[发明专利]一种高墩大跨桥梁施工期风致振动控制方法

权利要求书

1.一种高墩大跨桥梁施工期风致振动控制方法，其特征是，包括以下步骤：

S101：对高墩大跨桥梁主梁悬臂施工期结构进行动力特性分析，得到主梁在不同施工阶段前二十阶的固有频率信息；

S102：根据桥梁结构设计参数、施工方案数据建立桥梁结构主梁悬臂施工状态的原始有限元模型；

S103：获取竖直下拉索与电涡流摆式TMD配合的抗风措施参数，将抗风措施参数输入原始有限元模型后建立抗风有限元模型；

S104：对原始有限元模型、抗风有限元模型进行结构动力特性复模态分析后分别得到原桥梁结构的第一复模态动力特性结果、采取抗风措施后桥梁结构的第二复模态动力特性结果；将第一复模态动力特性结果、第二复模态动力特性结果对比，并从结构频率、模态阻尼比评价分析采取抗风措施后得到第一减振效果；

S105：采用抖振时域分析方法对原始有限元模型、抗风有限元模型进行抖振响应计算，并根据桥梁结构的抖振响应计算结果评价分析采取抗风措施后得到第二减振效果；

S106：采用气弹模型风洞试验方法对原桥梁结构、采取抗风措施后桥梁结构的风致振动响应进行测试，并根据测试结果对第一减振效果、第二减振效果进行验证，得到验证数据；

S107：根据验证数据对原始有限元模型的桥塔、主梁混凝土弹性模量进行修正，并重复步骤S104-S106直至验证数据达到预设标准数据。

2.根据权利要求1所述的一种高墩大跨桥梁施工期风致振动控制方法，其特征是，所述竖直下拉索与电涡流摆式TMD配合的抗风措施具体为：

在主梁两侧悬臂的桥面上对称设置电涡流摆式TMD；

沿主梁长度方向的两侧均设置有一排相邻之间间隔设置的竖直下拉索，两排的竖直下拉索呈对称设置。

3.根据权利要求1所述的一种高墩大跨桥梁施工期风致振动控制方法，其特征是，所述抗风措施参数包括竖直下拉索的位置、数量、直径、索力以及电涡流摆式TMD的运动质量、摆长、最优阻尼比。

4.根据权利要求1所述的一种高墩大跨桥梁施工期风致振动控制方法，其特征是，所述风致振动响应测试计算的具体过程为：

将各竖直下拉索均划分成多个单元，分别在各竖直下拉索节点处模拟脉动风速，并采用抖振分析理论进行脉动风荷载计算；

将该脉动风荷载与桥梁桥塔、主梁脉动风荷载同步施加到结构上进行抖振响应时域分析；

在进行时域分析时，考虑结构自重、初始索力因素，并计入几何非线性效应。

5.根据权利要求1所述的一种高墩大跨桥梁施工期风致振动控制方法，其特征是，所述桥梁频率测试的具体过程为：

在电涡流摆式TMD附近的主梁桥面上直接布置加速度传感器，并将加速度传感器与采集仪器连接；

通过数据采集仪器采集梁体在外界环境激励作用下的时程曲线，然后分析计算出梁体的一阶竖摆频率。

6.根据权利要求1所述的一种高墩大跨桥梁施工期风致振动控制方法，其特征是，所述电涡流摆式TMD的性能参数测试的具体过程为：

通过外力驱动在电涡流摆式TMD的质量块上施加水平力，使质量块摆动一定的位移量；

然后卸去外力让质量块做自由衰减振动；

通过数据采集系统采集电涡流摆式TMD的振动时程曲线，根据振动时程曲线分析计算得出电涡流摆式TMD的频率与阻尼性能。

7.根据权利要求1所述的一种高墩大跨桥梁施工期风致振动控制方法，其特征是，所述风致振动响应的测试计算包括对桥塔左右两侧对称风、左右两侧不对称风及不对称风三种工况作用下的风致抖振响应分析，左右两侧不对称风的比例为1：0.5，不对称风的比例为1：0。

8.根据权利要求1所述的一种高墩大跨桥梁施工期风致振动控制方法，其特征是，所述风致振动响应的测试计算包括：

TMD不工作时，对在桥面吊车紧急制动作用下的桥梁横摆频率、阻尼比以及桥梁横向振动模态频率识别进行测试；

TMD工作时，对在推动TMD激励桥梁时结构横摆频率、阻尼比以及结构横向振动模态频率识别进行测试。