岸邊集裝箱起重機(jī)風(fēng)致振動(dòng)研究

1、岸邊集裝箱起重機(jī)風(fēng)致振動(dòng)研究岸邊集裝箱起重機(jī)風(fēng)致振動(dòng)研究岸邊集裝箱起重機(jī)風(fēng)致振動(dòng)研究岸邊集裝箱起重機(jī)風(fēng)致振動(dòng)研究桂壽平桂壽平呂英俊呂英俊 劉樹(shù)道劉樹(shù)道 桂程飛桂程飛陸麗芳陸麗芳摘要摘要：針對(duì)岸邊集裝箱起重機(jī)（簡(jiǎn)稱岸橋）的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其工作環(huán)境的特殊性，采用 Wilson-法推導(dǎo)了脈動(dòng)風(fēng)壓作用下結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算公式，通過(guò)編制風(fēng)振計(jì)算分析程序，并針對(duì)實(shí)際的岸橋，進(jìn)行風(fēng)振計(jì)算機(jī)仿真。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：風(fēng)振Wilson-法動(dòng)力響應(yīng) 計(jì)算機(jī)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(jī)作為一種高聳結(jié)構(gòu)，對(duì)地震及風(fēng)荷載的影響十分敏感。尤其是近年來(lái)，起重機(jī)數(shù)量增多，高度增加，風(fēng)致振動(dòng)影響愈來(lái)愈多，風(fēng)毀事故也時(shí)有發(fā)生。寧波港鎮(zhèn)海作業(yè)區(qū)兩臺(tái) 10t 門座起重機(jī)，分別于 1979 年和 1980 年在非工作狀態(tài)時(shí)，因風(fēng)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(guò)由風(fēng)振引起的起重機(jī)拉桿斷裂事故，嚴(yán)重影響了港口的正常工作，造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。由于岸橋處于碼頭前沿工作，其迎風(fēng)面積

4、大，風(fēng)力作用中心高，重心高，極易引起風(fēng)振，造成事故。隨著國(guó)際貿(mào)易的發(fā)展，集裝箱運(yùn)量激增，岸橋不斷朝著大型化、高效化方向發(fā)展，對(duì)風(fēng)致振動(dòng)更為敏感。因此有必要對(duì)其風(fēng)振現(xiàn)象進(jìn)行研究。本文針對(duì)岸橋的風(fēng)振現(xiàn)象，建立相關(guān)的力學(xué)與數(shù)學(xué)模型及其計(jì)算機(jī)仿真，獲得風(fēng)振過(guò)程中仿真性態(tài)，適用于設(shè)計(jì)、檢測(cè)與有關(guān)技術(shù)管理部門分析與參考。1 1結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 1 所示，通常在岸橋基距小于軌距的情況下，風(fēng)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(fēng)面積大），作為基本建模依據(jù)。圖 1岸邊集裝箱起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖2 2岸橋鋼結(jié)構(gòu)風(fēng)振的計(jì)算模型岸橋鋼結(jié)構(gòu)風(fēng)振的計(jì)算模型起重機(jī)風(fēng)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(fēng)荷載比工作狀態(tài)下的風(fēng)荷載大得多，更容易造成風(fēng)致破壞，因此研究非工作狀態(tài)下起重機(jī)的風(fēng)致振動(dòng)具有直接的現(xiàn)實(shí)意義。計(jì)算模型為多質(zhì)點(diǎn)組合鋼架體系。其所受風(fēng)荷載根據(jù)脈動(dòng)風(fēng)的隨機(jī)性特點(diǎn)，采用時(shí)域內(nèi)的隨機(jī)模擬方法，模擬成時(shí)間的函數(shù)作用于各質(zhì)點(diǎn)，在時(shí)間域內(nèi)直接求解運(yùn)動(dòng)微分方程求得結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。圖 2 所示為岸橋鋼結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型，為便于計(jì)算，將圖 2 所示模型簡(jiǎn)化為圖 3 所示模型。圖 2岸橋的計(jì)算模型圖 3簡(jiǎn)化后的模型岸橋鋼結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)的動(dòng)力學(xué)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(dòng)風(fēng)荷載向量。在時(shí)域內(nèi)求解方程（1）采用 Wilson-法，計(jì)算和分析表明，此法通常為無(wú)條件穩(wěn)定，只要積分步長(zhǎng)取得合適，就能得到滿意結(jié)果。根據(jù) Wilson-法的原理，由文獻(xiàn)1給出一個(gè)動(dòng)力學(xué)方程，設(shè)第