双磁流变阻尼器力学性能的试验研究.pdf

第一章绪论 第一耄绪论 1．1萼l言 随着经济、技术憋提高，交通行业持续快速发展，各稀大跨径桥梁不断被设 计兴建，现代斜拉桥以其美观造型和优越的跨越能力得到了蓬勃的发展。斜拉桥 000m， 1955)的成功实践。上世纪九十年代质，斜拉桥跨度趸不断地逼近并超越l 如今，在200m至800m跨度范围痣是极具竞争力的桥梁类型。 目前世界各国都在积极地规划用大桥把本土各部分连接起来，或者穿越海湾 以缩短沿岸公路的距离，加强地区间经济和文化的交流。我国的长江瑟越江工程、 珠江韶伶仃洋跨海工程、琼州海峡工程由于水深大，基岩深，通航要求离，都有 望采用近千米以上的超大跨度斜拉桥。欧洲正规划更大的洲际跨海工程，如欧非 直布罗陀海峡工程。一些岛国如丹麦、挪威、英国也想效仿日本的本四联络线工 程兴建大桥。所有这些机遇为斜拉桥提供了更为广阔的伸展空间ill。 斜拉索是斜拉桥主要的受力构件，承受着主梁所承攫的桥面荷载，并将之传 递到塔柱上。由于斜拉索质量轻、阻尼小、柔性大，极易在风、雨、车辆、支座 激励等外界因素作用下产生不同机理的振动。对于长索前几阶频率在O．2～O．3Hz 时，模态阻尼比只有O。l，更有可能发生大幅的振动。圈本结构工程学会(Japan InstituteofConstruction Engineering)对尽本多座斜拉桥的拉索振动幅值进行了实地 计，1974)、泰因的Rama 的振幅甚至达到相邻拉索碰撞的程度131。上海南浦大桥(圭跨423m，1991)、湖南 洞庭湖大桥、广州海印大桥(主跨175m，1988)等斜拉桥也均出现强烈的索振现射们。 斜拉索的振动不仅给行人、司机心理上带来不适，而且会引起结构的疲劳， 造成拉索防护层和锚固端的破坏，诱发拉索锈蚀乃至失效，并危及桥梁结构的安 80m， 全，影响桥梁正常使用性能的发挥。美国德克萨斯州FredHartrnan桥(主跨3 1995)自通车以来，大幅的风雨激振使100多个桥面端导管焊缝开裂，出现疲劳裂 纹。上海杨浦大桥(主跨602m，1993)在建成后两年闻三次因拉索振动丽导致拉 索减振器的脱落151．斜拉索造价占全桥的25％-30％，两抑制斜拉索振动豹费用高 达全桥造价的2％10％。考虑到更换斜拉索将会造成大桥营运的中断，由此带来 的经济损失是非常巨大的。德图的Kohlbrand桥(主跨325m，1 974)在建成后两年 因拉索下部锚圆端严重锈蚀，在1979年不得不将88根拉索全部进行更换，花费 第一章绪论 2 换了384根拉索，花费约5000万美元。广州海馨大桥拉索由于防护出现问题，1995 年控索发生断落和松弛，之后更换了186裰拉索，耗资2000万元，工期半年t610 因此如何对斜拉索振动进行有效的控制尽益被人们所关注。 l。2斜拉索振动 斜挝桥的拉索在自然因素和人为因素下会发生各种不筒机制的振动，斜拉索 有多种振动机理。囱20世纪八十年代初，各圈的学者对斜拉索振动进行了研究。 目前大致可分为由结构运动引起的参数共振和空气动力不稳定引起的风致振动； 其中，风致振动包括涡激共振、尾流驰振、轴囱流激振、抖振、风雨激振等。在 拉索的风致振动中以风雨激振危害最为严重，受到普遍关注。 _薹。2。蔓参数共振 参数共振是一种目激振动，是由影响振动系统魂力特征的某些参数周期性变 化所军|起的。斜拉桥拉索的上、下端分别与桥塔、桥面相连接，桥梁在风作用下 以频率五发生抖振，主塔和塔柱的振动通过斜拉索支座弓j发索力的周期性变化， 当^正好等于拉索某阶模态频率的2倍时，拉索帮发生参数菇振。拉索的参数共 振往往表现为拍振，振动能量在拉索和桥梁之间转换。斜拉索与主粱、塔柱间的 到。然而实桥由于气动阻尼的存在，发生大幅内共振的可能性不是很高。 1．2．2风致振动 ①涡激共振 拉索横断面一般为圆形，当风流经过