中铁大桥科学研究院桥梁结构振动控制研究中心

<正>桥梁结构振动控制研究中心作为桥科院"三位一体"发展战略的重要组成部分,着力于对桥梁和建筑结构的振动控制产品进行研发和应用。中心以科技创新为龙头、精工细作为准则,以持续领先的核心技术研发带动行业技术进步为己任,经过多年来的发展,在斜拉索振动控制领域,自主研发了粘性剪切阻尼器(VSD)、油阻尼器(OD)、永磁式磁流变阻尼器(MRD)、杠杆质量阻尼器(LMD)、摆式杠杆质量阻尼器(PLMD)、永磁电涡流杠杆质量阻尼器(ELMD)等产品;在桥梁和建筑结构调谐式减振技术领域,自主研发了质     

中铁大桥科学研究院 桥梁结构振动控制研究中心

正桥梁结构振动控制研究中心作为桥科院"三位一体"发展战略的重要组成部分,着力于对桥梁和建筑结构的振动控制产品进行研发和应用。中心以科技创新为龙头、精工细作为准则,以持续领先的核心技术研发带动行业技术进步为己任,经过多年来的发展,在斜拉索振动控制领域,自主研发了粘性剪切阻尼器(VSD)、油阻尼器(OD)、永磁式磁流变阻尼器(MRD)、杠杆质量阻尼器(LMD)、摆式杠杆质量阻尼器(PLMD)、永磁电涡流杠杆质量阻尼器(ELMD)等产品;在桥梁和建筑结构调谐式减振技术领域,自主研发了质     

桥梁结构振动控制研究中心

<正>桥梁结构振动控制研究中心作为桥科院"三位一体"发展战略的重要组成部分,着力于对桥梁和建筑结构的振动控制产品进行研发和应用。中心以科技创新为龙头、精工细作为准则,以持续领先的核心技术研发带动行业技术进步为己任,经过多年来的发展,在斜拉     

土木工程结构振动控制技术及其应用研究

结合工程实际,介绍了结构振动控制方法,并研究液体质量双调谐阻尼器(TLMD)及杠杆质量减振器(LMD)等新型阻尼减振系统.室内及实桥试验表明:由于兼具调谐质量阻尼器(TMD)与调谐液体阻尼器(TLD)的优点,TLMD便于调谐,减振效果与耐久性更好.理论及室内试验证明:与现有减振措施相比,LMD对桥梁景观的不良影响小,易于安装、养护,且减振效果更好,是一种更适于超长斜拉索振动控制的"广谱"减振器.     

斜拉桥斜拉索永磁电涡流杠杆质量阻尼减振技术

为了解决恶劣环境下大跨径斜拉桥斜拉索振动控制问题,提出了永磁电涡流杠杆质量减振器(ELMD)减振技术。基于ELMD的构造特性及减振机理,推导了ELMD导体盘单体的旋转阻尼系数及系统的等效阻尼参数,以中朝鸭绿江界河公路大桥为背景,计算了安装该阻尼器后的斜拉索的阻尼特性,并进行了实桥振动控制性能测试。结果表明,安装ELMD后,斜拉索的振动衰减明显;ELMD阻尼器能够满足该桥斜拉索的阻尼减振要求。ELMD阻尼减振技术可有效解决恶劣环境下大跨度斜拉桥斜拉索振动控制问题。     

永磁电涡流阻尼新技术及其在土木工程中的应用

针对永磁电涡流阻尼减振的理论与技术进展进行了综述，主要包括：永磁电涡流调谐质量减振器、大吨位的滚珠丝杠式轴向电涡流阻尼器等新型减振装置；板式电涡流阻尼及滚珠丝杠式电涡流阻尼器的性能仿真与设计方法；桥梁涡激共振、斜拉索振动控制的电涡流阻尼三元减振理论；以及基于电涡流阻尼力非线性特性的减震性能研究。介绍了湖南大学新建的大型阻尼器特性综合试验平台及主要功能，以及永磁电涡流阻尼技术的典型工程应用。最后指出了值得进一步研究的若干问题。     

新型斜拉索永磁式磁流变阻尼器及其参数优化研究

为改善目前永磁式磁流变阻尼器的薄弱环节(活塞杆为薄壁构件),提出一种将径向永磁铁设置在活塞内部的新型斜拉索永磁式磁流变阻尼器。分析该新型永磁式磁流变阻尼器的阻尼力调节机理,通过出力调节试验验证阻尼器的作用机理,对斜拉索永磁式磁流变阻尼器进行参数优化,并验证其减振效果。结果表明:提出的新型斜拉索永磁式磁流变阻尼器可通过改变永磁铁的磁极方向实现阻尼力的调节,具有良好的工作性能;通过合理优化阻尼器的参数,可使斜拉索的各阶对数衰减率同时达到较大值;与线性粘滞阻尼器相比,新型永磁式磁流变阻尼器对斜拉索各阶振动的控制效果均较好。     

TLMD阻尼器在桥梁工程上的应用研究

为有效抑制九江长江大桥三大拱吊杆的涡激振动,曾为其加装了TMD阻尼器.近20 a来其涡激振动得到了控制,但却造成了阻尼器长期大幅振动状态下的疲劳损伤.为避免当损伤积累后将削弱减振效果并危及结构安全,依托该桥三大拱吊杆新型液体-质量双调谐阻尼器(TLMD)研发项目,研究了阻尼器安装质量比与主振系统及阻尼系统动力放大系数的关系,并对阻尼器振动幅值进行了理论分析.研究发现:为保证阻尼器的安全与可靠,应选取合理的阻尼器安装质量比,使得该类阻尼器的动力放大系数不超过30倍.并据此指导了该桥吊杆新增阻尼器实施方案的设计.测试结果表明减振效果良好,且未见阻尼器疲劳损伤现象.     

飞燕式异型拱桥减震设计研究

结合章江大桥主桥飞燕式异型拱桥,采用有限元分析程序SAP2000建立结构计算模型,分析了桥梁结构在无阻尼器和有阻尼器情况下的地震反应,给出了阻尼器设计吨位、阻尼系数、行程的建议值,为阻尼器选型、布置方向等提供依据;给出了桥梁控制部位(如承台顶、拱脚等处)在地震作用下的内力或反力及稳定性验算结果。     

大跨度曲线人行桥人致振动分析与耦合振动控制研究

随着人们对城市景观以及桥梁美学的不断追求,人行拱桥跨度不断增加、结构趋于复杂,因此该类桥梁人致振动问题日显突出。该文以北水湾人行桥为工程实例,研究了该桥的动力特性,对人致振动响应理论分析结果进行了舒适度评价,采用调谐质量阻尼器(TMD)探讨和比较了大跨度曲线人行拱桥竖、横向耦合人致振动控制方案。结果表明:此类桥梁具有频率低、振动耦合现象显著的特点,需对其人致振动进行减振控制;理论分析和现场实测证明采用一个4t竖向TMD可控制其两个方向的耦合振动,控制措施有效。     

考虑行人舒适度的空间缆索悬索桥车致振动控制

带有人行道的市政轨道交通桥梁在地铁作用下会有较大的动力响应,进而影响桥上行人走行舒适度。为了研究地铁荷载激励下桥上行人走行的舒适度,依托某市政空间缆索体系悬索桥,在有限元分析软件ANSYS中建立结构三维模型,考虑轨道不平顺的影响,在列车荷载激励下进行瞬态非线性时程分析。结果发现:当轨道不平顺的谐振频率接近桥梁一阶竖弯模态频率时,桥梁结构出现了共振效应,动力响应显著增大,峰值加速度达到1.122 m/s~2,桥上行人走行舒适度处于"不舒适"等级。为了有效抑制结构振动,改善桥上行人走行舒适度,采用Den Hartog最佳参数确定方法得到调谐质量阻尼器主要参数值,分别研究了单调谐频率质量阻尼器(STMD)和多调谐频率质量阻尼器(MTMD)对结构振动的控制效果,得到STMD系统控制下结构最大加速度为0.731 m/s~2,有效降低了34.8%;MTMD系统控制下结构最大加速度为0.681 m/s~2,有效降低了39.3%,添加阻尼器都使桥上行人舒适度从"不舒适"进入"中度舒适",但是MTMD系统具有更好的抑振效率。随着结构使用过程中收缩徐变、老化等情况的出现,结构自振频率也会发生改变,最后对比结构自身频率改变时STMD与MTMD的抑振效果,得出MTMD具有更好的鲁棒性,更适合长久服役,并且在一定范围内子TMD个数越多,鲁棒性越好。     

上海市政桥梁产品研发中心

正上海市政桥梁产品研发中心成立于201 5年,由上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司所属上海市政工程设计科学研究所有限公司和上海通亿橡塑制品有限公司共同组建,是为客户提供专业的桥梁产品、服务及自主研发的综合型机构。"中心"已聘请高校教授、设计院教授级高级工程师等多名行业权威专家组成顾问团队。科研所有限公司曾为上海市磁悬浮轨道交通、沪杭高速磁悬浮等工程研发高精密球型钢支座,为上海市中环线高架桥梁研发性能优良的轻巧型球钢支座,同时在桥梁减隔震装置、组合     

石首长江公路大桥斜拉索杠杆质量阻尼器应用研究

石首长江公路大桥主桥为主跨820 m的双塔六跨连续不对称空间双索面混合梁斜拉桥,最长斜拉索长约440 m,在外部激励作用下极易发生面内、外振动。针对石首长江公路大桥斜拉索的振动特性,在常规阻尼器的基础上进行构造优化设计,研发了一种双杆倒Y形连接杆斜拉索杠杆质量阻尼器,具有景观协调性好、横向连接刚度大、减振效果好等优点。通过对阻尼器的安装质量进行严格控制,安装位置比控制为2.23%~2.83%,使阻尼器达到了良好的减振效果,实测斜拉索阻尼对数衰减率均在3%以上,满足大桥斜拉索减振要求。     

大跨度悬索桥长吊索宽频调谐阻尼减振技术研究

为实现大跨度悬索桥长吊索宽频(0～30 Hz)阻尼减振,以广西龙门大桥为背景,对该桥50 m以上长吊索宽频减振技术进行研究。考虑该桥长吊索原刚性减振架方案无法有效控制多根吊索同相位振动,且不能为吊索提供结构阻尼,根据理论分析和参数优化,提出采用3个小阻尼比(阻尼比为2%)、小质量比(质量比为0.10%)调谐质量阻尼器(TMD)和6个大阻尼比(阻尼比为10%)、大质量比(质量比为0.50%)TMD协同作用实现吊索0～30 Hz全模态阻尼减振目标,选用质量和刚度分布具有各向同性、控制频率和自身阻尼比便于调节的摆锤式调谐质量阻尼器(PTMD)进行减振设计,并进行有限元模拟和模型试验以验证可行性。结果表明：多个PTMD协同控制可实现吊索的宽频阻尼减振,其各向同性特征可实现吊索多向振动控制;建议龙门大桥采用在加强原有刚性减振架的基础上,将多个PTMD按振型参与最大原则离散布置在刚性减振架上,集成刚性减振架刚性连接和PTMD调谐减振功能,实现该桥长吊索宽频阻尼减振。     

MTMD对铁路钢桁梁桥减振方案研究

调频质量阻尼器（TMD）是把一个较小的振动系统安装在需要减振的结构上来吸收主结构控制振型的振动能量,从而达到抑制主结构的振动。调频质量阻尼器原理简单,应用广泛,在建筑和机械减振上已经有了很多成功利用的例子,但是在钢桁梁桥减振的应用几乎没有。本文将就阻尼器在铁路钢桁梁桥减振上的应用作一些研究。     

大跨度斜拉桥主梁单悬臂施工风振控制

大跨度斜拉桥悬臂施工期抖振响应明显,采用谐波合成法对桥梁节点脉动风速时程进行模拟,基于Davenport抖振理论建立了大跨桥梁抖振时域分析方法。针对在建的某大桥主梁单悬臂施工期可能面遭遇台风袭击的情况,分别提出采用下拉索和调谐质量阻尼器(TMD)两种抗风措施方案,并进行减振效果对比分析。研究表明:大跨斜拉桥主梁悬臂施工期梁端风致振动响应较大,应予以重视;综合考虑航道等因素,采用调谐质量阻尼器(TMD)进行大跨度斜拉桥主梁悬臂施工期主梁振动控制效果较好。     

沪苏通长江公铁大桥主航道桥斜拉索振动控制技术

沪苏通长江公铁大桥主航道桥为主跨1 092m的公铁两用钢桁梁斜拉桥,斜拉索最长达576.193m、重达83.5t。针对该桥斜拉索超长、超重的特点,施工期和运营期分别采用临时阻尼减振装置和永久附加阻尼减振装置来抑制斜拉索振动。施工期斜拉索临时阻尼减振装置通过在传统钢丝绳措施上串联1个阻尼模块,适应不同施工阶段斜拉索的状态变化,并控制斜拉索施工期的振动。运营期采用新型电涡流杠杆质量阻尼器(ELMD),利用电涡流阻尼器控制斜拉索面内振动、油阻尼器控制斜拉索面外振动,并进行实桥试验验证。结果表明:斜拉索的阻尼对数衰减率达7%,满足斜拉索阻尼减振要求;ELMD阻尼器安装后,风荷载激励下的振幅从2.15g降低至0.04g,共振主频消失、减振效果明显。     

多变空间连续桁架人行景观桥振动控制研究

本文介绍了对一座人行景观桥的振动控制研究。人行桥为实现建筑造型而采用了复杂的空间桁架结构,结构在各向的刚度较小,其自振频率与人行敏感频率接近可能诱发结构出现过大振动,故采取了阻尼器振动控制措施。本文介绍了对原始结构的动力特性分析、阻尼器布置方案设计、结构减震效果分析、阻尼器参数及适应性分析。经过理论研究及实际应用,桥梁减震效果达到预定目标。     

磁浮工程道岔梁的TLMD减振技术研究

为了解磁浮道岔梁的车桥耦合振动机理并进行振动控制,以长沙中低速磁浮工程道岔梁为工程背景,对磁浮工程道岔梁的TLMD减振技术进行研究。首先通过对磁浮道岔梁在磁浮列车激励下的振动响应测试,分析加速度的时程曲线和频率特征,研究其振动机理,确定道岔梁的受控频率;然后采取频率分布式的多重TLMD阻尼减振方案,并利用基于多目标满意度优化方法,对各TLMD进行参数优化;最后在实桥安装TLMD阻尼器后进行实桥测试,对安装阻尼器前、后道岔梁的振动响应进行对比。研究结果表明:磁浮工程道岔梁和磁浮列车的悬浮调整力形成了共振,振动响应剧烈,由于其振动频率明确,可以采用调谐式阻尼器进行控制;采用优化的TLMD阻尼器方案的理论减振效果明显;通过实测对比,安装TLMD阻尼器后,道岔梁的振动基本被抑制,满足日常行车的要求。     

人行索道桥振动分析研究

人行索道桥主梁刚度小、自重轻,行人过桥时易产生振动,影响桥梁正常使用。以某景区人行索道桥为研究对象,对其TMD阻尼器安装前和安装后2个工况进行人桥耦合振动分析研究,以验证结构振动特性和阻尼器安装效果。