【摘 要】
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本文首先回顾了大跨桥梁的发展现状,及可能发生的风致振动响应,系统地梳理了各类控制措施的性能及优缺点,并详述了垂荡装置的研究现状,说明对其在桥梁风致振动控制领域研究的不足。进而针对垂荡装置抑制大跨桥梁振动的性能展开研究,分析相关参数对垂荡板和垂荡网布装置抑振性能的影响,并根据结论给出优化思路,主要研究内容和结论总结如下:(1)通过主梁刚性节段模型自由衰减试验研究了垂荡板的主要参数(淹没深度、尺寸、质
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本文首先回顾了大跨桥梁的发展现状,及可能发生的风致振动响应,系统地梳理了各类控制措施的性能及优缺点,并详述了垂荡装置的研究现状,说明对其在桥梁风致振动控制领域研究的不足。进而针对垂荡装置抑制大跨桥梁振动的性能展开研究,分析相关参数对垂荡板和垂荡网布装置抑振性能的影响,并根据结论给出优化思路,主要研究内容和结论总结如下:(1)通过主梁刚性节段模型自由衰减试验研究了垂荡板的主要参数(淹没深度、尺寸、质量、开孔率、倾斜程度)和主梁振幅对装置抑振性能的影响。研究发现,垂荡板可有效抑制主梁模型的振动,诸多参数对垂荡板抑振性能的影响均与主梁振幅有关。为了保证垂荡板的抑振性能,应尽可能保证其与水面和水底的距离分别大于0.8倍和0.6倍垂荡板边长;尺寸与质量共同考虑进行优化,才能够大幅提高垂荡板的抑振性能;垂荡板开孔后不能够改善其抑振性能但可以在显著减小吊索力;垂荡板在工作状态下发生较大程度的倾斜会影响抑振性能。(2)为弥补垂荡板装置在实用和经济性方面的不足,提出垂荡网布装置。通过主梁刚性节段模型自由衰减试验研究了垂荡网布的主要参数(尺寸、质量、开孔率、倾斜程度、边缘垂直翼襟高度、吊索刚度)和主梁振幅对装置抑振性能的影响,并将其抑振性能及稳定性与垂荡板进行对比。研究发现,单纯通过增大网布尺寸的方式提高其抑振性能的效率不高,必须对质量加以优化,才能获得满意的阻尼效果;透水性强的垂荡网布的阻尼比和吊索力均较小,经过质量优化后,抑振效果会有较大程度的改善;边缘垂直翼襟能够有效限制垂荡网布装置横漂,但难以提高装置的抑振性能,且会大幅增大吊索力;随着吊索刚度的增加,垂荡网布装置的吊索力会明显增大,而阻尼比不能得到增加,且当吊索刚度过大时,垂荡网布装置的抑振性能会降低。与垂荡板装置的对比,垂荡网布装置的抑振性能更高,且在主梁不同振幅、装置倾斜等条件下均能有稳定的抑振效果。本文详细分析了垂荡装置的诸多参数在不同组合下对其抑振性能的影响,从中得到一些结论,为垂荡装置的优化设计提供参考,推动垂荡装置在桥梁抗风技术领域的使用进程。
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