阻尼器对斜拉桥索力估算影响的研究

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对于斜拉桥而言,拉索是最关键的承载构件之一。然而,由于拉索自身固有阻尼很小,其在受风荷载等作用下经常产生大幅振动,严重影响拉索的安全与寿命。因此,许多拉索都安装了不同类型的阻尼器,以减少拉索的振动。为了掌握拉索的运行安全状态,需要对拉索索力进行准确的估计。由于安装的阻尼器改变了拉索结构的动力特性,不可避免地会影响拉索索力估算的结果。但是,目前对安装的阻尼器如何影响索力估算精度的研究还很少。在本研究中,我们将系统地研究安装阻尼器对拉索索力识别精度的影响。本文考虑了两种类型的拉索动力模型。在第一个模型中,拉索被模拟为没有下垂的张紧弦模型;在第二个模型中,考虑拉索重力下垂对其动力特性的影响。为了提高有阻尼拉索动力特性计算的效率,在sin形函数的基础上,增加了受阻尼单元荷载作用的拉索静态变形的形状函数,使组合后的振型可以更好地逼近拉索-阻尼组合系统实际模态振型。采用伽辽金法对系统的固有频率进行了分析。还考虑了两种类型的阻尼器模型。在第一个模型中,用一个简单的弹簧和粘性阻尼器模型来模拟阻尼器。在第二个模型中,采用非线性模型对阻尼器进行建模。采用线性化技术,对非线性阻尼模型的索-阻尼系统的固有频率进行了计算。基于上述推导的索-阻尼系统模型,进行了广泛的参数研究,研究了索-阻尼系统的参数,包括阻尼器的安装位置、阻尼器的刚度和阻尼器的阻尼系数对索-阻尼系统固有频率的影响以及拉索索力识别结果的影响,最后总结了阻尼器各个参数对拉索索力估算精度的主要影响。
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