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岸邊集裝箱起重機風致振動研究

時間：2023-02-20 08:06:46 物流論文我要投稿

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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

桂壽平呂英俊劉樹道桂程飛陸麗芳

摘要：針對岸邊集裝箱起重機（簡稱岸橋）的結構特點及其工作環(huán)境的特殊性，采用Wilson-θ法推導了脈動風壓作用下結構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。

關鍵詞：風振 Wilson-θ法動力響應計算機仿真

Study of the quayside container crane’s wind vibration

Abstract：Aim at the quayside container crane’s structure characteristic and its special work condition, with the method of Wilson-θ, deduced the crane’s calculate formula of dynamic response under wind press, compiled the corresponding program. As an example,

a container crane was calculated, and was used for computer simulation.

Keywords: wind vibration; the method of Wilson-θ; dynamic response; computer simulation;

引言

起重機作為一種高聳結構，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，造成極大的經濟損失。由于岸橋處于碼頭前沿工作，其迎風面積大，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、檢測與有關技術管理部門分析與參考。

1．結構簡圖

如圖1所示，通常在岸橋基距小于軌距的情況下，風荷載產生的作用（平行

于大車軌道方向，岸橋結構迎風面積大），作為基本建模依據(jù)。

圖1 岸邊集裝箱起重機鋼結構簡圖

2．岸橋鋼結構風振的計算模型

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，采用時域內的隨機模擬方法，模擬成時間的函數(shù)作用于各質點，在時間域內直接求解運動微分方程求得結構的響應。圖2

所示為岸橋鋼結構的計算模型，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

岸橋鋼結構風振響應的動力學方程一般為：

……（1）