抗弯刚度对斜拉索-黏滞阻尼器系统风致振动影响的研究

目的研究抗弯刚度对斜拉索及斜拉索-黏滞阻尼器系统的影响,为风致振动分析以及黏滞阻尼器设计提供参考。方法以沈阳市昆山西路斜拉桥作为工程背景,选取桥上长度在36~146 m的三根斜拉索建立索结构动力分析有限元模型,通过自回归方法生成斜拉索不同坐标处的风荷载时程,计算并分析忽略抗弯刚度的杆单元模型、考虑抗弯刚度的梁单元模型在风荷载作用下的振动及安装黏滞阻尼器后的抑振效果。结果考虑斜拉索抗弯刚度时,中点处的初始垂度静力计算结果较忽略斜拉索抗弯刚度时大;风荷载作用下,考虑抗弯刚度时的位移最大值和振幅为忽略抗弯刚度时的2倍左右;安装于三根斜拉索上的黏滞阻尼器在考虑抗弯刚度时的最佳阻尼系数大于忽略抗弯刚度时的最佳阻尼系数,斜拉索越短对应的这两个值的差值越大;考虑高阶模态设计黏滞阻尼器能降低3 Hz以上的高频振动,但低于3 Hz的最大振动峰值反而变大。结论在斜拉索以及斜拉索-黏滞阻尼器系统的有限元模拟中,特别是对于长度较短的斜拉索,应使用带抗弯刚度的单元模拟;对于斜拉索的风致振动,使用一阶模态设计黏滞阻尼器即可达到较好的抑振效果。