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用于阻尼器试验的斜拉索等效模型建模

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摘要

斜拉索近锚固端安装阻尼器是控制其在风雨或其他动力作用下振动常用的方法。对于拉索一阻尼器系统的理论研究比较成熟，趋于精细化，而试验研究相对滞后。其原因在于斜拉索达几百米的长度使得理想的足尺拉索-阻尼器系统试验难以在试验室实现，试验研究方案限于现场及拉索制造厂的足尺试验和试验室内的拉索-阻尼器缩尺模型试验。现场试验费时费力同时受多种因素影响，试验的灵活性和有效性受到限制；同时，缩尺模型又会造成阻尼器性能的失真。然而，理论计算和现场测试结果的偏差以及阻尼器进一步的优化设计需要广泛的试验研究。因此，本文创新地提出一种便于试验室内布置的短梁模型等效斜拉索，其附加足尺阻尼器能进行试验研究。等效的原则为模型一阶振动频率及附加阻尼器后的一阶模态阻尼与其原型按照直索-线性粘滞阻尼器理论计算得到的相应值相等。 本文首先进行概念分析，提出等效模型反其参数；然后回顾了水平直拉索-线性粘滞阻尼器系统的振动特性；接下来对模型进行了自由振动和阻尼振动的参数分析，采用数值计算的方法分析模型的性质；最后比较模型与原型的振动特性，提出模型参数的确定方法，完成设计。数值模拟表明按上述方法得到的等效模型与原型一阶振动频率及附加相同阻尼器后的模态阻尼比的差值均小于7％，达到等效目的，验证了该模型的可行性。

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