[實(shí)用新型]一種斜拉索單模態(tài)瞬態(tài)激振系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220534942.4
• 申請(qǐng)日: 2012-10-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202853871U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何旭輝;黃志輝;陳政清
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中南大學(xué);高速鐵路建造技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室;湖南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01M7/02
• 分類(lèi)號(hào): G01M7/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及拉索橋梁激振系統(tǒng)，具體涉及一種斜拉索單模態(tài)瞬態(tài)激振系統(tǒng)。

背景技術(shù)

斜拉索是斜拉橋中最關(guān)鍵的構(gòu)件，但易在自然條件和橋面荷載作用下發(fā)生多種復(fù)雜振動(dòng)，從而產(chǎn)生疲勞累積損傷，抗力衰減，對(duì)斜拉橋的安全性和耐久性造成極大的危害。因此如何有效抑制拉索的振動(dòng)是目前研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。而拉索本身的動(dòng)力特性（振型、頻率和阻尼比）研究是拉索振動(dòng)控制的技術(shù)前提。研究拉索振動(dòng)控制措施和控制效果往往都需要大幅的拉索振動(dòng)來(lái)檢驗(yàn)。

因此，研究一種斜拉索單模態(tài)瞬態(tài)激振系統(tǒng)已為亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為了彌補(bǔ)現(xiàn)有斜拉索各種振動(dòng)試驗(yàn)中存在拉索有效激振方法的研究缺失，本實(shí)用新型提供了一種斜拉索單模態(tài)瞬態(tài)激振系統(tǒng)，既可保證拉索的自由振動(dòng)，又可確保系統(tǒng)試驗(yàn)的安全。

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，一種斜拉索單模態(tài)瞬態(tài)激振系統(tǒng)，其特征在于，包括變頻器、電機(jī)、偏心激振器、拉力傳感器、脫鉤機(jī)構(gòu)、拉索和特制索夾，電機(jī)固定在橋面，電機(jī)通過(guò)電纜連接變頻器，電機(jī)輸出軸安裝有偏心激振器，利用鋼絲繩依次連接偏心激振器、脫鉤機(jī)構(gòu)、拉力傳感器和特制索夾，特制索夾固定在拉索上。特制索夾為方便鋼絲繩與拉索連接的連接件，可以為方便連接的任意索、環(huán)、夾等連接件。電機(jī)也可以不固定在橋面，可以設(shè)置于任何方便設(shè)置的地方。電機(jī)作用：提供動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)偏心激振器，使拉索發(fā)生強(qiáng)迫振動(dòng)；變頻器作用：控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度（即頻率），使強(qiáng)迫振動(dòng)頻率接近試驗(yàn)拉索的某一階固有頻率（理論值）；偏心輪作用：通過(guò)偏心半徑的設(shè)定和改變，控制拉索強(qiáng)迫振動(dòng)振幅大??；扳機(jī)（脫鉤器）作用：在強(qiáng)迫振動(dòng)過(guò)程中，人為敲擊脫鉤器扳手，突然釋放激振力，使拉索產(chǎn)生自有衰減振動(dòng)；拉力傳感器作用：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)強(qiáng)迫振動(dòng)激振力，為后續(xù)分析提供拉索振動(dòng)輸入能量數(shù)據(jù)；電纜作用：連接電機(jī)和變頻器；鋼絲繩作用：連接電機(jī)偏心輪、脫鉤器、拉力傳感器和拉索，并承受激振力；電機(jī)通過(guò)膨脹螺栓與橋面連接，鋼絲繩的另一端通過(guò)特制索夾與拉索連接。

本實(shí)用新型還在于，拉索的一端固定在橋面，拉索與橋面成固定角度。

本實(shí)用新型還在于，脫鉤機(jī)構(gòu)為扳機(jī)，脫鉤機(jī)構(gòu)有一端為輕質(zhì)端，輕質(zhì)端上設(shè)置有球錐體，脫鉤機(jī)構(gòu)輕質(zhì)端的球錐體后部帶有環(huán)形止退槽。

本實(shí)用新型還在于，拉索通過(guò)特制索夾與鋼絲繩端部連接。

本實(shí)用新型還在于，特制索夾為拉索扣環(huán)。

本實(shí)用新型還在于，電機(jī)用膨脹螺栓固定在橋面，且偏心激振器位于拉索水平投影面內(nèi)。

本實(shí)用新型還在于，拉索上設(shè)置有阻尼器，阻尼器為可拆卸部件。

本實(shí)用新型還在于，拉索與橋面之間設(shè)置有立柱，立柱一端連接在橋面上，立柱的另一端連接拉索上的阻尼器，立柱為可拆卸部件。

本實(shí)用新型還在于，拉索設(shè)置有阻尼器的部位還設(shè)置有可拆卸的加速度計(jì)。

本實(shí)用新型還在于，拉索的上部還設(shè)置有一個(gè)可拆卸的加速度計(jì)。

本實(shí)用新型特點(diǎn)：

1、提出一種拉索單模態(tài)穩(wěn)態(tài)激勵(lì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法

根據(jù)拉索固有頻率的理論計(jì)算結(jié)果，通過(guò)系統(tǒng)變頻器調(diào)整頻率至拉索的某一階頻率附近，通過(guò)電機(jī)偏心輪作用帶動(dòng)拉索進(jìn)行某一模態(tài)的強(qiáng)迫振動(dòng)。強(qiáng)迫振動(dòng)是為了實(shí)現(xiàn)單模態(tài)自由衰減振動(dòng)（脫鉤后）。

同時(shí)，通過(guò)系統(tǒng)設(shè)置的拉力傳感器，可實(shí)時(shí)測(cè)出激振力時(shí)程曲線(xiàn)。激振力是為了分析：力作為輸入，拉索響應(yīng)為輸出。

2、實(shí)現(xiàn)拉索單模態(tài)瞬態(tài)激勵(lì)

通過(guò)系統(tǒng)設(shè)置的脫鉤器，突然脫鉤即可使正在進(jìn)行穩(wěn)態(tài)強(qiáng)迫振動(dòng)的拉索進(jìn)行自由衰減振動(dòng)。

考慮到拉索自由振動(dòng)有一定的振幅，在系統(tǒng)脫鉤后通過(guò)預(yù)設(shè)的加長(zhǎng)鋼絲繩，既可保證拉索的自由振動(dòng)，又可確保系統(tǒng)試驗(yàn)的安全。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的斜拉索單模態(tài)瞬態(tài)激振系統(tǒng)的拉索單模態(tài)激振與測(cè)試及拉索振動(dòng)控制系統(tǒng)組成原理圖。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的斜拉索單模態(tài)瞬態(tài)激振系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的斜拉索單模態(tài)瞬態(tài)激振系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面實(shí)施例是對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)內(nèi)容的進(jìn)一步說(shuō)明，但并非對(duì)本實(shí)用新型實(shí)質(zhì)內(nèi)容的限制。

參見(jiàn)圖1、2、3，本實(shí)用新型一種斜拉索單模態(tài)瞬態(tài)激振系統(tǒng)包括變頻器、電機(jī)、偏心激振器、拉力傳感器、脫鉤機(jī)構(gòu)、拉索和特制索夾，電機(jī)固定在橋面，電機(jī)通過(guò)電纜連接變頻器，電機(jī)輸出軸安裝有偏心激振器，利用鋼絲繩依次連接偏心激振器、脫鉤機(jī)構(gòu)、拉力傳感器和特制索夾，特制索夾固定在拉索上。