[发明专利]一种斜拉索单模态瞬态激振系统

说明书

技术领域

本发明涉及拉索桥梁激振系统，具体涉及一种斜拉索单模态瞬态激振系统。

背景技术

斜拉索是斜拉桥中最关键的构件，但易在自然条件和桥面荷载作用下发生多种复杂振动，从而产生疲劳累积损伤，抗力衰减，对斜拉桥的安全性和耐久性造成极大的危害。因此如何有效抑制拉索的振动是目前研究的热点和难点。而拉索本身的动力特性（振型、频率和阻尼比）研究是拉索振动控制的技术前提。研究拉索振动控制措施和控制效果往往都需要大幅的拉索振动来检验。

因此，研究一种斜拉索单模态瞬态激振系统已为亟待解决的技术问题。

发明内容

为了弥补现有斜拉索各种振动试验中存在拉索有效激振方法的研究缺失，本发明提供了一种斜拉索单模态瞬态激振系统，既可保证拉索的自由振动，又可确保系统试验的安全。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案是，一种斜拉索单模态瞬态激振系统，其特征在于，包括变频器、电机、偏心激振器、拉力传感器、脱钩机构、拉索和特制索夹，电机固定在桥面，电机通过电缆连接变频器，电机输出轴安装有偏心激振器，利用钢丝绳依次连接偏心激振器、脱钩机构、拉力传感器和特制索夹，特制索夹固定在拉索上。特制索夹为方便钢丝绳与拉索连接的连接件，可以为方便连接的任意索、环、夹等连接件。电机也可以不固定在桥面，可以设置于任何方便设置的地方。电机作用：提供动力，驱动偏心激振器，使拉索发生强迫振动；变频器作用：控制电机转动速度（即频率），使强迫振动频率接近试验拉索的某一阶固有频率（理论值）；偏心轮作用：通过偏心半径的设定和改变，控制拉索强迫振动振幅大小；扳机（脱钩器）作用：在强迫振动过程中，人为敲击脱钩器扳手，突然释放激振力，使拉索产生自有衰减振动；拉力传感器作用：实时监测强迫振动激振力，为后续分析提供拉索振动输入能量数据；电缆作用：连接电机和变频器；钢丝绳作用：连接电机偏心轮、脱钩器、拉力传感器和拉索，并承受激振力；电机通过膨胀螺栓与桥面连接，钢丝绳的另一端通过特制索夹与拉索连接。

本发明还在于，拉索的一端固定在桥面，拉索与桥面成固定角度。

本发明还在于，脱钩机构为扳机，脱钩机构有一端为轻质端，轻质端上设置有球锥体，脱钩机构轻质端的球锥体后部带有环形止退槽。

本发明还在于，拉索通过特制索夹与钢丝绳端部连接。

本发明还在于，特制索夹为拉索扣环。

本发明还在于，电机用膨胀螺栓固定在桥面，且偏心激振器位于拉索水平投影面内。

本发明还在于，拉索上设置有阻尼器，阻尼器为可拆卸部件。

本发明还在于，拉索与桥面之间设置有立柱，立柱一端连接在桥面上，立柱的另一端连接拉索上的阻尼器，立柱为可拆卸部件。

本发明还在于，拉索设置有阻尼器的部位还设置有可拆卸的加速度计。

本发明还在于，拉索的上部还设置有一个可拆卸的加速度计。本发明特点：

1、提出一种拉索单模态稳态激励系统实现方法

根据拉索固有频率的理论计算结果，通过系统变频器调整频率至拉索的某一阶频率附近，通过电机偏心轮作用带动拉索进行某一模态的强迫振动。强迫振动是为了实现单模态自由衰减振动（脱钩后）。

同时，通过系统设置的拉力传感器，可实时测出激振力时程曲线。激振力是为了分析：力作为输入，拉索响应为输出。

2、实现拉索单模态瞬态激励

通过系统设置的脱钩器，突然脱钩即可使正在进行稳态强迫振动的拉索进行自由衰减振动。

考虑到拉索自由振动有一定的振幅，在系统脱钩后通过预设的加长钢丝绳，既可保证拉索的自由振动，又可确保系统试验的安全。

附图说明

图1为本发明实施例的斜拉索单模态瞬态激振系统的拉索单模态激振与测试及拉索振动控制系统组成原理图。

图2为本发明实施例的斜拉索单模态瞬态激振系统的结构框图。

图3为本发明实施例的斜拉索单模态瞬态激振系统的结构示意图。

具体实施方式

下面实施例是对本发明技术内容的进一步说明，但并非对本发明实质内容的限制。

参见图1、2、3，本发明一种斜拉索单模态瞬态激振系统包括变频器、电机、偏心激振器、拉力传感器、脱钩机构、拉索和特制索夹，电机固定在桥面，电机通过电缆连接变频器，电机输出轴安装有偏心激振器，利用钢丝绳依次连接偏心激振器、脱钩机构、拉力传感器和特制索夹，特制索夹固定在拉索上。

还在于拉索的一端固定在桥面，拉索与桥面成固定角度。