大跨度斜拉桥超长拉索多模态振动阻尼协同控制技术研究

作     者：柴小鹏 查道宏 汪正兴 赵海威 盛能军 CHAI Xiaopeng;ZHA Daohong;WANG Zhengxing;ZHAO Haiwei;SHENG Nengjun

作者机构：桥梁结构健康与安全国家重点实验室武汉430034 中铁大桥科学研究院有限公司武汉430034 中铁大桥局集团有限公司武汉430050 中铁桥研科技有限公司武汉430034 

出 版 物：《铁道标准设计》 (Railway Standard Design)

年 卷 期：2024年第68卷第4期

页      面：95-101页

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 0823[工学-交通运输工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 

基　　金：中国国家铁路集团有限公司科技研究计划重大课题(2014G004-B-3) 

主　　题：大跨度斜拉桥 公铁两用桥 斜拉索 振动控制 阻尼器 

摘      要：沪苏通长江大桥是目前世界上最大跨度的公铁两用斜拉桥,其超长超重斜拉索振动模态复杂,振动控制难度大。通过理论分析结合现场实测,得出了适用于大跨度斜拉桥超长斜拉索多模态振动控制方法及技术。研究表明:实测分析超长斜拉索施工期的振动具有多模态特征,既有中低阶振动(5~15阶),也有高阶振动(46~50阶);提出的外置式杠杆质量阻尼器ELMD和摆锤式MTMD阻尼器协同控制分析方法,理论分析结果满足斜拉索多模态控制要求,有效振动控制范围提升至60阶;研发的新型ELMD阻尼器通过杠杆放大和齿轮放大作用,为斜拉索提供附加阻尼和附加惯质作用,中低阶实测阻尼对数衰减率δ≥3%;研发的摆锤式MTMD阻尼器,采用摆锤式结构,利用质量调谐作用实现斜拉索高阶减振,现场无肉眼可见振动;通过长期健康监测系统显示,台风“烟花过境期间监测到的最大振动加速度为0.012g,大桥正常运营期间,斜拉索的振动加速度基本被控制在0.01g以下。