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岸边集装箱起重机风致振动研究

时间：2023-02-20 08:06:46 物流论文我要投稿

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岸边集装箱起重机风致振动研究

岸边集装箱起重机风致振动研究

岸边集装箱起重机风致振动研究

桂寿平吕英俊刘树道桂程飞陆丽芳

摘要：针对岸边集装箱起重机（简称岸桥）的结构特点及其工作环境的特殊性，采用Wilson-θ法推导了脉动风压作用下结构的动力响应计算公式，通过编制风振计算分析程序，并针对实际的岸桥，进行风振计算机仿真。

关键词：风振 Wilson-θ法动力响应计算机仿真

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

起重机作为一种高耸结构，对地震及风荷载的影响十分敏感。尤其是近年来，起重机数量增多，高度增加，风致振动影响愈来愈多，风毁事故也时有发生。宁波港镇海作业区两台10t门座起重机，分别于1979年和1980年在非工作状态时，因风振引起箱形矩形截面拉杆断裂；上海港、天津港也都出现过由风振引起的起重机拉杆断裂事故，严重影响了港口的正常工作，造成极大的经济损失。由于岸桥处于码头前沿工作，其迎风面积大，风力作用中心高，重心高，极易引起风振，造成事故。随着国际贸易的发展，集装箱运量激增，岸桥不断朝着大型化、高效化方向发展，对风致振动更为敏感。因此有必要对其风振现象进行研究。本文针对岸桥的风振现象，建立相关的力学与数学模型及其计算机仿真，获得风振过程中仿真性态，适用于设计、检测与有关技术管理部门分析与参考。

1．结构简图

如图1所示，通常在岸桥基距小于轨距的情况下，风荷载产生的作用（平行

于大车轨道方向，岸桥结构迎风面积大），作为基本建模依据。

图1 岸边集装箱起重机钢结构简图

2．岸桥钢结构风振的计算模型

起重机风荷载分工作状态与非工作状态两类。非工作状态下所承受的风荷载比工作状态下的风荷载大得多，更容易造成风致破坏，因此研究非工作状态下起重机的风致振动具有直接的现实意义。

计算模型为多质点组合钢架体系。其所受风荷载根据脉动风的随机性特点，采用时域内的随机模拟方法，模拟成时间的函数作用于各质点，在时间域内直接求解运动微分方程求得结构的响应。图2

所示为岸桥钢结构的计算模型，为便于计算，将图2所示模型简化为图3所示模型。

图2 岸桥的计算模型

图3 简化后的模型

岸桥钢结构风振响应的动力学方程一般为：

……（1）