岸邊集裝箱起重機風致振動研究

1、岸邊集裝箱起重機風致振動研究岸邊集裝箱起重機風致振動研究岸邊集裝箱起重機風致振動研究岸邊集裝箱起重機風致振動研究桂壽平桂壽平呂英俊呂英俊 劉樹道劉樹道 桂程飛桂程飛陸麗芳陸麗芳摘要摘要：針對岸邊集裝箱起重機（簡稱岸橋）的結(jié)構(gòu)特點及其工作環(huán)境的特殊性，采用 Wilson-法推導了脈動風壓作用下結(jié)構(gòu)的動力響應計算公式，通過編制風振計算分析程序，并針對實際的岸橋，進行風振計算機仿真。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：風振Wilson-法動力響應 計算機仿真Study of the quayside container cranes wind vibrationAbstractAbstract：Aim at the qu

2、ayside container cranes structurecharacteristic and its special work condition, with the method ofWilson-, deduced the cranes calculate formula of dynamic responseunder wind press, compiled the corresponding program. As an example,a container crane was calculated, and was used for computersimulation

3、.Keywords:Keywords: wind vibration; the method of Wilson-; dynamicresponse; computer simulation;引言引言起重機作為一種高聳結(jié)構(gòu)，對地震及風荷載的影響十分敏感。尤其是近年來，起重機數(shù)量增多，高度增加，風致振動影響愈來愈多，風毀事故也時有發(fā)生。寧波港鎮(zhèn)海作業(yè)區(qū)兩臺 10t 門座起重機，分別于 1979 年和 1980 年在非工作狀態(tài)時，因風振引起箱形矩形截面拉桿斷裂；上海港、天津港也都出現(xiàn)過由風振引起的起重機拉桿斷裂事故，嚴重影響了港口的正常工作，造成極大的經(jīng)濟損失。由于岸橋處于碼頭前沿工作，其迎風面積

4、大，風力作用中心高，重心高，極易引起風振，造成事故。隨著國際貿(mào)易的發(fā)展，集裝箱運量激增，岸橋不斷朝著大型化、高效化方向發(fā)展，對風致振動更為敏感。因此有必要對其風振現(xiàn)象進行研究。本文針對岸橋的風振現(xiàn)象，建立相關(guān)的力學與數(shù)學模型及其計算機仿真，獲得風振過程中仿真性態(tài)，適用于設計、檢測與有關(guān)技術(shù)管理部門分析與參考。1 1結(jié)構(gòu)簡圖結(jié)構(gòu)簡圖如圖 1 所示，通常在岸橋基距小于軌距的情況下，風荷載產(chǎn)生的作用（平行于大車軌道方向，岸橋結(jié)構(gòu)迎風面積大），作為基本建模依據(jù)。圖 1岸邊集裝箱起重機鋼結(jié)構(gòu)簡圖2 2岸橋鋼結(jié)構(gòu)風振的計算模型岸橋鋼結(jié)構(gòu)風振的計算模型起重機風荷載分工作狀態(tài)與非工作狀態(tài)兩類。非工作狀態(tài)下所承

5、受的風荷載比工作狀態(tài)下的風荷載大得多，更容易造成風致破壞，因此研究非工作狀態(tài)下起重機的風致振動具有直接的現(xiàn)實意義。計算模型為多質(zhì)點組合鋼架體系。其所受風荷載根據(jù)脈動風的隨機性特點，采用時域內(nèi)的隨機模擬方法，模擬成時間的函數(shù)作用于各質(zhì)點，在時間域內(nèi)直接求解運動微分方程求得結(jié)構(gòu)的響應。圖 2 所示為岸橋鋼結(jié)構(gòu)的計算模型，為便于計算，將圖 2 所示模型簡化為圖 3 所示模型。圖 2岸橋的計算模型圖 3簡化后的模型岸橋鋼結(jié)構(gòu)風振響應的動力學方程一般為：（1）式中，M、C、K 分別為岸橋鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量矩陣、阻尼矩陣和剛度矩陣；、分別為岸橋鋼結(jié)構(gòu)的位移、速度和加速度向量；F 為結(jié)構(gòu)的脈動風荷載向量。在時域內(nèi)求解方程（1）采用 Wilson-法，計算和分析表明，此法通常為無條件穩(wěn)定，只要積分步長取得合適，就能得到滿意結(jié)果。根據(jù) Wilson-法的原理，由文獻1給出一個動力學方程，設第