂度、弯曲刚度、阻尼器位置和阻尼系数等因素对拉索 阻尼器系统的动力特性的影响进行了分析 ,所得结果对斜拉减振阻尼器优化设计具有一定指导意义 .     

大跨度斜拉桥超长拉索多模态振动阻尼协同控制技术研究

沪苏通长江大桥是目前世界上最大跨度的公铁两用斜拉桥,其超长超重斜拉索振动模态复杂,振动控制难度大。通过理论分析结合现场实测,得出了适用于大跨度斜拉桥超长斜拉索多模态振动控制方法及技术。研究表明：实测分析超长斜拉索施工期的振动具有多模态特征,既有中低阶振动(5～15阶),也有高阶振动(46～50阶);提出的外置式杠杆质量阻尼器ELMD和摆锤式MTMD阻尼器协同控制分析方法,理论分析结果满足斜拉索多模态控制要求,有效振动控制范围提升至60阶;研发的新型ELMD阻尼器通过杠杆放大和齿轮放大作用,为斜拉索提供附加阻尼和附加惯质作用,中低阶实测阻尼对数衰减率δ≥3%;研发的摆锤式MTMD阻尼器,采用摆锤式结构,利用质量调谐作用实现斜拉索高阶减振,现场无肉眼可见振动;通过长期健康监测系统显示,台风“烟花”过境期间监测到的最大振动加速度为0.012g,大桥正常运营期间,斜拉索的振动加速度基本被控制在0.01g以下。     

跨长江特大桥拉索涡激振动与风特性观测

为研究跨长江特大桥拉索风致振动的类别与风特性的关系,基于大桥健康检测系统和自开发的拉索振动监测系统,对荆岳长江大桥桥址风场特性进行监测,记录拉索振动数据并对拉索风致振动加速度与风场的相关性进行研究。研究结果表明:桥址平均风速的非平稳特性显著;随着风速增大湍流度逐渐减小。在低风速下,来流湍流强度较大,拉索振动随风速增大而增大;当风速增大时湍流强度逐渐减小,拉索振动加速度将减小;拉索振动可为平面内振动也可为平面外振动,为多模态风致涡激振动,且JB02号拉索在一定风速条件下面内振动与面外振动基本相同,当风速变化,可出现更高阶的振动。拉索面内涡激振动分段时程分析表明,拉索振动幅值增加,主导模态频率不改变,各模态振动幅值增加,但随风速的增大,拉索的涡激振动可在更高风速下被锁定,从而导致拉索发生更高阶的涡激振动。另外,湍流度小于40%时拉索振幅较大,湍流度增大拉索涡激振动加速度反而减小,且拉索的涡激振动只在特定的风向角下发生。     

振动频率法测量斜拉桥索力的影响因素研究

斜拉索是斜拉桥的主要受力构件。在施工阶段斜拉索的索力对主梁的线形控制及内力的分布起决定性作用;在成桥及运营阶段斜拉索的索力依然影响着主梁和塔柱的内力和线形。通过调整拉索索力,可以使斜拉桥结构处于理想的工作状态,因此索力的准确测量是非常重要的。以天水市藉河斜拉桥为工程背景,研究振动频率法测量索力的影响因素。通过现场实测数据对垂度、阻尼器、频率等因素作了详细的比较研究,结果表明:垂度对索长超过50 m且自重张力比23.89的拉索影响较大;若忽略斜拉索垂度的影响,频率阶数对测量的结果影响较小。     

深圳湾大桥实测风场参数与风致拉索振动响应分析

以深圳湾跨海大桥结构健康监测系统为基础,对2007年两次台风经过时桥址处的风场参数与拉索振动测试数据进行分析.实测结果表明,桥址处纵向脉动风功率谱与Simiu谱吻合较好,竖向脉动风功率谱与Panofskv谱基本吻合;台风期间边跨短索发生了较明显的风雨振动,而主跨长索由于安装了阻尼器,振动幅值得到有效控制,因此与本桥类似的独塔斜拉桥短索区也需考虑采取增设阻尼装置或辅助索等减振措施.     

车站钢箱梁旅客天桥的竖向振动控制

人行天桥的自振频率与行人步频接近时,容易产生较大的竖向振动,影响天桥的使用性能,因此采取设计措施对人行天桥的竖向振动进行控制是非常必要的.本文介绍了控制钢箱梁天桥竖向振动的几种措施,包括增大梁高、改变结构体系以提高结构基频,或增设TMD阻尼器耗能减振等.结合黄州站旅客天桥设计实例,推荐采用组合结构体系来解决自振频率及美观问题.     

日本高速列车先进技术的近期研究与发展(续完)

2 .2 .5　车体间的抗摇头减振器在2 0世纪90年代初,研究人员就讨论了是否可以在车体连接处安装2个纵向阻尼器来限制摇头振动,2个阻尼器分别位于车体连接处的左右两侧。1982年,在宫崎试验线上成功实现了采用抗摇头减振器来防止3节式磁悬浮试验列车(MLU 0 0 1)振动的设想。在车体     

地震和列车制动力作用下铁路斜拉桥振动控制研究

为解决半飘浮体系铁路斜拉桥在地震和列车制动力作用下的振动问题,保障行车稳定和结构安全.从分开控制角度出发,利用非线性时程分析方法,研究一种新的组合控制体系对斜拉桥纵向振动响应的控制效果.结果表明:对于列车制动力引起的小速度纵向振动,锁定装置比黏滞阻尼器更加敏感,控制效果更好;通过设置合理参数阻尼器可有效减小铁路斜拉桥在...     

杭州湾跨海大桥北航道桥斜拉索减振研究

运用福斯(Foss)迭代法求解设置黏性剪切阻尼器(VSD)减振拉索的振动方程,得到复特征值和对数衰减率。以对数衰减率大于等于0.03为目标函数,对杭州湾跨海大桥北航道桥斜拉索减振用VSD进行优化设计,并对安装VSD的减振效果进行分析。结果表明:减振拉索的每阶模态均有对应的VSD最优插板面积,高阶模态的最优插板面积小于低阶模态,高阶模态的对数衰减率受插板面积的影响比低阶模态大;在不考虑其他因素条件下插板面积大于150cm2时便可有效抑制斜拉索的各种风致振动;高阶模态的最大对数衰减率所对应的温度高于低模态最大对数衰减率所对应的温度,低温时低阶模态的对数衰减率大于高阶模态的对数衰减率,温度较高时高阶模态的对数衰减率大于低阶模态的对数衰减率。杭州湾跨海大桥北航道桥斜拉索安装VSD后,对数衰减率从0.015～0.0196提高到0.03～0.11,有效地减小了斜拉索的各种风致振动,达到了减振效果及设计目标。     

列车制动和运行下大跨度公铁两用斜拉桥纵向振动分析

列车运行作用下斜拉桥不仅发生竖向振动,也发生纵向振动;当列车在斜拉桥上制动时,作用于结构上的制动力使其发生纵向振动。以公铁两用斜拉桥为研究背景,根据相关文献计算公式获得列车制动力,分析列车制动作用下斜拉桥动力响应;采用移动荷载模拟列车运行作用,研究列车运行作用下结构动力响应;利用非线性动力时程分析方法,对黏滞阻尼器参数进行敏感性分析,探讨塔梁间设置黏滞阻尼器对列车制动和运行作用下结构动力响应的影响,并与未设置黏滞阻尼器的情况进行比较。结果表明,当斜拉桥塔梁间无纵向连接时,结构响应受列车运行速度影响较大,斜拉桥可能发生纵向共振,结构响应显著增大;塔梁间设置黏滞阻尼器能有效控制列车制动和运行作用下斜拉桥纵向振动响应。     

中低速磁浮交通车岔耦合振动研究

试验分析了中低速磁浮交通试验线车岔耦合振动特性。通过采用增加台车、沙袋、液体质量双调谐阻尼器等方式进行了多次对比测试。结果表明,采用台车和沙袋相结合的方式或采用液体质量双调谐阻尼器,都能有效地抑制车岔的耦合振动。为得到稳定的阻尼减振效果,在道岔主动梁上采用多组液体质量双调谐阻尼器作为工程化应用的吸能装置,成功解决了车岔耦合振动问题,为中低速磁浮交通的工程化应用和推广积累了经验。     

多重调谐质量调谐阻尼器的磁浮道岔减振方案

研究目的:对于如长沙磁浮工程已经通车的道岔,道岔结构竖向振动加速度达2. 37g以上,均远超过规范规定的无砟轨道地段不应大于0. 5g,影响道岔使用寿命、车辆寿命及旅客舒适度,需要测试分析振动超标产生原因,寻求减振方案,既要使振动满足不大于0. 5g要求,又要尽可能少增加道岔梁质量影响道岔梁转动速度。研究结论:(1)经测试分析,长沙磁浮工程道岔梁振动为车轨共振,可采用减振器消能减振;(2)磁浮列车不同于轮轨列车,受电磁悬浮控制系统影响,列车自振频率存在一定波动,采用多重调谐质量调谐阻尼器(TMD)的方式控制一定激振频率带的振动,达到控制频率能全覆盖;(3)采用模糊控制理论的多重调谐质量调谐阻尼器(TMD)适用于处理所有因共振引起的结构振动超标。     

钢轨阻尼器减振降噪效果试验研究

在钢轨轨腰粘贴钢轨阻尼器能有效降低高频噪声与振动.为探讨钢轨阻尼器的减振降噪效果,在北京南站选取试验段安装阻尼器,对有阻尼器和无阻尼器的钢轨进行了测试分析对比.试验结果表明,在测试条件下,钢轨安装阻尼器后列车行驶噪声的等效声级平均降低了3.6 dBA;钢轨的振动加速度级平均降低了6.7 dB;站台的振动加速度级平均降低了9.3 dB;减振降噪效果明显.     

调频式钢轨阻尼器安装偏差对钢轨振动衰减率的影响

为提高调频式钢轨阻尼器的减振降噪作用,本文基于谱元法建立简化计算模型,推导出钢轨单元的谱传递矩阵,再用BLOCH定理计算出钢轨振动衰减率。通过计算安装调频式钢轨阻尼器前后钢轨的振动衰减率,分析调频式钢轨阻尼器对钢轨振动衰减率的影响,并计算对比调频式钢轨阻尼器安装偏差的影响。结果表明:调频式钢轨阻尼器能大幅度提高自身工作频率附近的振动衰减率,在300,1 700 Hz附近均出现新的带隙,且钢轨一阶Pinned-pinned共振频率附近的带隙被拓宽,相应的衰减率峰值也得到提高;调频式钢轨阻尼器安装偏差会对500 Hz以上高频部分的振动衰减率产生影响,对500 Hz以内的几乎不会产生影响。     

提高主动质量阻尼器的性能以降低车体弹性振动

介绍日本铁道综合技术研究所针对主动块体形阻尼器(AMD),以降低多模态的车体弹性振动的方法,为了相比传统方法,在少用传感器条件下获得减振效果,应用了近年来控制器(调节器)设计中广泛采用的H~(00)控制理论,为确认其减振效果,实施了激振试验,评价了所取得的研究成果,表明了本阻尼器在车体地板面的大范围内能够取得改善舒适度的效果。     

大跨度连续梁桥SSAB与FVD组合应用减隔震技术研究

以某（88＋152＋88）m连续梁桥为工程背景,建立了采用液体黏滞阻尼器（FVD）的减震模型,采用非线性动力时程分析方法研究粘滞阻尼器对该桥抗震性能的影响。通过粘滞阻尼器在不同位置的布设,得出了最优的布置方案;通过基于阻尼力的参数分析,得出了最优的阻尼器型号。研究结果表明：＂-3地震力较大时,单独采用阻尼器并不能完全达到理想的效果,此时,设置减震专用支座（SSAB）与阻尼器配合使用可进一步改善桥墩受力;减震专用支座可按滞后系统进行模拟,分析时可基于2种极端状况来模拟其恢复力模型,取屈服强度为设定的减震专用支座水平力限值时计算结果可控制设计。     

调谐阻尼器的优化及工程应用试验

导出了等效连续梁分析模型，依此优化设计了MG1250高精度内圆磨床的磨杆振动控制用调谐阻尼器，成功地解决了高精度齿轮内孔镜面磨削的振纹问题。     

东平水道特大桥并联混合式减振方案研究

为增强桥梁结构的抗震能力和耐久性，针对大跨度铁路桥梁车致振动及地震响应的动力特点，以东平水道特大桥为工程背景，提出一种并联混合式减振方案，研究黏滞阻尼器对纵向滑移体系桥梁地震响应的控制效果，分析不同控制体系对列车荷载引起结构响应的影响。研究结果表明，黏滞阻尼器能显著减小大跨度铁路桥的地震结构位移和内力响应；泄压阀锁定装置对列车制动力和行车荷载的抑振能力优于黏滞阻尼器；当黏滞阻尼器和泄压阀锁定装置协同工作时，在降低二者出力值的同时可实现对列车荷载更好的控制效果，由于传力路径的改变，控制后的墩底剪力和弯矩均有所增大，但锁定装置的增大效应更小。     

应用阻尼器抑制铁路桥梁横向振动的研究

研究目的:针对既有铁路混凝土简支双T桥梁在列车提速以及货车轴重增加导致桥梁横向振幅过大的问题,本文提出通过应用黏滞阻尼器来抑制桥梁的横向振动。该加固方法施工简单,工期短,不中断列车的正常运行,且对桥梁的刚度没有影响,所以不会带来结构周期的改变。通过有限元分析软件ANSYS对桥梁加阻尼器前后的动力性能进行分析,以验证所加阻尼器对减小桥梁横向振幅的效果。研究结论:(1)黏滞阻尼器的两端宜设置在桥梁位移差较大处,若其两端位移相差较小,阻尼器抑制桥梁横向振幅效果不明显;但若阻尼器的两端距离过大,阻尼器的安装成本将会提高;对于预应力混凝土梁,阻尼器宜安装在平行于桥梁横截面的平面内;(2)阻尼器参数对抑制桥梁横向振幅及跨中横向加速度的影响较大,阻尼器非线性越强,对横向振幅抑制效果越明显;考虑到经济合理性,阻尼器的速度指数可取0.3左右;(3)本文通过多体动力学软件UM提取到了货车的轮轨力时程,并结合ANSYS分析得到了桥梁的动力响应,可以较好地反映阻尼器应用前后桥梁的动力特性;(4)阻尼器的加固效果与桥梁自身横向振幅有关,一般情况下,桥梁横向振幅越大,阻尼器的加固效果越好;(5)本研究结论可用于中小跨度混凝土铁路桥梁横向位移的控制。     

半穿式钢桁梁桥与列车系统空间振动分析

提出了一种研究半穿式钢桁梁桥与列车系统空间振动的分析方法.桁梁模型可考虑横向弯曲、竖向弯曲、扭转、畸变以及纵向振动变形的影响,列车由一系列弹簧、阻尼器相连的多刚体模型来模拟.采用计算机模拟方法,计算了提速列车以不同车速通过40 m半穿式钢桁梁桥时的空间振动响应,检算该桥是否具有足够的刚度及良好的运营平稳性,所得结果可供决策部门参考.