斜拉索风雨振现场观测与振动控制_陈政清VIP免费

第22卷�第4期2005年12月建筑科学与工程学报JournalofArchitectureandCivilEngineeringVol.22�No.4Dec.2005文章编号:1673-2049(2005)04-0005-06收稿日期:2005-09-20基金项目:国家自然科学基金项目(50178013)作者简介:陈政清(1947-),男,湖南湘潭人,湖南大学教授,博士生导师,工学博士.E-mail:zqchen@hnu.cn斜拉索风雨振现场观测与振动控制陈政清(湖南大学风工程试验研究中心,湖南长沙�410082)摘�要:介绍了斜拉索风雨振现场观测与振动控制研究的情况。在湖南岳阳洞庭湖大桥上建立了风雨振观测系统,并连续4年进行了长时间现场观测,在风速、风向、雨量等参数对风雨振的影响规律与拉索风雨振振动形态方面有了新的发现。提出了一种多模态振动控制的参数优化方法。进行了拉索�磁流变阻尼器系统的减振性能仿真研究与现场试验研究,全面评估了磁流变阻尼器的实际减振性能。开发了一套磁流变式拉索减振系统,并于2002年在该大桥全桥实施,3年来显示了良好的减振效果。同时针对城市桥梁磁流变减振系统的低压供电线路最易受到人为破坏的问题,设计开发了一种永磁可调式磁流变阻尼器(PMAA-MR),并将其成功应用于湖南长沙洪山庙大桥的拉索减振。关键词:斜拉索;风雨振;现场观测;磁流变阻尼器;振动控制中图分类号:U441.3���文献标志码:AOn-siteobservationofwind-raininducedvibrationofstaycablesanditscontrolCHENZheng-qing(WindEngineeringExperimentResearchCenter,HunanUniversity,Changsha410082,China)Abstract:On-siteobservationofwind-raininducedvibrationofstaycablesanditscontrolwerestudied.Amonitoringsystemforwind-raininducedvibrationwasbuiltontheDongtingLakeBridgeandhasworkedforfouryears.Somenewdiscoverieswereobtainedintheinfluenceofwindspeed,winddirectionandrainfallonwind-raininducedvibrationandinthevibrationshapeofstaycables.Amethodforparameteroptimizationbasedonmultimodevibrationcontrolwaspresented.ToinvestigatetheperformanceofMRdampersonmitigatingcablesvibration,bothofnumericalsimulationsandfieldtestswereconducted.AnewtechniqueofmitigatingcablesvibrationusingMRdamperswasexploitedandappliedontheDongtingLakeBridgein2002.Theobservationsofthepastthreeyearsshowthattheeffectivenessofthemitigatingvibrationisquitewell.ToavoidthedestructiononpurposeofthepowersupplysystemtoMRdampers,aPMAA-MRdamperwasdevelopedandsuccessfullyfittedontheHongshanmiaoBridgeinChangsha.Keywords:staycable;wind-raininducedvibration;on-siteobservation;MRdamper;vibrationcontrol0引�言随着大跨度斜拉桥的兴建,拉索的大幅振动及其振动控制已成为亟待解决的关键问题。特别是斜拉索在风雨共现气候条件下发生的所谓风雨振现象,常常引发拉索的大幅振动,有时还会激起桥面的振动,对桥梁安全构成严重威胁[1~3]。自1984年日本学者HIKAMI首先观察到拉索的风雨振现象并提出风雨振概念以来,拉索风雨振机理及其振动控制引起了各国学者越来越多的关注。关于拉索风雨振发生的条件及机理,各国学者已做了大量的风洞试验[4],同时还进行了为数不多的现场观测,目前已基本弄清了风雨振发生的条件。对于风雨振机理的研究,由于风雨振现象涉及因素多,情况异常复杂,虽然目前已取得了一定进展,但还远没有达到完善的程度。通过对实际斜拉桥进行风雨振观测,可以积累丰富的实测数据,有利于拉索风雨振机理的研究。安装阻尼器是抑制拉索振动的一种有效方法[5]。磁流变阻尼器(MRDamper)是一种新型的智能阻尼器,具有良好的减振效果[6~8]。应用磁流变阻尼器进行斜拉索振动控制,能克服被动阻尼器的缺点,并且可以通过调节输入电压来调整每根拉索的阻尼力以使其达到最佳状态,从而取得更好的控制效果。为此,笔者开展了连续4年的拉索风雨振现场观测与磁流变阻尼器拉索减振技术研究,并且获得了一些重要成果。本文是对这些研究成果的一个全面总结。1拉索风雨振现场观测岳阳洞庭湖大桥是一座预应力混凝土3塔斜拉桥,由于地处洞庭湖口,建成后发生了多次拉索风雨振现象。为了发...