[实用新型]一种超长斜拉索的阻尼器系统及斜拉桥

说明书

本申请涉及一种超长斜拉索的阻尼器系统及斜拉桥，涉及桥梁振动控制技术领域。其中，该阻尼器系统包含：用于抑制低中阶模态振动的第一阻尼系统，其包含第一阻尼器，所述第一阻尼器通过沿其长度方向设置的支撑杆连接于两相邻斜拉索之间，且与斜拉索连接的位置避开斜拉索的低阶振型节点；用于抑制高阶模态振动的第二阻尼系统，其包含第二阻尼器，所述第二阻尼器的一端通过沿其长度方向设置的连接杆连接于斜拉索的根部，另一端连接于桥面，且连接杆与斜拉索的连接位置避开斜拉索的高阶振型节点。本申请提供的超长斜拉索的阻尼器系统及斜拉桥，能够同时有效抑制超长斜拉索的低、中、高各阶模态振动。

技术领域

本申请涉及桥梁振动控制技术领域，特别涉及一种超长斜拉索的阻尼器系统及斜拉索。

背景技术

目前，随着斜拉桥跨径的不断增大，拉索长度越来越长，超长斜拉索面临的动载响应问题也日趋突出。斜拉索作为斜拉桥的主要承重构件，由于其柔度大、质量轻和阻尼低的特性，极易在风及交通荷载等激励下发生大幅振动。斜拉索的持续振动不仅会导致斜拉索及其附属结构的疲劳破坏，造成桥梁安全结构隐患，也会引起过往行人不舒适感和不安全感，影响桥梁的正常运营；因此，如何抑制斜拉索振动是一个迫切需要解决的问题。

工程上多采用附加阻尼器的方式进行斜拉索的振动控制，在实际施工过程中，需要根据桥梁结构特征，确定合理的阻尼器类型和安装布置形式。一般斜拉索的振动模态多集中在前15阶以内，常规阻尼器的设计也多是将前15阶的振动模态作为受控模态。但是在某些特殊环境下，尤其是大跨度斜拉桥，斜拉索可发生更高阶的振动。如国内某千米级大跨度斜拉桥，其最长拉索近600m，在安装外置式阻尼器后，中低阶模态振动得到有效抑制。但在特殊风环境下，该桥的长斜拉索发生了明显的高阶模态振动，实测数据表明长斜拉索的振动阶次高达45阶。理论分析及实测数据表明，该桥的长斜拉索阻尼器恰好位于高阶振型的节点处附近，导致阻尼器未能充分发挥作用，难以提供抑制高阶模态振动的有效附加阻尼。虽然可通过降低阻尼器安装高度来避开高阶振型的节点，以有效抑制斜拉索的高阶模态振动；但是如此一来，阻尼器的安装位置比(斜拉索锚固点到阻尼器安装位置的有效长度d与斜拉索索长L之比d/L，称为安装位置比)降低，而斜拉索的中低阶模态振动与安装位置比呈正比，阶模态振动在降低阻尼器安装高度后，会严重削弱阻尼器的中低阶减振效果。

综上，目前单一阻尼器振动控制方案主要针对斜拉索的中低阶模态振动，无法有效抑制超长斜拉索可能出现的高阶模态振动；因此如何有效抑制超长斜拉索的低、中、高各阶模态振动成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请实施例提供一种超长斜拉索的阻尼器系统及斜拉桥，能够同时有效抑制超长斜拉索的低、中、高各阶模态振动。

本申请提供了一种超长斜拉索的阻尼器系统，包含：

用于抑制低中阶模态振动的第一阻尼系统，其包含第一阻尼器，所述第一阻尼器通过沿其长度方向设置的支撑杆连接于两相邻斜拉索之间，且与斜拉索连接的位置避开斜拉索的低阶振型节点；

用于抑制高阶模态振动的第二阻尼系统，其包含第二阻尼器，所述第二阻尼器的一端通过沿其长度方向设置的连接杆连接于斜拉索的根部，另一端连接于桥面，且连接杆与斜拉索的连接位置避开斜拉索的高阶振型节点。

一些实施例中，所述第一阻尼器和支撑杆的所在直线、以及第二阻尼器和连接杆的所在直线均垂直于斜拉索。

一些实施例中，所述第一阻尼器的所在直线和第二阻尼器的所在直线位于同一直线。

一些实施例中，所述支撑杆的一端连接于第一阻尼器的一端，所述支撑杆的另一端连接于一根斜拉索，所述第一阻尼器的另一端连接于相邻的另一根斜拉索。

一些实施例中，所述连接杆的一端连接于斜拉索的根部，另一端连接于所述第二阻尼器。