结构用粘滞阻尼器
结构用粘弹性阻尼器
结构用防屈曲耗能支撑
结构用粘滞阻尼墙
调谐质量阻尼器(TMD)
斜拉索外置式粘滞阻尼器
斜拉索外置式粘性剪切型阻尼器
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斜拉索内置式可调偏心高阻尼橡胶减震器


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拉索高阶多模态振动控制的理论与试验研究




拉索高阶多模态振动控制的理论与试验研究是近年来桥梁工程领域的重要研究方向之一。随着桥梁跨度的不断增大,拉索作为桥梁结构中的关键部件,其振动问题日益受到关注。特别是高阶模态振动的控制,因其对桥梁结构安全性和稳定性的影响较大,成为研究的重点。本文将基于我搜索到的资料,详细探讨拉索高阶多模态振动控制的理论与试验研究进展。

一、拉索高阶多模态振动控制的理论研究
1. 拉索振动的基本特性
拉索由于其柔度大、自重轻、阻尼低等特点,容易在风荷载、水流等复杂激励作用下产生振动。其中,高阶模态振动在长拉索中尤为显著,如苏通大桥的高阶振动事件。传统研究多关注低阶模态振动,但随着拉索长度的增加,高阶模态振动的危害性逐渐凸显。因此,研究高阶模态振动的控制方法具有重要意义。

2. 阻尼器的引入与优化
阻尼器是控制拉索振动的有效手段之一。杨超等学者在《拉索高阶多模态振动控制的理论与试验研究》中,创新性地拓展了拉索-粘滞阻尼器系统参数优化理论,提出了适用于高阶模态的阻尼比和最优参数显式解。此外,孙利民等学者在《斜拉索-双阻尼器系统多模态减振理论与试验研究》中,建立了斜拉索-双阻尼器系统的多模态减振模型,并通过实桥试验验证了其有效性。研究结果表明,双阻尼器方案能够有效抑制高阶涡振,提高拉索的阻尼比。

3. 复模态法的应用
复模态法是一种常用的分析拉索-阻尼器系统的方法。杨超等学者在《拉索-阻尼器系统的改进实模态分析方法》中,基于复模态法提出了改进的实数分离变量法,用于分析阻尼器对拉索振型与相位的影响。该方法能够清晰地描述拉索-阻尼器系统的运动衰减与相位的相关性,为阻尼器的减振效果研究提供了新的思路。

4. 多模态控制策略
多模态控制策略是近年来研究的热点之一。班鑫磊等学者在《拉索连接惯容系统的减震机理与设计方法研究》中,提出了基于惯容系统的多模态控制方法,通过安装多个惯容系统,实现对结构多阶模态的精准控制
。研究结果表明,多模态控制能够有效抑制高层结构的层间位移和加速度响应,提高结构的抗震性能。

二、拉索高阶多模态振动控制的试验研究
1. 实桥试验
苏通大桥作为我国重要的桥梁工程,其拉索振动控制研究具有代表性。杨超等学者在《拉索高阶多模态振动控制的理论与试验研究》中,通过苏通大桥的实桥试验,验证了粘滞阻尼器和防振锤在控制高阶模态振动中的效果。研究结果表明,两处阻尼器方案能够同时提高拉索前几阶和高阶模态的阻尼比,有效控制各阶模态振动。

2. 模型试验
模型试验是研究拉索振动控制方法的重要手段。陈林等学者在《基于黏性剪切阻尼器的拉索多模态振动控制》中,通过模型试验研究了磁流变阻尼器对拉索振动的控制效果
。研究结果表明,磁流变阻尼器能够有效提高拉索的阻尼比,降低振动幅度。

3. 防振锤的应用
防振锤是控制拉索节点模态振动的有效装置。杨超等学者在《拉索高阶多模态振动控制的理论与试验研究》中,提出在阻尼器和锚固端之间安装防振锤的方案,以抑制节点模态振动。研究结果表明,该方案能够有效减少节点模态振动,提高拉索的稳定性。

三、结论与展望
拉索高阶多模态振动控制的理论与试验研究取得了显著进展。通过引入粘滞阻尼器、双阻尼器系统、惯容系统等控制手段,能够有效提高拉索的阻尼比,降低振动幅度。同时,复模态法和改进的实数分离变量法为阻尼器的减振效果研究提供了新的方法。未来,随着桥梁跨度的不断增大,对高阶模态振动控制的需求将更加迫切,因此,进一步研究高阶模态振动的控制方法,优化阻尼器参数,将是研究的重点方向。