斜拉索负刚度摩擦阻尼器减振与阻尼增效

桥梁等大跨高耸结构的斜拉索在风雨等环境激励下容易出现多机理和多模态的振动,在索上安装阻尼器是常用的减振措施。随着索长的增加,近索端安装的阻尼器提供的阻尼和覆盖的振动模态难以满足实际工程需求。该文在传统的索摩擦阻尼器基础上,提出了一种具有负刚度特性的摩擦阻尼器(NSFD),通过预压弹簧实现负刚度同时提供摩擦面的预压力;构建了NSFD的近似线性负刚度系数公式,通过能量等效的方法分析了其对斜拉索的阻尼效果;通过索-NSFD系统的数值模型,分析了其对斜拉索振动响应的阻尼和控制效果。
针对一根实桥斜拉索,通过−150 kN/m的负刚度和非线性减振效应,相比于线性粘滞阻尼器可最大实现附加阻尼69%的提升。研究结果表明：该装置能有效提升摩擦阻尼器对斜拉索的减振效果。