[發(fā)明專(zhuān)利]用于橋梁的激振抑振裝置和激振方法以及抑振方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011026837.5
• 申請(qǐng)日: 2020-09-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112161767B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘繼衛(wèi);汪正興;高天;王翔;荊國(guó)強(qiáng);徐金宇;嚴(yán)晗;王梓宇;馬長(zhǎng)飛;吳肖波;伊建軍;汪澤洋;王金枝;蔡欣;趙龍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中鐵大橋局集團(tuán)有限公司;中鐵大橋科學(xué)研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01M7/02
• 分類(lèi)號(hào): G01M7/02;E01D19/10
• 代理公司: 武漢智權(quán)專(zhuān)利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 唐勇

本申請(qǐng)涉及一種用于橋梁的激振抑振裝置和激振方法以及抑振方法，涉及工程檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，其包括上承臺(tái)、行走機(jī)構(gòu)、下承臺(tái)、作動(dòng)機(jī)構(gòu)、檢測(cè)機(jī)構(gòu)和控制裝置，行走機(jī)構(gòu)與上承臺(tái)連接，并用于行走在橋梁上；下承臺(tái)位于上承臺(tái)的下方；作動(dòng)機(jī)構(gòu)兩端分別與上承臺(tái)和下承臺(tái)可轉(zhuǎn)動(dòng)連接；并用于當(dāng)下承臺(tái)壓持于橋梁上時(shí)，驅(qū)動(dòng)上承臺(tái)振動(dòng)；檢測(cè)機(jī)構(gòu)設(shè)于下承臺(tái)上，并用于檢測(cè)橋梁的振動(dòng)參數(shù)；控制裝置與作動(dòng)機(jī)構(gòu)和檢測(cè)機(jī)構(gòu)均相連，并用于根據(jù)振動(dòng)參數(shù)，控制作動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)上承臺(tái)振動(dòng)，以激振或抑振橋梁。本申請(qǐng)的激振抑振裝置可以實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁的固有頻率和振幅的精確測(cè)定，大大縮短激振測(cè)量時(shí)間，以及可以實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁快速高效地抑振。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及工程檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于橋梁的激振抑振裝置和激振方法以及抑振方法。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的飛速發(fā)展，橋梁的建造技術(shù)和水平不斷提高，我國(guó)已經(jīng)建成和正在建造一批具有世界影響力的重大橋梁工程。隨著橋梁跨度不斷增大，橋梁結(jié)構(gòu)的剛度與阻尼減小，在地震、風(fēng)和交通工具等外界激勵(lì)下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)越來(lái)越來(lái)大，輕則引起行車(chē)、行人不適，影響其使用功能，重則因響應(yīng)過(guò)大引起結(jié)構(gòu)疲勞破壞甚至動(dòng)力失穩(wěn)。

振動(dòng)是設(shè)計(jì)承受動(dòng)荷載的工程結(jié)構(gòu)必須研究的問(wèn)題，橋梁不僅要研究由車(chē)輛移動(dòng)荷載引起的振動(dòng)，還要研究橋梁結(jié)構(gòu)本身的抗震、抗風(fēng)性能和能力。隨著結(jié)構(gòu)計(jì)算、施工技術(shù)和建筑材料等方面科技水平的不斷進(jìn)步，橋梁的跨度越來(lái)越大，因此對(duì)橋梁振動(dòng)性能的研究分析提出了更高的要求。橋梁振動(dòng)試驗(yàn)可以解決的基本問(wèn)題可以歸類(lèi)為三種：橋梁振源、橋梁自振特性和結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)。橋梁振源的測(cè)定一般包括對(duì)能引起橋梁振動(dòng)的風(fēng)、地震和車(chē)輛振動(dòng)等振動(dòng)荷載的測(cè)定。橋梁自振特性是橋梁結(jié)構(gòu)的固有特性，也是橋梁振動(dòng)試驗(yàn)中最基本的測(cè)試內(nèi)容。車(chē)輛、風(fēng)和地震等外荷載作用下橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)的測(cè)定是評(píng)價(jià)橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能的基本內(nèi)容之一。

其中，測(cè)定橋梁自振特性參數(shù)是橋梁振動(dòng)試驗(yàn)的基本內(nèi)容，要研究橋梁結(jié)構(gòu)的抗震、抗風(fēng)或抗其它動(dòng)荷載的性能和能力必須了解橋梁結(jié)構(gòu)的自振特性。自振特性參數(shù)，也稱(chēng)動(dòng)力特性參數(shù)和振動(dòng)模態(tài)參數(shù)，主要包括結(jié)構(gòu)的自振頻率(自振周期)、阻尼比和振型等，是由結(jié)構(gòu)形式、材料性能等結(jié)構(gòu)固有的特性決定，與外荷載無(wú)關(guān)。

測(cè)定實(shí)橋結(jié)構(gòu)自振特性參數(shù)的方法主要有自由振動(dòng)衰減法、強(qiáng)迫振動(dòng)法和環(huán)境隨機(jī)振動(dòng)法等，原則上任何一種方法都可以測(cè)得各種自振特性參數(shù)。從橋梁測(cè)試技術(shù)的發(fā)展來(lái)說(shuō)，強(qiáng)迫振動(dòng)法得到的數(shù)據(jù)結(jié)果往往簡(jiǎn)單直觀，容易處理。強(qiáng)迫振動(dòng)法在測(cè)頻率、阻尼的同時(shí)，還可對(duì)橋梁的振型進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)在某一共振頻率上產(chǎn)生共振時(shí)，總對(duì)應(yīng)著一個(gè)主振型，此時(shí)只要在橋上布置足夠的測(cè)點(diǎn)，同時(shí)記錄它們?cè)谡駝?dòng)過(guò)程中的幅值和相位差就可分析得到所要求的振型曲線。強(qiáng)迫共振法的優(yōu)點(diǎn)是方法可靠，激出來(lái)的自振特性參數(shù)精度比較高。

相關(guān)技術(shù)中，強(qiáng)迫振動(dòng)設(shè)備在對(duì)一些大跨徑柔性實(shí)橋進(jìn)行激振試時(shí)，由于強(qiáng)迫振動(dòng)設(shè)備的自振頻率很低，需要應(yīng)用汽車(chē)吊上的重錘周期性地反復(fù)升降，來(lái)激發(fā)起橋梁的豎向彎曲和扭轉(zhuǎn)振型。此種強(qiáng)迫振動(dòng)方法無(wú)法精確控制激振力的頻率來(lái)驗(yàn)證求得的結(jié)構(gòu)自振頻率的準(zhǔn)確性，且上述強(qiáng)迫振動(dòng)設(shè)備無(wú)法掃頻試驗(yàn)，極大的延長(zhǎng)的試驗(yàn)時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種用于橋梁的激振抑振裝置和激振方法以及抑振方法，以解決相關(guān)技術(shù)中應(yīng)用汽車(chē)吊上的重錘周期性地反復(fù)升降，來(lái)激發(fā)起橋梁的豎向彎曲和扭轉(zhuǎn)振型的強(qiáng)迫共振法，無(wú)法精確控制激振力的頻率，導(dǎo)致驗(yàn)證求得的結(jié)構(gòu)自振頻率不準(zhǔn)確。

第一方面，提供了一種用于橋梁的激振抑振裝置，其包括：

上承臺(tái)；

行走機(jī)構(gòu)，其與所述上承臺(tái)連接，并用于行走在橋梁上；

下承臺(tái)，其位于所述上承臺(tái)的下方；

作動(dòng)機(jī)構(gòu)，其兩端分別與所述上承臺(tái)和所述下承臺(tái)可轉(zhuǎn)動(dòng)連接；并用于當(dāng)所述下承臺(tái)壓持于橋梁上時(shí)，驅(qū)動(dòng)所述上承臺(tái)振動(dòng)；

檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其設(shè)于所述下承臺(tái)上，并用于檢測(cè)橋梁的振動(dòng)參數(shù)；